Componentes Electrónicos Fundamentales: Termistores, Varistores y Diodos Especiales
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Termistores: Resistores Térmicamente Sensibles
Los termistores son resistores térmicamente sensibles. Se clasifican en dos tipos según la variación de su resistencia o coeficiente de temperatura:
- NTC (Coeficiente de Temperatura Negativo): Su resistencia disminuye a medida que la temperatura aumenta.
- PTC (Coeficiente de Temperatura Positivo): Su resistencia aumenta a medida que la temperatura aumenta.
Termistores NTC: Características y Aplicaciones
Los termistores NTC se fabrican a partir de óxidos de metales de transición (manganeso, cobalto, cobre y níquel). Son semiconductores cuya resistencia depende de la temperatura y operan en un rango de -200 °C a +1000 °C. Se eligen cuando se requiere un cambio continuo de resistencia en una amplia gama de temperaturas, ofreciendo estabilidad mecánica, térmica y eléctrica, junto con un alto grado de sensibilidad.
Conceptos Clave en Electrónica
Voltaje de Ruptura
El voltaje de ruptura es el voltaje máximo que se puede aplicar a los terminales de un capacitor. Si se sobrepasa este límite, el dieléctrico puede perforarse, provocando un cortocircuito.
Resistencia Estática
La resistencia estática es distinta para cada punto de la curva característica de un componente, ya que es la inversa de la pendiente en ese punto. Se distingue entre resistencia estática directa y dinámica inversa.
Varistor: Protección contra Picos de Voltaje
Un varistor es un componente cuya resistencia óhmica disminuye cuando la tensión eléctrica aplicada aumenta. Tienen un tiempo de respuesta rápido y se utilizan como limitadores de picos de voltaje. Se fabrican básicamente con óxido de zinc y se emplean para proteger los componentes más sensibles de los circuitos contra variaciones bruscas de voltaje o picos de corriente.
Un varistor absorbe todos los picos mayores a su tensión nominal. Es importante destacar que solo suprime picos transitorios; si se somete a una tensión elevada constante, se quema.
Diodo Shockley: Conmutación de Estados
El diodo Shockley tiene dos estados estables: OFF (alta impedancia) y ON (baja impedancia). Está formado por cuatro capas de material semiconductor tipo N y P, dispuestas alternadamente (PNPN).
Para pasar del estado OFF al ON, se aumenta la tensión en el diodo hasta alcanzar Vs (tensión de conmutación). En este punto, la impedancia del diodo desciende bruscamente, lo que provoca un incremento de la corriente y una disminución de la tensión, hasta alcanzar un nuevo equilibrio en la región de conducción.
Para volver al estado OFF, se disminuye la corriente hasta Ih (corriente de mantenimiento). En este punto, el diodo aumenta su impedancia, reduciendo aún más la corriente mientras aumenta la tensión en sus terminales, cruzando la región de bloqueo inverso hasta que alcanza el nuevo equilibrio en la región de corte. Vrb es la tensión inversa de avalancha.
Fotodiodo: Sensor de Luz
Un fotodiodo es un semiconductor construido con una unión PN, sensible a la incidencia de luz visible o infrarroja. Para un funcionamiento correcto, se polariza inversamente, lo que permite la circulación de una corriente cuando es excitado por la luz.
Debido a su construcción, los fotodiodos también pueden comportarse como células fotovoltaicas; es decir, en ausencia de luz exterior, generan una tensión muy pequeña con el positivo en el ánodo y el negativo en el cátodo. Esta corriente presente en ausencia de luz se denomina corriente de oscuridad.