Glosario Fundamental de Electrónica: Transistores, Amplificadores y Circuitos Integrados

Conceptos Esenciales de Electrónica y Circuitos

Transistores

Dispositivo cuya resistencia interna puede variar en función de la señal de entrada. Es un semiconductor de tres elementos. Existen dos tipos principales: NPN y PNP. Es un dispositivo de control de corriente que se puede usar como dispositivo de conmutación de estado sólido o como control de corriente variable de estado sólido.

Interruptor

Cuando está abierto, tiene una resistencia sumamente alta; cuando está cerrado, tiene una resistencia sumamente baja. Un transistor convencional se puede usar como interruptor.

Modos de Operación del Transistor

Saturación

El transistor se comporta como un cortocircuito entre el Emisor (E) y el Colector (C).

Activa

Es capaz de amplificar variaciones de corriente.

Corte

La corriente de colector (Ic) es prácticamente nula y el circuito entre Colector (C) y Emisor (E) es comparable con un circuito abierto.

Amplificadores Operacionales (AO)

Es un amplificador de corriente continua con entrada diferencial, cuyas características se aproximan a las de un Amplificador Operacional (AO) ideal.

AO Ideal

Las características de un AO ideal incluyen:

• Resistencia de entrada infinita
• Resistencia de salida nula
• Ganancia infinita
• Insensibilidad Térmica (drift nulo)
• Respuesta de frecuencia infinita

Tensión de Offset

Los transistores que lo constituyen no son idénticos, lo que provoca un desbalance interno, dando origen a la tensión de offset.

Sensibilidad a la Temperatura (Drift)

Las variaciones térmicas pueden provocar alteraciones en las características eléctricas del amplificador.

Slew Rate (SR)

Máxima rapidez de variación de la tensión de salida por unidad de tiempo.

Tiempo de Subida (Rise Time)

Tiempo empleado por la señal de salida para variar de un 10% a un 90% de su valor final.

Overshoot (Sobredisparo)

Se expresa en porcentaje e informa cuánto el nivel de tensión de salida fue sobrepasado durante una respuesta transitoria del circuito, es decir, antes de alcanzar un estado permanente.

Realimentación en Amplificadores Operacionales

Sin Realimentación

Operación en malla abierta. La ganancia del AO es la estipulada por el fabricante, es decir, no se tiene control sobre la misma.

Con Realimentación Positiva

Es del tipo de malla o lazo cerrado y produce inestabilidad en el circuito.

Con Realimentación Negativa

Es de tipo malla o lazo cerrado. Sus aplicaciones incluyen:

• AO Inversores
• AO No Inversores
• Sumadores
• AO Derivadores
• AO Integradores
• Filtros Activos

AO Inversores

La señal de salida estará 180º desfasada en relación a la señal de entrada.

Seguidor de Tensión

Puede realizar diversas funciones:

• Aislador de etapas
• Reforzador de corriente
• Adaptador de impedancias

AO Derivador

Este circuito presenta una salida proporcional a la razón de variación de la señal de entrada. Si se aplica una señal triangular simétrica a la entrada de un derivador, a la salida se obtiene una señal rectangular.

• Desventajas:
  • Inestabilidad de ganancia
  • Sensibilidad a ruidos
  • Proceso de saturación muy rápido

Multivibradores

Existen dos modos de operación:

• Modo Astable o reloj
• Modo Monoestable o temporizador

Modo Astable

El circuito integrado LM555 actúa como generador de trenes de pulsos.

Modo Monoestable

El LM555 actúa como generador de pulsos de duración definida.

Reguladores de Voltaje Integrados

Se clasifican en:

• Reguladores de voltaje integrados fijos
• Reguladores de voltaje variables

Reguladores Fijos

• Positivos: Su voltaje de salida es de +5V y está dado por sus últimos dígitos. Se utiliza el CI 7805.
• Negativos: Se utiliza el CI 7905 con un voltaje de salida de -5V.

Reguladores Variables

Se utilizan los CI LM317 y LM337.