TEMA5 Introduccion a La Electronic A 3 ESO 08 09

I.E.S. ANDRÉS DE VANDELVIRAI.E.S. ANDRÉS DE VANDELVIRAI.E.S. ANDRÉS DE VANDELVIRAI.E.S. ANDRÉS DE VANDELVIRA

DEPARTAMENTO DE TECNOLOGÍADEPARTAMENTO DE TECNOLOGÍADEPARTAMENTO DE TECNOLOGÍADEPARTAMENTO DE TECNOLOGÍASSSS

3º ESO CURSO 2008/20093º ESO CURSO 2008/20093º ESO CURSO 2008/20093º ESO CURSO 2008/2009

ÍNDICEÍNDICEÍNDICEÍNDICE 1. INTRODUCCIÓN A LA ELECTRÓNICA ........................................................... 1

2. RESISTENCIAS. ........................................................................... 1

2.1.1. Resistencias de hilo o bobinadas ............................................... 1

2.1.2. Resistencias químicas .......................................................... 2

2.1.3. Código de colores de las resistencias. ......................................... 3

2.2 RESISTENCIAS VARIABLE O AJUSTABLES (POTENCIÓMETROS) ................................. 4

2.3. RESISTENCIAS ESPECIALES SENSIBLES AL CALOR, A LA LUZ Y A LA TENSIÓN ................. 5

2.3.1.Resistencias NTC (Coeficiente Negativo de Temperatura) y PTC ................... 5

2.3.2. Resistencias LDR (Resistencia Dependiente de la Luz) ........................... 5

3. CONFENSADORES ........................................................................... 6

3.1. INTRODUCCIÓN ....................................................................... 6

3.2.. FUNCIONAMIENTO DEL CONDENSADOR ..................................................... 6

3.3.TIPOS DE CONDENSADORES ............................................................... 7

3.4.EJEMPLOS DE IDENTIFICACIÓN CON CONDENSADORES ........................................ 8

3.5. ACOPLAMIENTO DE CONDENSADORES ....................................................... 9

3.5.1. Acoplamiento de condensadores en serie ......................................... 9

3.5.2. Acoplamiento de condensadores en paralelo ..................................... 10

4.-SEMICONDUCTORES ........................................................................ 10

4.1. INTRODUCCIÓN ...................................................................... 10

4.2. MATERIALES SEMICONDUCTORES ......................................................... 11

4.2.1. Estructura atómica de los semiconductores. .................................... 11

4.2.2. Conducción en los semiconductores ............................................. 12

4.3. CLASES DE SEMICONDUCTORES .......................................................... 13

4.3.1.Semiconductor intrínseco ....................................................... 13

4.3.2. Semiconductor extrínseco ...................................................... 13

5. DIODO SEMICONDUCTOR .................................................................... 14

5.1 DEFINICION ......................................................................... 14

5.2.-UNION PnN ......................................................................... 14

5.3. SÍMBOLO Y POLARIZACIÓN DE UN DIODO ................................................. 15

5.4.COMPROBACIÓN DE DIODOS .............................................................. 17

5.5.TIPOS DE DIODOS .................................................................... 17

5.5.1. Diodos LED .................................................................... 17

5.5.2. DIODOS RECTIFICADORES ......................................................... 18

5.5.2.1.Rectificador de media onda ................................................ 18

5.5..2.2.Puente rectificador ...................................................... 19

6. EL TRANSISTOR BIPOLAR ................................................................ 21

6.1. INTRODUCCIÓN ...................................................................... 21

6.2. DESCRIPCIÓN Y BÁSICA…..…………………………………………………………………….21 6.3.POLARIZACIÓN ....................................................................... 22

6.4. TENSIONES Y CORRIENTES DEL TRANSISTOR BIPOLAR. TIPOS...................... 24

6.5.. FUNCIONAMIENTO DEL TRANSISTOR EN CONMUTACION. .................................... 26

7. CELULAS SOLARES ................................................................... 26

8. CIRCUITOS INTEGRADOS. CHIPS……………………………………………………………………31

9. CIRCUITOS IMPRESOS…………………………………………………….…………………………32

10. SOFTWARE ASISTIDO POR ORDENADOR CROCODILE………………………………………….…..33

ELECTRÓNICA DEPARTAMENTO DE TECNOLOGÍAS

I.E.S. ANDRÉS DE VANDELVIRA 1 TECNOLOGÍA 3º ESO

1. INTRODUCCIÓN A LA ELECTRÓNICA1. INTRODUCCIÓN A LA ELECTRÓNICA1. INTRODUCCIÓN A LA ELECTRÓNICA1. INTRODUCCIÓN A LA ELECTRÓNICA La electrónicaelectrónicaelectrónicaelectrónica, es una rama de la física y, fundamentalmente una especialización de la

ingeniería, que estudia y emplea sistemas cuyo funcionamiento se basa en la conducción y el

control del flujo microscópico de los electrones u otras partículas cargadas eléctricamente.

En una idea más intuitiva de la electrónica podríamos enunciar que los dispositivos

electrónicos se ocupan de convertir la información procedente del mundo exterior (luz, sonidos,

cambios de temperatura, presión etc..) en señales eléctricas, procesar esta información y

convertirla en otro tipo de energía que produce un cierto efecto (activar un timbre, hacer

vibrar un altavoz, iluminar una pantalla, cambiar de canal el televisor, convertir una señal

radio eléctrica en imágenes y sonido etc..).

En esta unidad didáctica se pretende abordar el estudio de los componentes electrónicos

básicos: resistencias, condensadores, diodos y transistores, en sus aspectos esenciales,

analizando su comportamiento y utilidades en diversos circuitos, algunos de los cuales se

montarán y ensayarán como prácticas en el aula taller. Repasemos las Leyes de Kirchoff:

VVVVIDEO DE LAS LEYES DE KIRIDEO DE LAS LEYES DE KIRIDEO DE LAS LEYES DE KIRIDEO DE LAS LEYES DE KIRCHCHCHCHOFF (3 minutos)OFF (3 minutos)OFF (3 minutos)OFF (3 minutos)

http://www.youtube.com/watch?v=W3nK1Pf_Bh0&feature=relatedhttp://www.youtube.com/watch?v=W3nK1Pf_Bh0&feature=relatedhttp://www.youtube.com/watch?v=W3nK1Pf_Bh0&feature=relatedhttp://www.youtube.com/watch?v=W3nK1Pf_Bh0&feature=related

2. RESISTENCIAS.2. RESISTENCIAS.2. RESISTENCIAS.2. RESISTENCIAS. Las resistencias son unos elementos eléctricos cuya misión es dificultar el paso de la

corriente eléctrica a través de ellas. Su característica principal es su resistencia óhmicaresistencia óhmicaresistencia óhmicaresistencia óhmica

aunque tienen otra no menos importante que es la potencia máxima que pueden disipar. Ésta

última depende principalmente de la construcción física del elemento.

Como ya es sabido el valor de una resistencia se mide en ohmios (Ω) . Es muy usual la

utilización de los múltiplos: el kiloóhmio (1KΩ=103 Ω) y el Megaóhmio (1MΩ=106Ω). En el

argot electrónico cuando los valores óhmicos vienen dados en kΩ y MΩ se suele utilizar una

anotación que atiende a la siguiente regla:

• Para resistencias mayores de 100 Ω y menores de 1 MΩ, se coloca una K delante de la

posición de las centenas de su valor óhmico. De este modo, una resistencia de 2300 Ω, se

suele expresar como 2K3 y, si nos indican que el valor es de 14K5, habremos de entender que

su valor óhmico nominal es de 14500 Ω.

• Para resistencias con valores óhmicos superiores a 1MΩ, la regla es la misma que en el

punto anterior, pero en este caso la M se coloca delante de la posición de la centenas de

millar .Ejemplos: Una resistencia de 2M3 equivale a 2.300.000 Ω, si su valor fuera de

34.456.000 Ω, abreviadamente se indicaría 34M456

El valor resistivo puede ser fijo o variable. En el primer caso hablamos de resistencias

comunes o fijas y en el segundo de resistencias variables, ajustables, potenciómetros,

reóstatos y resistencias dependientes de ciertas magnitudes físicas (temperatura, luz etc..).

2.1. RESISTENCIAS FIJAS.2.1. RESISTENCIAS FIJAS.2.1. RESISTENCIAS FIJAS.2.1. RESISTENCIAS FIJAS.

Las resistencias fijas pueden clasificarse en dos grupos, de acuerdo con el material con

el que están constituidas: "resistencias de hilo", solamente para potencias superiores a 2 W, y

"resistencias químicas" para, en general, potencias inferiores a 2 W.

