ENSAYO

Tema:

Componentes Electrónicos .

Realizado Por:

Cristian Villegas .

Profesor:

Ing. Jorge Giovanny González Artunduaga .

Escuela:

Servicio Nacional de Aprendizaje (SENA) . Centro de Logística y Promoción Ecoturística del Ma gdalena .

Curso:

Gestión de Redes de Datos .

Santa Marta D.T.C.H. (Magdalena) .

Resistores Eléctricos

Se denomina resistor o bien resistencia al componente electrónico diseñado para introducir una resistencia eléctrica determinada entre dos puntos de un circuito eléctrico. Los resistores se utilizan en los circuitos para limitar el valor de la corriente o para fijar el valor de la tensión. A diferencia de otros componentes electrónicos, los resistores no tienen polaridad definida. Clasificación de los Resistores Eléctricos Podemos clasificar las resistencias en tres grandes grupos:

• Resistencias Fijas: Son las que presentan un valor óhmico que no podemos modificar.

• Resistencias Variables: Son las que presentan un valor óhmico que nosotros podemos variar modificando la posición de un contacto deslizante.

• Resistencias Especiales: Son las que varían su valor óhmico en función de la estimulación que reciben de un factor externo (luz, temperatura...)

Tipos de Resistores Eléctricos

De Hilo Bobinado: Estas resistencias fueron las primeras en producirse y aún hoy siguen siendo utilizadas para potencias con disipaciones elevadas. Las resistencias de esta clase están compuestas por hilo bobinado conductor que posee forma de espiral y que se coloca sobre un material cerámico. Esta variante se suele utilizar en aquellos casos en los que se precise una importante estabilidad térmica, resistencias no muy altas, potencias de pocos watios y estabilidad del valor de la resistencia por un prolongado período de tiempo.

De Carbón Prensado: Las resistencias de este tipo son también de las más antiguas y están compuestas por grafito en polvo comprimido que adquiere forma de tubo. Este tipo de resistencia se caracteriza por su inestabilidad ante la temperatura, su elevada tolerancia, también por emitir ruidos térmicos altos y por su sensibilidad al transcurso del tiempo.

De Película de Carbón: Este tipo de resistencia está compuesta por una película de carbón que es colocada en el interior de un tubo de cerámica. A diferencia de las anteriores, tienen una mayor resistencia al paso del tiempo y su estabilidad térmica es superior. Además de esto, no presentan un ruido térmico tan elevado como las de carbón pesado.

De Película de Óxido Metálico: Al igual que las resistencias anteriores, estas son las más utilizadas actualmente. En cuanto a su fabricación, se aproximan a las de película de carbón, pero con respecto a su funcionamiento, son similares a las que de película metálica. El uso de esta variante es bastante reducido. Un ejemplo en donde son utilizadas es en las aplicaciones militares sumamente exigentes.

De Película Metálica: También muy utilizadas actualmente, esta versión presenta una estabilidad y ruidos térmicos mejorados en relación con las anteriores. Se caracterizan por resistir mejor el paso del tiempo y por poseer un coeficiente de temperatura poco elevado.

De Metal Vidriado: Estas resistencias resultan similares a las anteriores pero con la diferencia de que la película metálica es reemplazada por vidrio compuesto con polvo metálico. Gracias al vidrio, estas pueden resistir mejor la inercia térmica, por lo que se comportan de forma más eficiente frente a las sobrecargas. La desventaja que presentan estas resistencias es que su coeficiente térmico no es muy bueno.

Simbología de los Resistores Eléctricos

Código de Colores de los Resistores Los resistores fijos de potencia pequeña, empleados en circuitos electrónicos, van rotuladas con un código de franjas de colores. Caracterizar una resistencia hacen falta tres valores: resistencia eléctrica, disipación máxima y precisión. Estos datos se indican con un conjunto de tres, cuatro o cinco rayas de colores sobre el cuerpo del elemento. Se leen de izquierda a derecha dejando la raya de tolerancia (normalmente plateada o dorada) a la derecha. La raya de tolerancia indica la precisión. De las restantes, la última es el multiplicador y las otras las cifras. La siguiente tabla muestra la relación que hay entre los colores de las franjas de los resistores y valores que representan. El valor se obtiene leyendo las cifras como un número de una, dos o tres cifras; se multiplica por el multiplicador y se obtiene el resultado en Ohmios (Ω). El coeficiente de temperatura únicamente se aplica en resistencias de alta precisión (<1%).

Color de la banda

Valor de la cifra significativa

Multiplicador Tolerancia Coeficiente de temperatura

Negro

0 1

Marrón

1 10 1% 100ppm/ºC

Rojo

2 100 2% 50ppm/ºC

Naranja

3 1 000

15ppm/ºC

Amarillo

4 10 000

25ppm/ºC

Verde

5 100 000 0,5%

Azul

6 1 000 000 0,25% 10ppm/ºC

Violeta

7 10 000 000 0,1% 5ppm/ºC

Gris

8 100 000 000

Blanco

9 1 000 000 000

1ppm/ºC

Dorado

0.1 5%

Plateado

0.01 10%

Ninguno

20%

Bobinas Eléctricas

Un Inductor o Bobina es un componente pasivo de un circuito eléctrico que, debido al fenómeno de la autoinducción, almacena energía en forma de campo magnético. Un inductor está constituido normalmente por una bobina de conductor, típicamente alambre o hilo de cobre esmaltado. Existen inductores con núcleo de aire o con núcleo hecho de material ferroso (por ejemplo, acero magnético), para incrementar su capacidad de magnetismo. Los inductores pueden también estar construidos en circuitos integrados, usando el mismo proceso utilizado para realizar microprocesadores. En estos casos se usa, comúnmente, el aluminio como material conductor. Sin embargo, es raro que se construyan inductores dentro de los circuitos integrados; es mucho más práctico usar un circuito llamado "girador" que, mediante un amplificador operacional, hace que un condensador se comporte como si fuese un inductor. El inductor consta de las siguientes partes:

• Devanado Inductor: Es el conjunto de espiras destinado a producir el flujo magnético, al ser recorrido por la corriente eléctrica.

• Culata: Es una pieza de sustancia ferromagnética, no rodeada por devanados, y destinada a unir los polos de la máquina.

• Pieza Polar: Es la parte del circuito magnético situada entre la culata y el entrehierro, incluyendo el núcleo y la expansión polar.

• Núcleo: Es la parte del circuito magnético rodeada por el devanado inductor. • Expansión Polar: Es la parte de la pieza polar próxima al inducido y que bordea

al entrehierro. • Polo Auxiliar o de Conmutación: Es un polo magnético suplementario, provisto o

no, de devanados y destinado a mejorar la conmutación. Suelen emplearse en las máquinas de mediana y gran potencia.

También pueden fabricarse pequeños inductores, que se usan para frecuencias muy altas, con un conductor pasando a través de un cilindro de ferrita o granulado.

