EL DIODO
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miércoles, 10 de agosto de 2016
CIRCUITO INTEGRADO
CIRCUITO INTEGRADO
Un circuito integrado (CI), también conocido como chip, microchip, es una estructura de pequeñas dimensiones de material semiconductor, normalmente silicio, de algunos milímetros cuadrados de superficie (área), sobre la que se fabrican circuitos electrónicos generalmente mediante fotolitografía y que está protegida dentro de un encapsulado de plástico o de cerámica. El encapsulado poseeconductores metálicos apropiados para hacer conexión entre el Circuito Integrado y un circuito impreso.
Los CI se hicieron posibles gracias a descubrimientos experimentales que mostraban que artefactos semiconductores podían realizar las funciones de los tubos de vacío, así como a los avances científicos de la fabricación de semiconductores a mediados del siglo XX. La integración de grandes cantidades de pequeños transistores dentro de un pequeño espacio fue un gran avance en la elaboración manual de circuitos utilizando componentes electrónicos discretos. La capacidad de producción masiva de los circuitos integrados, así como la fiabilidad y acercamiento a la construcción de un diagrama a bloques en circuitos, aseguraba la rápida adopción de los circuitos integrados estandarizados en lugar de diseños utilizando transistores discretos.
HISTORIA
En abril de 1958, el ingeniero alemán Werner Jacobi1 (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 S. Kilby1(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.
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 de metal en una capa final y la eliminación de algunas de las conexiones, el circuito integrado se hizo más adecuado para su producción en masa. Además de ser uno de los pioneros del circuito integrado, Robert Noyce también fue uno de los co-fundadores de Intel Corporation, uno de los mayores fabricantes de circuitos integrados del mundo.
Entre los circuitos integrados más complejos y avanzados se encuentran los microprocesadores, que controlan numerosos aparatos, desde teléfonos móviles y horno de microondas hasta computadoras. Los chips de memorias digitales son otra familia de circuitos integrados, de importancia crucial para la moderna sociedad de la información. Mientras que el costo de diseñar y desarrollar un circuito integrado complejo es bastante alto, cuando se reparte entre millones de unidades de producción, el costo individual de los CIs por lo general se reduce al mínimo. La eficiencia de los CI es alta debido a que el pequeño tamaño de los chips permite cortas conexiones que posibilitan la utilización de lógica de bajo consumo (como es el caso de CMOS), y con altas velocidades de conmutación. A medida que transcurren los años, los circuitos integrados van evolucionando: se fabrican en tamaños cada vez más pequeños, con mejores características y prestaciones, mejoran su eficiencia y su eficacia, y se permite así que mayor cantidad de elementos sean empaquetados (integrados) en un mismo chip (véase la ley de Moore). Al tiempo que el tamaño se reduce, otras cualidades también mejoran (el costo y el consumo de energía disminuyen, y a la vez aumenta el rendimiento). Aunque estas ganancias son aparentemente para el usuario final, existe una feroz competencia entre los fabricantes para utilizar geometrías cada vez más delgadas. Este proceso, y lo esperado para los próximos años, está muy bien descrito por la International Technology Roadmap for Semiconductors.
Entre los circuitos integrados más complejos y avanzados se encuentran los microprocesadores, que controlan numerosos aparatos, desde teléfonos móviles y horno de microondas hasta computadoras. Los chips de memorias digitales son otra familia de circuitos integrados, de importancia crucial para la moderna sociedad de la información. Mientras que el costo de diseñar y desarrollar un circuito integrado complejo es bastante alto, cuando se reparte entre millones de unidades de producción, el costo individual de los CIs por lo general se reduce al mínimo. La eficiencia de los CI es alta debido a que el pequeño tamaño de los chips permite cortas conexiones que posibilitan la utilización de lógica de bajo consumo (como es el caso de CMOS), y con altas velocidades de conmutación. A medida que transcurren los años, los circuitos integrados van evolucionando: se fabrican en tamaños cada vez más pequeños, con mejores características y prestaciones, mejoran su eficiencia y su eficacia, y se permite así que mayor cantidad de elementos sean empaquetados (integrados) en un mismo chip (véase la ley de Moore). Al tiempo que el tamaño se reduce, otras cualidades también mejoran (el costo y el consumo de energía disminuyen, y a la vez aumenta el rendimiento). Aunque estas ganancias son aparentemente para el usuario final, existe una feroz competencia entre los fabricantes para utilizar geometrías cada vez más delgadas. Este proceso, y lo esperado para los próximos años, está muy bien descrito por la International Technology Roadmap for Semiconductors.