2.1.1. Resistencias de hilo o bobi2.1.1. Resistencias de hilo o bobi2.1.1. Resistencias de hilo o bobi2.1.1. Resistencias de hilo o bobinadasnadasnadasnadas



Generalmente están constituidas por un soporte de material aislante y resistente a la

temperatura (cerámica, esteatita, mica, etc.), alrededor del cual, está la resistencia

propiamente dicha, constituida por un hilo cuya sección

y resistividad depende de la potencia y de la

resistencia deseada. En los extremos del soporte hay

fijados dos anillos metálicos sujetos con un tornillo o

remache cuya misión, además de fijar en él el hilo de la

resistencia, consiste en permitir la conexión.

Por lo general, una vez construidas, se recubren

de un barniz especial que se somete a un proceso de

vitrificación a alta temperatura con el objeto de

proteger el hilo y evitar que las diversas espiras hagan contacto entre sí. Sobre este barniz

suelen marcarse con serigrafía los valores en ohmios y en vatios, tal como se observa en esta

figura. En ella vemos una resistencia de 250 Ω, que puede disipar una potencia máxima de 10

vatios.

Aquí vemos el aspecto exterior y estructura constructiva de las resistencias

de alta disipación (gran potencia). Pueden soportar corrientes relativamente

elevadas y están protegidas con una capa de esmalte.

A. hilo de conexión

B. soporte cerámico

C. arrollamiento

D. recubrimiento de esmalte.

2.1.2. Resistencias químicas2.1.2. Resistencias químicas2.1.2. Resistencias químicas2.1.2. Resistencias químicas....

Las resistencias de hilo de valor óhmico elevado

necesitarían una cantidad de hilo tan grande que en la

práctica resultarían muy voluminosas. Las resistencias de

este tipo se realizan de forma más sencilla y económica

empleando, en lugar de hilo, carbón pulverizado mezclado

con sustancias aglomerantes.

La relación entre la cantidad de carbón y la

sustancia aglomerante determina la resistividad por

centímetro, por lo que es posible fabricar resistencias

de diversos valores. Existen 3 tipos: De películapelículapelículapelícula de de de de

carbóncarbóncarbóncarbón y de películapelículapelículapelícula metálicametálicametálicametálica. Normalmente están constituidas por un soporte cilíndrico

aislante (de porcelana u otro material análogo) sobre el cual se deposita una capa de material

resistivo.

En las resistencias, además del valor óhmico que se expresa mediante un código de

colores, existe una franja, que determina la precisión de su valor, o sea la tolerancia.



En la imagen de arriba vemos resistencias de película de carbón de diferentes potencias

(y tamaños) comparadas a una moneda. De izquierda a derecha, las potencias son de 1/8, ¼, ½,

1 y 2 W, respectivamente.(P= V*I). En ellas se observan las diferentes bandas de color que

representan su valor óhmico. Aquí abajo vemos unos ejemplos de resistencias de película de

carbón y de película metálica, donde se muestra su aspecto constructivo y su aspecto exterior:

2.1.3. Código de colores de las resistencias.2.1.3. Código de colores de las resistencias.2.1.3. Código de colores de las resistencias.2.1.3. Código de colores de las resistencias.

Las resistencias llevan grabadas sobre su cuerpo unas bandas de color que nos permiten

identificar el valor óhmico que éstas poseen. Esto es cierto para resistencias de potencia

pequeña (menor de 2 W.), ya que las de potencia mayor generalmente llevan su valor impreso con

números sobre su cuerpo.

El número que corresponde al primer color indica la primera cifra significativa, el

segundo color la segunda cifra y el tercer color indica el número de ceros que siguen a la

cifra obtenida, con lo que se tiene el valor efectivo de la resistencia. El cuarto anillo, o su

ausencia, indica la tolerancia.



Los colores amarilloamarilloamarilloamarillo----violetavioletavioletavioleta----naranjanaranjanaranjanaranja----orooroorooro , de forma que según la tabla podríamos decir

que tiene un valor de: 4444----7777----3ceros3ceros3ceros3ceros, con una tolerancia del 5%, o sea, 47000 Ω47000 Ω47000 Ω47000 Ω ó 47 KΩ47 KΩ47 KΩ47 KΩ. La

tolerancia indica que el valor real estará entre 44650 Ω y 49350 Ω (47 KΩ±5%)entre 44650 Ω y 49350 Ω (47 KΩ±5%)entre 44650 Ω y 49350 Ω (47 KΩ±5%)entre 44650 Ω y 49350 Ω (47 KΩ±5%).

2.2.2.2.2222 RESISTENCIAS VARIABLE O AJUSTABLES (POTENCIÓMETROS)RESISTENCIAS VARIABLE O AJUSTABLES (POTENCIÓMETROS)RESISTENCIAS VARIABLE O AJUSTABLES (POTENCIÓMETROS)RESISTENCIAS VARIABLE O AJUSTABLES (POTENCIÓMETROS)

Estos componentes son resistencias que pueden variar su

valor óhmico dentro de unos límites y en función del desplazamiento

de un contacto móvil. Por ello, estos elementos tienen un tercer

terminal, que unido al contacto móvil, permite obtener valores

resistivos variables en función de su posición. Este tercer

terminal suele tener, normalmente, un desplazamiento angular

(giratorio), aunque también hay resistencias variables con

desplazamientos lineales.

Se conoce como valor nominal de una resistencia variable, al

valor óhmico que existe entre los dos terminales unidos a contactos

fijos, este valor suele venir impreso en el costado del componente.

Observando la figura, el Ohmetro 3, estaría midiendo el valor

nominal o asignado de la resistencia variable (conexión entre los dos

terminales fijos de la resistencia).

El Óhmetro 1 mide la resistencia entre el contacto móvil, llamado

cursor, y uno de los contactos fijos, de esta forma a medida que el

contacto móvil se desplace en el sentido de las agujas del reloj, la

medida de Óhmetro 1 irá aumentando, por el contrario, la lectura del

Óhmetro 2 irá disminuyendo conforme se eleva la del Óhmetro 1. Si en

cualquier posición del cursor, se suman las lecturas de los Óhmetros 1 y

2, su valor será igual al nominal de la resistencia. Puesto que las

resistencias carecen de polaridad, es indistinto, que punta de prueba

3

1 2



del polímetro (roja o negra), se conecte a los dos terminales de la resistencia entre los que

se efectúa la lectura.

Para el desplazamiento del cursor, las resistencias variables suelen tener una ranura en

la que se puede introducir un destornillador pequeño para el giro del cursor.

2.3.2.3.2.3.2.3.RESISTENCIASRESISTENCIASRESISTENCIASRESISTENCIASESPECIALES SENSIBLES AL CALOR, A LA LUZ Y A ESPECIALES SENSIBLES AL CALOR, A LA LUZ Y A ESPECIALES SENSIBLES AL CALOR, A LA LUZ Y A ESPECIALES SENSIBLES AL CALOR, A LA LUZ Y A

LA TENSIÓNLA TENSIÓNLA TENSIÓNLA TENSIÓN. . . . RESISTENCIAS TÉRMICAS NTC, PTC, LDR Y VDR.RESISTENCIAS TÉRMICAS NTC, PTC, LDR Y VDR.RESISTENCIAS TÉRMICAS NTC, PTC, LDR Y VDR.RESISTENCIAS TÉRMICAS NTC, PTC, LDR Y VDR.

2.3.1.Resistencias NTC2.3.1.Resistencias NTC2.3.1.Resistencias NTC2.3.1.Resistencias NTC (Coeficiente Negativo de Temperatura) y PTC (Coeficiente

Positivo de Temperatura). La resistencia NTC resistencia NTC resistencia NTC resistencia NTC tiene la particularidad de disminuir la

resistencia interna al aumentar su temperatura. También se llaman

termistores. Pueden tener muchas aplicaciones entre las que podríamos

destacar:

· La medida de temperatura en motores y máquinas.

· Termostatos.

· Alarmas contra calentamientos.

· Compensación de circuitos eléctricos.

· etc. La resistencia PTC resistencia PTC resistencia PTC resistencia PTC aumenta la resistencia interna al aumentar la

temperatura. Suelen utilizarse para protección de circuitos electrónicos.

2.3.2. 2.3.2. 2.3.2. 2.3.2. Resistencias LDR (Resistencia Dependiente de la Luz)Resistencias LDR (Resistencia Dependiente de la Luz)Resistencias LDR (Resistencia Dependiente de la Luz)Resistencias LDR (Resistencia Dependiente de la Luz)

Ciertos materiales como el Selenio varían sus propiedades conductoras

cuando varía la intensidad de luz que incide sobre ellos. Este efecto se denomina

fotoconductividad. Si construimos un circuito eléctrico

formado por una pila, un amperímetro y un trozo de

Selenio y hacemos incidir un fuerte rayo de luz sobre el

Selenio, veremos que el amperímetro marca mayor paso de

corriente.