Tipos de Bobinas Eléctricas

• Fijas: Son aquellas que tienen un valor fijo y se dividen en:

Con Núcleo de Aire: El conductor se arrolla sobre un soporte hueco y posteriormente se retira este quedando con un aspecto parecido al de un muelle. Se utiliza en frecuencias elevadas. Una variante de la bobina anterior se denomina solenoide y difiere en el aislamiento de las espiras y la presencia de un soporte que no necesariamente tiene que ser cilíndrico. Se utiliza cuando se precisan muchas espiras. Estas bobinas pueden tener tomas intermedias, en este caso se pueden considerar como 2 o más bobinas arrolladas sobre un mismo soporte y conectadas en serie. Igualmente se utilizan para frecuencias elevadas.

Con Núcleo Sólido: Poseen valores de inductancia más altos que los anteriores debido a su nivel elevado de permeabilidad magnética. El núcleo suele ser de un material ferromagnético. Los más usados son la ferrita y el ferroxcube. Cuando se manejan potencias considerables y las frecuencias que se desean eliminar son bajas se utilizan núcleos parecidos a los de los transformadores (en fuentes de alimentación sobre todo). Así nos encontraremos con las configuraciones propias de estos últimos. Las secciones de los núcleos pueden tener forma de EI, M, UI y L.

Bobina de Ferrita de Nido de Abeja: Se utilizan en los circuitos sintonizadores de aparatos de radio en las gamas de onda media y larga. Gracias a la forma del bobinado se consiguen altos valores inductivos en un volumen mínimo.

Bobinas con Núcleo Toroidal: Se caracterizan por que el flujo generado no se dispersa hacia el exterior ya que por su forma se crea un flujo magnético cerrado, dotándolas de un gran rendimiento y precisión.

Bobina de Ferrita: Son aquellos que están diseñadas por un material especial formado por polvo de hierro, otros compuestos y un aglutinante. Son las mas usadas por sus buenas propiedades magnéticas.

• Variables: Este tipo de bobina permite la variación de la inductancia al desplazar su núcleo. También se fabrican bobinas ajustables. Normalmente la variación de inductancia se produce por desplazamiento del núcleo. Las bobinas blindadas pueden ser variables o fijas, consisten encerrar la bobina dentro de una cubierta metálica cilíndrica o cuadrada, cuya misión es limitar el flujo electromagnético creado por la propia bobina y que puede afectar negativamente a los componentes cercanos a la misma.

Aplicaciones de las Bobinas Eléctricas El principio de funcionamiento de una bobina eléctrica es el siguiente: “Al circular por ella una corriente eléctrica se genera a su alreded or un campo magnético ”. Y la inversa: “Si hacemos que un campo magnético se mueva a través de la bobina se genera en ella una tensión eléctrica ”. Bajo estos dos efectos las aplicaciones son múltiples:

Timbre: Una bobina por la que circula una corriente alterna hace moverse alternativamente a un lado y a otro gracias al campo magnético generado una paleta que golpea una campana.

Electroválvula: Una bobina de tipo solenoide abre o cierra mediante atracción magnética una válvula que controla el paso de un fluido. Típicamente la válvula se mantiene cerrada por la acción de un muelle, al aplicar corriente al solenoide la abre venciendo la fuerza del muelle y dejando pasar el fluido.

Relé / Contactór: Interruptor controlado eléctricamente. Una bobina por la que circula una corriente genera un campo magnético que mueve un elemento ferromagnético que a su vez abre o cierra un interruptor eléctrico. Relés y contactores están presentes en todos los automatismos eléctricos.

Motor Eléctrico / Generador: Mediante campos magnéticos generados por bobinas se transforma energía eléctrica en movimiento rotatorio de un eje. Y a la inversa, el movimiento rotatorio de un eje genera energía eléctrica en las bobinas al hacer pasar un campo magnético a través de las mismas.

Motor Lineal: Bajo el mismo principio de funcionamiento que un motor convencional generan un movimiento lineal mediante el campo magnético producido por bobinas colocadas linealmente.

Interruptor Diferencial: Dos bobinas colocadas en serie producen un campo magnético opuesto, si la corriente que circula por las bobinas no es igual (lo cual detecta una fuga de corriente en el circuito) las fuerzas se descompensan y se abre el interruptor.

Sensor Inductivo: Una bobina detecta el paso de un elemento ferromagnético por sus proximidades generando una tensión eléctrica en sus extremos. Muy usados en automóvil y todo tipo de maquinaria ya que al no tener partes móviles nos sufren desgaste.

Freno Eléctrico: En su construcción, se emplean unas bobinas que se instalan entre dos discos solidarios con el eje de la transmisión del vehículo, Estas bobinas crean un campo magnético fijo, y es el movimiento de los rotores, lo que produce la variación de velocidad, ya que a mayor velocidad de giro, mayor es la fuerza de frenado generada por el campo electromagnético que atraviesa los discos rotores. Utilizado en camiones, autobuses, o trenes.

Embrague Magnético: El campo magnético generado al aplicar corriente a una bobina atrae al rotor contra el embragué.

Balasto (Reactancia): Bobina que se encarga de mantener un flujo de corriente estable en lámparas fluorescentes y similares.

Bobina de Ignición: Formado por dos bobinas, su función es muy similar al de un transformador. Es el elemento encargado de generar la alta tensión, con la cual se va a alimentar a la bujía en motores de combustión.

Simbología de las Bobinas Eléctricas

Transformador

El transformador es un dispositivo que convierte la energía eléctrica alterna de un cierto nivel de tensión, en energía alterna de otro nivel de tensión, basándose en el fenómeno de la inducción electromagnética. Está constituido por dos o más bobinas de material conductor, devanadas sobre un núcleo cerrado de material ferromagnético, pero aisladas entre sí eléctricamente. La única conexión entre las bobinas la constituye el flujo magnético común que se establece en el núcleo. El núcleo, generalmente, es fabricado bien sea de hierro o de láminas apiladas de acero eléctrico, aleación apropiada para optimizar el flujo magnético. Tipos de Transformadores

• Transformador de Aislamiento: Suministra aislamiento galvánico entre el alambre primario y el secundario, por lo cual proporciona una alimentación o señal “flotante”.

• Transformador de Alimentación: Estos poseen uno o varios alambres secundarios y suministran las tensiones necesarias para el funcionamiento del equipo. A veces incorporan fusibles no reemplazables, que apagan su circuito primario en caso de una temperatura excesiva, evitando que éste se queme.

• Transformador Trifásico: Poseen un trío de bobinados en su primario y un segundo trío en su secundario. Pueden adoptar forma de estrella (Y) o triángulo (?), sus mezclas pueden ser: ?-?, ?-Y, Y-? y Y-Y. A pesar de tener una relación 1:1, al pasar de ? a Y o viceversa, las tensiones se modifican.

• Transformador de Pulsos: Está destinado a funcionar en régimen de pulsos debido a su rápida respuesta.

• Transformador de Línea o Flyback: Estos son transformadores de pulsos. Con aplicaciones especiales como televisores con TRC (CRT) para generar la alta tensión y la corriente para las bobinas de deflexión horizontal. Entre otras propiedades, frecuentemente proporciona otras tensiones para el tubo.

• Transformador con Diodo Dividido: Su nombre se debe a que está constituido

por varios diodos menores en tamaño, repartidos por el bobinado y conectados en serie, de modo que cada diodo sólo tiene que soportar una tensión inversa relativamente baja. La salida del transformador va directamente al ánodo del tubo, sin diodo ni triplicador.

