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Fig. 4. Montaje de una resistencia en serie. Fig. 5. Montaje de una resistencia en paralelo.

Código de colores

Al observar una resistencia comercial, en lamayoría de los casos podemos ver que tanto laresistencia como la tolerancia están indicadasmediante un código de colores, que se lee deizquierda a derecha.

Determinación del valor de una resistenciaPara determinar el valor de una resistencia queestá marcada con el código de colores, debemosseguir estos pasos:— Leemos la franja de la tolerancia, que está

representada por el color situado más a laderecha.

— Después leemos el valor nominal de laresistencia:

• El color de la primera franja de la izquierdaindica la primera cifra significativa.

• La segunda franja de color, la segunda cifrasignificativa.• La tercera franja de color, el número de cerosque van detrás de las cifras anteriores.

Fig. 3. Resistencia.3 v

Al variar la resistencia entre O y 300 , lalámpara reduce su intensidad.

Resistencias

La función de las resistenciases oponerse al paso de la comente eléctrica.Sumagnitud se mide en ohmios ( ) y pueden ser variables o fijas.

— El valor de las resistencias variables puede ajustarse dentro deunos márgenes y se utilizan para regular el valor óhmico de uncomponente (fig. 3).

— Las resistencias fijas se suelen utilizar para distribuir la tensióndel circuito (fig. 4) y para limitar la circulación de la comente (fig. 5).

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Fig. 6. Circuito elemental de carga y descarga de un condensador.

En el circuito de la figura 7 se ha sustituido la resistencia R por otras dos, montadas de forma diferente.

Fig. 7. La resolución de circuitos con resistencias se basa en la ley de Ohm.

— Identifica el tipo de montaje realizado en cada caso.

— Calcula el valor de las resistencias R2 y R4 para que la intensidad de corriente I tenga el mismo valor en los trescircuitos.

Los condensadores cerámicos y los de poliéster pueden utilizarse en circuitos de corriente continua o alterna. En cambio,los electrolíticos sólo pueden utilizarse con corriente continua.

— Averigua la razón de este diferente comportamiento.

Condensadores

El condensador está formado por dos placas metálicas denominadas armaduras,separadas por un material aislante o dieléctrico. Tiene como función almacenarcargas eléctricas para cederlas en el momento deseado. El valor de su capacidadse mide en faradios (F).

Al aplicar una tensión a las armaduras, la corriente entre ellas no se establece, yaque lo impide el dieléctrico, pero sí se produce un efecto de acumulación de cargaeléctrica en ellas.

Cuando las armaduras se ponen en contacto mediante un circuito externo, seproduce una descarga a través de él (fig. 6).

Tipos de condensadores

Al igual que las resistencias, loscondensadores pueden ser variables ofijos.

El condensador adquiere cargainstantáneamente al conectarlo auna pila de 9V.

La lámpara luce un breve instantemientras el condensador se descarga.

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SEMICONDUCTORES.-Los semiconductores presentan enlace

covalente. La ausencia de un electrón en unenlace se representa por un hueco y aunque nosea exactamente cierto, por contraposición conaquél, le asignaremos carga positiva de igualmagnitud que la del electrón. Lossemiconductores más importantes utilizados endispositivos electrónicos son el silicio y elgermanio, y últimamente se tiende a usar elarseniuro de galio.

Veamos a continuación la estructuracristalina del germanio, utilizando una represen-tación superficial simplificada en la que cuatro delas cargas del núcleo y de las capas interiores dela corteza se equilibran con los electrones de laúltima capa o de valencia. Su estudio se haceextensivo a la teoría de semiconductores.

El cristal de germanio se presentaen forma de tetraedro con un átomo encada vértice.Los electrones de valencia estánfuertemente ligados al núcleo y el cristalpresenta baja conductividad,comportándose como un aislante a bajastemperaturas.

A temperatura ambiente y debido ala energía térmica suministrada, se rompenalgunos enlaces, por lo que es posibleestablecer la conducción ya que loselectrones libres son capaces de moversepor el interior del cristal, si se le aplica uncampo eléctrico.

La ausencia del electrón en el enlace se representa por un hueco susceptible de ser ocupado ollenado por otro electrón, contribuyendo así a la conductividad o movilidad entre ellos.

Implícitamente hemos aceptado que el silicio o el germanio se encuentran en estado puro

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recibiendo entonces la denominación de semiconductores intrínsecos (poseen un átomo de impureza porcada 1011 átomos de semiconductor, ya que es prácticamente imposible purificarlos al 100 por 100).

En una clasificación de semiconductores existen también los llamados semiconductoresextrínsecos:

1º.- Añadiendo al Ge puro sustancias que poseen cinco electrones de valencia como Sb, P o As.2.- Añadiendo al Ge sustancias que tengan tres electrones de valencia, tales como B, Ga o In.En el primer caso, a las impurezas se las llama donadoras o tipo N, por «donar» electrones libres,

que serán portadores disponibles de corriente capaces de vagar por el cristal, dando origen a lossemiconductores tipo N.