Las resistencias LDR, también llamadas

fotorresistencias, tienen aplicaciones entre las que destacan puertas automáticas de

ascensores, control del alumbrado público, alarmas, máquinas detectoras de luz (visión

artificial), etc.

VIDEO DE FUNCIONAMIENTO DE LA RESISTENCIA LDRVIDEO DE FUNCIONAMIENTO DE LA RESISTENCIA LDRVIDEO DE FUNCIONAMIENTO DE LA RESISTENCIA LDRVIDEO DE FUNCIONAMIENTO DE LA RESISTENCIA LDR

http://www.youtube.com/watch?v=BOkQ9vFjHHE&feature=related

2.3.3. Resistencias VD2.3.3. Resistencias VD2.3.3. Resistencias VD2.3.3. Resistencias VDR (Resistencias Dependientes de la R (Resistencias Dependientes de la R (Resistencias Dependientes de la R (Resistencias Dependientes de la

Tensión)Tensión)Tensión)Tensión): : : : Este tipo de resistencia disminuye el valor óhmico al

aumentar el voltaje eléctrico entre sus extremos.



3. CONFENSADORES3. CONFENSADORES3. CONFENSADORES3. CONFENSADORES 3.1. INTRODUCCIÓN3.1. INTRODUCCIÓN3.1. INTRODUCCIÓN3.1. INTRODUCCIÓN

Básicamente un condensador es un dispositivo

capaz de almacenar energía en forma de campo

eléctrico. Está formado por dos armaduras metálicas

paralelas (generalmente de aluminio) separadas por un

material dieléctrico. Tiene una serie de

características tales como capacidadcapacidadcapacidadcapacidad, tensión de tensión de tensión de tensión de

trabajotrabajotrabajotrabajo, toleranciatoleranciatoleranciatolerancia y polaridadpolaridadpolaridadpolaridad, que deberemos aprender

a_distinguir.

En la figura de la derecha vemos esquematizado un

condensador, con las dos láminas (también se llaman

placas o armaduras), y el dieléctrico entre ellas. En la versión más sencilla del condensador,

no se pone nada entre las armaduras y se las deja con una cierta separación, en cuyo caso se

dice que el dieléctrico es el aire.

• CCCCapacidadapacidadapacidadapacidad: Se mide en Faradios (FFFF), aunque esta unidad resulta tan grande que se suelen

utilizar varios de los submúltiplos, tales como microfaradios (µFµFµFµF=10-6 F ), nanofaradios

(nFnFnFnF=10-9 F) y picofaradios (pFpFpFpF=10-12 F).

• Tensión de trabajoTensión de trabajoTensión de trabajoTensión de trabajo: Es la máxima tensión que puede aguantar un condensador, que depende

del tipo y grosor del dieléctrico con que esté fabricado. Si se supera dicha tensión, el

condensador puede perforarse (quedar cortocircuitado) y/o explotar. En este sentido hay

que tener cuidado al elegir un condensador, de forma que nunca trabaje a una tensión

superior a la máxima.

• ToleranciaToleranciaToleranciaTolerancia: Igual que en las resistencias, se refiere al error máximo que puede existir

entre la capacidad real del condensador y la capacidad indicada sobre su cuerpo.

• PolaridadPolaridadPolaridadPolaridad: Los condensadores electrolíticos y en general los de capacidad superior a 1

µF tienen polaridad, eso es, que se les debe aplicar la tensión prestando atención a sus

terminales positivo y negativo. Al contrario que los inferiores a 1µF, a los que se

puede aplicar tensión en cualquier sentido, los que tienen polaridad pueden explotar en

caso de ser ésta la incorrecta.

3333....2222.. FUNCIONAMIENTO DEL CONDENSADOR.. FUNCIONAMIENTO DEL CONDENSADOR.. FUNCIONAMIENTO DEL CONDENSADOR.. FUNCIONAMIENTO DEL CONDENSADOR

Un condensador se carga de electricidad según los

siguientes fundamentos. Si conectamos las armaduras de un

condensador como se indica en la figura, los electrones del

polo negativo de la pila se dirigirán hacia la armadura A,

cargándola negativamente. Por otro lado, los electrones de

la armadura B se dirigirán al polo positivo de la pila, de

este modo podemos considerar que la armadura B queda cargada

positivamente al tener defecto de electrones. De este modo,

se tienen dos placas cargadas con cargas eléctricas de signo

contrario que forman lo que se denomina un campo eléctrico.

Estas cargas eléctricas de signo contrario, al estar

separadas por un dieléctrico muy fino se atraen entre ellas, tanto más, cuanto más delgado sea

el dieléctrico.

Una vez cargado el condensador, si se desconecta de la fuente de energía eléctrica, la

A B



acumulación de cargas se mantiene gracias a que sigue existiendo la fuerza de atracción entre

las armaduras cargadas debido a la diferencia de potencial.

¿Qué ocurrirá si una vez cargado el condensador le aplicamos una tensión mayor?. Al aumentar

la tensión aplicada, aumenta las fuerzas de atracción entre las cargas de las armaduras, y por

tanto, aparece una nueva corriente que carga el condensador hasta alcanzar la nueva tensión

aplicada.

¿Qué ocurre si conectamos un condensador en serie en un circuito de corriente

continua?. En un circuito serie sólo existe una corriente eléctrica mientras se carga el

condensador, por lo que una vez que se termina la carga se interrumpe el circuito. A todos los

efectos, es como si el condensador no dejara pasar la corriente continua.

¿Qué ocurre si conectamos un condensador en serie en un circuito de corriente alterna?.

El condensador se carga mientras aumente la tensión entre sus placas, y se descarga cuando la

tensión acumulada es superior a la aplicada. Con lo cual en c.a el condensador se carga y se

descarga en cada mitad de ciclo, haciendo fluir por el circuito corriente en todo momento. En

conclusión, un condensador sí permite el paso de corriente alterna, aunque produce una

distorsión o desfase entre la corriente y la tensión que no son objeto de estudio este curso.

Se denomina capacidad de un condensador: Q=C*VQ=C*VQ=C*VQ=C*V V= Q/C C= Q/VV= Q/C C= Q/VV= Q/C C= Q/VV= Q/C C= Q/V

• Q = Cantidad de carga almacenada por el condensador en Culombios [C]

• C = Capacidad del condensador en Faradios [F]

• V = Tensión entre sus armaduras en Voltios [V]

La expresión matemática que relaciona la capacidad con sus características contractivas es:

d

SC *

10*9**4 9ππππεεεε

====

donde: C = Capacidad del condensador en Faradios [F] S = Superficie de las armaduras en m2 d = Espesor del dieléctrico en m ε = Constante dieléctrica del tipo de dieléctrico aplicado (aire=1, poliéster=3, porcelana 4,5 a 6, vidrio de 5 a 10, baquelita de 5,6 a 8,5 papel de 2 a 3, 8 etc…) VEAMOS UN VIDEO DE CONDENSADORES EXPLICATIVO (3 min) http://www.youtube.com/watch?v=h2thttp://www.youtube.com/watch?v=h2thttp://www.youtube.com/watch?v=h2thttp://www.youtube.com/watch?v=h2t----KPEbFN8&feature=relatedKPEbFN8&feature=relatedKPEbFN8&feature=relatedKPEbFN8&feature=related

3.3.3.3.3333.TIPOS DE CONDENSADORES.TIPOS DE CONDENSADORES.TIPOS DE CONDENSADORES.TIPOS DE CONDENSADORES

Se muestran seguidamente distintos tipos de los condensadores de los más

típicos. Todos ellos están comparados en tamaño a una moneda de diámetro

similar a una de 20 céntimos de €.



1. Electrolíticos.Electrolíticos.Electrolíticos.Electrolíticos. Tienen el dieléctrico

formado por papel impregnado en

electrólito. Siempre tienen

polaridad, y una capacidad superior

a 1 µF. Arriba observamos claramente

que el condensador nº 1 es de 2200

µF, con una tensión máxima de

trabajo de 25v. (Inscripción: 2200 µ

/ 25 V). Abajo a la izquierda vemos

un esquema de este tipo de condensadores y a la

derecha vemos unos ejemplos de condensadores electrolíticos .

2. ElectrElectrElectrElectrolíticos de tántaloolíticos de tántaloolíticos de tántaloolíticos de tántalo o de gota. Su forma de gota les da

muchas veces ese nombre.

