Diodos, Transistores y Fuentes de Alimentación

Tema 4

Diodos: el diodo es una unión pn, su función principal es la de permitir el paso de la corriente en un solo sentido, es decir, la función de dirigirla.

Diodo ideal, polarización directa: puede circular cualquier corriente, el diodo funciona como interruptor cerrado. Polarización inversa: No hay corriente, el diodo funciona como un interruptor abierto.

Diodo rectificador: para convertir señales alternas en continuas, se pueden agrupar en 4 diodos y hacer un puente de graetz.

Diodo Zener: impide que la resistencia de carga Rl supere el valor de Vz y que baje la tensión por debajo de Vz. En polarización directa funciona igual que el rectificador, cuando la tensión llega a la tensión zener el diodo no conduce (inversa).

Diodo varicap: diodo con un condensador de capacidad variable, la capacidad depende de la tensión aplicada, sintonización de receptores.

Diodo led: el semiconductor es el arseniuro de galio, Diodo Emisor de Luz), es un dispositivo semiconductor que emite luz incoherente de espectro reducido cuando se polariza de forma directa la unión PN en la cual circula por él una corriente eléctrica.

Fotodiodo: en polarización directa igual que el rectificador, en inversa, circula corriente si incide luz sobre él, la cantidad de luz depende de la iluminación.

Optoacoplador: formado por un led y un fotodiodo, cuando el led está polarizado en directa da luz y hace que el fotodiodo conduzca estando en inversa.

Transistor: es un dispositivo constituido por uniones pn con tres zonas: Emisor, Base y Colector. Controla la corriente en la zona más estrecha. El transistor es un componente de control y regulación de la corriente eléctrica, es decir, permite, impide o regula el paso de la corriente eléctrica y su intensidad, es el componente más importante de la electrónica.

Fuentes de Alimentación: Son sistemas electrónicos que transforman una tensión de entrada con corriente alterna (CA), normalmente procedente de la red monofásica de 230V/50Hz (aunque también podría ser de la red trifásica de 400V), en una tensión de salida con corriente continua (CC). Las fuentes de alimentación son, por lo tanto, conversores de corriente alterna a corriente continua y por ello también se las conoce como conversores CA, CC.

Transformador de entrada: la tensión de red es, en la mayoría de las aplicaciones, excesivamente elevada para ser empleada directamente en la conversión a una tensión continua. Por ello, generalmente se utiliza un transformador para reducir la tensión a niveles inferiores (9, 12, 24V) para alimentar dispositivos electrónicos.

Rectificador: Basado en los diodos, es el encargado de transformar la tensión alterna proporcionada por el transformador en una tensión de una sola polaridad, es decir, con valores siempre positivos o siempre negativos. Esta tensión tiene la forma de onda de la entrada y es pulsante, no continua.

Filtro: basado en condensadores y, en ocasiones, también en inductancias, es el encargado de transformar la tensión rectificada en un nivel de continua. Normalmente, este nivel contiene una cierta cantidad de rizado superpuesto.

Estabilizador o regulador de salida: basado en un diodo zener, en transistores, en amplificadores operacionales o en algún circuito integrado para este propósito, se encarga de eliminar el rizado presente en la tensión de salida del filtro, con lo que finalmente se obtiene a la salida una tensión suficientemente constante y sin rizado apreciable que ya puede utilizarse.

Tema 6

Tristor: formado por elementos semiconductores, el tiristor está compuesto por cuatro capas pnpn y tres electrodos: el ánodo A, el cátodo K y la puerta G que sirve como terminal de control. El scr difiere del diodo en que no deja pasar corriente apreciable aunque tenga polaridad directa, hasta que la tensión de ánodo sea igual o superior a un valor llamado tensión de ruptura directa, tensión de disparo o tensión de cebado. Cuando alcanza esa tensión, el tiristor se dispara y pasa a conducción. Ahora bien, el valor de disparo no es fijo Vbo y puede controlarse por el nivel de la corriente de puerta Ig. Esta corriente es del orden de decenas de mA y provee, pues, de una nueva dimensión al funcionamiento del rectificador en el sentido de que bajos niveles de la corriente de puerta Ig controlan altos niveles de la corriente ánodo-cátodo. Así, a mayores corrientes de puerta, la tensión de cebado disminuye progresivamente.

Diferencias con el transistor: la corriente colector-emisor siempre está controlada por la base.

En el tiristor, una vez disparado, la corriente de la puerta G ya no controla la corriente A-K.

Triac: formado por elementos semiconductores, dispositivo de 3 terminales, pero en este caso solo tiene dos ánodos A1 y A2 y una puerta G. Los ánodos son intercambiables.

Diferencias: es bidireccional, puede conducir en dos direcciones. No se habla de ánodo y cátodo, sino de ánodo A1 y A2.

Como conduce en 2 direcciones, la curva característica es igual que la del tiristor en el primer cuadrante, polarizado en directa y en el cuarto cuadrante en inversa, conduce.

Se usa como regulador de potencia media entregada a una carga en corriente alterna.

Ventaja: al ser bidireccional, no necesita rectificar la corriente alterna y puede llegar a aprovechar el 100% de potencia.

Como regulador de luminosidad de una lámpara se utiliza el diac.

Diac: es un componente bidireccional de dos terminales A1 y A2 que no conduce hasta que su tensión en los bornes llega a la tensión de disparo Vbo0 en cualquiera de los dos sentidos.

Estructura de dos terminales, ánodos A1 y A2, y conduce en ambas direcciones.

Funcionamiento: es bidireccional, conduce en dos direcciones, se ceba cuando la tensión entre A1 y A2 es superior a un voltaje específico para cada diac.

Deja de conducir cuando la intensidad pasa por A1 y A2 es casi nula.

No se emplea solo, se usa para controlar el disparo del triac o tiristor (regulador de luminosidad de lámparas).