Fundamentos Esenciales de Componentes Electrónicos: Diodos, Transistores y Circuitos de Control

Introducción a los Componentes Electrónicos Fundamentales

Componentes Pasivos: Almacenamiento y Magnetismo

Condensadores

La composición de un condensador consiste en dos placas metálicas paralelas, denominadas armaduras, separadas por un material aislante conocido como dieléctrico.

Tipos: Existen condensadores de papel, poliéster y cerámicos. Aquellos que suelen tener mayor capacidad son los de tipo electrolítico.

Bobinas (Inductores)

Una bobina crea un campo magnético cuando una corriente eléctrica circula a través de ella, o también cuando se acerca o se separa un imán.

Una bobina puede influir en otra y generar una corriente eléctrica en esta segunda (fenómeno conocido como inducción). Una bobina es esencialmente un hilo conductor enrollado. La inductancia será mayor o menor dependiendo de los siguientes factores:

• El material del núcleo.
• El número de vueltas.
• El tamaño (calibre) del hilo conductor.

Fundamentos de Semiconductores

Los metales son buenos conductores porque los electrones de las últimas capas tienen cierta facilidad para abandonar la influencia de su núcleo. Los materiales aislantes tienen los electrones de la última capa en situaciones estables, lo que impide su movimiento.

Los semiconductores son aquellos materiales que, en condiciones normales, se comportan como aislantes, pero que en determinadas situaciones o bajo ciertas condiciones (como la aplicación de calor o dopaje) se vuelven conductores.

Componentes Activos: Diodos y Transistores

Diodos

Un diodo está formado por la unión de dos semiconductores, uno de tipo N y otro de tipo P (unión P-N).

Polarización y Funcionamiento

• Polarización Directa: Cuando se conecta el polo positivo (+) a la parte P del diodo y el polo negativo (-) a la parte N, el diodo permite el paso de corriente, comportándose como un interruptor cerrado.
• Polarización Inversa: Si se invierte la conexión (positivo a N y negativo a P), el diodo bloquea el paso de corriente, comportándose como un interruptor abierto. (Nota: El texto original describía erróneamente el comportamiento de la polarización inversa al nombrar la directa.)

Diodos LED

Son diodos que emiten señales luminosas, conocidos comúnmente como LED (Light Emitting Diode). Consumen poca energía y se utilizan ampliamente en señalización e iluminación.

Transistores Bipolares (BJT)

Los transistores bipolares están formados por dos uniones P-N. Son componentes que tienen tres partes:

1. Emisor
2. Base
3. Colector

Cada una de las partes es un tipo de semiconductor, con la característica de que la base es de distinto tipo que el colector y el emisor. La base está en la parte central y separa el emisor del colector. Hay dos posibilidades de combinar las uniones N-P, dando lugar a transistores NPN y PNP.

Modos de Funcionamiento del Transistor

• En Corte: Cuando la corriente de base es nula, no hay corriente entre el emisor y el colector. El transistor actúa como un circuito abierto.
• En Activa (o Lineal): Cuando la corriente de base es pequeña, existe una corriente entre el emisor y el colector, con la particularidad de que la corriente que pasa es proporcional a la corriente de base. Esta es la región utilizada para la amplificación.
• En Saturación: Cuando la corriente de base es mayor, pasan todos los portadores posibles entre el emisor y el colector. El transistor actúa como un interruptor cerrado.

Elementos de Control y Detección

Interruptores de Maniobra

Las personas pueden actuar sobre el comportamiento de un sistema mediante distintos componentes de control:

Tipos de Dispositivos de Conmutación

Interruptor

Tiene dos posibles situaciones estables: abierto y cerrado. Permite o impide el paso de corriente de forma permanente hasta que se acciona de nuevo.

Pulsador

Similar al interruptor, pero una de sus posiciones es estable y la otra solo se mantiene mientras se ejerce actuación sobre el pulsador (retorno por muelle).

Conmutador

Tiene varias posiciones estables. Dependiendo de la posición que se seleccione, se obtiene un funcionamiento distinto del circuito.

Llave de Cruce

Tiene dos posiciones y su función es invertir las conexiones de ida y retorno de un circuito (utilizado comúnmente en instalaciones de iluminación).

Sensores

Los sensores detectan un cambio en el ambiente de alguna magnitud física (temperatura, luz, presión, etc.) y permiten transformar dicho cambio en una señal eléctrica medible.