3. De poliester metalizadopoliester metalizadopoliester metalizadopoliester metalizado

4. De poliésterpoliésterpoliésterpoliéster.

5. De poliéster tubularpoliéster tubularpoliéster tubularpoliéster tubular.

6. Cerámico "de lenteja" o "de disco"Cerámico "de lenteja" o "de disco"Cerámico "de lenteja" o "de disco"Cerámico "de lenteja" o "de disco". 7. Cerámico "deCerámico "deCerámico "deCerámico "de tubotubotubotubo.

3.3.3.3.4444........Ejemplos de Identificación con CondensadoresEjemplos de Identificación con CondensadoresEjemplos de Identificación con CondensadoresEjemplos de Identificación con Condensadores

0,047 J 6300,047 J 6300,047 J 6300,047 J 630

C=47 nF 5%

V=630 V.

403403403403

C=40 nF

0,068 J 2500,068 J 2500,068 J 2500,068 J 250

C=68 nF 5%

V=250 V.

47p47p47p47p

C=47 pF

22J22J22J22J

C=22 pF 5%

2200220022002200

C=2.2 nF

10K +/10K +/10K +/10K +/----10% 400 V10% 400 V10% 400 V10% 400 V

C=10 nF 10%

V=400 V

3300/10 400 V3300/10 400 V3300/10 400 V3300/10 400 V

C=3.3 nF 10%

V=400 V.



amarilloamarilloamarilloamarillo----violetavioletavioletavioleta----

naranjanaranjanaranjanaranja----negronegronegronegro

C=47 nF 20%

330K 250V330K 250V330K 250V330K 250V

C=0.33 µF

V=250 V.

n4n4n4n47 J7 J7 J7 J

C=470 pF 5%

0,1 J 2500,1 J 2500,1 J 2500,1 J 250

C=0.1 µF 5%

V=250 V.

verdeverdeverdeverde----azulazulazulazul----naranjanaranjanaranjanaranja----

negronegronegronegro----rojorojorojorojo

C=56 nF 20%

V=250 V.

µ1 250µ1 250µ1 250µ1 250

C=0.1 µF

V=250 V.

22K 250 V22K 250 V22K 250 V22K 250 V

C=22 nF

V=250 V.

n15n15n15n15 KKKK

C=150 pF 10%

azulazulazulazul----grisgrisgrisgris----rojo y rojo y rojo y rojo y

marronmarronmarronmarron----negronegronegronegro----naranjanaranjanaranjanaranja

C1=8.2 nF

C2=10 nF

amarilloamarilloamarilloamarillo----violetavioletavioletavioleta----rojorojorojorojo

C=4.7 nF

.02µF 50V.02µF 50V.02µF 50V.02µF 50V

C=20 nF

V=50 V.

amarilloamarilloamarilloamarillo----violetavioletavioletavioleta----rojorojorojorojo, , , , rojorojorojorojo----

negronegronegronegro----marrónmarrónmarrónmarrón y amarilloy amarilloy amarilloy amarillo----

violetavioletavioletavioleta----marrónmarrónmarrónmarrón

C1=4.7 nF

C2=200 pF

C3=470 pF

3.5. ACOPLAMIENTO DE CONDEN3.5. ACOPLAMIENTO DE CONDEN3.5. ACOPLAMIENTO DE CONDEN3.5. ACOPLAMIENTO DE CONDENSADORESSADORESSADORESSADORES

3.5.1. 3.5.1. 3.5.1. 3.5.1. Acoplamiento de condensadores en serieAcoplamiento de condensadores en serieAcoplamiento de condensadores en serieAcoplamiento de condensadores en serie

Como sabemos, decimos que dos o más receptores están conectados en serie, cuando pasa la

misma corriente a través de ello.

C1 C2 C3 C4

U4U3U2U1

U

4321 UUUUU ++++++++++++====



Al tratarse de un circuito serie, la

intensidad tiene que ser la misma en todos sus

puntos, y por tanto, la carga (Q) será la misma

en todos los condensadores ( Según la ley de

Coulomb Q=I*t). La tensión total es la suma de

las tensiones parciales de los condensadores:

3.53.53.53.5.2. .2. .2. .2. Acoplamiento de condensadores en paraleloAcoplamiento de condensadores en paraleloAcoplamiento de condensadores en paraleloAcoplamiento de condensadores en paralelo

Acoplar en paralelo es unir a un punto común las entradas de los condensadores y a otro,

distinto del anterior, todas las salidas o finales de los mismos.

En este caso, la carga es función de la capacidad de cada uno de los condensadores, y la

carga torta es la suma de las cargas parciales. Tendremos por lo tanto:

I1 C1

I4 C4

U

I2

I3 C3

C2

4321

4321

4321

*****

CCCCC

UCUCUCUCUC

QQQQQ

++++++++++++====

++++++++++++====

++++++++++++====

En definitiva, la capacidad total de varios condensadores conectados en paralelo, es

igual a la suma de las capacidades de cada uno de ellos.

4.4.4.4.----SEMICONDUCTORESSEMICONDUCTORESSEMICONDUCTORESSEMICONDUCTORES 4.1. INTRODUCCIÓN4.1. INTRODUCCIÓN4.1. INTRODUCCIÓN4.1. INTRODUCCIÓN

Los semiconductores semiconductores semiconductores semiconductores son materiales que en condiciones normales no conducen la corriente

eléctrica, pero se convierten en conductores al cambiar estas condiciones con la aplicación de

una fuente de energía eléctrica, térmica o luminosa, o mediante su dopado (adición a los

semiconductores de otros materiales como el arsénico, antimonio, etc.). Los materiales

semiconductores más utilizados son el Germanio y sobre todo el SSSSilicio.ilicio.ilicio.ilicio.

Según el tipo de materiales que se utilice en el dopado, podemos obtener dos tipos de

cristales semiconductores:

• Semiconductores tipo P

• Semiconductores tipo N

4321

4321

44

33

22

11

11111

:despejando

C

Q

:anteriorexpresión laen dosustituyen

;;;

CCCC

C

C

Q

C

Q

C

Q

C

Q

C

QU

C

QU

C

QU

C

QU

+++=

+++=

====



Los efectos producidos por estos materiales y la unión de dos o más cristales de tipo P

y N han generado la aparición de un gran número de componentes semiconductores, como son el

DIODO,DIODO,DIODO,DIODO, el TRANSISTORTRANSISTORTRANSISTORTRANSISTOR, el TIRISTORTIRISTORTIRISTORTIRISTOR, las resistencias sensibles a la luz, temperatura y tensión

(LDR, NTC, PTC y VDR)LDR, NTC, PTC y VDR)LDR, NTC, PTC y VDR)LDR, NTC, PTC y VDR), , , , las células solares fotovoltaicas, etc..

El estudio de las propiedades eléctricas de los semiconductores lo realizaron Faraday y

Becquerel, a mediados del siglo pasado, pero su aplicación práctica es mucho más reciente,

remontándose a 1923, año en que Schotlky publicó sus estudios sobre la rectificación, si bien

hasta 1948 no se consigue el empleo de los semiconductores en amplificación; en este año

Brattain y Bardeen descubren el transistor de puntas de contacto, y es a partir de esta fecha

cuando se desarrollan un sinfín de componentes, basados en las mismas propiedades, las de los

semiconductores.

4.2. MATERIALES SEMICONDUCTORES4.2. MATERIALES SEMICONDUCTORES4.2. MATERIALES SEMICONDUCTORES4.2. MATERIALES SEMICONDUCTORES

Desde el punto de vista eléctrico los materiales los podemos clasificar en:

Aislantes

Semiconductores

Conductores.

Materiales aislantesMateriales aislantesMateriales aislantesMateriales aislantes: son aquellos que no permiten el

paso de la corriente eléctrica.

Materiales conductoresMateriales conductoresMateriales conductoresMateriales conductores: son aquellos que

dejan pasar la corriente eléctrica con

mucha facilidad.

Materiales semiconductoresMateriales semiconductoresMateriales semiconductoresMateriales semiconductores: podríamos decir

que son aquellos que se encuentran entre

los dos anteriores, sólo conducen en determinadas condiciones.

Las propiedades más importantes de estos materiales son tres:

Su estructura

Su resistividad.

La conductividad eléctrica varía

con la temperatura.

4.2.1. Estructura atómica4.2.1. Estructura atómica4.2.1. Estructura atómica4.2.1. Estructura atómica de los semiconductores.de los semiconductores.de los semiconductores.de los semiconductores.

Se caracterizan por tener cuatro electrones de

valencia. Ejemplos típicos de semiconductores serian el

Germanio y el Silicio (siendo éste el semiconductor mas

utilizado en la actualidad) cuyas estructuras atómicas se

muestran a continuación.