• Transformador de Impedancia: Usado como adaptador de antenas y líneas de transmisión, era imprescindible en los amplificadores de válvulas para adaptar la alta impedancia de los tubos a la baja de los altavoces.

• Transformador Electrónico: Se caracteriza por ser muy utilizados en la actualidad en aplicaciones como cargadores para celulares. Utiliza un Corrector de factor de potencia de utilización imprescindible en los circuitos de fuente de alimentaciones conmutadas en lugar de circuitos.

Según su construcción existen diversos tipos como son:

• Auto transformador: El primario y el secundario constituyen un bobinado único. Pesa menos y es más barato que un transformador y por ello se emplea habitualmente para convertir 220V a 125V y viceversa y en otras aplicaciones equivalentes.

• Transformador Toroidal: Son más voluminosos, pero el flujo magnético se confina en el núcleo, teniendo flujos de dispersión muy reducidos y bajas pérdidas por corrientes de Foucault.

• Transformador de Grano Orientado: El núcleo se conforma por una placa de hierro de grano orientado, que se envuelve en sí misma, siempre con la misma dirección, en lugar de las láminas de hierro dulce separadas habituales. Las pérdidas son escasas pero es de alto costo. Estos tipos son los más utilizados, pero existen otros diversos modelos según el tipo de aplicación a la cual son destinados.

Clasificación de los Transformadores En una primera aproximación, pueden establecerse distintas formas de clasificación de los transformadores (o autotransformadores): Por la función que realizan, Por la clase de servicio a que se destinan, Por el tipo de construcción, etc.; las más usuales son las que a continuación se detallan: Por la Función que Realizan:

• Transformadores Elevadores. • Transformadores Reductores. • Transformadores de Distribución o Potencia. • Transformadores Monofásicos o Trifásicos.

Por el Servicio a que se Destinan:

• Transformadores de Subestación. • Transformadores de Generador. • Transformadores para Usos Especiales: Tracción, Hornos, Rectificadores, etc...

Por el Tipo de Construcción:

• De columnas con Bobinas Cilíndricas. • De columnas con Bobinas Rectangulares. • Acorazados, etc...

El rendimiento de un transformador, como el de cualquier otra máquina, viene dado por la relación entre las potencias útil y absorbida. Es función de la relación entre la intensidad a una determinada carga y la intensidad a plena carga .

Aplicaciones de los Transformadores El transformador de corriente es un dispositivo que funciona en base a inducción electromagnética. Su composición está determinada por dos bobinas, una primaria y una secundaria, enrolladas sobre un centro de hierro cerrado. Mediante la aplicación de una fuerza electromotriz alterna a la bobina primaria se genera un campo electromagnético que varía, según la corriente y su frecuencia. Si las vueltas de bobinado primario son menores a las del secundario, aumenta la tensión aplicada al primero disminuyendo la intensidad para igualar la potencia de entrada y la de salida. De esta manera es que el transformador se aplica tanto para aumentar o disminuir la tensión de un circuito como para variar de corriente alterna a corriente continua. El funcionamiento propicio de un transformador hará que la potencia de salida sea igual a la de entrada, siendo ésta (la potencia) el resultado de la tensión por la intensidad. El Transformador y sus Aplicaciones En el transporte de corriente, el transformador su posibilita el traspaso de tensión elevada al tiempo que, mediante una baja intensidad, se disminuye la pérdida de potencia que generan los conductores y sus resistencias. De esta manera, también se requiere un transformador que reduzca la tensión de llegada a la correspondiente en los aparatos eléctricos. En la vida doméstica, la gran cantidad de los electrodomésticos presentes en nuestro hogar precisan un transformador. Con el transformador de corriente, ésta se ajusta desde la red a los métodos y las necesidades de funcionamiento de los aparatos eléctricos. Dentro de la gama de aparatos que requieren de la aplicación de transformadores de corriente, los teléfonos celulares, los monitores y los equipos de audio son de los ejemplos más comunes.

Simbología de los Transformadores

Capacitores Eléctricos

Un Condensador (en inglés, Capacitor , nombre por el cual se le conoce frecuentemente en el ámbito de la electrónica y otras ramas de la física aplicada), es un dispositivo pasivo, utilizado en electricidad y electrónica, capaz de almacenar energía sustentando un campo eléctrico. Está formado por un par de superficies conductoras, generalmente en forma de láminas o placas, en situación de influencia total (esto es, que todas las líneas de campo eléctrico que parten de una van a parar a la otra) separadas por un material dieléctrico o por el vacío. Las placas, sometidas a una diferencia de potencial, adquieren una determinada carga eléctrica, positiva en una de ellas y negativa en la otra, siendo nula la variación de carga total. Aunque desde el punto de vista físico un condensador no almacena carga ni corriente eléctrica, sino simplemente energía mecánica latente; al ser introducido en un circuito se comporta en la práctica como un elemento "capaz" de almacenar la energía eléctrica que recibe durante el periodo de carga, la misma energía que cede después durante el periodo de descarga. Tipos de Capacitores Eléctricos

•••• Capacitor de Aluminio: Este capacitor está formado por una especie de barril de aluminio y su dieléctrico es un mescla de ácido bórico, este capacitor tiene un gran funcionamiento cuando se manejan bajas frecuencias pero cuando está en frecuencias mediana o altas, este tipo de capacitor tiende a tener grandes pérdidas de frecuencia, es utilizado en fuente de alimentación (en especial las conmutativas) y equipos de audio.

•••• Capacitores Autorregenerables: Estos están clasificados dentro de los

capacitores de papel, ya que están hechos de ente material, son utilizados mucho en la industria, ya que si se presenta una sobrecarga, la cual supere las características del material dieléctrico, esta sobrecarga rompe el papel en algún instante y produce un corto circuito, entre el barril (armadura), esto produce una gran cantidad de corriente en la armadura en la parte donde se trono derritiendo una capa de aluminio la cual rodea el corto circuito y restablece el aislamiento que se debe encontrar entre las armaduras, regresando a un estado original.

•••• Capacitor de Aire: Este tipo de capacitores son habitualmente de placas paralelas siendo su dieléctrico el aire, el cual esta encapsulado en una estructura de vidrio, este tipo de condensadores solo permite valores pequeños de capacitancia, son utilizado muy frecuentemente en radares y radios, tienen un gran funcionamiento de frecuencias altas y tienen una nula perdida en si dieléctrico a igual que no tienen polaridad.

•••• Capacitores Bipolares: Estos capacitores son utilizados en la corriente alterna,

en caso de que la corriente se invierta, se encuentran compuestos por un par de condensadores electrolíticos en forma de serie inversa, este tipo de capacitores no funcionan en altas frecuencias.

•••• Capacitores Cerámicos: Estos utilizan cerámica (8 distintos tipos de esta) como

su dieléctrico, se encuentras distintos tipos de capacitores los cuales su dieléctrico está formado por una sola pila de cerámica, pero también los hay con dieléctricos formado por pilas de láminas, estos capacitores funcionan para distintas frecuencias incluyendo las microondas.

