Componentes Electrónicos Fundamentales: Funcionamiento de Diodos, Relés y Transistores

El Diodo

Ya sabemos que, en general, la corriente puede circular en ambos sentidos de un circuito. Pero en muchas aplicaciones nos interesa restringir su circulación a un único sentido. El diodo tiene la peculiaridad de dejar pasar la corriente únicamente en un sentido entre sus dos terminales. Funciona como buen conductor para un sentido de la corriente y como buen aislante para el otro.

Los diodos permiten proteger dispositivos que solo admiten un sentido de paso de la corriente; también son la base de convertidores de corriente alterna en corriente continua.

La conexión de un diodo

Se trata, pues, de un componente con polaridad, cuyos dos polos se denominan ánodo (polo positivo) y cátodo (polo negativo).

• Polarización directa: Si se aplica el mayor potencial al ánodo, el diodo deja pasar la corriente como si se tratara de un buen conductor.
• Polarización inversa: Si, en cambio, lo conectamos al revés, el diodo funciona como si fuera un buen aislante.

Características de un diodo

• Tensión umbral
• Intensidad máxima
• Tensión de ruptura

El LED

Existen diodos que emiten luz cuando pasa corriente por ellos. Se los conoce usualmente como LEDs (Light Emitting Diodes).

Ventajas del LED

• Vida útil elevada: Duran mucho tiempo.
• Mayor eficiencia energética: La mayor parte de la energía se transforma en luz (tienen pocas pérdidas en forma de calor).
• Respuesta rápida: Su encendido y apagado es casi instantáneo.
• Son monocromáticos: Pueden emitir luz de un solo color.
• Tamaño reducido.

Partes de un LED

• Encapsulado: Es una cubierta de plástico más resistente que el cristal.
• Terminal de cátodo: Corresponde al terminal más corto.
• Terminal de ánodo: Corresponde con el terminal más largo.
• Unión semiconductora: Dentro del encapsulado se encuentran dos semiconductores unidos del tamaño de un grano de arena, uno para el ánodo y el otro para el cátodo. Esta unión es la base del funcionamiento de un LED y de cualquier diodo en general.

El Relé

Un relé permite dejar pasar la corriente por un circuito, llamado circuito de potencia, cuando hay corriente por otro circuito, llamado circuito de mando. De esta manera, el circuito de mando funciona como un interruptor en el circuito de potencia.

Pero, ¿por qué complicarse utilizando un relé cuando se podría utilizar un simple interruptor? Un caso muy frecuente es cuando el circuito de potencia trabaja a altas tensiones y en corriente alterna; entonces el relé permite controlarlo a distancia a partir de interruptores, temporizadores y automatismos, funcionando en un circuito paralelo que trabaja a baja tensión con corriente continua, más seguro, que consume mucho menos y que ofrece la posibilidad de tratar la señal electrónicamente.

Funcionamiento de un relé

Cuando pasa corriente por el circuito de mando, entra corriente por las conexiones de la bobina, que pasa a funcionar como un electroimán. El electroimán atrae un extremo de la palanca magnéticamente y acciona el conmutador. De esta manera, la corriente por el circuito de potencia cambia de camino.

Componentes del relé

• Bobina
• Hierro dulce o pivote
• Contactos

El Transistor

El transistor permite controlar la corriente eléctrica que pasa por un circuito a partir de otra corriente de intensidad mucho menor.

Partes de un transistor

Físicamente, los transistores son un "sándwich" de dos diodos. Existen transistores NPN y transistores PNP. Todos ellos presentan siempre tres terminales:

• Colector
• Base
• Emisor

La intensidad del emisor es la contribución de las otras dos: I_E = I_C + I_B.

Modos de funcionamiento

El control es continuo (modo lineal)

Incrementos de I_B producen incrementos proporcionales de I_C. Se dice que el transistor funciona como amplificador. En este modo se basan, por ejemplo, los amplificadores de música.