TIPOS
Existen al menos tres tipos de circuitos integrados:
- Circuitos monolíticos: Están fabricados en un solo monocristal, habitualmente de silicio, pero también existen engermanio, 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 resistencias precisas.
- 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. Las resistencias se depositan por serigrafía y 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.
ESCALAS DE INTEGRACIÓN
Las escalas de integración hacen referencia a la complejidad de los circuitos integrados, dichas escalas están normalizadas por los fabricantes.
| Escala de integración | Nº componentes | Aplicaciones típicas |
| SSI: pequeña escala de integración | <100 | Puertas lógica y biestables |
| MSI: media escala de integración | +100 y -1000 | Codificadores, sumadores, registros... |
| LSI: gran escala de integración | +1000 y -100000 | Circuitos aritméticos complejos, memorias... |
| VLSI: Muy alta escala de integración | +100000 y -106 | Microprocesadores, memorias, microcontroladores... |
| ULSI: Ultra alta escala de integración | + 106 | Procesadores digitales y microprocesadores avanzados |
CLASES
ALGUNOS TIPOS
SIMBOLO ESTRUTURA INTERNA
martes, 9 de agosto de 2016
EL TRANSISTOR
Transistor
El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor utilizado para entregar una señal de salida en respuesta a una señal de entrada. Cumple funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El término «transistor» es la contracción en inglés de transfer resistor («resistor de transferencia»). Actualmente se encuentra prácticamente en todos losaparatos electrónicos de uso diario tales como radios, televisores,reproductores de audio y video, relojes de cuarzo, computadoras, lámparas fluorescentes, tomógrafos, teléfonos celulares, aunque casi siempre dentro de los llamados circuitos integrados.
HISTORIA
El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor utilizado para entregar una señal de salida en respuesta a una señal de entrada. Cumple funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El término «transistor» es la contracción en inglés de transfer resistor («resistor de transferencia»). Actualmente se encuentra prácticamente en todos losaparatos electrónicos de uso diario tales como radios, televisores,reproductores de audio y video, relojes de cuarzo, computadoras, lámparas fluorescentes, tomógrafos, teléfonos celulares, aunque casi siempre dentro de los llamados circuitos integrados.
HISTORIA
El físico austro-húngaro Julius Edgar Lilienfeld solicitó en Canadá en el año 1925 una patente para lo que él denominó "un método y un aparato para controlar corrientes eléctricas" y que se considera el antecesor de los actuales transistores de efecto campo, ya que estaba destinado a ser un reemplazo de estado sólido del triodo. Lilienfeld también solicitó patentes en los Estados Unidos en los años 1926 y 1928. Sin embargo, Lilienfeld no publicó ningún artículo de investigación sobre sus dispositivos ni sus patentes citan algún ejemplo específico de un prototipo de trabajo. Debido a que la producción de materiales semiconductores de alta calidad aún no estaba disponible por entonces, las ideas de Lilienfeld sobre amplificadores de estado sólido no encontraron un uso práctico en los años 1920 y 1930, aunque un dispositivo de este tipo ya se había construido.
En 1934, el inventor alemán Oskar Heil patentó en Alemania y Gran Bretaña un dispositivo similar. Cuatro años después, los también alemanes Robert Pohl y Rudolf Hilsch efectuaron experimentos en la Universidad de Göttingen, con cristales de bromuro de potasio, usando tres electrodos, con los cuales lograron la amplificación de señales de 1 Hz, pero sus investigaciones no condujeron a usos prácticos. Mientras tanto, la experimentación en los Laboratorios Bell con rectificadores a base de óxido de cobre y las explicaciones sobre rectificadores a base de semiconductores por parte del alemán Walter Schottky y del inglés Nevill Mott, llevaron a pensar en 1938 a William Shockley que era posible lograr la construcción de amplificadores a base de semiconductores, en lugar de tubos de vacío.