•••• Capacitores Electrolíticos: Este tipo de capacitores utilizan un electrolito como

parte de su armadura actuando esta como un cátodo, si se aplica un voltaje adecuado, este electrolito pondrá una carga aislante bore el segundo barril (armadura) llamado ánodo, obteniendo capacitancia elevada, estos capacitores son apropiados para la corriente alterna, pero si la polaridad se invierte, se destruye el óxido, dándole paso a un corto circuito entre el barril y el electrolito, para posteriormente sufrir una aumento de temperatura y luego explotar.

•••• Capacitores de Mica: Estos capacitores utilizan la mica como dieléctrico, debido

a que esta presenta bajas perdidas, soporta altas temperaturas, se exfolia en láminas finas, no se desgasta con el óxido ni con la humedad, se construye poniendo una leve capa de aluminio en el barril, para después soldarlo a cada terminal, soportan altos voltajes y funcionan bien en altas frecuencias, aunque tienen un precio muy elevado, por esta razón se opta por otros.

•••• Capacitores de Papel: Utilizan como dieléctrico papel bakelizado, parafinado o

tan solo que se encuentre reducida su higrometría y aumentado su aislamiento, se encuentra formado por dos cintas de papel una de aluminio y otras dos de papel y otra de aluminio, las cuales se encuentran en forma de espiral (enrolladas), donde las cintas de aluminio son los dos barriles, los cuales se encentran conectados a las correspondientes terminales.

•••• Capacitor de Poliéster: Está constituido por láminas de poliéster donde se aloja

aluminio, el cual forma los barriles, las láminas son apiladas y después conectadas por los extremos de estas.

•••• Capacitores de Tantalio: Este también es un condensador electrolítico, pero se

sustituye el aluminio por tantalio, consiguiendo así pérdidas menores de corriente, con respecto a las pérdidas de corriente en los condensadores que contienen aluminio.

Clasificación de los Capacitores Eléctricos Capacitores Electrolíticos

•••• Son capacitores que tienen la polaridad o signo especificado y por lo general son capacitores de papel.

•••• La polaridad no puede ser cambiada sin dañarlo con peligro de que explote. •••• Los capacitores electrolíticos tienen un valor de un microfaradio en adelante. •••• Los capacitares electrolíticos son muy utilizados para acoples y desacoples de

circuitos de amplificación de sonido. •••• También se utilizan como filtros para señales rectificadas.

Aplicaciones:

•••• Las aplicaciones de lo electrolitos se utilizan como filtraje de un voltaje rectificado. En un automóvil se le utiliza para filtrar el voltaje suministrado por el alternador y llevado para cargar la batería.

•••• También se utiliza como acople y desacople de circuitos electrónicos tales como amplificadores de sonido.

•••• Su capacitancia va ser siempre mayor o igual a un microfaradio. Capacitores No Electrolíticos Son aquellos que no tienen polaridad definida y su electrolito es la mica o la cerámica. Su capacitancia es menor de un microfaradio. Aplicaciones:

•••• Para la fabricación de circuitos sintonizados, es decir, que sirven para seleccionar

una determinada frecuencia •••• También se utilizan para la fabricación de circuitos integrados o desintonizados.

Capacitores No Polares Son aquellos que tienen una capacitancia mayor o igual a un microfaradio, pero no tienen polaridad definida. Su principal electrolito es el papel. Aplicaciones:

•••• Se utilizan para absorber las chispas producidas en los motores eléctricos, siendo la chispa un pequeño arco voltaico.

•••• Se utiliza como Crossover, o sea que separa las altas, bajas y medianas frecuencias. Además, este está compuesto por bobinas, capacitores y resistores.

Aplicaciones de los Capacitores Eléctricos

Los Condensadores tienen muchas aplicaciones. Como su capacidad depende de la sección entre las placas, se pueden construir condensadores de capacidad variable, como los utilizados en los mandos de sintonización de un aparato de radio tradicional. En estos aparatos, al girar el mando, se varía la superficie efectiva entre placas, con lo que se ajusta su capacidad y, en consecuencia, se sintoniza una frecuencia de una emisora. Del mismo modo, el teclado de un ordenador actúa sobre un condensador variable, lo que nos permite actuar sobre la pantalla del mismo.

Nos referimos ahora a dos, entre las muchas aplicaciones tecnológicas del proceso de descarga del condensador. Una de ellas es el Desfibrilador , un aparado que se usa para reanimar enfermos en situaciones de emergencia. El desfibrilador usa un condensador que puede almacenar 360J y entregar esta energía al paciente en 2ms. Otro ejemplo de utilidad de la descarga del condensador es el flash de las cámaras fotográficas, que posee un condensador que almacena la energía necesaria para proporcionar un destello súbito de luz.

Finalmente hablamos de cómo Tierra se puede modernizar como un condensador. Aunque la atmósfera está compuesta principalmente por oxígeno y nitrógeno, que son gases eléctricamente aislantes, una parte de ella (la ionosfera) está permanentemente ionizada y con carga positiva, debido a su interacción con la radiación solar. Por su parte, la superficie de la Tierra, que es principalmente agua (tres cuartas partes lo son y por el resto el agua se infiltra a través de múltiples grietas y fisuras), también contiene iones disueltos y tiene una carga neta negativa. Por tanto, en la Tierra se puede considerar gran condensador, cuyas placas (esféricas) serían la ionosfera, y el suelo.

Ahora bien, en condiciones de "buen clima", la capa de aire que existe entre las dos “placas” de dicho condensador terrestre es un medio dieléctrico, pero no totalmente aislante, por lo que dicho condensador se tendría que ir descargando poco a poco a través de ella. No ocurre así y ello se debe a que existe un mecanismo compensatorio que lo recarga: Las Tormentas. Antes de que se inicie una tormenta, en un tipo de nubes llamadas cumulonimbos se genera un movimiento de cargas que polariza a dichas nubes (el proceso que causa esta polarización es bastante complejo), haciendo que la cara de ellas que se enfrenta al suelo terrestre acumule carga negativa y la cara superior acumule carga positiva (es decir, provocando una inversión del campo eléctrico ahí). Si la nube no es muy "alta", se producen descargas (rayos) a través del aire (cuando está húmedo llega a ser conductor), entre partículas del suelo con carga positiva y las cargas negativas de la cara de las nubes que mira a dicho suelo. Además hay un efecto de ida y vuelta de los rayos, de tal modo que, después de subir las partículas del suelo a la nube, instantáneamente regresan, causando la visión del relámpago.

Simbología de los Capacitores Eléctricos

Códigos de Identificación de los Capacitores Eléctr icos Vamos a disponer de un código de colores, cuya lectura varía según el tipo de condensador, y un código de marcas, particularizado en los mismos. Primero determinaremos el tipo de condensador (fijo o variable) y el tipo concreto dentro de estos. Las principales características que nos vamos a encontrar en los capacitores van a ser la capacidad nominal, tolerancia, tensión y coeficiente de temperatura, aunque dependiendo de cada tipo traerán unas características u otras. En cuanto a las letras para la tolerancia y la correspondencia número-color del código de colores, son lo mismo que para resistencias. Debemos destacar que la fuente más fiable a la hora de la identificación son las características que nos proporciona el fabr icante .

Capacitores cerámicos tipo placa, grupo 1 y 2.