Los átomos por ejemplo de Silicio se combinan entre si mediante una estructura

ordenada llamada cristal covalente. Cada átomo de Si “comparte” su electrones de

valencia (cuatro) con los átomos de silicio vecinos mediante enlaces covalentes, de tal

modo que cada átomo tiene de esta forma ocho electrones en la orbita de valencia. Estos

electrones llamados ligados están fuertemente unidos en los átomos. Es por ello que un

cristal de silicio es casi un aislante perfecto a

temperatura ambiente.

Estructura cristalina del silicioEstructura cristalina del silicioEstructura cristalina del silicioEstructura cristalina del silicio

4.2.2. Conducción en l4.2.2. Conducción en l4.2.2. Conducción en l4.2.2. Conducción en los semiconductoresos semiconductoresos semiconductoresos semiconductores

Como se ha mencionado anteriormente, los electrones

en los semiconductores están compartidos mediante enlaces

covalentes, por tanto, rara vez podrán utilizarse para la

conducción, lo que se traducirá en el hecho de que su

resistividad será mayor que la de los conductores. En

consecuencia, los materiales semiconductores dificultan el

paso de la corriente eléctrica.

Efecto de la temperatura en la conducción

A -273,15 ºC, o sea, a 0º Kelvin, la formación reenlaces covalentes es perfecta y la

estrucutura es completamente estable y aislante, pero a medida que la temperatura se eleva

aumenta la agitación desordenada de los electrones y, algunos de ellos salen de su órbita

rompiendo el enlace covalente. Al electrón desprendido se le conoce como electrón libre. Este

electrón que ha “escapado” de la orbita de valencia deja un vacío (una ausencia de carga)

que denominaremos a partir de ahora como hueco.

Para nosotros el hueco se comporta como si fuera

“una carga positiva” en el sentido de que atraerá

y capturará cualquier electrón vecino.

Se entenderá perfectamente que si la

temperatura ambiente en la que se encuentra un

semiconductor se eleva, aumentará la vibración de

los átomos, originándose un mayor número de pares

“electrón-hueco”.

También puede ocurrir que un electrón libre

se aproxime a un hueco, el cual lo atraerá y caerá

hacia él, volviendo entonces a ser un electrón

ligado (en el enlace covalente) y desapareciendo el

hueco. A este fenómeno se le denomina

“recombinación”.

Este fenómeno del aumento de la producción de pares electrón libre-hueco con la



temperatura se podría concretar diciendo que los materiales semiconductores Intrínsecos (es

decir los puros, Si o Ge) disminuyen su resistencia con la temperatura, al contrario que los

metales. VIDEO DE SEMICONDUCTORESVIDEO DE SEMICONDUCTORESVIDEO DE SEMICONDUCTORESVIDEO DE SEMICONDUCTORES

http://www.youtube.com/watch?v=rm8V7aBWvXM&feature=relatedhttp://www.youtube.com/watch?v=rm8V7aBWvXM&feature=relatedhttp://www.youtube.com/watch?v=rm8V7aBWvXM&feature=relatedhttp://www.youtube.com/watch?v=rm8V7aBWvXM&feature=related (6 minutos)(6 minutos)(6 minutos)(6 minutos)

4.3. 4.3. 4.3. 4.3. CLASES DE SEMICONDUCTORESCLASES DE SEMICONDUCTORESCLASES DE SEMICONDUCTORESCLASES DE SEMICONDUCTORES

4.3.1.Semiconductor intrínseco4.3.1.Semiconductor intrínseco4.3.1.Semiconductor intrínseco4.3.1.Semiconductor intrínseco

A un semiconductor puro se le denomina semiconductor intrínseco. Un cristal de Si es un

semiconductor intrínseco si cada átomo del cristal es un átomo de silicio (es decir no hay

átomos de otros elementos).

4.3.2. Semiconductor extrínseco4.3.2. Semiconductor extrínseco4.3.2. Semiconductor extrínseco4.3.2. Semiconductor extrínseco

¿Se puede aumentar la conductividad de un semiconductor?. La respuesta es sí; la forma:

añadiendo átomos de “impurezas” (es decir, de átomos distintos al del semiconductor) al

semiconductor intrínseco. A esta técnica se le denomina “dopado”. Por tanto, un

semiconductor dopado recibe el nombre de semiconductor extrínseco. Ahora bien, un semiconductor

se puede dopar para que tenga un exceso de electrones libres o un exceso de huecos.



¿Qué ocurre cuando ponemos en contacto un cristal de semiconductor tipo P con uno tipo N?.

OTRO VIDEO DE SEMINCONDUCTORES EXPLICATIVOOTRO VIDEO DE SEMINCONDUCTORES EXPLICATIVOOTRO VIDEO DE SEMINCONDUCTORES EXPLICATIVOOTRO VIDEO DE SEMINCONDUCTORES EXPLICATIVO

http://www.youtube.com/watch?v=4WK8l8vlAxYhttp://www.youtube.com/watch?v=4WK8l8vlAxYhttp://www.youtube.com/watch?v=4WK8l8vlAxYhttp://www.youtube.com/watch?v=4WK8l8vlAxY

5555.... DIODO SEMICONDUCTORDIODO SEMICONDUCTORDIODO SEMICONDUCTORDIODO SEMICONDUCTOR 5.1 5.1 5.1 5.1 DEFINICIONDEFINICIONDEFINICIONDEFINICION

El diodo semiconductor es un elemento que sólo deja pasar la corriente eléctrica en un

sentido (y diremos entonces que esta en conducción directa o polarizado en directa). En sentido

contrario sólo circularán una corriente muy débil (y por tanto despreciable) de unos pocos

portadores minoritarios (y diremos entonces que esta en conducción inversa o polarizado en

inversa).

5555.2..2..2..2.----UNION PUNION PUNION PUNION PNNNN

Un semiconductor tipo N se obtenía

añadiéndole átomos pentavalentes, produciéndose

electrones libres.

Un semiconductor tipo P se obtenía

añadiéndole átomos trivalentes, produciéndose

huecos.

Si colocamos un semiconductor de tipo P

junto a otro de tipo N, se produce el fenómeno de difusión, por el cual, los electrones de la

parte N, con alta concentración de los mismos, tienden a dirigirse a la zona P, que apenas

tiene, sucediendo lo contrario con los huecos, que tratan de dirigirse de la zona P a la N

Esta estructura recibe el nombre de DIODO DE UNION O DIODO SEMICONDUCTOR

Al encontrarse el electrón con un hueco, desaparece el electrón libre, que pasa a ocupar

el lugar del hueco, y por tanto también desaparece este último, formándose en dicha zona de

unión una estructura estable y neutra.

Aunque la explicación de cómo

se forma esta zona sin portadores es

mucho más compleja, hemos de entender

que se ha formado una especie de

barrera de potencial, la cual habría

que superar para que volviera a haber circulación de portadores a través de ella.

Por ejemplo, a 25ºC la barrera de potencial es aproximadamente de 0,3 V para diodos de

Germanio y de 0,7 V para diodos de Silicio. Dicho de otro modo necesitaríamos aplicarle al

diodo de Silicio, por ejemplo, una tensión entre sus bornes superior a 0,7 V para que empezará

a conducir.



-

+

POLARIZACIÓN DIRECTA

A K

5.3. 5.3. 5.3. 5.3. SÍMBOLO Y POLARIZACIÓN DE UN DIODOSÍMBOLO Y POLARIZACIÓN DE UN DIODOSÍMBOLO Y POLARIZACIÓN DE UN DIODOSÍMBOLO Y POLARIZACIÓN DE UN DIODO.

El símbolo del diodo rectificador es el que se indica en la siguiente figura. Para

identificar los terminales en el componente real se suele hacer una franja al diodo en el lado

del cátodo. El terminal AAAA es el que nos indica el ánodo, y el terminal KKKK, identifica al

cátodo.

Como ya se ha indicado, el diodo semiconductor, se puede definir como un componente

electrónico que permite el paso de corriente eléctrica en un solo sentido, si su polarización

es la adecuada. De está forma se dice que un diodo está polarizado directa o inversamente.

Polarización directa.Polarización directa.Polarización directa.Polarización directa.---- Un diodo

está polarizado directamente

cuando el potencial del ánodo es

más positivo que el del cátodo,

en este caso, el diodo se

comporta como un “interruptor

cerrado” permitiendo el paso de

la corriente eléctrica, sin

apenas, oponer resistencia.

Polarización inversa.Polarización inversa.Polarización inversa.Polarización inversa.- Un diodo está

polarizado inversamente cuando el

potencial del ánodo es negativo

respecto al del cátodo. El diodo

polarizado inversamente se comporta

como un “interruptor abierto”.