Desde el 17 de noviembre de 1947 hasta el 23 de diciembre de 1947, los físicos estadounidenses John Bardeen y Walter Houser Brattain de los Laboratorios Bell llevaron a cabo diversos experimentos y observaron que cuando dos contactos puntuales de oro eran aplicados a un cristal de germanio, se produjo una señal con una potencia de salida mayor que la de entrada. El líder del Grupo de Física del Estado Sólido William Shockley vio el potencial de este hecho y, en los siguientes meses, trabajó para ampliar en gran medida el conocimiento de los semiconductores. El término "transistor" fue sugerido por el ingeniero estadounidense John R. Pierce, basándose en dispositivos semiconductores ya conocidos entonces, como el termistor y el varistor y basándose en la propiedad de transrresistencia que mostraba el dispositivo.Según una biografía de John Bardeen, Shockley había propuesto que la primera patente para un transistor de los Laboratorios Bell debía estar basado en el efecto de campo y que él fuera nombrado como el inventor. Habiendo redescubierto las patentes de Lilienfeld que quedaron en el olvido años atrás, los abogados de los Laboratorios Bell desaconsejaron la propuesta de Shockley porque la idea de un transistor de efecto de campo no era nueva. En su lugar, lo que Bardeen, Brattain y Shockley inventaron en 1947 fue el primer transistor de contacto de punto, cuya primera patente solicitaron los dos primeros nombrados, el 17 de junio de 1948, a la cual siguieron otras patentes acerca de aplicaciones de este dispositivo. En reconocimiento a este logro, Shockley, Bardeen y Brattain fueron galardonados conjuntamente con el Premio Nobel de Física de 1956 "por sus investigaciones sobre semiconductores y su descubrimiento del efecto transistor".
En 1948, el transistor de contacto fue inventado independientemente por los físicos alemanes Herbert Mataré y Heinrich Welker, mientras trabajaban en la Compagnie des Freins et Signaux, una subsidiaria francesa de la estadounidenseWestinghouse. Mataré tenía experiencia previa en el desarrollo de rectificadores de cristal de silicio y de germanio mientras trabajaba con Welker en el desarrollo de un radar alemán durante la Segunda Guerra Mundial. Usando este conocimiento, él comenzó a investigar el fenómeno de la "interferencia" que había observado en los rectificadores de germanio durante la guerra. En junio de 1948, Mataré produjo resultados consistentes y reproducibles utilizando muestras de germanio producidas por Welker, similares a lo que Bardeen y Brattain habían logrado anteriormente en diciembre de 1947. Al darse cuenta de que los científicos de Laboratorios Bell ya habían inventado el transistor antes que ellos, la empresa se apresuró a poner en producción su dispositivo llamado "transistron" para su uso en la red telefónica de Francia. El 26 de junio de 1948, Wiliam Shockley solicitó la patente del transistor bipolar de unión y el 24 de agosto de 1951 solicitó la primera patente de un transistor de efecto de campo, tal como se declaró en ese documento, en el que se mencionó la estructura que ahora posee. Al año siguiente, George Clement Dacey e Ian Ross, de los Laboratorios Bell, tuvieron éxito al fabricar este dispositivo,cuya nueva patente fue solicitada el 31 de octubre de 1952.Meses antes, el 9 de mayo de ese año, el ingeniero Sidney Darlington solicitó la patente del arreglo de dos transistores conocido actualmente como transistor Darlington.
El primer transistor de alta frecuencia fue el transistor de barrera de superficie de germanio desarrollado por los estadounidenses John Tiley y Richard Williams de Philco Corporation en 1953, capaz de operar con señales de hasta 60MHz. Para fabricarlo, se usó un procedimiento creado por los ya mencionados inventores mediante el cual eran grabadas depresiones en una base de germanio tipo N de ambos lados con chorros de sulfato de indio hasta que tuviera unas diez milésimas de pulgada de espesor. El Indio electroplateado en las depresiones formó el colector y el emisor.El primer receptor de radio para automóviles que fue producido en 1955 por Chrysler y Philco, usó estos transistores en sus circuitos y también fueron los primeros adecuados para las computadoras de alta velocidad de esa época.
El primer transistor de silicio operativo fue desarrollado en los Laboratorios Bell en enero 1954 por el químico Morris Tanenbaum. El 20 de junio de 1955, Tanenbaum y Calvin Fuller, solicitaron una patente para un procedimiento inventado por ambos para producir dispositivos semiconductores.El primer transistor de silicio comercial fue producido por Texas Instruments en 1954 gracias al trabajo del experto Gordon Teal quien había trabajado previamente en los Laboratorios Bell en el crecimiento de cristales de alta pureza.El primer transistor MOSFET fue construido por el coreano-estadounidense Dawon Kahng y el egipcio Martin Atalla, ambos ingenieros de los Laboratorios Bell, en 1960.
