Transistores

T R A N S I S T O R E S

Los transistores son unos elementos que han facilitado, en gran medida, el diseño de circuitos electrónicos de reducido tamaño, gran versatilidad y facilidad de control. Son dispositivos electrónicos que cumplen las funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador.

Vienen a sustituir a las antiguas válvulas termoiónicas de hace unas décadas. Gracias a ellos fue posible la construcción de receptores de radio portátiles llamados comúnmente "transistores", televisores que se encendían en un par de segundos, televisores en color... Antes de aparecer los transistores, los aparatos a válvulas tenían que trabajar con tensiones bastante altas, tardaban más de 30 segundos en empezar a funcionar, y en ningún caso podían funcionar a pilas, debido al gran consumo que tenían.

 En un esquema electrónico, los transistores se representan mediante su símbolo, el número de transistor (Q1, Q2, ...) y el tipo de transistor, tal como se muestra aquí:

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






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


El termino 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): Tambien 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.

Diodos

D I O D O S 

Un diodo es un componente electrónico que permite el paso de la corriente en un solo sentido. Los diodos más empleados en los circuitos electrónicos actuales son los diodos fabricados con material semiconductor. El más sencillo, el diodo con punto de contacto de germanio, se creó en los primeros días de la radio. En los diodos de germanio (o de silicio) modernos, el cable y una minúscula placa de cristal van montados dentro de un pequeño tubo de vidrio y conectados a dos cables que se sueldan a los extremos del tubo.

Se dice también que los diodos son rectificadores de corriente. En cualquier aparato eléctrico se colocan resistencias para proteger al diodo del exceso de corriente.  

Diodos de uso común


El diodo semiconductor se forma uniendo los materiales tipo N y tipo P, los cuales deben estar construidos a partir del mismo material base, el cual puede ser Ge o Si. En el momento en que dos materiales son unidos (uno tipo N y el otro tipo P), los electrones y los huecos que están en, o cerca de, la región de "unión", se combinan y esto da como resultado una carencia de portadores (tanto como mayoritarios como minoritarios) en la región cercana a la unión. Esta región de iones negativos y positivos descubiertos recibe el nombre de Región de Agotamiento por la ausencia de portadores.


Diodo zener

La corriente en la región Zener tiene una dirección opuesta a la de un diodo polarizado directamente. El diodo Zener es un diodo que ha sido diseñado para trabajar en la región Zener.

Diodo emisor de luz (LED)

El LED es un diodo que produce luz visible (o invisible, infrarroja) cuando se encuentra polarizado. El voltaje de polarización de un LED varía desde 1.8 V hasta 2.5 V, y la corriente necesaria para que emita la luz va desde 8 mA hasta los 20 mA.

Conclusión Capacitores

Podemos concluir diciendo que los capacitores pueden conducir corriente continua durante sólo un instante (por lo cual podemos decir que los capacitores, para las señales continuas, es como un cortocircuito), aunque funcionan bien como conductores en circuitos de corriente alterna. Es por esta propiedad que son considerados dispositivos muy útiles cuando se debe impedir que la corriente continua entre a determinada parte de un circuito eléctrico.

Los capacitores se utilizan junto con las bobinas, formando circuitos en resonancia, en las radios y otros equipos electrónicos. Además, en los tendidos eléctricos se utilizan grandes capacitores para producir resonancia eléctrica en el cable y permitir la transmisión de más potencia.

Práctica capacitores en serie y paralelo

Para poner en práctica la teoría de capacitores, realizamos una práctica en el aula.

Los materiales que utilizamos fueron:

• 1 protoboard
• 5 capacitores 
• Multimetro

Conectamos en serie los capacitores en el protoboard, y posteriormente calculamos su valor con la fórmula matemática que ya conocíamos:

Luego conectamos los capacitores en paralelo y aplicamos la fórmula correspondiente

Finalmente nos apoyamos del multimetro que sí medía microFaradios (el cual pertenecía a otra compañera) para verificar que los resultados de la capacidad total de ambos circuitos fuera la correcta.

Capacitores... ¿Qué son?

Se llama capacitor a un dispositivo que almacena carga eléctrica. Sirve para filtrar la corriente y se usa en el encendido electrónico.