Capacitores cerámicos tipo disco, grupo 1.

Capacitores cerámicos tipo disco, grupo 2.

Capacitores cerámicos tubulares. Código de Colores

Código de Marcas

Capacitores de plástico.

Código de Colores

Código de Marcas

Diodo

Un Diodo es un componente electrónico de dos terminales que permite la circulación de la corriente eléctrica a través de él en un solo sentido. Este término generalmente se usa para referirse al Diodo Semiconductor , el más común en la actualidad; consta de una pieza de cristal semiconductor conectada a dos terminales eléctricos. De forma simplificada, la curva característica de un diodo (I-V) consta de dos regiones: por debajo de cierta diferencia de potencial, se comporta como un circuito abierto (no conduce), y por encima de ella como un circuito cerrado con una resistencia muy pequeña. Debido a este comportamiento, se les suele denominar rectificadores, ya que son dispositivos capaces de suprimir la parte negativa de cualquier señal, como paso inicial para convertir una alterna en corriente continua. Su principio de funcionamiento está basado en los experimentos de Lee De Forest. Clasificación de los Diodos

Diodo Rectificador: Es uno de los dispositivos de la familia de los diodos más sencillos. El nombre diodo “rectificador” procede de su aplicación, la cual consiste en separar los ciclos positivos de una señal de corriente alterna. Si se aplica al diodo una tensión de corriente alterna durante los medios ciclos positivos, se polariza en forma directa; de esta manera, permite el paso de la corriente eléctrica. Pero durante los medios ciclos negativos, el diodo se polariza de manera inversa; con ello, evita el paso de la corriente en tal sentido.

Diodo Zener: El Diodo Zener, permite el paso de un voltaje determinado. Se usan en los circuitos que necesitan diversos voltajes, para evitar hacer una fuente para cada voltaje. El diodo Zener siempre va acompañado de una resistencia, llamada Resistencia de polarización del Zener (RZ). El diodo Zener se coloca en paralelo, mientras que la resistencia va en serie, antes del Zener. Esto se calcula, restando del voltaje total de la fuente, el voltaje del diodo Zener, y este resultado lo dividimos entre los miliamperios de consumo del circuito que vamos a alimentar. Es de notar que si el circuito consume más de 40 miliamperios (0.04 amp), se recomienda colocar un transistor a la salida del Zener para quitarle trabajo a este y evitar recalentamiento del Zener o de la resistencia.

Diodos Emisores de Luz (LEDs): La sigla LED significa (Light-Emitting Diode), que en español es diodo emisor de luz. Es como su nombre lo indica un diodo. Quiere decir que su comportamiento es muy similar al diodo común, solo que este emite luz y no soporta más de unos pocos voltios, que oscilan entre 2.8 y 3.4 voltios. Los materiales usados para estos varían dependiendo del color pero en general contienen Indio, Galio, Seleniuro de Zinc y Carburo de silicio. Por muchos años fueron usados como indicadores en vúmetros y pilotos de encendido, entre otros. Hoy en día se utilizan en iluminación casera e industrial. Esto debido a su muy bajo consumo de corriente y poca emisión de calor.

Puente de Diodos: También hay agrupaciones de diodos que cumplen funciones específicas, como el Puente de diodos, que acompañado de un condensador, se usa para convertir corriente alterna en corriente directa. La posición e interconexión de los diodos en el puente de diodos, obligan a la corriente alterna a viajar por los diodos, separando los ciclos positivos de los ciclos negativos, para luego ser rectificados por un condensador. Aplicaciones de los Diodos

Ilustración del circuito eléctrico correspondiente a un diodo rectificador de media onda. El suministro de corriente alterna (C.A.) que el diodo recibe en forma de onda sinusoidal por su parte izquierda, pierde sus semiciclos negativos una vez que la corriente lo atraviesa. De esa forma se obtiene una corriente directa tipo “pulsante”, tal como se puede apreciar a la derecha de la propia figura.

Rectificador o “puente rectificador” de onda completa formado por cuatro diodos conectados de forma apropiada. La onda sinusoidal de corriente alterna (C.A.) suministrada al circuito de este diodo por la parte izquierda en la ilustración, sale rectificada como corriente directa (C.D.) por la parte derecha.

Tipos de Diodos

•••• Diodo Avalancha : Diodos que conducen en dirección contraria cuando el voltaje en inverso supera el voltaje de ruptura. Eléctricamente son similares a los diodos Zener, pero funciona bajo otro fenómeno, el efecto avalancha. Esto sucede cuando el campo eléctrico inverso que atraviesa la unión p-n produce una onda de ionización, similar a una avalancha, produciendo una corriente. Los diodos avalancha están diseñados para operar en un voltaje inverso definido sin que se destruya. La diferencia entre el diodo avalancha (el cual tiene un voltaje de reversa de aproximadamente 6.2V) y el diodo Zener es que el ancho del canal del primero excede la "libre asociación" de los electrones, por lo que se producen colisiones entre ellos en el camino. La única diferencia práctica es que los dos tienen coeficientes de temperatura de polaridades opuestas.

•••• Diodo de Silicio : Suelen tener un tamaño milimétrico y, alineados, constituyen

detectores multicanal que permiten obtener espectros en milisegundos. Son menos sensibles que los fotomultiplicadores. Es un semiconductor de tipo p (con huecos) en contacto con un semiconductor de tipo n (electrones). La radiación comunica la energía para liberar los electrones que se desplazan hacia los huecos, estableciendo una corriente eléctrica proporcional a la potencia radiante.

•••• Diodo de Cristal: Es un tipo de diodo de contacto. El diodo cristal consiste de un

cable de metal afilado presionado contra un cristal semiconductor, generalmente galena o de una parte de carbón. El cable forma el ánodo y el cristal forma el cátodo. Los diodos de cristal tienen una gran aplicación en los radio a galena. Los diodos de cristal están obsoletos, pero puede conseguirse todavía de algunos fabricantes.

•••• Diodo de Corriente Constante: Realmente es un JFET, con su compuerta

conectada a la fuente, y funciona como un limitador de corriente de dos terminales análogo al diodo Zener, el cual limita el voltaje. Permiten una corriente a través de ellos para alcanzar un valor adecuado y así estabilizarse en un valor específico. También suele llamarse CLDs (por sus siglas en inglés) o diodo regulador de corriente.

•••• Diodo Túnel o Esaki : Tienen una región de operación que produce una

resistencia negativa debido al efecto túnel, permitiendo amplificar señales y circuitos muy simples que poseen dos estados. Debido a la alta concentración de carga, los diodos túnel son muy rápidos, pueden usarse en temperaturas muy bajas, campos magnéticos de gran magnitud y en entornos con radiación alta. Por estas propiedades, suelen usarse en viajes espaciales.

•••• Diodo Térmico : Este término también se usa para los diodos convencionales

usados para monitorear la temperatura a la variación de voltaje con la temperatura, y para refrigeradores termoeléctricos para la refrigeración termoeléctrica. Los refrigeradores termoeléctricos se hacen de semiconductores, aunque ellos no tienen ninguna unión de rectificación, aprovechan el comportamiento distinto de portadores de carga de los semiconductores tipo P y N para transportar el calor.