En el segundo caso, las impurezas reciben la denominación de aceptadoras o tipo P, por dar lugara la aparición de huecos disponibles que aceptan electrones, dando origen a los semiconductores tipo P.

En ambos tipos de cristales hablamos de electrones y huecos, debido a que por generación térmica

en todo cristal aparecen pares electrón-hueco. Dichos pares dan lugar a los llamados portadoresminoritarios en los semiconductores dopados.

Unión P-NSi en un único material semiconductor, ya sea de germanio o de silicio, se introducen impurezas

tipo P en un extremo e impurezas tipo N en el otro se obtiene una unión P-N.En la zona P existen

iones negativos y huecosmientras que en la zona N hayiones positivos y electrones.

Al realizarse la unión, seproduce una difusión deelectrones hacia la zona P y dehuecos hacia la zona N pararecombinarse entre ellos, hasta elmomento en que en la zona Phaya una concentración de cargasnegativas y en la zona N decargas positivas, que interrumpela difusión por establecerse uncampo eléctrico o barrera depotencial que impide el paso decargas eléctricas a no ser que seles comunique una energíasuficiente.

En la Figura se observala nueva disposición de la uniónP-N

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POLARIZACIÓN DIRECTA E INVERSASi aplicamos una d.d.p. en el sentido que se muestra en la Figura l.8a, conseguimos dar a los

electrones la energía necesaria para superar la barrera de potencial y llegar a la zona P (imaginemos lomismo para los huecos en su trayecto hacia la zona N). Por el circuito exterior fluye entonces una corrienterelativamente grande, llamada corriente directa (IF), que estará formada por portadores mayoritarios(huecos en la región P y electrones en la región N).

Si se invierte la polaridad de la pila, Figura 1 .8b, obligamos a los electrones de la región N y a loshuecos de la región P a alejarse de la unión, impidiendo, por tanto, su posible recombinación. La corrienteque circula es prácticamente nula, pues es debida a los portadores minoritarios de las regiones (huecos dela región N y electrones de la zona P) y se denomina corriente inversa (IR) que, cuando se hace constantee independiente de la tensión inversa aplicada, recibe el nombre de corriente inversa de saturación.

Componentes semiconductores

Los componentes semiconductores de un circuito electrónico puedendesempeñar diferentes funciones según su forma de montaje y suestructura interna.

Los semiconductores son materiales que en condiciones normalesno conducen la corriente eléctrica, pero que se convierten enconductores al cambiar estas condiciones con la aplicación de unafuente de energía eléctrica, térmica o luminosa, o mediante sudopado (unión de estos materiales con otros, como el arsénico, elantimonio, etc.).

Los materiales semiconductores más utilizados son el selenio, elgermanio y, sobre todo, el silicio.

Según el tipo de materiales que se utilice en el dopado, podemosobtener dos tipos de cristales semiconductores: loselectropositivos, llamados de tipo P, y los electronegativos o detipo N (fig. 8).Los efectos producidos por estos materiales y la unión de dos o máscristales del tipo P y N han generado la aparición de un gran númerode componentes semiconductores, como el diodo, el transistor y lasresistencias sensibles a la luz, la temperatura y la tensión.

Fig. 9. Comportamiento de undiodo según la forma depolarización.

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La polarización directa se produce cuando el polo positivo dela pila se une al ánodo y el negativo al cátodo. En este caso eldiodo se comporta como un conductor y deja pasar la corrienteeléctrica.

La polarización inversa se consigue conectando el polonegativo de la pila al ánodo y el positivo al cátodo. En este casoel diodo se comporta como un aislante y no permite el paso dela corriente.

Entre la variedad de diodos que se fabrican, podemos destacar por su gran utilización los diodosrectificadores (fig. 10) y los diodos LED (fig. 11).

El diodo

Es uno de los componentes más empleados en los circuitos electrónicos. Está formado por la unión dedos cristales semiconductores: uno de tipo N, llamado cátodo, y otro de tipo P, denominado ánodo.

Cuando se conecta una fuente de tensión entre los dos terminales, el diodo se polariza. La polarizaciónpuede ser directa o inversa (fig. 9).

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Características:

• Permite la rectificación de la corriente alterna,transformándola en continua.

• Polarizado directamente, conduce a partir de unatensión entre 0,2 y 0,8 V.

• Su encapsulado puede ser de plástico, de metalo cerámico dependiendo de su potencia.

• El cátodo siempre va marcado de forma quepermite su reconocimiento.

• Se identifican mediante un código alfanuméríco.Existen tablas de equivalencia que indican eltipo de diodo más adecuado a cada circuito yfunción.

Características:• Emite luz al ser polarizado directamente.• Se emplea para señalización luminosa.• Se fabrican en varios colores: rojos, verdes,

amarillos, azules, y también de infrarrojos.• Precisa de una tensión mínima para emitir luz

(de 1,5 a 2 voltios). Para conseguirla, puedeintercalarse una resistencia en serie.

• El cátodo se identifica fácilmente observando elinterior de la cápsula (lado plano) o la longitudde los terminales (terminal corto).

Fig. 11.

Fig. 10.

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