En su forma más sencilla, un capacitor está formado por dos placas metálicas o armaduras paralelas, de la misma superficie y encaradas, separadas por una lámina no conductora o dieléctrico. Al conectar una de las placas a un generador, ésta se carga e induce una carga de signo opuesto en la otra placa. Por su parte, teniendo una de las placas cargada negativamente (Q^-) y la otra positivamente (Q⁺) sus cargas son iguales y la carga neta del sistema es 0, sin embargo, se dice que el capacitor se encuentra cargado con una carga Q.

Símbolo del capacitor

Para medir su capacidad se utiliza la siguiente formula:

C = Q/V = Faradios

en donde 

Q = carga en Coulumbs

V = Voltios

Tipos de capacitores

Fijos

• Papel
• Plástico
• Poliéster
• Mica
• Vidrio
• Cerámicos
• Aluminio

Variables

• Mica 
• Cerámicos

Capacidad total en serie

La capacidad total (o equivalente) en serie se calcula sumando las inversas de cada una de las capacidades y calculando la inversa del resultado.

CONEXIÓN EN PARALELO

Para calcular la capacidad total de capacitores conectados en paralelo se utiliza la siguiente fórmula:

Conclusión Practica de focos

Los circuitos en serie básicamente se usan para todas las conexiones eléctricas en donde se necesita que la corriente eléctrica se mantenga constante, como por ejemplo con las luces de un árbol de navidad. Es básicamente para mantener una intensidad de corriente constante. si fueran en paralelo, esta corriente se dividiría.

Las conexiones del hogar son conexiones en paralelo, en un circuito paralelo que se tiene que todos los elementos que constituyen el circuito están conectados en paralelo con la fuente, tienes un toma corriente y él se conecta en paralelo a la fuente. Eso quiere decir que cada uno de los elementos del circuito es independiente de los demás.

Imagen de muestra, tomada de Internet.

Práctica: circuito paralelo y en serie con Focos.

Ley de Ohm.

Ohm descubrió que la cantidad de corriente que pasa por un circuito es directamente proporcional al voltaje aplicado e inversamente proporcional a la resistencia del circuito. En notación compacta:

Esta relación entre el voltaje, la corriente y la resistencia se conoce como “Ley de Ohm”.

La relación entre las unidades en que se miden estas cantidades es:

Por lo tanto, dada una resistencia constante, la corriente y el voltaje de un circuito son proporcionales. Esto significa que si du­plicas el voltaje, se duplica la corriente. A mayor voltaje, mayor corriente. Pero si duplicas la resistencia de un circuito, la corriente se reduce a la mitad. A mayor resistencia, menor corriente. La ley de Ohm es lógica.

Focos en serie

Cuando tienes una conexión de este tipo la corriente,  está distribuida  en todo el circuito, de igual manera así mismo aplicando la ley de ohm. Si un foco es de menor voltaje aplica una mayor resistencia a los demás focos, pero si pones el mismo voltaje  en el circuito la corriente es distribuida de igual manera y los foscos funcionaran a un mismo voltaje pero de menor magnitud

Focos en paralelo

A diferencia de los foscos en serie, en la conexión en paralelo los focos tendrán la misma corriente ya q van independientes de una corriente de otra y la  oposición del voltaje  se reducirá a la mínima dejando  que fluya de mejor manera la corriente en todo el circuito.

Corriente Alterna y Corriente Directa

C O R R I E N T E  A L T E R N A

La característica principal de una corriente alterna es que durante un instante de tiempo un polo es negativo y el otro positivo, mientras que en el instante siguiente las polaridades se invierten tantas veces como ciclos por segundo o hertz posea esa corriente. No obstante, aunque se produzca un constante cambio de polaridad, la corriente siempre fluirá del polo negativo al positivo.

La corriente alterna se comporta como su nombre lo indica. Los electrones del circuito se desplazan primero en una dirección y luego en sentido opuesto, con un movimiento de vaivén en torno a posiciones relativamente fijas. Esto se consigue alternando la polaridad del voltaje del generador o de otra fuente.

C O R R I E N T E  D I R E C T A

La corriente directa implica un flujo de carga que fluye siempre en una sola dirección. Una batería produce corriente directa en un circuito porque sus bornes tienen siempre el mismo signo de carga. Los electrones se mueven siempre en el circuito en la misma dirección: del borne negativo que los repele al borne positivo que los atrae.