Tipos de transistor
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
El transistor de unión bipolar (o BJT, por sus siglas del inglés bipolar junction transistor) se fabrica sobre un monocristal de material semiconductor como el germanio, el silicio o el arseniuro de galio, cuyas cualidades son intermedias entre las de un conductor eléctrico y las de un aislante. Sobre el sustrato de cristal se contaminan en forma muy controlada tres zonas sucesivas, N-P-N o P-N-P, dando lugar a dos uniones PN.
Las zonas N (en las que abundan portadores de carga Negativa) se obtienen contaminando el sustrato con átomos de elementos donantes de electrones, como el arsénico o el fósforo; mientras que las zonas P (donde se generan portadores de carga Positiva o «huecos») se logran contaminando con átomos aceptadores de electrones, como el indio, el aluminio o el galio.
La tres zonas contaminadas, dan como resultado transistores PNP o NPN, donde la letra intermedia siempre corresponde a la región de la base, y las otras dos al emisor y al colector que, si bien son del mismo tipo y de signo contrario a la base, tienen diferente contaminación entre ellas (por lo general, el emisor está mucho más contaminado que el colector).
El mecanismo que representa el comportamiento semiconductor dependerá de dichas contaminaciones, de la geometría asociada y del tipo de tecnología de contaminación (difusión gaseosa, epitaxial, etc.) y del comportamiento cuántico de la unión.
Transistor de efecto de campo
El transistor de efecto de campo de unión (JFET), fue el primer transistor de efecto de campo en la práctica. Lo forma una barra de material semiconductor de silicio de tipo N o P. En los terminales de la barra se establece un contacto óhmico, tenemos así un transistor de efecto de campo tipo N de la forma más básica. Si se difunden dos regiones P en una barra de material N y se conectan externamente entre sí, se producirá una puerta. A uno de estos contactos le llamaremos surtidor y al otro drenador. Aplicando tensión positiva entre el drenador y el surtidor y conectando la puerta al surtidor, estableceremos una corriente, a la que llamaremos corriente de drenador con polarización cero. Con un potencial negativo de puerta al que llamamos tensión de estrangulamiento, cesa la conducción en el canal.
condensador un dispositivo pasivo
EL CONDENSADOR
Un condensador eléctrico (también conocido frecuentemente con elanglicismo capacitor, proveniente del nombre equivalente en inglés) 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 condensadores:
A continuación describiremos los tipos más importantes de condensadores que existen en el mercado.
- Variable: son aquellos que permiten cambiar su capacidad de dos formas posibles: mecánicamente o electrónicamente. Dentro de estos se pueden identificar dos grandes tipos. En primer lugar, los llamados trimmers cuya valor de capacidad puede seleccionarse entre varios. Por otra parte, el segundo tipo es llamado condensador de sincronización; y se trata de aquellos cuya capacidad oscila dentro de límites preestablecidos.
- Electrolítico: en este caso la diferencia se da por empezar en la conformación física, dado que una de sus placas está formada por líquido iónico, a su vez conductor, a modo de variable de una de sus láminas. Son principalmente utilizados en dispositivos de baja frecuencia y alta corriente. Sin embargo no son recomendables para aquellos que deban proporcionar una corriente continua. Por otro lado, se puede destacar su mayor capacidad y su inevitable polaridad. Dentro de este pueden observarse dos tipos principales que se diferencian según la base oxidable que utiliza. De esta manera podremos identificar los de oxido de aluminio y los de óxido de tantalio.
- Cerámico: en estos también la variación se dará en el material que funciona como dieléctrico, en este caso se trata de un cerámico que estará revestido en láminas metálicas. Su principal ventaja consiste en la gran capacidad que contienen dado que la constante de la cerámica es realmente alta. Estos a su vez pueden dividirse en dos tipos, los llamados de disco y los conocidos como de tubo. Los primeros se caracterizan por ser más comunes, y llevar en la mayoría de los casos sus datos impresos en bandas de colores. En cambio, los segundos, ya no son prácticamente usados dado que su capacidad varia con los cambios de temperatura que sufra.