•••• Fotodiodos : Todos los semiconductores están sujetos a portadores de carga ópticos. Generalmente es un efecto no deseado, por lo que muchos de los semiconductores están empacados en materiales que bloquean el paso de la luz. Los fotodiodos tienen la función de ser sensibles a la luz (fotocelda), por lo que están empacados en materiales que permiten el paso de la luz y son por lo general PIN (tipo de diodo más sensible a la luz). Un fotodiodo puede usarse en celdas solares, en fotometría o en comunicación óptica. Varios fotodiodos pueden empacarse en un dispositivo como un arreglo lineal o como un arreglo de dos dimensiones. Estos arreglos no deben confundirse con los dispositivos de carga acoplada.

•••• Diodo con Puntas de Contacto : Funcionan igual que los diodos semiconductores

de unión mencionados anteriormente aunque su construcción es más simple. Se fabrica una sección de semiconductor tipo n, y se hace un conductor de punta aguda con un metal del grupo 3 de manera que haga contacto con el semiconductor. Algo del metal migra hacia el semiconductor para hacer una pequeña región de tipo p cerca del contacto. El muy usado 1N34 (de fabricación alemana) aún se usa en receptores de radio como un detector y ocasionalmente en dispositivos analógicos especializados.

•••• Diodo PIN: Un diodo PIN tiene una sección central sin doparse o en otras

palabras una capa intrínseca formando una estructura p-intrínseca-n. Son usados como interruptores de alta frecuencia y atenuadores. También son usados como detectores de radiación ionizante de gran volumen y como foto detectores. Los diodos PIN también se usan en la electrónica de potencia y su capa central puede soportar altos voltajes. Además, la estructura del PIN puede encontrarse en dispositivos semiconductores de potencia, tales como IGBTs, MOSFETs de potencia y tiristores.

•••• Diodo Schottky: El diodo Schottky está construido de un metal a un contacto de

semiconductor. Tiene una tensión de ruptura mucho menor que los diodos Pn. Su tensión de ruptura en corrientes de 1mA está en el rango de 0.15V a 0.45V, lo cual los hace útiles en aplicaciones de fijación y prevención de saturación en un transistor. También se pueden usar como rectificadores con bajas pérdidas aunque su corriente de fuga es mucho más alta que la de otros diodos. Los diodos Schottky son portadores de carga mayoritarios por lo que no sufren de problemas de almacenamiento de los portadores de carga minoritarios que ralentizan la mayoría de los demás diodos (por lo que este tipo de diodos tiene una recuperación inversa más rápida que los diodos de unión Pn. Tienden a tener una capacitancia de unión mucho más baja que los diodos Pn que funcionan como interruptores veloces y se usan para circuitos de alta velocidad como fuentes conmutadas, mezclador de frecuencias y detectores.

•••• Stabistor: El Stabistor (también llamado Diodo de Referencia en Directa) es un

tipo especial de diodo de silicio cuyas características de tensión en directa son extremadamente estables. Estos dispositivos están diseñados especialmente para aplicaciones de estabilización en bajas tensiones donde se requiera mantener la tensión muy estable dentro de un amplio rango de corriente y temperatura.

Simbología de los Diodos

Transistores

El Transistor es un dispositivo electrónico semiconductor que cumple funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El término «transistor» es la contracción en inglés de transfer resistor («resistencia de transferencia»). Actualmente se encuentran prácticamente en todos los aparatos electrónicos de uso diario: radios, televisores, reproductores de audio y video, relojes de cuarzo, computadoras, lámparas fluorescentes, tomógrafos, teléfonos celulares, etc. Tipos de Transistores

Transistor de Contacto Puntual: Llamado también transistor de punta de contacto, fue el primer transistor capaz de obtener ganancia, inventado en 1947 por John Bardeen y Walter Brattain. Consta de una base de germanio, semiconductor para entonces mejor conocido que la combinación cobre-óxido de cobre, sobre la que se apoyan, muy juntas, dos puntas metálicas que constituyen el emisor y el colector. La corriente de base es capaz de modular la resistencia que se «ve» en el colector, de ahí el nombre de «transfer resistor». Se basa en efectos de superficie, poco conocidos en su día. Es difícil de fabricar (las puntas se ajustaban a mano), frágil (un golpe podía desplazar las puntas) y ruidoso. Sin embargo convivió con el transistor de unión, debido a su mayor ancho de banda. En la actualidad ha desaparecido.

Transistor de Unión Bipolar: Es un dispositivo electrónico de estado sólido consistente en dos uniones PN muy cercanas entre sí, que permite controlar el paso de la corriente a través de sus terminales. La denominación de bipolar se debe a que la conducción tiene lugar gracias al desplazamiento de portadores de dos polaridades (huecos positivos y electrones negativos), y son de gran utilidad en gran número de aplicaciones; pero tienen ciertos inconvenientes, entre ellos su impedancia de entrada bastante baja. Los transistores bipolares son los transistores más conocidos y se usan generalmente en electrónica analógica aunque también en algunas aplicaciones de electrónica digital, como la tecnología TTL o BICMOS.

Transistor de Efecto de Campo: Es en realidad una familia de transistores que se basan en el campo eléctrico para controlar la conductividad de un "canal" en un material semiconductor. El transistor de efecto de campo, o FET por sus siglas en inglés, que controla la corriente en función de una tensión; tienen alta impedancia de entrada. Los FET pueden plantearse como resistencias controladas por diferencia de potencial. La mayoría de los FET están hechos usando las técnicas de procesado de semiconductores habituales, empleando la oblea monocristalina semiconductora como la región activa o canal.

Fototransistor: Se llama fototransistor a un transistor sensible a la luz, normalmente a los infrarrojos. La luz incide sobre la región de base, generando portadores en ella. Esta carga de base lleva el transistor al estado de conducción. El fototransistor es más sensible que el fotodiodo por el efecto de ganancia propio del transistor.

Clasificación de los Transistores

•••• Transistores de Unión Bipolar (BJT): Existen dos tipos, PNP y NPN; se utilizan para amplificar señales analógicas, tratamiento de señales digitales y como conmutador de potencia eléctrica, en circuitos con componentes discretos e integrados.

•••• Transistores de Efecto de Campo (FET): Fundamentalmente tenemos dos tipos,

los FET de juntura (JFET) y los FET de metal-oxido-semiconductor (MOS o MOSFET). Los transistores JFET pueden ser de canal “n” o de canal “p”; estos, se utilizan para amplificar señales de baja frecuencia y potencia (señales de audiofrecuencias). Los transistores MOSFET a su vez se los clasifica en MOSFET de “empobrecimiento o deplexión”, MOSFET de “acumulación o enriquecimiento” y MESFET. Los MOSFET de empobrecimiento o deplexión pueden ser de canal “n” o canal “p”; estos tienen aplicaciones limitadas en amplificadores de radiofrecuencias de alta frecuencias en etapas de entrada, por su bajo nivel de ruido. Los MOSFET de enriquecimiento o acumulación, se utilizan ampliamente en los sistemas digitales de alta densidad de integración como las compuertas lógicas, memorias semiconductoras, microprocesadores, microcontroladores etc. También se disponen de MOSFET de enriquecimiento como conmutador de alta potencia eléctrica (ejemplo el VMOS). Los MESFET, son transistores de efecto de campo construidos con material semiconductor de arseniuro de galio (AsGa). Son de canal “n” y se los utiliza por su rapidez de conmutación en circuitos de microondas, amplificadores de alta frecuencia y sistemas lógicos de alta velocidad.

