Components Electrònics Bàsics: Diodes, Condensadors i Transistors

Materials Semiconductors i Components Actius

El principal material semiconductor és el silici, ja que és un material barat i abundant en l'escorça terrestre.

També s'han de destacar el germani o l'arsenur de gal·li. Amb els materials semiconductors es construeixen els components electrònics actius. Aquests components realitzen les funcions principals dels circuits electrònics.

El Díode: Funcionament i Tipus

Els díodes són components electrònics que només permeten el pas de corrent elèctric en un sentit. Estan formats per dos cristalls semiconductors (de silici o germani) units entre si.

Polarització del Díode

• Polarització Directa: Quan la connexió positiva del díode està unida amb la positiva de la pila, el díode permet la conducció com si fos un interruptor tancat.
• Polarització Inversa: Quan la connexió positiva del díode està connectada amb la negativa de la pila, aquest es comporta com un interruptor obert i no deixa passar el corrent elèctric.

Tipus de Díodes

• Díodes Rectificadors: La seva funció és convertir el corrent altern (CA) en corrent continu (CC).
• Díodes LED (Light Emitting Diode): Es fabriquen en diferents colors (vermell, verd, groc, blanc). Tenen la propietat d'emetre llum quan es polaritzen directament. S'utilitzen com a elements de senyalització en molts aparells i en aplicacions com els comandaments a distància.

Diode rectificador (la banda identifica el càtode +) Símbol

Diode LED

El Condensador: Emmagatzematge de Càrrega

El condensador és un component utilitzat per emmagatzemar càrregues elèctriques i utilitzar-les en el moment adequat. La capacitat d'emmagatzemar càrregues (electrons) és molt petita, motiu pel qual no s'utilitzen com a piles.

Està format per plaques metàl·liques (com l'alumini) separades per un material dielèctric (com l'aire, paper o ceràmica).

Funcionament del Condensador

Si no connectem l'interruptor, el condensador està desconnectat. Al tancar l'interruptor i connectar el condensador a la pila, es produeix una acumulació de càrregues elèctriques (electrons) en les dues plaques.

Si obrim l'interruptor, desconnectarem el condensador, però la càrrega queda acumulada. La capacitat que pot emmagatzemar es mesura en Farads (F).

Connexió de Díodes LED i Resistències Limitadores

Les característiques dels díodes LED són la tensió de treball (aproximadament 2 o 3V) i la intensitat de treball (aproximadament 20mA).

Per tant, per a connectar un LED a tensions superiors de 2 o 3V, s'ha de connectar una resistència en sèrie anomenada resistència limitadora.

El Transistor: Interruptor i Amplificador

El transistor és un component electrònic de tres terminals capaç de controlar el corrent que passa entre dos dels terminals mitjançant el corrent que passa per un tercer.

Funciona com un interruptor que es tanca i s'obre depenent de si entra o no corrent elèctric per la tercera patilla (la base).

També té un efecte amplificador. Per exemple, l'amplificador d'un equip de música utilitza circuits amb transistors per amplificar (augmentar) el senyal elèctric que es transmet als altaveus.

Funcions Principals del Transistor

• Interruptor controlat per corrent elèctric.
• Amplificació d'un senyal (p. ex., en un equip de so).

Modes d'Operació del Transistor

1. Tall (Interruptor Obert): Per la base (B) no entra cap electró, per tant, no es produeix circulació d'electrons entre el col·lector i l'emissor. El transistor està en tall i els terminals estan aïllats. No condueix en absolut. Es comporta com un interruptor obert.
2. Actiu (Amplificador): Alguns electrons s'introdueixen per la base. L'energia que transporten és suficient per obrir parcialment la comporta. Com més electrons entrin, més oberta quedarà la comporta i major serà el corrent entre el col·lector i l'emissor. El transistor funciona en la zona activa com un amplificador. El corrent del col·lector és directament proporcional al corrent de base. Si el guany ($eta$) és 100, el corrent del col·lector és 100 vegades el corrent de la base.
3. Saturació (Interruptor Tancat): Si passen molts electrons per la base, obriran per complet la comporta. El col·lector i l'emissor queden units i els electrons circulen lliurement. El transistor funciona com un interruptor tancat.