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Transistor BJT

._Definición y Simbología

El transistor es un nuevo componente utilizado en las prácticas de electrónica Este es un dispositivo semiconductor de tres terminales y que se utiliza para una variedad de funciones de control en los circuitos electrónicos.

Entre alguna de las funciones podemos incluir la amplificación, oscilación, conmutación y la conversión de frecuencias. En el reporte siguiente podremos ver los elementos de un transistor, las ventajas de la utilización de los transistores electrónicos, los tipos de transistores, como realizar un test en un transistor, aplicaciones de los transistores y sus encapsulados o materiales que están compuestos.

._ Tipos

*Transistores Bipolares de unión, BJT. ( PNP o NPN )

- BJT, de transistor bipolar de unión (del ingles, Bipolar Junction Transistor). 

El término bipolar refleja el hecho de que los huecos y los electrones participan en el proceso de inyección hacia el material polarizado de forma opuesta.

Transistores de efecto de campo. ( JFET, MESFET, MOSFET )

JFET, De efecto de campo de unión (JFET): También llamado transistor unipolar, fué el primer transistor de efecto de campo en la práctica. Lo forma una barra de material semiconductor de silicio de tipo N o P. En los terminales de la barra se establece un contacto óhmico, tenemos así un transistor de efecto de campo tipo N de la forma más básica.

- MESFET, transistores de efecto de campo metal semiconductor.

- MOSFET, transistores de efecto de campo de metal-oxido semiconductor. En estos componentes, cada transistor es formado por dos islas de silicio, una dopada para ser positiva, y la otra para ser negativa, y en el medio, actuando como una puerta, un electrodo de metal.

Transistores HBT y HEMT.      

                                   

Las siglas HBT y HEMT pertenecen a las palabras Heterojuction Bipolar Transistor (Bipolar de Hetereoestructura) y Hight Electrón Mobility Transistor (De Alta Movilidad). Son dispositivos de 3 terminales formados por la combinación de diferentes componentes, con distinto salto de banda prohibida. 

.-Configuración

Los transistores son elementos muy versátiles. Podemos conectarlos dentro de un circuito de muy diferentes maneras, obteniendo distintos comportamientos. Por ejemplo se puede conseguir ganancia en tensión, en intensidad o en ambas, según la clase configuración. Hay tres tipos de configuraciones básicas del transistor BJT: emisor común, colector común y base común.

Es evidente que los transistores no se utilizan como elemento único en los circuitos sino que forman parte de una red más o menos complicada de elementos unidos entre sí. La forma de comportarse dentro de este circuito va a ser lo que nos ocupe en las siguientes líneas.

Un transistor en el seno de un circuito se ve afectado por las distintas intensidades de corriente que lo atraviesan y por las tensiones a las que están sometidos sus terminales.

Como ya sabemos, un transistor, al tener tres terminales, se puede conectar de varias formas. Cada manera de conectarlo se llama configuración, y según como esté unido se va a comportar de una forma u otra. Existen tres tipos de configuraciones básicas para el transistor BJT, a saber: emisor común (EC), base común (BC) y colector común (CC). En la ilustración correspondiente vemos representados estos tres tipos de circuitos, prescindiendo de cualquier otro elemento, como pueden ser baterías, condensadores, etc. Hemos dejado solos a los transistores para poder ver mejor como están conectados. El nombre de común se le da al terminal del transistor que es compartido por la entrada y la salida.

._ Aplicaciones

Los transistores tienen multitud de aplicaciones, entre las que se encuentran:

*Amplificación de todo tipo (radio, televisión, instrumentación).

*Generación de señal (osciladores, generadores de ondas, emisión de radiofrecuencia).

*Conmutación, actuando de interruptores (control de relés, fuentes de alimentación conmutadas, control de lámparas, modulación por anchura de impulsos PWM)

Detección de radiación luminosa (fototransistores).