- De papel: bastante más simples, y sin sub divisiones, se trata de aquellos en los que la única variable es la de el material utilizado como dieléctrico. En este caso, tal cual su nombre lo indica se trata de papel que normalmente se encuentra recubierto por cera de tipo mineral o aceite sintético, aunque en ocasiones también puede tratarse de aceite mineral. Una posible alternativa en este caso sería la utilización de papel metalizado, es decir, que la sustancia que recubra el papel sea metal depositado por evaporación.
- Plástico: en este caso también la diferencia estará dada porque el material que usara como dieléctrico es una delgada capa plástica. La variedad de sub tipos identificables en este dado será tan amplia como la cantidad de plásticos que posean propiedades conductoras de electricidad. Entre las posibilidades se pueden destacar el uso del polipropileno, policarbonato, poliestireno, poliéster, teflón, poliparaxileno, etc.
CÓDIGO DE COLORES DE LOS CONDENSADORES
 | |||||
Banda de color
|
Primer color
|
Segundo color
|
Multiplica por
|
Tolerancia
|
Tensión
|
Negro
|
-
|
0
|
0
|
+-/ 20%
|
-
|
Marrón
|
1
|
1
|
X10
|
+-/ 1%
|
100V.
|
Rojo
|
2
|
2
|
X100
|
+-/ 2%
|
250V.
|
Naranja
|
3
|
3
|
X1000
|
-
|
-
|
Amarillo
|
4
|
4
|
X10.000
|
-
|
400V.
|
Verde
|
5
|
5
|
X100.000
|
+-/ 5%
|
-
|
Azul
|
6
|
6
|
X1.000.000
|
-
|
630V.
|
Violeta
|
7
|
7
|
X10.000.000
|
-
|
-
|
Gris
|
8
|
8
|
X100.000.000
|
-
|
-
|
Blanco
|
9
|
9
|
X1.000.000.000
|
+-/ 10%
|
-
|
En este caso nuestro condensador sería de (rojo, violeta, naranja, blanco, rojo) 27.000 pF con una tolerancia del 10% y una tensión de trabajo de 250 Voltios.
Existe también un código que muestra 3 números y una letra.
 |
Las dos primeras cifras corresponderían a las dos primeras bandas de colores. y la última cifra a el número de ceros a añadir.
Con la siguiente tabla lo podemos ver mejor.
Con la siguiente tabla lo podemos ver mejor.
Tercer número
|
Multiplica por
|
0
|
1
|
1
|
10
|
2
|
100
|
3
|
1000
|
4
|
10000
|
5
|
100000
|
6
|
-
|
7
|
-
|
8
|
0,01
|
9
|
0,1
|
La letra, que a veces no aparece, significa la tolerancia del condensador siguiendo la siguiente correspondencia.
Letra
|
Tolerancia
|
D
|
+- 0,5 %
|
F
|
+- 1 %
|
G
|
+- 2 %
|
H
|
+- 3 %
|
J
|
+- 5 %
|
K
|
+- 10 %
|
M
|
+- 20 %
|
P
|
+ 100 % - 0 %
|
Z
|
+ 80 % - 20 %
|
El condensador de la foto de arriba que marca 103Z sería de 10.000 pF con una tolerancia, bien del 80 % por encima de su valor o bien de un 20 % inferior a lo que marca.
A veces se graba directamente sobre el cuerpo del condensador un número que no tiene nada que ver con las tablas que hemos visto aquí. En ese caso ese número es el valor del condensador expresado siempre en uF.
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dispositivos activos y pasivos
LOS COMPONENTES ACTIVOS Y PASIVOS
*COMPONENTE ELECTRÓNICO* :Se denominan componentes electrónicos aquellos dispositivos que forman parte de un circuito electrónico.Se suelen encapsular, generalmente en un material cerámico, metálico o plástico, y terminar en dos o más terminales o patillas metálicas. Se diseñan para ser conectados entre ellos, normalmente mediante soldadura, a un circuito impreso, para formar el mencionado circuito.
Hay que diferenciar entre componentes y elementos. Los componentes son dispositivos físicos, mientras que los elementos son modelos o abstracciones idealizadas que constituyen la base para el estudio teórico de los mencionados componentes. Así, los componentes aparecen en un listado de dispositivos que forman un circuito, mientras que los elementos aparecen en los desarrollos matemáticos de la teoría de circuitos.
