Components Electrònics Essencials: Semiconductors, Díodes, Transistors i Fonts d'Alimentació

Els Semiconductors i els Components Electrònics

Els semiconductors constitueixen la base per a molts dels components electrònics, especialment determinades resistències, els díodes, els transistors i els circuits integrats.

Dopatge de Semiconductors

Les impureses o dopants de tipus N fan que es generin en els semiconductors càrregues negatives lliures que poden circular amb facilitat. Les de tipus P, per la seva banda, creen forats mòbils positius on els electrons es poden col·locar.

Els Díodes Semiconductors

Els díodes semiconductors són uns dispositius que permeten el pas del corrent d'un circuit en un sol sentit. Són fabricats amb materials semiconductors dopats convenientment. Tenen dues parts diferenciades: la zona P (ànode) i la N (càtode).

Si es connecta el born positiu d'una pila a l'ànode i el negatiu al càtode, el díode presenta una resistència molt baixa, deixa circular el corrent i diem que està polaritzat directament. En canvi, si invertim la polaritat, a causa de l'alta resistència que presenta, deixa de passar-hi corrent i el díode resta polaritzat inversament.

Tipus Específics de Díodes

• Díodes LED

  Són díodes que, a més d'exercir la funció normal, emeten radiació lluminosa. Exemple: la llum de les ràdios per saber que estan enceses.

• Fotodíodes

  Actuen quan reben la radiació lluminosa. La conductivitat varia segons la intensitat de la llum. Exemple: cèl·lules fotoelèctriques per a automatismes governats amb llum.

• Optoacobladors

  Combinació d'un díode LED i un fotodíode l'un davant de l'altre. Serveixen per intercanviar informació entre dos circuits que no estan connectats directament, mitjançant la base de llum que emet el primer i que rep el segon. Exemple: portes d'ascensor.

Els Transistors

El transistor és la base de l'electrònica moderna, dels circuits integrats i dels microprocessadors. Es fa servir per augmentar la potència de petits senyals de corrent. Exemple: per amplificar el so del telèfon.

Fonaments del Transistor

Construït amb material semiconductor. Té tres terminals de connexió: E (emissor), C (col·lector), B (base).

Entre l'emissor i el col·lector s'hi fa passar corrent que és regulat per un altre corrent que s'introdueix per la base. Així, si connectem una tensió determinada entre l'emissor i el col·lector, el corrent no circula; cal aportar corrent per la base perquè ho pugui fer.

Tipus de Transistors

• Transistor NPN

  El terminal negatiu de la pila permet la circulació d'electrons a través de l'emissor. Aquests ara tenen prou energia per superar la barrera entre E i B. Alguns marxen per la base, però la major part són atrets pel camp elèctric del col·lector, superant així la barrera entre B i C. D'aquesta manera hi ha un flux entre E i C, regulat per la base. Així doncs, per garantir el funcionament correcte del transistor, la base ha de ser molt estreta i estar molt poc dopada.

• Transistor PNP

  El funcionament és semblant al dels NPN, però a partir d'un flux de forats mòbils positius.

La Font d'Alimentació

Converteix el corrent altern a corrent continu de tensió baixa.

Funcionament de la Font d'Alimentació

1. Transformació

   Converteix el corrent de 220/230V a corrent de baix voltatge.

2. Rectificació

   El primer pas per convertir corrent altern a continu és aconseguir sempre que tingui el mateix signe. Per obtenir aquest efecte es disposa el díode, que deixa passar el corrent en un sol sentit. El díode permet eliminar part de la mitja ona de corrent negatiu. En aquest cas, la rectificació s'anomena de mitja ona. Si, en canvi, es fan servir quatre díodes disposats en forma de pont rectificador, la mitja ona eliminada negativa es converteix en positiva. Llavors es diu que la rectificació és d'ona completa.

3. Filtratge

   Serveix per atenuar les oscil·lacions i fer-les més regulars. Per fer el filtratge s'utilitzen el condensador i la bobina, que fan que la tensió baixi poc després de cada cicle i l'oscil·lació de corrent sigui mínima o desaparegui totalment.