Componentes Electrónicos Fundamentales y Circuitos Básicos

Conceptos Fundamentales de Electrónica

Semiconductores

Un semiconductor es un material sólido que, dependiendo de las condiciones ambientales a las que se someta, actuará como metal conductor o material aislante. Son los dispositivos que controlan todos los sistemas electrónicos que empleamos hoy en día. El material base es el silicio, aunque se investigan otros materiales para mejorar su funcionamiento, como el grafeno.

Componentes Electrónicos Clave

Transistor Bipolar

Se forma por la unión de 3 cristales de material semiconductor.

Funciones:

• Amplificar la señal: La corriente (I) que llega a la base es mucho menor que la que sale por el colector (en un transistor NPN).
• Sirve como interruptor: Si a la base le llega una corriente mayor que un umbral (X), se va a comportar como un interruptor cerrado, y si es menor, como uno abierto.

Relé

Es un dispositivo que se emplea en los circuitos eléctricos como elemento conmutador de la señal. A diferencia de un conmutador simple, consta de 2 partes aisladas y diferenciadas:

• El circuito de control: Consta de 2 terminales conectados a una bobina electromagnética. Basta hacer pasar una corriente a través de ella para que genere un campo magnético y convierta el núcleo de la bobina en un imán.
• El circuito de potencia: Dispone de 3 láminas que actúan como los bornes de un interruptor, donde la lámina central es un elemento que bascula y contacta con una u otra lámina externa, dependiendo de si está en reposo o si su posición ha de cambiar por efecto del campo magnético.

Diodo Semiconductor

Es un pequeño dispositivo que tiene la capacidad de conducir corriente en una sola dirección. Se llama polarización directa a la aplicación de un potencial positivo (+) al ánodo y uno negativo (-) al cátodo.

Tipos:

• Diodo Rectificador: Permite el paso de corriente en un solo sentido (ej: cargadores).
• Diodo Zener: Estabiliza la tensión (V) entre sus terminales cuando le atraviesa una corriente directa.
• Diodo LED: Se usa como emisor de luz.
• Diodo IR: Se emplea para la excitación de circuitos optoelectrónicos mediante luz infrarroja (ej: mandos).

Circuitos Sensores Básicos con Transistores

Detector de Humedad

Si hay agua, a la base del transistor le llega corriente puesto que el agua es conductora de electricidad. Esa corriente es muy pequeña, pero suficiente para activar el transistor. Entonces, el transistor se comporta como interruptor cerrado, dejando pasar corriente del colector al emisor. Además, el valor de esta corriente es mucho mayor que el que circula por la base y suficiente para encender el indicador (ej: un LED).

Sin agua: A la base no le llega corriente, por tanto, el transistor se comporta como interruptor abierto. No circulará corriente, no lucirá.

Detector de Luz

Utiliza un componente sensible a la luz (ej: LDR).

Día (con luz): Si el sensor ofrece poca resistencia, con la luz deja pasar corriente a la base y el transistor se comporta como interruptor cerrado.

Noche (poca luz): Si el sensor ofrece mucha resistencia con poca luz, pasa poca energía, con lo cual el transistor actúa como interruptor abierto y no pasa corriente.

Detector de Oscuridad

Utiliza un componente sensible a la luz (ej: LDR), configurado de forma inversa al detector de luz.

Día (con luz): De día la resistencia del sensor es baja. Si la resistencia es baja, la corriente se irá por ese camino porque no le cuesta nada. A la base no le llega nada y el transistor se comporta como interruptor abierto y no lucirá.

Noche (poca luz): De noche la resistencia del sensor es alta. Si la resistencia es alta, la corriente se irá por el otro camino (hacia la base) porque la resistencia del LDR es mayor y le cuesta más ir por ahí. Llegará corriente a la base, lo que hará que el transistor actúe como interruptor cerrado y se ilumine el indicador.