Diodo LED

._Definición y Simbología

El LED (Light-Emitting Diode: Diodo Emisor de Luz), es un dispositivo semiconductor que emite luz incoherente de espectro reducido cuando se polariza de forma directa la unión PN en la cual circula por él una corriente eléctrica . Este fenómeno es una forma de electroluminiscencia, el LED es un tipo especial de diodo que trabaja como un diodo común, pero que al ser atravesado por la corriente eléctrica, emite luz . Este dispositivo semiconductor está comúnmente encapsulado en una cubierta de plástico de mayor resistencia que las de vidrio que usualmente se emplean en las lámparas incandescentes.

                                                

._ Tipos

*LED Común

Se han utilizado y se utilizan en la mayoría de los electrodomésticos, ya sea como emisor o receptor de infrarrojos o como pilotos luminosos. Actualmente se están utilizando para señalización vial, como semáforos, consiguiendo el tan ansiado ahorro energético en las entidades públicas.

*LED SMD

Se trata de un LED encapsulado en una resina semirígida y que se ensambla de manera superficial. Esto le ofrece ciertas características muy interesantes para todo el mundo de la iluminación:

- Su encapsulado permite una gran superficie semiconductora, lo que proporciona una gran cantidad de luz mejorando la calidad del LED.

- Una forma de instalación es colocarlos en serie sobre algún circuito impreso (montaje superficial o SMD)  para crear una luminaria o bombilla. Aunque se dañe alguno de estos LEDS, cuentan con un dispositivo que los suplen para que los demás sigan funcionando a pleno rendimiento.

- Permiten una amplia variedad de colores, según el material semiconductor que se utilice en su fabricación. En su modelo RGB, utiliza tres LEDS con los colores primarios, con lo que puede desarrollar hasta 16 millones de colores mediante la mezcla aditiva. El usuario puede seleccionar el color deseado mediante un mando a distancia o controlador, subir o bajar la intensidad de la luz y hacer increíbles efectos luminosos.

- El índice de reproducción cromática (CRI) es alto, de hasta el 80%. Esto quiere decir que reproduce los colores fielmente.

- Al no tener filamento, ron resistentes a los golpes y  es realmente complicado que se averíen. El tiempo estimado de vida útil de un LED SMD ronda las 50.000 horas, o lo que es lo mismo, casi 6 años funcionando las 24 horas del día.

- No generan calor

- Utilizando una óptica adecuada, podemos concentrar mucho la luz del LED o bien expandirla para iluminar más superficie. Cuanto más abramos el haz, menos intensidad de luz tendremos.

*LED COB

El LED COB corresponde a las siglas "Chip on board" ("chip en la placa"), en el cual se han insertado multitud de LEDs en un mismo encapsulado.  

Este tipo de LED se está imponiendo poco a poco en el mercado por encima del SMD. El motivo principal es que nos proporciona más rendimiento lumínico: ésto quiere decir que con la misma potencia y tamaño, el LED COB aporta mas luz que el SMD.
Ésto dota al LED COB de ciertas ventajas:

- Al proporcionarnos mas luz, no necesitamos concentrar tanto el haz de luz para conseguir suficiente intensidad lumínica. De esta manera, hay muchos productos con este tipo de LED que emiten con un ángulo de apertura de hasta 160º.

- El LED COB tiene un mayor IRC (índice de reproducción cromática) que el SMD, por lo que conseguimos una luz de mayor calidad. En la mayoría de los casos, el IRC es mayor de 90.

._ Características

1) Los Leds tienen dos patillas de conexión una larga y otra corta. Para que pase la corriente y emita luz se debe conectar la patilla larga al polo positivo y la corta al negativo. En caso contrario la corriente no pasará y no emitirá luz.

2) Los led trabajan a tensiones de 2V (dos voltios). Si queremos conectarlos a otra tensión diferente deberemos conectar una resistencia en serie con él para que parte de la tensión se quede en la resistencia y al led solo le queden los 2V.

3) El tiempo de duración es mucho mayor. Mientras que una bombilla normal cuenta con una vida útil de unas 5.000 horas la vida útil de un LED es superior a las 100.000 horas de luz, estamos hablando de 11 años de continua emisión lumínica.

