CIC JULIO SÁNCHEZ

La electrónica es la rama de la tecnología que trabaja con

elementos semiconductores y sus aplicaciones.

CIC JULIO SÁNCHEZ

Es un elemento que conduce la electricidad en determinadas condiciones, es decir, que tiene un comportamiento intermedio entre aislante y conductor.

Semiconductores más destacados:

Silicio (Si) y Germanio (Ge), que tienen cuatro electrones de valencia. Son sólidos y, por tanto, forman una estructura cristalina. Si ese cristal no contiene impurezas lo denominamos conductor intrínseco.

Si no, sufre un proceso de impurificación.

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Este proceso consiste en introducir en la estructura cristalina átomos de otro material con el fin de modificar sus propiedades eléctricas de manera que puedan encontrarse portadores de carga capaces de crear corriente eléctrica. Esos portadores pueden ser electrones libres o huecos.

Los materiales que se introducen son:

-Tipo P: se introducen materiales con 3 electrones de valencia, se establecen huecos libres. Son: Boro, Aluminio y Galio.

-Tipo N: se introducen impurezas con cinco electrones de valencia, quedan electrones libres. Son: fósforo y antimonio.

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Tanto en el tipo N, porque hay naturalmente electrones sin sitio, libres, moviendose continuamente, como en el tipo P, que al haber huecos se provoca que electrones enlazados se vayan al nuevo hueco, existen corrientes electricas provocadas.Estas corrientes son mayores que si el conductor fuera intrinseco.

Son dispositivos unidireccionales, solo permiten el paso de la corriente en una dirección. Están compuestos por dos materiales semiconductores, uno de tipo P y otro de tipo N.

Ánodo: terminal unido al material tipo P.

Cátodo: terminal unido al material tipo N.

Al unirse los dos conductores, los electrones próximos a la unión en el material tipo N la atraviesan y se combinan con los huecos del material tipo P. Se crea una zona de carga estática positiva en la zona N y negativa en la P. Ésta acumulación continua hasta que se genera un potencial que impide el paso de electrones.

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Diodo polarizado inversamente: si se conecta el polo positivo de una batería en la región N y el negativo con la P. La zona de carga estática se ensancha más ya que se permite mayor combinación de los electrones del material tipo N y los huecos del tipo P. El diodo no deja pasar la intensidad de corriente, circuito abierto.

Diodo polarizado directamente: el terminal positivo de la batería con el material tipo P y el negativo, con el N. Los huecos del tipo P son repelidos por el polo positivo de la batería, los electrones tipo N por el negativo. Se produce un estrechamiento de la región de carga estática y, por tanto, deja pasar la intensidad de corriente.

P N P N NP

Sin polarización Polarización inversa Polarización directa

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Diodo universal: permite el paso de la corriente enun sentido impidiéndolo en el otro. Puesto que losdiodos son muy pequeños, para identificar el cátodo (que conectaremos a la pila o batería) se emplea un anillo

Tipos de diodos

2.DIODOS LED

Se emplean como indicadores para avisar que un circuito está conectado o desconectado, para declarar un estado transitorio o representar información alfanumérica.

Consta de dos terminales (el mas corto representa el cátodo).

Para proteger el diodo se coloca una resistencia en serie que limita la intensidad de corriente.

Diodo emisor de luz polarizado directamente.El semiconductor se fabrica encapsulado en plástico transparente (normalmente de color rojo, verde o amarillo).Constituyen los segmentos luminosos de los números o letras de los displays de numerosos aparatos.

3.DIODOS ZENER

Tipo de diodo que polarizado directamente se comporta como un diodo normal, pero inversamente como una pila, siempre que la tensión entre sus extremos supere un valor, llamada tensión zener.

El polo positivo de la pila corresponde al negativo del diodo.

4.FOTO DIODOS

Aquellos que se vuelven conductores cuando incide la luz.

Ejemplo:Deseamos conectar a un circuito de 12Vde tensión un diodo cuyos parámetros de diseño definidos por el fabricante son de 2V y 100mA

1. Si tengo un diodo de Vumbral = 0.8 Voltios, calcular que intensidad circula por un circuito con una resistencia de 1 KΩ conectado a una pila de 10 Voltios.2. Quiero que pasen 30 mA por una resistencia de 12 KΩ, sabiendo que tengo un diodo de 0.8 Voltios de tensión umbral. .¿Que tensión tiene que tener la pila?

Son elementos semiconductores formados por 3 cristales que forman dos uniones PN juntas y en oposición, existiendo una

región común de tipo N o P.

Un transistor tiene 3 terminales.

-la base (B),electrodo de control,

-emisor (E), emite portadores de carga,

-colector (C ), recibe los portadores de carga.

