Principios de Electricidad: Conductores, Semiconductores, Diodos y Transistores

Conductores Eléctricos

Los conductores son materiales que permiten el fácil paso de la corriente eléctrica a través de ellos.

Semiconductores

Los semiconductores son materiales capaces de conducir la electricidad, aunque en su estado normal se comportan como aislantes. Poseen una gran importancia tecnológica y se utilizan ampliamente para fabricar diversos componentes electrónicos.

Características Principales

• Cuando no reciben una corriente con un determinado valor mínimo, se comportan como un aislante.
• Cuando son alimentados por encima de un cierto valor de corriente, se comportan como un conductor.

El Diodo

El diodo es un componente electrónico fundamental formado por materiales semiconductores. Su característica principal es que, al ser alimentado con una corriente, permite que esta circule solo en un sentido. Este sentido permitido coincide con el sentido real de la circulación de la corriente eléctrica.

Aplicaciones de los Diodos

Al insertar un diodo en un circuito, se consigue que la corriente que circula, por ejemplo, por un motor, tenga siempre el mismo sentido (positivo), ya que el diodo solo permite la circulación en una dirección. Algunas aplicaciones comunes incluyen:

• Rectificador de media onda
• Rectificador con puente de diodos (o de onda completa)
• Rectificador de doble onda
• Diodo LED (Diodo Emisor de Luz)

Rectificador de Doble Onda (Puente Rectificador)

Este tipo de rectificador está formado comúnmente por cuatro diodos situados en los lados de un cuadrilátero (configuración en puente), de forma que se enlazan dos cátodos en un extremo y dos ánodos en el otro, permitiendo la rectificación de la onda completa de la corriente alterna.

Diodo LED (Light Emitting Diode)

El diodo LED tiene como característica distintiva el hecho de que transforma la electricidad en luz de diversos colores. Su símbolo es similar al de un diodo normal, pero con unas flechas que indican la emisión de luz. Es importante destacar que los LEDs pueden quemarse muy fácilmente si se someten a una intensidad de corriente excesiva.

El Transistor

Los transistores son, posiblemente, los componentes electrónicos más utilizados en la actualidad. Están fabricados con materiales semiconductores y su función principal es amplificar el valor de la corriente eléctrica. Se puede considerar que un transistor resulta de la unión de dos diodos dispuestos de una forma determinada.

Aplicaciones del Transistor

El transistor tiene principalmente dos aplicaciones fundamentales:

• Como amplificador: Un transistor puede funcionar amplificando la pequeña señal eléctrica que recibe en su terminal de base.
• Como interruptor: Los transistores pueden funcionar como interruptores controlados electrónicamente, comportándose como un interruptor abierto (no conduce) o cerrado (conduce).

Otros Componentes y Conceptos

Resistencias Dependientes de la Luz (LDR)

Las LDR (Light Dependent Resistors) son resistencias cuyo valor óhmico varía en función de la cantidad de luz que incide sobre ellas. A diferencia de las resistencias fijas, las LDR tienen un valor variable: típicamente, su resistencia disminuye a medida que aumenta la intensidad de la luz recibida.

Circuitos Impresos e Integrados

Los componentes electrónicos se montan sobre circuitos impresos (placas con pistas conductoras) o se agrupan en miniatura dentro de circuitos integrados (chips) para crear dispositivos complejos.

Receptor de Radio Tipo Galena (Conceptos Básicos)

Una estación de radio emite señales mediante un oscilador que genera una frecuencia constante muy alta (del orden de millones de hercios, MHz). A esta frecuencia se le llama radiofrecuencia (RF). Cada estación de radio debe emitir en una frecuencia diferente para que no haya interferencias entre ellas.

Etapas y Funcionamiento Básico de un Receptor

1. Antena: Generalmente formada por un cable conductor (por ejemplo, de cobre). Es la encargada de captar las ondas electromagnéticas emitidas por las estaciones de radio y transformarlas en débiles señales eléctricas.
2. Circuito Selector de Señal (Sintonizador): Formado típicamente por una bobina (inductor) en paralelo con un condensador variable. Es un circuito resonante (LC). Cuando la frecuencia de resonancia de este circuito coincide con la frecuencia de una estación de radio específica, selecciona esa señal y atenúa las demás.
3. Demodulación (Rectificación): La señal de radiofrecuencia captada lleva modulada la señal de sonido (audiofrecuencia). Un componente como un diodo se utiliza para rectificar la señal, eliminando la mitad de la onda de RF.
4. Filtrado (Eliminación de la Radiofrecuencia): Un condensador se utiliza para filtrar o eliminar la componente de radiofrecuencia restante, dejando pasar únicamente la señal de audio original (la envolvente de la señal de RF). El condensador se carga con los picos de la RF y se descarga más lentamente, siguiendo la forma de la onda de audio.
5. Amplificación de la Señal de Audio: En receptores más avanzados (no en un simple receptor de galena), se utilizan transistores para amplificar la débil señal eléctrica de audiofrecuencia obtenida tras la demodulación. Si se usan varias etapas, la amplificación total es el producto de las ganancias individuales (por ejemplo, un primer transistor amplifica 100 veces y un segundo otras 100, resultando en una amplificación total de 10,000).