Veamos unos ejemplos de polarización del

diodo:

POLARIZACIÓN INVERSA

+

A K

-

La bombilla está apagada



El diodo no empieza a conducir (a dejar pasar corriente) hasta que no aplicamos en sus bornes una

tensión superior a un cierto valor, y que en el caso de los diodos de Silicio es de 0,7 voltios. A este

valor, se le denomina “barrera de potencialbarrera de potencialbarrera de potencialbarrera de potencial” o “tensión umbraltensión umbraltensión umbraltensión umbral” (Vγ). Una vez se ha superado esa

tensión, observa que con poca tensión que aumentes, la corriente que se obtiene es muy grande, o sea no

ofrece prácticamente resistencia y se convierte en un conductor casi perfecto.

En la zona inversa, puedes observar, que la corriente es despreciable hasta un determinado valor de

tensión, a partir de la cual el diodo se daña.

De las conclusiones anteriores, podríamos resumirlas del siguiente modo y tal como nosotros vamos

a trabajar con los diodos:

Un diodo polarizado en directa conduce si le aplicamos una tensión superior a la tensión

umbral (o barrera de potencial) y entonces se convierte en un “interruptor cerrado”.

Un diodo polarizado en inversa no conduce y como un “interruptor abierto”



5.45.45.45.4....COMPROBACIÓN DE DIODOSCOMPROBACIÓN DE DIODOSCOMPROBACIÓN DE DIODOSCOMPROBACIÓN DE DIODOS

La forma más sencilla de comprobar el correcto estado de un diodo es mediante el polímetro. El

procedimiento de operativo es el siguiente:

1.- Conectamos la punta de prueba de color negro al terminal marcado como COMCOMCOMCOM en el polímetro.

2.- Conectamos la punta de prueba roja al terminal que indique el símbolo ΩΩΩΩ en el polímetro....

3.- Seleccionamos con el conmutador del polímetro la posición de comprobación de diodos, la cual, se

indica con el símbolo del diodo.

4.- Conectamos la punta de prueba roja al ánodo del diodo y la punta de prueba negra

al cátodo del diodo. En esta posición el diodo está polarizado directamente y en el

polímetro se debe apreciar unas lecturas entre 300 y 900 Ω

5.- Cambiamos la posición de las puntas de prueba respecto a la conexión del

apartado anterior, y la resistencia que debe marcar el polímetro debe ser infinita

(recuerda que el polímetro marca resistencia infinita, o por encima del valor final

de escala seleccionado, mostrando un 1 en la parte izquierda del display).

Si en la conexión de los apartados 4 o 5

anteriores dieran lecturas distintas a las indicadas, el

diodo no funciona, y por tanto, habrá que cambiarlo por

otro.

5.55.55.55.5.TIPOS DE DIODOS.TIPOS DE DIODOS.TIPOS DE DIODOS.TIPOS DE DIODOS En el mercado existen varios tipos de diodos, entre

los más comunes están: Los diodos rectificadores, los diodos

LED (Light emisor diode), los, los Schottky, los Zener,

Varicap etc…

En este tema, sólo estudiaremos los dos primeros en

sus características y particularidades fundamentales, sin

profundizar en su estudio teórico, el cual, supera ampliamente el nivel académico de este curso.

5.55.55.55.5.1. .1. .1. .1. Diodos LED Diodos LED Diodos LED Diodos LED

Se denominan Diodos Emisores de Luz, los cuales por medio de un proceso

conocido como electroluminiscencia transforma la energía eléctrica en luminosa.

Los LED han sustituido en muchas aplicaciones

a las lámparas de incandescencia debido a su baja

tensión, la gran rapidez de conmutación y su larga

vida. Para fabricarlos se emplean elementos como el

arsénico, el fósforo y el galio, con los que se pueden obtener LED que

radien luz roja, verde, amarilla, azul, naranja o infrarroja (invisible).

¿Dónde se emplean?. Seguramente te habrás fijado en equipos de música que

llevan unos pequeños pilotos de color verde, rojo etc, los cuales suelen

utilizarse como indicadores de que el aparato se encuentra encendido. Estos

pilotos son LED. Los LED de luz infrarrojos suelen utilizarse para

aplicaciones en sistemas de alarma.

VIDEO DE DIODOS LED, DEMOSTRACIÓN ( 1 minuto)

http://www.youtube.com/watch?v=_SO1J1kP3YQ&feature=relatedhttp://www.youtube.com/watch?v=_SO1J1kP3YQ&feature=relatedhttp://www.youtube.com/watch?v=_SO1J1kP3YQ&feature=relatedhttp://www.youtube.com/watch?v=_SO1J1kP3YQ&feature=related

P N

+ -ANODO CATODO

SIMBOLO DEL DIODO LEDSIMBOLO DEL DIODO LED



V 125/220 V

t V

t

V

t

V t

variación V

t

variac

Red Transformador Rectificador Filtro Regulador

El símbolo del diodo LED es igual al diodo semiconductor al que se añaden unas flechas que salen

del triángulo y que simbolizan la luz radiada.

Cómo ya se ha comentado, es importante conectar (o polarizar) correctamente un diodo (ya sea un

LED o de cualquier otro tipo); para ello es necesario aprender a identificar sus terminales (ánodo y

cátodo).

Un LED, normalmente lleva un chaflán que coincide en la patilla más corta, indicándonos que es el

cátodocátodocátodocátodo y que debe conectarse al polo negativo. La patilla más larga es el ánodo ánodo ánodo ánodo y es la que debe

conectarse al polo positivo.

Con relación a sus características eléctricas los LED admiten entre sus terminales una

tensión comprendida entre 1,5 a 2 V, y aproximadamente una intensidad máxima de 30 mA.

Dicho en otras palabras, un diodo LED no lo puedes conectar a una tensión superior a 2 V, pues

corres el riesgo de “fundirlo”. Y sin embargo suele ser muy habitual utilizar en el aula-taller pilas

de 4,5 V. ¿Cómo podemos solucionar este problema?. La solución estriba en intercalar en serie con el

diodo LED una resistencia de un valor óhmico tal que nos produzca una caída de tensión en ella, que

provoque que el diodo se encuentre a 2 Voltios como máximo; de este modo se limita la corriente que

circula por el LED, y evitando así posibles sobrecargas. Normalmente los valores nominales de los diodos

suelen venir dadas por el fabricante de dichos componentes.

5.55.55.55.5.2. .2. .2. .2. DDDDIODOSIODOSIODOSIODOS RECTIFICADORESRECTIFICADORESRECTIFICADORESRECTIFICADORES Aprovechando la propiedad que este componente ofrece, al conducir la corriente en un el sentido

(ánodo-cátodo), se consiguen circuitos que permiten la conversión de la corriente alterna en corriente

continua, dando lugar a lo que se denominan rectificadores, lo que es sin duda, la aplicación más

importante de este componente electrónico.

Se puede asegurar que la totalidad de dispositivos electrónicos conectados a la red eléctrica

utilizan un circuito rectificador para la conversión de la corriente alterna en continua. Entre los más

comunes están: Ordenadores, Amplificadores, vídeo-reproductores, televisores etc...

5.55.55.55.5.2.1..2.1..2.1..2.1.RRRRectificador de media ectificador de media ectificador de media ectificador de media ondaondaondaonda

El

circuito

más

sencillo

que nos

permite

convertir

una

corriente

alterna en

continua es el rectificador de media onda



Durante el semiciclo positivo de la corriente alterna, se observa que tenemos tensión

positiva en el ánodo y negativa en el cátodo, estando, por tanto, el diodo polarizado en

directa y por tanto conduce (es como un interruptor cerrado).

Durante el semiciclo negativo de la tensión que proporciona el transformador, tenemos

que el ánodo del diodo está puesto a tensión negativa mientras que el cátodo está puesto a

tensión positiva, es decir, está polarizado en inversa y se comporta como un interruptor

abierto. Por tanto no deja pasar corriente y en la resistencia no habrá tensión.

Como se observa, la señal (la forma de la onda) que se obtiene se denomina de media onda

porque los semiciclos negativos han sido eliminados, obteniéndose en la carga (resistencia)

una corriente en forma de pulsos senoidales positivos.

Cómo se puede observar, esta corriente todavía no puede considerarse continua, en el

aspecto de presentar un valor

prácticamente constante. Para intentar

conseguir la corriente continua se coloca

un condensador en paralelo con la carga

(R).

En el semiciclo positivo si hay corriente

En el semiciclo negativo no hay

corriente

V 125/220

t

V

t

V

t

Rectificador de media

+ -

+ -

125/220

125/220

V

t

D

E

C R



Este condensador actuará como un almacén de energía cargándose en la zona ascendente

(consideremos solo valores absolutos) de la curva, y cediendo esa energía a la carga en la

descendente.