Existen dos tipos de transistores:

-PNP

-NPN

C

E

B

NPN PNP

E

C

B

En el símbolo, la flecha del emisor, indica el sentido de la intensidad de corriente cuando la unión base-emisor se encuentra

polarizada directamente cumpliéndose entonces:

Para la intensidad: Para el voltaje:

Iemisor = Ibase + Icolector VCE = VCB + VBE

Transistor: pequeño amplificador de la corriente eléctrica.

La corriente que entra por la base sale amplificada por el emisor. La cantidad extra de corriente la toma del colector. Un transistor puede trabajar en tres regiones de funcionamiento, caracterizadas

por la polarización de sus uniones PN. 1.En corte: las uniones base-emisor y base-colector están polarizadas inversamente. Las intensidades de corriente son prácticamente nulas y el transistor no conduce. 2.En activa: base-emisor, directamente polarizadas y base-colector inversamente. El transistor conduce parcialmente. 3.En saturación:las dos conexiones polarizadas directamente. El transistor conduce plenamente.

CONDENSADORES

La cantidad de carga eléctrica que es capaz de acumular se expresa mediante un parámetro denominado capacidad C que se mide en faradios. Por tanto la carga que se almacena será:

Q= C·V

Un condensador es un dispositivo eléctrico que acumula y almacena carga eléctrica. Está constituido por dos conductores llamados armaduras separados por un aislante, también llamado dieléctrico.

Si un condensador se conecta a una pila durante un tiempo ; adquiere la carga de la batería y se comporta como si fuera un circuito abierto. Si la batería que alimenta el circuito deja de funcionar , el condensador se comporta como una batería, hasta que se descarga

El tiempo de carga o descarga es igual a 5 veces R·C

Al aplicar una tensión entre las placas se produce un movimiento de cargas eléctricas desde una armadura a la otra

C= K. S/d

Esa capacidad depende directamente de la superficie de las armaduras e inversamente de la distancia que las separa

EJEMPLO: Calcula el tiempo que tardará en descargarse un condensador de 4700 μF que está en serie con una resistencia de 1000 Ω. ¿y si la resistencia fuese de 2000 Ω ?

Sol. 1: t1= 5·R1·C = 5· 4700·10-6 F · 1000 Ω = 23,5 s

Sol. 2: t2= 5·R2·C = 5· 4700·10-6 F ·2000 Ω = 47 s

b) Electrolíticos: en los que depende la polaridad( terminal positivo se une al terminal positivo

Básicamente existen dos tipos de condensadores :

a) cerámicos: en los que no importa la polaridad

También puede haber asociaciones de condensadores ( inversos a las resistencias )En serie:

1 / C = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 + ….. + 1/Cn

En paralelo:

C = C1 + C2 + C3 +……+ Cn

El reléBásicamente son interruptores eléctricos dotados de uno o más contactos que sirven para abrir o cerrar determinados circuitos. Se utilizan en circuitos de mando y control

Está formado por una bobina en cuyo interior se ha colocado un material capaz de imantarse (núcleo)

Funcionamiento: Al circular corriente por la bobina se genera en su interior un campo magnético que provoca la imantación del núcleo. Éste al convertirse en un imán atrae el contacto de una armadura basculante que provoca el cierre de unos y la apertura de otros

El dibujo esquemático del relé es:

El símbolo eléctrico es:

Zumbadores

Es un dispositivo electrónico que produce un zumbido al recibir corriente eléctrica.

Se basa en el fenómeno de la piezoelectricidad que consiste en la producción de un pequeño voltaje cuando se le somete a un pequeño esfuerzo de tensión mecánico

Zumbador

1.Transformador

C1 C2

7808

R1

R2

C3

R3

2.Puenterectificador

5.Indicador de funcionamiento

4.Reguladorde tensión

3.Filtro

1.Transformador: elemento encargado de reducir

la tensión alterna de la red (220V) a otra tensión

más pequeña (12V).

2.Puente rectificador: formado por 4 diodos,

su misión es convertir la tensión alterna en

pulsatoria.

ELEMENTOS DEL CIRCUITO

3.Filtro: constituido por 2 condensadores.

Convierte la pulsatoria en continua.

4.Regulador de tensión:formado por 1 circuito

integrado (7808), una resistencia, un

potenciómetro y un condensador. Consigue

que la tensión sea lo más estable posible.

5.Indicador de funcionamiento: formado por un diodo

LED y una resistencia. Indica si funciona o no funciona.

Es un circuito electrónico que integra elementos como: diodos,transistores y resistencias de tamaño microscópico sobre una base de silicio.Se fabrican así para que las corrientes y tensiones utilizadas tiendan a ser lo más pequeñas posibles para conseguir que el calentamiento de los componentes sea el mínimo posible.Si en un chip un componente se estropea no puede ser sustituido por otro y sería necesario remplazar todo el circuito.