._ Aplicaciones

En la práctica los diodos LEDs poseen un sinnúmero de aplicaciones diferentes, que dista mucho del uso que tenían en un principio cuando se comenzaron a comercializar en la década de los años 60 del siglo pasado. Entre algunas de sus muchas aplicaciones actuales se encuentran:

– Iluminación de interiores (hogares, comercios, hospitales, etc.).
– Iluminación exterior de edificios y fachadas en general.
– Ambientación interior en general.
– Decoración.
– Cabina de ascensores.
– Pasillos interiores de casas, comercios, hospitales, etc.
– Escaleras y sus escalones.
– Calles y parques.
– Estacionamientos de coches en exteriores e interiores.
– Linternas en general.
– Paneles informativos y publicitarios.
– Faros de coches.
– Semáforos de tráfico.
– Juguetes.
– Guirnaldas y adornos navideños.
– Rayo láser (luz coherente de color rojo, verde o azul).
– Retroiluminación de pantallas TFT de televisores.
– Pantallas gigantes de televisión (“Jumbo”).

Diodo Rectificador

._Definición y simbología

Un diodo rectificador es uno de los dispositivos de la familia de los diodos más sencillos. El nombre diodo rectificador” procede de su aplicación, la cual consiste en separar los ciclos positivos de una señal de corriente alterna.

Si se aplica al diodo una tensión de corriente alterna durante los medios ciclos positivos, se polariza en forma directa; de esta manera, permite el paso de la corriente eléctrica.

Pero durante los medios ciclos negativos, el diodo se polariza de manera inversa; con ello, evita el paso de la corriente en tal sentido.

._ Tipos

1. De media onda: Cuando sólo se utiliza uno de los semiciclos de la corriente.Es el tipo más básico de rectificador es el rectificador monofásico de media onda constituido por un único diodo entre la fuente de alimentación alterna y la carga.

2. De onda completa y punto medio: Donde ambos semiciclos son aprovechados. Un rectificador de onda completa convierte la totalidad de la forma de onda de entrada en una polaridad constante (positiva o negativa) en la salida, mediante la inversión de las porciones (semiciclos) negativas (o positivas) de la forma de onda de entrada. Las porciones positivas (o negativas) se combinan con las inversas de las negativas (positivas) para producir una forma de onda parcialmente positiva (negativa).

3. De puente de Graetz. Se trata de un rectificador de onda completa en el que, a diferencia del anterior, sólo es necesario utilizar transformador si la tensión de salida debe tener un valor distinto de la tensión de entrada.

._Características

El diodo rectificador es uno de los mecanismos de la familia de los diodos más sencillos. El nombre diodo rectificador deriva de su aplicación, la cual reside en separar los ciclos positivos de una señal de corriente alterna. Si se aplica al diodo una tensión de corriente alterna durante los medios ciclos positivos, se polariza en forma directa; de esta manera, permite el paso de la corriente eléctrica. Pero durante los medios ciclos negativos, el diodo se polariza de manera inversa; con ello, evita el paso de la corriente en tal sentido. Durante la fabricación de los diodos rectificadores, se consideran tres factores: la frecuencia máxima en que realizan correctamente su función, la corriente máxima en que pueden conducir en sentido directo y las tensiones directa e inversa máximas que soportarán.

._ Aplicaciones

Una de las aplicaciones clásicas de los diodos rectificadores, es en las fuentes de alimentación; aquí, convierten una señal de corriente alterna en otra de corriente directa. Los diodos rectificadores se usan principalmente en: circuitos rectificadores, circuitos fijadores, circuitos recortadores, diodos volantes. Los diodos zener se usan en circuitos recortadores, reguladores de voltaje, referencias de voltaje.

Diodo Semiconductor

._Definición y simbología

      

      El diodo semiconductor es el dispositivo semiconductor más sencillo y se puede encontrar, prácticamente en cualquier circuito electrónico. Los diodos se fabrican en versiones de silicio (la más utilizada) y de germanio.

