Componentes Electrónicos Esenciales: Funcionamiento y Tipos

Componentes Electrónicos: Clasificación y Funcionamiento

Los componentes electrónicos son los bloques fundamentales de los circuitos. Se clasifican en dos categorías principales:

• Pasivos: No modifican la amplitud de las señales de corriente o tensión. Ejemplos son los resistores y condensadores.
• Activos: Sí modifican la amplitud de las señales. Ejemplos son los diodos y transistores.

Resistores

Un resistor es un componente pasivo que ofrece una determinada resistencia al paso de la corriente. La resistencia se mide en ohmios (Ω) y pueden ser fijos o variables.

Tipos de Resistores:

• Potenciómetro: Componente de tres terminales que permite un cambio manual del valor de resistencia. Se usa como resistencia variable y para variar una tensión de salida.
• LDR (Resistencia Dependiente de la Luz): Su resistencia varía según la luz que recibe. Se usa como sensor en sistemas de control.
• Termistor NTC (Coeficiente de Temperatura Negativo): Su resistencia disminuye al aumentar la temperatura. Se utiliza en control de temperatura.
• Termistor PTC (Coeficiente de Temperatura Positivo): Su resistencia aumenta al aumentar la temperatura.

Condensadores

Un condensador almacena carga eléctrica. Está formado por dos placas conductoras (armaduras) separadas por un aislante (dieléctrico). Se mide en faradios (F).

Tipos de Condensadores:

• Cerámico: Utiliza una oblea de material cerámico como dieléctrico. Sus caras se metalizan formando las armaduras. No tienen polaridad.
• Electrolítico: Tiene como dieléctrico una fina capa de óxido metálico. Posee polaridad.
• Variable: Se compone de armaduras móviles que, al desplazarse, hacen variar la capacidad. El dieléctrico puede ser aire o mica.

En un circuito, los condensadores no dejan pasar la corriente continua, salvo durante los periodos de carga y descarga.

• Carga: Al conectar un condensador descargado, la carga aumenta hasta un valor máximo.
• Descarga: Una vez cargado, el condensador se descarga a través de una resistencia.

Semiconductores

Los semiconductores son materiales con una resistividad intermedia entre conductores metálicos y aislantes.

• Intrínsecos: Poseen una estructura cristalina completa. Su conductividad aumenta con la temperatura.
• Extrínsecos: Se les añaden impurezas (dopantes) para mejorar su conductividad.
  • Tipo N: Con exceso de electrones libres.
  • Tipo P: Con deficiencia de electrones (huecos).
• Unión PN: Unión de un semiconductor tipo P con uno tipo N. En la zona de unión se produce una difusión de electrones y huecos, creando una zona de depleción que impide el paso de corriente en un sentido.
  • Polarización Directa: La zona N se conecta al negativo y la P al positivo, permitiendo el paso de corriente.
  • Polarización Inversa: Se impide el paso de corriente.

Diodos

Un diodo de unión es un componente semiconductor activo que contiene una unión PN. Tiene dos terminales: cátodo (unido a la zona N) y ánodo (unido a la zona P). Permite la corriente cuando está polarizado en sentido directo.

Tipos de Diodos:

• LED (Diodo Emisor de Luz): Emite luz cuando conduce corriente.
• Zener: Funciona en la región de ruptura inversa a una tensión determinada.
• Fotodiodos: Conducen corriente cuando reciben luz.

Transistor Bipolar

Un transistor bipolar es un componente activo formado por dos uniones PN opuestas y una fina región tipo P o N entre ellas. Posee tres terminales: emisor, base y colector. El emisor proporciona la carga eléctrica, el colector la recoge y la base controla el paso de corriente.

Tipos de Transistores Bipolares:

• NPN: La base es de tipo P. Los portadores de carga mayoritarios son los electrones, que van del emisor al colector.
• PNP: Los portadores de carga mayoritarios son los huecos.

Polarizar un transistor es aplicar las tensiones adecuadas a sus terminales para que realice una función específica.

• Modo de Corte: Ambas uniones están polarizadas inversamente. Funciona como un interruptor abierto.
• Modo Activo: La unión base-emisor está polarizada directamente. Amplifica la corriente de base.
• Modo de Saturación: Ambas uniones están polarizadas directamente. Funciona como un interruptor cerrado.

Las configuraciones más comunes para conectar un transistor son: emisor común, base común y colector común.

Amplificación con Transistores

Un transistor en modo activo y configuración emisor común amplifica la señal, una característica fundamental de estos componentes. El amplificador autopolarizado es capaz de amplificar pequeñas señales alternas y, si está estabilizado, elimina los problemas de temperatura mediante un divisor de tensión en la base. Los amplificadores multietapa están formados por amplificadores elementales unidos para conseguir una mayor amplificación.

Amplificador Operacional

El amplificador operacional (Op-Amp) tiene una ganancia de tensión muy elevada. Posee dos entradas y una salida, con una señal de salida proporcional a la diferencia entre las tensiones aplicadas en las entradas. Tienen una impedancia de entrada muy grande y una impedancia de salida muy pequeña. Idealmente, no hay consumo de corriente entre las dos entradas.

Puente de Diodos

Un puente de diodos sirve para convertir la corriente alterna (CA) en corriente continua (CC). Utiliza cuatro diodos para rectificar ambas partes (positiva y negativa) de la señal de CA, obteniendo una señal de CC pulsante.