Componentes Electrónicos Esenciales: Funcionamiento de Diodos, LEDs y Fuentes de Alimentación
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Fundamentos de las Fuentes de Alimentación (F.A.)
La Fuente de Alimentación (F.A.) es un sistema electrónico que transforma una tensión de entrada de Corriente Alterna (C.A.), procedente de la red monofásica (típicamente 230 V, 50 Hz), en una tensión de salida de Corriente Continua (C.C.).
Bloques Constitutivos de una Fuente de Alimentación Lineal
La construcción de la fuente de alimentación requiere los siguientes bloques funcionales:
- Transformador de Entrada: Reduce la tensión de red a valores más bajos (ej. 9 V, 12 V, 24 V), adecuados para alimentar dispositivos electrónicos.
- Rectificador: Basado en diodos, transforma la tensión alterna en una tensión de una sola polaridad, cuya forma de onda es pulsatoria.
- Filtro: Basado en condensadores e inductancias (bobinas), se encarga de transformar la tensión rectificada en un nivel de continua, aunque aún contiene una cierta cantidad de rizado superpuesto.
- Estabilizador o Regulador de Salida: Basado en un diodo Zener, transistores o un circuito integrado específico, se encarga de eliminar el rizado presente en la tensión de salida del filtro. Con esto se obtiene una tensión lo suficientemente constante y sin rizado apreciable, lista para su uso.
Clasificación de Diodos Comunes
- Diodos de Potencia: Diseñados para aplicaciones que requieren una corriente directa (If) de decenas de amperios (A) y tensiones de cientos de voltios (V).
- Diodo Zener: Utilizado como estabilizador de tensión debido a su propiedad de mantener una tensión prácticamente constante en sus bornes, independientemente de la corriente que circule por él.
Características Fundamentales de los Diodos LED
Aparte del color de los diodos luminiscentes, sus características más relevantes son:
Tensión Directa (Vf)
Es la caída de tensión que se produce entre los extremos del diodo LED cuando circula la corriente directa. Su valor típico oscila entre 1,5 V y 2,2 V.
Corriente de Excitación Directa (If)
Es la corriente que debe circular por el diodo LED para alcanzar la intensidad luminosa deseada. Generalmente, está comprendida entre 10 mA y 50 mA.
Corriente Inversa (Ir)
Es la máxima corriente que puede circular por el diodo cuando se le aplica una tensión de polarización inversa. Su valor suele ser de 10 mA.
Disipación de Potencia
Es aquella parte de la potencia que el diodo luminiscente no convierte en luz y que acaba *disipándose* en calor, por lo que debe evacuarla al exterior.
Por esta razón, los diodos LED se conectan en serie con una resistencia con el fin de limitar la corriente que circula por ellos.
Para calcular dicha resistencia se aplica la Ley de Ohm.
Fotodiodos: Principio y Funcionamiento
Este dispositivo es un diodo diseñado para que sea sensible a las radiaciones luminosas que incidan en él, de forma que al aumentar la luz, también lo haga la corriente inversa que circula por el fotodiodo.
Funcionamiento
Los fotodiodos se fabrican de forma que la luz pueda incidir en ellos. Cuando aumenta la variación luminosa, se incrementan los portadores minoritarios y, consecuentemente, la corriente inversa. Así se establece una relación directa entre la intensidad lumínica y la corriente eléctrica.