Componentes activos
Los componentes activos son aquellos que son capaces de controlar el flujo de corriente de los circuitos o de realizarganancias . Fundamentalmente son los generadores eléctricos y ciertos componentes semiconductores. Estos últimos, en general, tienen un comportamiento no lineal, esto es, la relación entre la tensión aplicada y la corriente demandada no es lineal.
Los componentes activos semiconductores derivan del diodo de Fleming y del triodo de Lee de Forest. En una primera generación aparecieron las válvulas que permitieron el desarrollo de aparatos electrónicos como la radio o la televisión. Posteriormente, en una segunda generación, aparecerían los semiconductores que más tarde darían paso a los circuitos integrados (tercera generación) cuya máxima expresión se encuentra en los circuitos programables (microprocesador y microcontrolador) que pueden ser considerados como componentes, aunque en realidad sean circuitos que llevan integrados millones de componentes.
En la actualidad existe un número elevado de componentes activos, siendo usual, que un sistema electrónico se diseñe a partir de uno o varios componentes activos cuyas características lo condicionará. Esto no sucede con los componentes pasivos. En la siguiente tabla se muestran los principales componentes activos junto a su función más común dentro de un circuito.
| Componente | Función más común |
|---|---|
| Amplificador operacional | Amplificación, regulación, conversión de señal, conmutación. |
| Biestable | Control de sistemas secuenciales. |
| PLD | Control de sistemas digitales. |
| Diac | Control de potencia. |
| Diodo | Rectificación de señales, regulación, multiplicador de tensión. |
| Diodo Zener | Regulación de tensiones. |
| FPGA | Control de sistemas digitales. |
| Memoria | Almacenamiento digital de datos. |
| Microprocesador | Control de sistemas digitales. |
| Microcontrolador | Control de sistemas digitales. |
| Pila | Generación de energía eléctrica. |
| Tiristor | Control de potencia. |
| Puerta lógica | Control de sistemas combinacionales . |
| Transistor | Amplificación, conmutación. |
| Triac | Control de potencia. |
Componentes pasivos
| Componente | Función más común |
|---|---|
| Condensador | Almacenamiento de energía, filtrado, adaptación impedancia. |
| Inductor o bobina | Almacenar o atenuar el cambio de energía debido a su poder de autoinducción. |
| Resistor o resistencia | División de intensidad o tensión, limitación de intensidad. |
reconocimiento de resistencia y uso del multimetro
RESINTENCIA
Se le denomina resistencia eléctrica a la oposición que tienen los electrones al moverse a través de un conductor. La unidad de resistencia en el Sistema Internacional es el ohmio, que se representa con la letra griega omega (Ω), en honor al físico alemán Georg Ohm, quien descubrió el principio que ahora lleva su nombre.
Para un conductor de tipo cable, la resistencia está dada por la siguiente fórmula:
Donde ρ es el coeficiente de proporcionalidad o la resistividad del material, es la longitud del cable y S el área de la sección transversal del mismo.
es la longitud del cable y S el área de la sección transversal del mismo.
La resistencia de un conductor depende directamente de dicho coeficiente, además es directamente proporcional a su longitud (aumenta conforme es mayor su longitud) y es inversamente proporcional a su sección transversal (disminuye conforme aumenta su grosor o sección transversal).
Descubierta por Georg Ohm en 1827, la resistencia eléctrica tiene un parecido conceptual con la fricción en la física mecánica. La unidad de la resistencia en el Sistema Internacional de Unidades es el ohmio (Ω). Para su medición, en la práctica existen diversos métodos, entre los que se encuentra el uso de un ohmnímetro. Además, su magnitud recíproca es la conductancia, medida en Siemens.
Por otro lado, de acuerdo con la ley de Ohm la resistencia de un material puede definirse como la razón entre la diferencia de potencial eléctrico y la corriente en que atraviesa dicha resistencia, así:1
Donde R es la resistencia en ohmios, V es la diferencia de potencial en voltios e I es la intensidad de corriente enamperios.
También puede decirse que "la intensidad de la corriente que pasa por un conductor es directamente proporcional a la diferencia de potencial e inversamente proporcional a su resistencia"
Según sea la magnitud de esta medida, los materiales se pueden clasificar en conductores, aislantes y semiconductor. Existen además ciertos materiales en los que, en determinadas condiciones de temperatura, aparece un fenómeno denominado superconductividad, en el que el valor de la resistencia es prácticamente nulo.
