Fundamentos y Funcionamiento de Componentes Electrónicos Activos y Fuentes de Alimentación
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Componentes Activos
Los componentes activos son aquellos dispositivos electrónicos que tienen la capacidad de generar, modificar y amplificar señales eléctricas.
- Poseen un tamaño reducido.
- Están formados por materiales semiconductores, principalmente Silicio (Si) y Germanio (Ge), que, con un aporte de energía, modifican su conductividad.
- Los más utilizados son los diodos y los transistores.
El Diodo
El diodo es un componente fundamental que solo permite el paso de la electricidad en un solo sentido.
Está construido por dos cristales semiconductores de distinta polaridad, uno de tipo P y otro de tipo N, soldados entre sí.
Funcionamiento y Aplicaciones
- El diodo se comporta como un embudo para los electrones, permitiendo el paso de la corriente del ánodo al cátodo, pero bloqueando el paso del cátodo al ánodo.
- Se emplean comúnmente en rectificadores de corriente, fuentes de alimentación y cargadores.
Tipos de Diodos
- Diodo Rectificador
- Generalmente fabricado de silicio, soporta mayores intensidades y tensiones. Es crucial para la conversión de corriente alterna a continua.
- Diodo LED (Light Emitting Diode)
- Es un diodo que emite luz de un solo color (rojo, ámbar, verde, azul o blanco).
Nota importante: Para el uso del diodo LED, es imprescindible conectar una resistencia en serie con el diodo para limitar la corriente y evitar que se estropee.
Transistores
El transistor es uno de los componentes electrónicos más importantes y versátiles. Está fabricado con material semiconductor, similar a los diodos, pero dispone de tres terminales (patillas).
Usos y Tipos
- Se utiliza principalmente como amplificador de señales (o sonidos) y como interruptor electrónico.
- Existen dos tipos principales: Bipolares (los más utilizados) y de Efecto de Campo (FET).
Estructura y Terminales
El cuerpo del transistor es una cápsula de plástico o metal que lleva grabado su modelo. Dispone de tres terminales:
- E = Emisor: Emite los electrones.
- B = Base: Controla el flujo de electrones.
- C = Colector: Recoge los electrones.
Control del Flujo de Corriente
Los electrones circulan generalmente en el sentido del Colector (C) al Emisor (E). La Base (B) es la encargada de controlar esta circulación y determinar el modo de operación:
- Fase de Paso: Permite el paso de la corriente (actúa como interruptor cerrado).
- Fase de Bloqueo: No permite el paso de la corriente (actúa como interruptor abierto).
Además, la base controla la intensidad a la que pasa la corriente, lo que permite al transistor atenuar o amplificar la señal.
Dato clave: Los microchips que hacen funcionar ordenadores, teléfonos y otros dispositivos están formados por millones de transistores.
Fuentes de Alimentación
Una fuente de alimentación es un dispositivo electrónico esencial cuya finalidad es transformar la corriente alterna (CA) en corriente continua (CC) para suministrar la energía adecuada a cada dispositivo.
Etapas del Proceso de Conversión
Transformación
Cambia los valores de tensión y corriente eléctrica mediante la acción de un campo magnético. Esta etapa es realizada por un transformador.
Rectificación
La corriente alterna se convierte en corriente unidireccional (pulsante) mediante la acción de un puente rectificador (compuesto por diodos).
Filtrado
La carga y descarga del condensador proporcionan una onda de tensión casi constante, eliminando gran parte del rizado.
Regulación
Para asegurar una tensión de salida constante y continua, se colocan dispositivos llamados reguladores de tensión. Ejemplo: LM7806.
Circuitos Integrados
El Chip
Un chip es un circuito eléctrico en miniatura (del orden de 1 mm²). Es una pastilla pequeña de material semiconductor sobre la que se fabrican complejos circuitos electrónicos.
Ventajas e Inconvenientes
- Ventajas
- Menor tamaño, menor precio, mayor velocidad y alta fiabilidad.
- Inconvenientes
- Generalmente, no se puede reparar.
El Circuito Integrado (CI)
El Circuito Integrado (CI) es la cápsula que contiene el chip y sus terminales (patillas). Está diseñado para integrarse en un circuito mayor y conectarse a otros dispositivos.
Los CIs se identifican mediante letras y números grabados en el propio soporte plástico.