                                     

     Viendo el símbolo del diodo en el gráfico se observan: A – ánodo, K – cátodo. 

     Los diodos constan de dos partes, una llamada N y la otra llamada P, separados por una juntura llamada barrera o unión. Esta barrera o unión es de 0.3 voltios en el diodo de germanio y de 0.6 voltios aproximadamente en el diodo de silicio.

._ Tipos de Diodos semiconductores

Diodos de unión: Los diodos de unión son los que hemos venido describiendo en esta sección de diodos, es decir, el que consta de un cristal de germanio o de silicio, debidamente dopado, y tiene una forma cilíndrica. Son diodos para baja potencia que se usan mucho como rectificadores de pequeños aparatos. A esta clase de diodo también se le conoce con el nombre de diodos de juntura.

Diodos de punta de contacto: Poseen unas propiedades similiares a los diodos de unión y la única diferencia es, en todo caso, el sistema de construcción que se ha aplicado. En la imagen se muestra un esquema de uno de estos elementos que consta de una punta de contacto en forma de muelle (1) que se hay conectada con un cristal de tipo P (2), el cual se haya a su vez en contacto con un cristal de tipo N (3). En la parte baja, una base metálica hace de soporte y asegura la rigidez del conjunto. 

Diodos emisores de luz: Los diodos emisores también son conocidos con el nombre de LED (iniciales de su denominación inglesa Light Emitter Diode) que tienen la particularidad de emitir luz cuando son atravesados por la corriente eléctrica. Como quiera que consiguen una luz bastante viva y, además, con una mínima cantidad de corriente (del orden a algunas decenas de miliamperios).

Diodo capacitivo (varicap): Este diodo, también llamado diodo de capacidad variable, es, en esencia, un diodo semiconductor cuya característica principal es la de obtener una capacidad que depende de la tensión inversa a él aplicada.
Se usa especialmente en los circuitos sintonizadores de televisión y los de receptores de radio en FM.

Diodo Zener: El diodo Zener, también llamado diodo regulador de tensión, podemos definirlo como un elemento semiconductor de silicio que tiene la característica de un diodo normal cuando trabaja en sentido directo, es decir, en sentido de paso; pero en sentido inverso, y para una corriente inversa superior a un determinado valor, presenta una tensión de valor constante.

Diodo Tunel: Este diodo presenta una cualidad curiosa que se pone de manifiesto rápidamente al observar su curva característica, la cual se ve en el gráfico. En lo que respecta a la corriente en sentido de bloqueo se comporta como un diodo corriente, pero en el sentido de paso ofrece unas variantes según la tensión que se le somete. 

Diodo Gunn: Este diodo tiene características muy diferentes a los anteriores, ya que no es rectificador. Se trata de un generador de microondas, formado por un semiconductor de dos terminales que utiliza el llamado efecto Gunn. Cuando se aplica entre ánodo y cátodo una tensión continua de 7 V, de modo que el ánodo sea positivo con respecto al cátodo, la corriente que circula por el diodo es continua pero con unos impulsos superpuestos de hiperfrecuencia que pueden ser utilizados para inducir oscilaciones en una cavidad resonante. 

._ Aplicaciones

Desde el inicio del empleo de las antiguas válvulas termoiónicas de tipo diodo en los circuitos electrónicos analógicos hasta los diodos de estado sólido utilizados en la actualidad, su principal función ha sido “rectificar” corrientes alternas para convertirlas en directa (C.D.) y “detectar” corrientes de alta frecuencia (A.F.) o radiofrecuencia (R.F.) para reconvertirlas en audibles.

                

Presentación

Mi nombre es Carlos Flores soy estudiante de la carrera de Ingeniería de Sistemas , actualmente cursando la materia de Electrónica Digital la cual es la razón de la realización de éste blog, tengo muchas expectativas sobre ésta materia y espero poder comprender todos sus objetivos con el fin de aplicar en un futuro los conocimientos adquiridos como Ingeniero de Sistemas.