Conclusión Resistencias

Podemos explicar de manera clara y corta que el circuito en serie es cuando se unen los polos del mismo signo o sea + con + y -con - es la forma más rápida como podemos saber, es decir se suma el amperaje; además si se daña una resistencia las otras no funcionan. También en el circuito en serie se dividen el voltaje por igualdad pero al retirar alguno el voltaje es doble.

En un circuito en serie, la electricidad tiene una sola vía por la cual desplazarse. En el ejemplo de una conexión de focos, en este caso, debido a que la electricidad fluye en una sola dirección, si una de las bombillas se quema, la otra no podría encenderse porque el flujo de corriente eléctrica se interrumpiría. Del mismo modo, si una bombilla se desatornillara, el flujo de corriente a ambas bombillas se interrumpiría.

Y la diferencia en el circuito en paralelo es que cada resistencia funciona independientemente a las otras, o sea no importa que haiga interrupción por que de todas manera queda funcionando, pero también en el circuito en serie.

La combinación de circuito paralelo y en serie es un circuito mixto que se puede simplificar teniendo en cuenta que se pueden hacer múltiples combinaciones de resistencias, tanto en el número de ellas como con el conexionado que se les dé.

Los componentes electrónicos han venido evolucionando a través del tiempo que cada día, más pequeños y complejos son los circuitos, esto se debe a que los componentes son elaborados con la finalidad de realizar diversas tareas dentro del circuito.

Práctica con resistencias conectadas en serie y paralelo.

Los materiales utilizados fueron:

• 1 protoboard
• 1 multimetro
• 10 resistencias
• Cable

Para hacer el circuito en serie calculamos primero el valor de las resistencias.

Utilizamos la tabla de colores de resistencias para conocer su valor. 

Posteriormente, utilizamos el multímetro para confirmar los valores obtenidos matemáticamente

Luego conectamos las resistencias en un circuito serie en el protoboard.

Finalmente, confirmamos el valor total del circuito matemáticamente y con el multímetro.

Para el circuito en paralelo lo único que cambió fue la forma en la que conectamos las resistencias en el protoboard, posteriormente, para sacar resultados matemáticamente aplicamos la formula de circuitos paralelos y finalmente medimos con el multimetro para verificar resultados.

Para el circuito mixto, el profesor colocó en el pizarrón un circuito que incluía las 10 resistencias conectadas en serie y paralelo. Se tuvieron que simplificar matemáticamente las resistencias y posteriormente verificarlas con el multímetro. Este fue el circuito que más tiempo y trabajo llevó.

Resistencias, circuito serie, paralelo y mixto.

Resistor: es un componente electrónico diseñado para introducir una resistencia eléctrica determinada entre dos puntos de un circuito. Es un material formado por carbón y otros elementos resistivos para disminuir la corriente que pasa. Se opone al paso de la corriente. La corriente máxima en un resistor viene condicionada por la máxima potencia que puede disipar su cuerpo.

Los resistores se utilizan en los circuitos para limitar el valor de la corriente para fijar el valor de la tensión.

Circuito en serie: es aquél en que los dispositivos o elementos del circuito están dispuestos de tal manera que la totalidad de la corriente pasa a través de cada elemento sin división ni derivación en circuitos paralelos.
Para calcular la resistencia total cuando los resistores están en serie se utiliza la siguiente fórmula:

RT= R1+R2+R3…+Rn

Circuito en paralelo: En un circuito en paralelo cada receptor conectado a la fuente de alimentación lo está de forma independiente al resto; cada uno tiene su propia línea, aunque haya parte de esa línea que sea común a todos. Para conectar un nuevo receptor en paralelo, añadiremos una nueva línea conectada a los terminales de las líneas que ya hay en el circuito.

Para calcular el valor total de las resistencias cuando están en un circuito paralelo se utiliza la siguiente fórmula:

Circuito mixto: es una combinación de varios elementos conectados tanto en paralelo como en serie, estos pueden colocarse de la manera que sea siempre y cuando se utilicen los dos diferentes sistemas de elementos, tanto paralelo como en serie.

Estos circuitos se pueden reducir resolviendo primero los elementos que se encuentran en serie y luego los que se encuentren en paralelo, para luego calcular y reducir un circuito único y puro.