5.55.55.55.5....2.2.2.2.2.2.2.2.PPPPuente rectificadoruente rectificadoruente rectificadoruente rectificador

En la siguiente figura se puede ver un

circuito de rectificación de onda completa

(no se elimina ninguna semionda, sino que

todas las semiondas obtenidas son ya

positivas). A este circuito se le denomina

puente rectificador o de Graetz

Durante el semiciclo positivo (A positivo respecto a B) el paso de la corriente sigue el

camino D2, R, D4. Cuando cambia la polaridad

de Vi, el recorrido será D3, R , D1.

A fin de tener una onda continua sin tanto rizado (Tensión de pico a pico de la señal

rectificada) se añade un condensador.

D1

R

D2

D3D4

A

B

Vi

Vo

D1

R

D2

D3D4 C



6.6.6.6. EL TRANSISTOR BIEL TRANSISTOR BIEL TRANSISTOR BIEL TRANSISTOR BIPOLARPOLARPOLARPOLAR

6.1. INTRODUCCIÓN6.1. INTRODUCCIÓN6.1. INTRODUCCIÓN6.1. INTRODUCCIÓN

De la misma forma que el diodo semiconductor significó un gran avance frente a

los componentes a los que sustituyó, el transistor (dispositivo semiconductor

también), no sólo amplía los campos de aplicación de la electrónica de su época sino

que supone el inicio de una evolución vertiginosa que, partiendo de los años

cincuenta, llega a los actuales circuitos integrados y microprocesadores y deja

adivinar la conversión de la ciencia ficción en realidad.

Como resumen de sus aplicaciones podemos decir, sin riesgo de error, que se

encuentra presente en todos los sistemas electrónicos discretos e integrados que

realicen cualquier tratamiento de señales.

6.2.. DESCRIPCION BASICA6.2.. DESCRIPCION BASICA6.2.. DESCRIPCION BASICA6.2.. DESCRIPCION BASICA....

Es un dispositivo cuya resistencia puede variar en función de la señal de

entrada. Esta variación de resistencia provoca que sea capaz de regular la corriente

que circula por el circuito en que se encuentre conectado.

De dicho comportamiento como resistencia variable se deriva su nombre, del

inglés: TRAN: TRAN: TRAN: TRANsfer-reSISTORSISTORSISTORSISTOR.

Un transistor de unión bipolar es un

cristal semiconductor en el que una zona tipo

P o N está entre medias de otras dos N o P. En

el primer caso el transistor es del tipo N-P-N

y en el segundo P-N-P.

El conjunto así formado se encierra

herméticamente en una cápsula metálica o de

plástico. Presenta exteriormente tres

terminales que parten de cada una de las regiones semiconductoras.

En la figura se representa la estructura y símbolo de cada tipo indicado:



El emisor está fuertemente dopado y su misión es inyectar portadores en la

base. La base que está ligeramente impurificada es muy delgada (algunas micras);

siendo atravesada por la mayor parte de los portadores que abandonan el emisor y se

dirigen al colector.

El colector tiene una impurificación media y recoge los portadores liberados

por el emisor que no son recogidos por la base. Es mayor que ninguna de las otras

regiones y disipa más calor que ninguna.

De la misma forma que existen diodos de silicio y de germanio, también hay

transistores de ambos materiales. Mientras no se diga lo contrario, nosotros haremos

referencia siempre a los diodos de silicio que presentan las mismas ventajas que

presentaban los diodos de silicio frente a los de germanio. De igual forma nos

centraremos en el estudio del transistor NPN, extensivo a PNP, teniendo en cuenta

que en éstos los portadores mayoritarios son los huecos y ello implica el cambio de

sentido de las corrientes y de las polaridades de las tensiones.

6.3.POLARI6.3.POLARI6.3.POLARI6.3.POLARIZACIÓNZACIÓNZACIÓNZACIÓN DEL TRANSISTORDEL TRANSISTORDEL TRANSISTORDEL TRANSISTOR



1.1.1.1.---- Funcionamiento en corteFuncionamiento en corteFuncionamiento en corteFuncionamiento en corte

2.2.2.2.---- Funcionamiento en activaFuncionamiento en activaFuncionamiento en activaFuncionamiento en activa

3.3.3.3.---- Funcionamiento en saturaciónFuncionamiento en saturaciónFuncionamiento en saturaciónFuncionamiento en saturación



VIDEO DE DETECTOR DE PRESENCIA VIDEO DE DETECTOR DE PRESENCIA VIDEO DE DETECTOR DE PRESENCIA VIDEO DE DETECTOR DE PRESENCIA http://www.youtube.com/watchttp://www.youtube.com/watchttp://www.youtube.com/watchttp://www.youtube.com/watch?v=jxAYX3FCmvc&feature=relatedh?v=jxAYX3FCmvc&feature=relatedh?v=jxAYX3FCmvc&feature=relatedh?v=jxAYX3FCmvc&feature=related

6.4. TENSIONES Y CORRIENTES6.4. TENSIONES Y CORRIENTES6.4. TENSIONES Y CORRIENTES6.4. TENSIONES Y CORRIENTES DEL TRANSISTOR BIPOLARDEL TRANSISTOR BIPOLARDEL TRANSISTOR BIPOLARDEL TRANSISTOR BIPOLAR. PARÁMETROS Y TIPOS DE TRANSITORES. PARÁMETROS Y TIPOS DE TRANSITORES. PARÁMETROS Y TIPOS DE TRANSITORES. PARÁMETROS Y TIPOS DE TRANSITORES

En el transistor de la figura podemos apreciar los diferentes voltajes y

corrientes existentes en un transistor.

En adelante nos atendremos a los siguientes

convenios:

• Las flechas de corriente indican el sentido

convencional (del positivo a negativo)

• Las letras de tensiones y corrientes y sus

subíndices en mayúsculas son referidas a c.c y

minúsculas a c.a.

• Los subíndices en magnitudes referidas a

transistores, indican el terminal o terminales a

que afectan.

• El mismo subíndice dos veces, representa el voltaje de la fuente que alimenta

ese terminal.

• Un tercer subíndice O indica que el terminal cuya inicial no está presente

está en circuito abierto (open).

• En el caso de dos subíndices se toma el primero como positivo.

• Un único subíndice en tensiones, representa el voltaje entre ese terminal y

masa.

EJEMPLOS:

V C E = Tensión de c.c entre colector y emisor.

I B = Intensidad de base en c.c.

Vcc = Tensión de alimentación de colector.

V B E = Tensión entre base y emisor.

La relación entre estas corrientes viene dada:

VCE

IE

IC

IBB

C

E

VBE

VCB



E

C

I

I====αααα

Valores usuales de α son de 0.95 a 0. 99, pero en cualquier caso α < 1

De la misma forma se observa que Ic>> I B y la relación entre ambas es el

parámetro "beta":

11 ++++====

−−−−====

ββββββββ

αααααααα

ααααββββ

Si consideramos las expresiones anteriores y despejamos:

B

C

B

C

CCB

C

CE

C

E

CE

E

C

E

C

E

C

CBE

E

C

I

I

I

I

III

I

II

I

I

II

I

I

I

I

I

I

III

I

I

====

====−−−−++++

====−−−−

====−−−−

====−−−−

====

++++====

====

−−−−====

ββββ

ββββαααα

αααααααα

ββββ

1

1

El parámetro beta se le denomina ganancia de corriente del transistorganancia de corriente del transistorganancia de corriente del transistorganancia de corriente del transistor, y nos

indica el número de veces que la corriente del colector multiplica a la de la base.

Este parámetro suele presentarse también bajo la designación hhhh f ef ef ef e o ganancia de

amplificación.

Por otra parte, las tensiones están relacionadas entre sí mediante la 2ª ley

de Kirchhoff, según: V C E = V C B + V B E

al igual que en las corrientes, esta relación también es constante.

En este curso utilizaremos fundamentalmente la configuración emisor común,

cuyas características son:

• Mínimo desnivel entre las impedancias de entrada y salida.

• Se consigue la máxima potencia de amplificación.

• Condiciones aceptables tanto en amplificación de corriente como en tensión.



6.56.56.56.5....CONMUTACIONCONMUTACIONCONMUTACIONCONMUTACION

6.5.1..INTRODUCCION Se d ice que un t ransis tor t rabaja en conmutación , cuando los es tados de operac ión son

en conducción o en cor te . Dado que para pasar de la zona de conmutac ión a la de cor te se

pasa a t r avés de l a región ac t iva , convendrá hacer lo lo más ráp idamente posib le .

6.5.2..DESCRIPCION BASICA.