•••• Transistores de Inducción Estática (SIT): Son dispositivos de alta potencia y

alta frecuencia. Son similares a los JFET, excepto por su construcción vertical y su compuerta enterrada. Se los utiliza en amplificadores de potencia lineal en audio, DHF, UHF y microondas. No se los utiliza como conmutador por el alta caída de tensión en sus terminales.

•••• Transistores Bipolares de Compuerta Aislada (IGBT) : Se los utiliza

fundamentalmente en circuitos de conmutación de potencia eléctrica por ejemplo en circuitos inversores de corriente continua a corriente alterna, y otras aplicaciones. Estos dispositivos, combinan las ventajas de los transistores BJT y MOSFET.

•••• Transistores COOLMOS: El COOLMOS, es una tecnología nueva de MOSFET

de potencia para alto voltaje. Se implementa mediante una estructura de compensación en la región vertical de desplazamiento de un MOSFET, para mejorar la resistencia en estado activo. Para un mismo encapsulado, tiene menor resistencia en estado activo en comparación con la de otros MOSFET. Las pérdidas de conducción son 5 veces menores, cuando menos en comparación con las de la tecnología MOSFET convencional. El COOLMOS es capaz de manejar de dos a tres veces más potencia de salida que la de un MOSFET convencional en el mismo encapsulado. El área activa de microcircuito de un COOLMOS es unas 5 veces menor que la de un MOSFET normal.

Aplicaciones de los Transistores El transistor como INTERRUPTOR:

•••• El transistor funciona como Interruptor CERRADO cuando aplicamos una corriente a la base.

•••• El transistor funciona como Interruptor ABIERTO cuando NO aplicamos una corriente a la base.

El transistor como AMPLIFICADOR:

•••• Por medio de una pequeña corriente aplicada a la base se pueden gobernar otra mucho más intensa entre colector y emisor.

•••• Esto significa que pequeñas corrientes se pueden transformar en otras más fuertes =>Amplificación.

Los transistores tienen multitud de aplicaciones, entre las que se encuentran:

•••• Amplificación de todo tipo (radio, televisión, instrumentación). •••• Generación de señal (osciladores, generadores de ondas, emisión de

radiofrecuencia). •••• Conmutación, actuando de interruptores (control de relés, fuentes de alimentación

conmutadas, control de lámparas, modulación por anchura de impulsos PWM). •••• Detección de radiación luminosa (fototransistores).

Simbología de los Transistores

Circuitos Integrados

Un circuito integrado (CI), también conocido como chip o microchip, son circuitos eléctricos muy pequeños que realizan operaciones electrónicas y están presentes en todos los aparatos electrónicos modernos. El circuito integrado está compuesto por un conjunto de elementos tales como transistores, resistencias, condensadores y diodos que se encuentran dispuestos en un sustrato común. Los elementos se encuentran conectados de manera que el circuito integrado pueda controlar la corriente eléctrica para rectificarla, ampliarla o modularla. De acuerdo a la función que vayan a realizar necesitan un orden y una disposición especial por lo que se realiza un plan o diseño de los elementos que componen el circuito integrado, lo que en esencia conforma el Esquema de Trazado de Circuitos Integrados. Historia de los Circuitos Integrados En abril de 1949, el ingeniero alemán Werner Jacobi (Siemens AG) completa la primera solicitud de patente para circuitos integrados con dispositivos amplificadores de semiconductores. Jacobi realizó una típica aplicación industrial para su patente, la cual no fue registrada. Más tarde, la integración de circuitos fue conceptualizada por el científico de radares Geoffrey Dummer (1909-2002), que estaba trabajando para la Royal Radar Establishment del Ministerio de Defensa Británico, a finales de la década de 1940 y principios de la década de 1950. El primer circuito integrado fue desarrollado en 1959 por el ingeniero Jack Kilby (1923-2005) pocos meses después de haber sido contratado por la firma Texas Instruments. Se trataba de un dispositivo de germanio que integraba seis transistores en una misma base semiconductora para formar un oscilador de rotación de fase. En el año 2000 Kilby fue galardonado con el Premio Nobel de Física por la enorme contribución de su invento al desarrollo de la tecnología. Al mismo tiempo que Jack Kilby, pero de forma independiente, Robert Noyce desarrolló su propio circuito integrado, que patentó unos seis meses después. Además resolvió algunos problemas prácticos que poseía el circuito de Kilby, como el de la interconexión de todos los componentes; al simplificar la estructura del chip mediante la adición del metal en una capa final y la eliminación de algunas de las conexiones, el circuito integrado se hizo más adecuado para la producción en masa. Además de ser uno de los pioneros del circuito integrado, Robert Noyce también fue uno de los co-fundadores de Intel, uno de los mayores fabricantes de circuitos integrados del mundo. Los circuitos integrados se encuentran en todos los aparatos electrónicos modernos, como relojes de pulsera, automóviles, televisores, reproductores de CD, reproductores de MP3, teléfonos móviles, computadoras, equipos médicos, etc.

El desarrollo de los circuitos integrados fue posible gracias a descubrimientos experimentales que demostraron que los semiconductores pueden realizar algunas de las funciones de las válvulas de vacío. La integración de grandes cantidades de diminutos transistores en pequeños chips fue un enorme avance sobre el ensamblaje manual de los tubos de vacío (válvulas) y en la fabricación de circuitos electrónicos utilizando componentes discretos. La capacidad de producción masiva de circuitos integrados, su confiabilidad y la facilidad de agregarles complejidad, llevó a su estandarización, reemplazando diseños que utilizaban transistores discretos, y que pronto dejaron obsoletas a las válvulas o tubos de vacío. Son tres las ventajas más importantes que tienen los circuitos integrados sobre los circuitos electrónicos construidos con componentes discretos: su menor costo; su mayor eficiencia energética y su reducido tamaño. El bajo costo es debido a que los CI son fabricados siendo impresos como una sola pieza por fotolitografía a partir de una oblea, generalmente de silicio, permitiendo la producción en cadena de grandes cantidades, con una muy baja tasa de defectos. La elevada eficiencia se debe a que, dada la miniaturización de todos sus componentes, el consumo de energía es considerablemente menor, a iguales condiciones de funcionamiento que un homólogo fabricado con componentes discretos. Finalmente, el más notable atributo, es su reducido tamaño en relación a los circuitos discretos; para ilustrar esto: un circuito integrado puede contener desde miles hasta varios millones de transistores en unos pocos milímetros cuadrados. Sólo ha trascurrido medio siglo desde que se inició su desarrollo y los circuitos integrados se han vuelto casi omnipresentes. La informática, las comunicaciones, la manufactura y los sistemas de transporte, incluyendo Internet, todos dependen de la existencia de los circuitos integrados. De hecho, muchos estudiosos piensan que la revolución digital causada por los circuitos integrados es uno de los sucesos más significativos de la historia de la humanidad. Tipos de Circuitos Integrados Existen al menos tres tipos de circuitos integrados:

• Circuitos Monolíticos : Están fabricados en un solo monocristal, habitualmente

de silicio, pero también existen en germanio, arseniuro de galio, silicio-germanio, etc.