Comportamiento en corriente continua
Una resistencia real en corriente continua (CC) se comporta prácticamente de la misma forma que si fuera ideal, esto es, transformando la energía eléctrica en calor por efecto Joule. La ley de Ohm para corriente continua establece que:
donde R es la resistencia en ohmios, V es la diferencia de potencial en voltios e I es la intensidad de corriente en amperios.
Comportamiento en corriente alterna
Por ejemplo, en una resistencia de carbón los efectos inductivos solo provienen de los propios terminales de conexión del dispositivo mientras que en una resistencia de tipo bobinado estos efectos se incrementan por el devanado de hilo resistivo alrededor del soporte cerámico, además de aparecer una cierta componente capacitiva si la frecuencia es especialmente elevada. En estos casos, para analizar los circuitos, la resistencia real se sustituye por una asociación serie formada por una resistencia ideal y por unabobina también ideal, aunque a veces también se les puede añadir un pequeño condensador ideal en paralelo con dicha asociación serie. En los conductores, además, aparecen otros efectos entre los que cabe destacar el efecto pelicular.
Para indicar el valor nominal de una resistencia es necesario un código de colores que consta, como norma general, de 3 bandas de valor y una de tolerancia.El código empleado es el siguiente:
| Color | 1ª y 2ª bandas de color | Factor multiplicador | Tolerancia | Figura |
| Negro | 0 | x 1 | - |  |
| Marrón | 1 | x 10 | ± 1 % | |
| Rojo | 2 | x 100 | ± 2 % | |
| Naranja | 3 | x 1000 | - | |
| Amarillo | 4 | x 10000 | - | |
| Verde | 5 | x 100000 | ± 0'5 % | |
| Azul | 6 | x 1000000 | - | |
| Violeta | 7 | x 10000000 | - | |
| Gris | 8 | x 100000000 | - | |
| Blanco | 9 | x 1000000000 | - | |
Oro
| - | : 10 | ± 5 % | |
Plata
| - | : 100 | ± 10 % |
2 4 x 1000 = 24000 tolerancia minima de 5% tolerancia maxima de 5%
Como medir con el multímetro digital
- Midiendo tensiones
Para medir una tensión, colocaremos las bornas en las clavijas, y no tendremos más que colocar ambas puntas entre los puntos de lectura que queramos medir. Si lo que queremos es medir voltaje absoluto, colocaremos la borna negra en cualquier masa (un cable negro de molex o el chasis del ordenador) y la otra borna en el punto a medir. Si lo que queremos es medir diferencias de voltaje entre dos puntos, no tendremos más que colocar una borna en cada lugar.
- Midiendo resistencias
El procedimiento para medir una resistencia es bastante similar al de medir tensiones. Basta con colocar la ruleta en la posición de ohmios y en la escala apropiada al tamaño de la resistencia que vamos a medir. Si no sabemos cuantos ohmios tiene la resistencia a medir, empezaremos con colocar la ruleta en la escala más grande, e iremos reduciendo la escala hasta que encontremos la que más precisión nos da sin salirnos de rango.
- Midiendo intensidades
El proceso para medir intensidades es algo más complicado, puesto que en lugar de medirse en paralelo, se mide en serie con el circuito en cuestión. Por esto, para medir intensidades tendremos que abrir el circuito, es decir, desconectar algún cable para intercalar el tester en medio, con el propósito de que la intensidad circule por dentro del tester. Precisamente por esto, hemos comentado antes que un tester con las bornas puestas para medir intensidades tiene resistencia interna casi nula, para no provocar cambios en el circuito que queramos medir.
Para medir una intensidad, abriremos el circuito en cualquiera de sus puntos, y configuraremos el tester adecuadamente (borna roja en clavija de amperios de más capacidad, 10 A en el caso del tester del ejemplo, borna negra en clavija común COM).
Una vez tengamos el circuito abierto y el tester bien configurado, procederemos a cerrar el circuito usando para ello eltester, es decir, colocaremos cada borna del tester en cada uno de los dos extremos del circuito abierto que tenemos. Con ello se cerrará el circuito y la intensidad circulará por el interior del multímetro para ser leída.
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