Podemos hacer una ana logía en los t ransi s tores t rabajando

en ac t iva , sa turación y en cor te a un in te r rup tor que toma las

pos ic iones de cer rado y ab ie r to respec t ivamente .

Las l áminas de contac to de inte rruptor son equiva lentes a l

co lec tor y a l emisor , y l a pa lanca que provoca l a un ión de ambas

l áminas equiva le a la base . Es como s i l a fuerza que une los

contac tos es l a seña l ap l i cada a l a base .

Es te s ími l se r í a tota lmente c ie r to en e l c i rcu i to de paso



colec tor -emisor , s i e l t r ans is tor p resentara VCE =0 y en cor te una Ic=0 , l o cua l sabemos que

no es c ier to , pero en l a mayor ía de los casos ambas magni tudes se pueden desprecia r y

cons idera r e l t r ans is tor como un in te rrup tor idea l para c .c . , ya que e l t r ansi s tor só lo deja

c i rcu la r cor r i ente por e l c i rcui to co lec tor -emisor en e l sent ido impues to por los por tadores

mayor i t ar ios .

6. 5. 3.CÁLCULOS DEL TRANSISTOR EN CONMUTACIÓN

La s igu ien te f igura mues t ra un senci l lo c i rcu i to de pola r izac ión NPN empleando dos

ba ter ías Vcc y VBB j un to con l a rec ta de carga cor respondien te a d icho c i rcui to .

RB

RC

VCC

VBB

V

IC

Corte

Saturación

VCC

RCC

VCC

Recta de carga

CIRCUITO DE POLARIZACIÓN

S

Cuando S es tá ab ie r to l a corr ien te de base es nu la , luego e l t rans is tor pe rmanece en

CORTE , e s to equiva le a dec i r que Ic=0 VC E=Vcc , t ambién como es lógico IB = 0

Vcc= VR c + VC E

Vcc= Rc . Ic + VC E Como Ic = 0 , , Vcc = VC E

Cuando S es tá ce r rado , suponiendo que VBB p roporc iona suf i c ien te corr ien te a t r avés

de RB e l t r ans i s to r e s tá en ac t iva o sa tu rac ión , en tonces :

(((( ))))SatCECE

C

CCC VVy

R

VI ========

Es deci r en t re co lec tor y emisor ex is te a lguna décima de vo l t io .

Las ún icas cond ic iones a cons ide rar para e l t r abajo en conmutac ión de l componente

se rá no sobrepasar l a s e speci f i cac iones máximas de l componente .

S i cons ide ramos l a rec ta de ca rga del t r ans i s to r , pa ra asegura r que es t e pe rmanezca en

cor te , es necesar io que l a corr ien te de base sea nula ; e s to se cons igue no apl icando t ens ión a



dicho c i rcui to o b ien po la r i zando inver samente e l d iodo base -emisor , s iempre que no se

sobrepase e l va lo r máximo de V EBO p resente en la s e spec i f i caciones del t r ans is tor .

Pa ra asegura r l a permanenc ia de l t r ans i s to r en SATURACIÓN s e debe sumin i s t rar

su f ic ien te cor r i ente de base , que mantenga l a cor r iente de colecto r de sa tu rac ión , e s to es :

VBE > 0 ,7 V

VCE = 0 ,1-0 ,2 V , se puede conside ra r VCE = 0V

Ic = Vcc - VCE / Rc , , Como VCE = 0V Ic = Vcc / Rc

HfeRc

VIbieno

Hfe

II

CCB

CsatB *

========

Es ta s i tuación se debe mantener en todas la s cond iciones de func ionamiento . Como es

sab ido , Hfe no es cons tante , por e j emplo , a 25 ºC es menor que a 80ºC, por lo que se deberá

tomar Hfem í n , que es l a menor que asegura e l f abr i can te pa ra todos los t r ans i s to res de l a

misma se r ie y t ipo , s iendo entonces :

HfeRc

VccI B *

====

La ecuac ión anter ior a segura que e l t rans i s to r pe rmanezca en sa turac ión pero , s i l a

conmutac ión del t r ans i s tor ha de ser provocada por una seña l de f recuencia e l evada , se

deberá de t ra ta r de r educ i r a l mín imo los t iempos de conmutac ión .

E l t i empo de conex ión se puede reduc i r hac iendo que:

minHfe

II

CsatB >>>>>>>>

A e fectos de di seños p ráct icos se sue len segu i r l as dos t endencias s igu ien tes :

- 10*minHfe

II

CsatB ====



Por o t ra par t e , e l t iempo de desconexión se puede acor t ar ap l i cando un po tencia l

inver so a l a un ión base -emisor con lo que e l t iempo de a lmacenamiento queda

cons ide rab lemente reduc ido.

Cuando e l c i rcu i to de apl i cación es ac t ivado por con tac tos de ac tuación mecánica (

N.C o N.A. ) , l os re t a rdos p roduc idos por e l t rans i s to r se pueden desprec iar , ya que l a

ve loc idad de l t r ans i s to r e s muchí s imo más ráp ida de l a que pueda t ener cualquier con tac to

mecán ico .

Pa ra asegurar la condic ión de cor t e , bas ta por tan to con que IB s ea cero .

Pa ra e l t r abajo en conmutac ión apl icaremos l a s s igu ien tes ecuaciones :

RB

RC

+ VCC

Vi

Vo

a ) Obtenemos IB

10*minHfe

II

CsatB ==== pa ra ga ran t i za r l a conduccion se mul t impl ica IB por 10 .

b ) Apl i camos l a 2 ª Ley de ki rchoff a l c i rcu i to obteniendo l a ecuación :

BERB VVVi ++++==== = RB . IB + VBE

c ) F i j aremos pa ra los t r ans is tores de s i l i c io VBE = 0 .7 V.

d ) F ina lmente ob tenemos RB

B

BEiB

I

VVR

−−−−==== = Vi – 0 ,7 / IB

Es necesar io pa rar se un momento y pensa r que l a potencia que un t r ans i s tor neces i t a

en conmutac ión es mín ima , pues t r abaj ando en conmutac ión l a VCE e s pequeña

(aprox imadamente 0 ,2 V) , y por tan to e l producto VCE * Ic s e hace muy pequeño .

En lo que respec ta a cor t e a l ser Ic=0 , l a potencia de l t rans i s to r se rá ce ro .



7.7.7.7. CÉLULAS SOLARES.CÉLULAS SOLARES.CÉLULAS SOLARES.CÉLULAS SOLARES.

Consiste en un semiconductor con una unión PN que transforma la energía luminosa

en energía eléctrica. La luz provoca la rotura de algunos enlaces del

semiconductor, con lo que los electrones libres se mueven por difusión,

apareciendo una tensión entre los terminales. El valor de esta tensión depende de

la cantidad de iluminación recibida. Se utiliza en la alimentación de equipos

electrónicos, Generación de electricidad, etc.

El principio de funcionamiento es el siguiente: Los módulos fotovoltaicos funcionan por efecto

fotoeléctrico. Cada célula fotovoltaica

está formada por dos delgadas láminas de

silicio, positivo y negativo, separadas por

otra capa de material semiconductor, los los los los

fotones chocanfotones chocanfotones chocanfotones chocan contra la superficie de la

capa positiva, y al chocar liberan

electrones de los átomos positivos, los

cuales, al estar en movimiento pasan por el

semiconductor, pero no pueden volver para

atrás, la capa negativa adquiere una adquiere una adquiere una adquiere una

diferencia de potencialdiferencia de potencialdiferencia de potencialdiferencia de potencial (tensión) respecto

la positiva, que se introduce en la instalación en concepto de intensidad.

CELULAS FOTOVOLTAICAS. PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTOCELULAS FOTOVOLTAICAS. PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTOCELULAS FOTOVOLTAICAS. PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTOCELULAS FOTOVOLTAICAS. PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO (4 min(4 min(4 min(4 min))))

http://www.youtube.com/watch?v=s1pMnr4qaag

INSTACION DOMESTICA SOLAR FOTOVOLTAICAINSTACION DOMESTICA SOLAR FOTOVOLTAICAINSTACION DOMESTICA SOLAR FOTOVOLTAICAINSTACION DOMESTICA SOLAR FOTOVOLTAICA (3,45 min)(3,45 min)(3,45 min)(3,45 min)

http://www.youtube.com/watch?v=V5mRhttp://www.youtube.com/watch?v=V5mRhttp://www.youtube.com/watch?v=V5mRhttp://www.youtube.com/watch?v=V5mR----STBz2k&feature=relatedSTBz2k&feature=relatedSTBz2k&feature=relatedSTBz2k&feature=related

TEMA5 Introduccion a La Electronic A 3 ESO 08 09

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