• Circuitos Híbridos de Capa Fina : Son muy similares a los circuitos monolíticos, pero, además, contienen componentes difíciles de fabricar con tecnología monolítica. Muchos conversores A/D y conversores D/A se fabricaron en tecnología híbrida hasta que los progresos en la tecnología permitieron fabricar resistores precisos.

• Circuitos Híbridos de Capa Gruesa : Se apartan bastante de los circuitos monolíticos. De hecho suelen contener circuitos monolíticos sin cápsula, transistores, diodos, etc.; sobre un sustrato dieléctrico, interconectados con pistas conductoras. Los resistores se depositan por serigrafía se ajustan haciéndoles cortes con láser. Todo ello se encapsula, en cápsulas plásticas o metálicas, dependiendo de la disipación de energía calórica requerida. En muchos casos, la cápsula no está "moldeada", sino que simplemente se cubre el circuito con una resina epoxi para protegerlo. En el mercado se encuentran circuitos híbridos para aplicaciones en módulos de radio frecuencia (RF), fuentes de alimentación, circuitos de encendido para automóvil, etc.

Clasificación de los Circuitos Integrados Atendiendo al nivel de integración -número de componentes- los circuitos integrados se pueden clasificar en:

• SSI (Small Scale Integration) Pequeño Nivel: de 10 a 100 Transistores. • MSI (Medium Scale Integration) Medio: 101 a 1.000 Transistores. • LSI (Large Scale Integration) Grande: 1.001 a 10.000 Transistores. • VLSI (Very Large Scale Integration) Muy Grande: 10.001 a 100.000 Transistores. • ULSI (Ultra Large Scale Integration) Ultra Grande: 100.001 a 1.000.000

Transistores. • GLSI (Giga Large Scale Integration) Giga Grande: Más de un millón de

Transistores. En cuanto a las funciones integradas, los circuitos se clasifican en dos grandes grupos:

• Circuitos Integrados Analógicos: Pueden constar desde simples transistores encapsulados juntos, sin unión entre ellos, hasta circuitos completos y funcionales, como amplificadores, osciladores o incluso receptores de radio completos.

• Circuitos Integrados Digitales: Pueden ser desde básicas puertas lógicas (AND,

OR, NOT) hasta los más complicados microprocesadores o microcontroladores. Algunos son diseñados y fabricados para cumplir una función específica dentro de un sistema mayor y más complejo. En general, la fabricación de los CI es compleja ya que tienen una alta integración de componentes en un espacio muy reducido, de forma que llegan a ser microscópicos. Sin embargo, permiten grandes simplificaciones con respecto a los antiguos circuitos, además de un montaje más eficaz y rápido.

Aplicaciones de los Circuitos Integrados El uso de los circuitos cubre una infinidad de tipos y funciones. Siendo omnipresentes en ordenadores, celulares, comunicaciones, manufactura, transporte, internet... Algunas de las utilidades más relevantes que tienen los Circuitos Integrados:

• Por su bajo costo y excelentes servicios, además de ser conocido como temporizador, su versatilidad también permite usarlo de multivibrador y detector de impulsos.

• El temporizador sirve para regular electrodomésticos, es indispensable en los hornos de microonda, vídeos, lavadoras, cocinas eléctricas, que puede variar mucho si se tiene en cuenta la finalidad del aparato.

• Los circuitos integrales de interface son los transformadores analógico digitales, usados en instrumentación, utillaje, telemetría, manejado por computador y otros controles, en los que una señal analógica de ingreso es usada en un componente digital.

• Magnitudes físicas como temperatura, radiación, iluminación, presión, etc., pueden calcularse mediante un circuito integrado, al convertirlas en pulsiones eléctricas analógicas y luego trasladarlas a valores digitales para manejarlas digitalmente.

• El chip de alarma es de uso masivo y se utiliza en diversos sistemas de seguridad. • Una importante utilidad de circuito integrado es la de medir la expresión genética,

al registrar cuando un gen es excitado y genera su valor proteico. • El chip implantado en el cuerpo humano, para controlarlo en el trabajo, ha logrado

imponerse y ser una realidad a pesar del rechazo de los defensores de los derechos civiles.

• Los circuitos también se desempeñan en la tecnología microarrays, para analizar miles de genes a la vez.

Últimamente, los atributos funcionales de los chips ha ido en aumento constante, y el coste de sus funciones disminuyó.

Tipos de Encapsulados de los Circuitos Integrados

DIP: Los pines se extienden a lo largo del encapsulado (en ambos lados) y tiene como todos los demás una muesca que indica el pin número 1. Este encapsulado básico fue el más utilizado hace unos años y sigue siendo el preferido a la hora de armar plaquetas por partes de los amantes de la electrónica casera debido a su tamaño lo que facilita la soldadura. Hoy en día, el uso de este encapsulado (industrialmente) se limita a UVEPROM y sensores.

SIP: Los pines se extienden a lo largo de un solo lado del encapsulado y se lo monta verticalmente en la plaqueta. La consiguiente reducción en la zona de montaje permite una densidad de montaje mayor a la que se obtiene con el DIP.

PGA: Los múltiples pines de conexión se sitúan en la parte inferior del encapsulado. Este tipo se utiliza para CPUs de PC y era la principal opción a la hora de considerar la eficiencia pin-capsula-espacio antes de la introducción de BGA. Los PGAs se fabricaron de plástico y cerámica, sin embargo actualmente el plástico es el más utilizado, mientras que los PGAs de cerámica se utilizan para un pequeño número de aplicaciones.

SOP: Los pines se disponen en los 2 tramos más largos y se extienden en una forma denominada “gull wing formation”, este es el principal tipo de montaje superficial y es ampliamente utilizado especialmente en los ámbitos de la microinformática, memorias y IC analógicos que utilizan un número relativamente pequeño de pines.

TSOP: Simplemente una versión más delgada del encapsulado SOP.

QFP: Es la versión mejorada del encapsulado SOP, donde los pines de conexión se extienden a lo largo de los cuatro bordes. Este es en la actualidad el encapsulado de montaje superficial más popular, debido que permite un mayor número de pines.

SOJ: Las puntas de los pines se extienden desde los dos bordes más largos dejando en la mitad una separación como si se tratase de 2 encapsulados en uno. Recibe éste nombre porque los pines se parecen a la letra “J” cuando se lo mira desde el costado. Fueron utilizados en los módulos de memoria SIMM.

QFJ: Al igual que el encapsulado QFP, los pines se extienden desde los 4 bordes.

QFN: Es similar al QFP, pero con los pines situados en los cuatro bordes de la parte inferior del encapsulado. Este encapsulado puede hacerse en modelos de poca o alta densidad.

TCP: El chip de silicio se encapsula en forma de cintas de películas, se puede producir de distintos tamaños, el encapsulado puede ser doblado. Se utilizan principalmente para los drivers de los LCD.

Otros Encapsulados

Simbología de los Circuitos Integrados