El ABC de la Electronica - Steren - 1ra Edicion

Vista previa del material en texto

www.elsolucionario.org
http://www.elsolucionario.org
www.elsolucionario.org
http://www.elsolucionario.org/
http://www.elsolucionario.org/
http://www.elsolucionario.org/feed/
https://www.facebook.com/elsolucionario/
https://twitter.com/elsolucionario/
http://www.elsolucionario.org
¡¡Bienvenido al mundo de la electrónica!!
Con este libro cubrirá el estudio iniciando con la
electricidad estática hasta la electrónica de
estado sólido, pasando por electricidad, compo-
nentes, circuitos integrados (Cl's), ejemplos de
utilización de componentes para formación de
circuitos electrónicos y otras aplicaciones que
además de útil y educativo resultará divertido.
La publicación de este libro es de gran ayuda, ya
que invita a los estudiantes a desarrollar proyectos
de ciencias más profesionales además de hacer más
amigable el estudio de la electrónica.
=e.·STEREN®
www.elsolucionario.org
http://www.elsolucionario.org
CONTENIDO
DESPEGANDO A LA ELECTRONICA 7
1. ELECTRICIDAD
PONIENDO A TRABAJAR LA ELECTRICIDAD
REVISANDO LAS BASES
ELECTRICIDAD ESTÁTICA
CORRIENTE ELÉCTRICA
ELECTRICIDAD DE CORRIENTE DIRECTA
ELECTRICIDAD DE CORRIENTE ALTERNA
MEDICiÓN DE CA y C.D.
CIRCUITOS ELÉCTRICOS
PULSOS, ONDAS, SEÑALES Y RUIDO
2. COMPONENTES ELECTRÓNICOS
CABLE Y ALAMBRE
SWITCH ES
RELEVADORES
MEDIDORES DE BOBINA MÓVIL
MICROFONOS y BOCINAS
RESISTENCIAS
CAPACITO RES
APLICACIONES DE RESISTENCIAS Y CAPACITORES
BOBINAS
TRANSFORMADORES
3. SEMICONDUCTORES
SILICIO
EL DIODO
EL TRANSISTOR
TRANSISTORES BIPOLARES
TRANSISTORES DE EFECTO DE CAMPO
EL TRANSISTOR UNIJUNTURA
EL TIRISTOR
RECTIFICADORES CONTROLADOS DE SILICIO
TRIACS
4. SEMICONDUCTORES SENSIBLES A LA LUZ
LUZ
OPTOELECTRONICA
COMO SE UTILIZAN LOS LENTES CONVEXOS
FUENTES DE LUZ POR SEMICONDUCTORES
DIODOS EMISORES DE LUZ
SEMICONDUCTORES DETECTORES DE LUZ
DETECTORES DE LUZ FOTORESISTIVOS
DETECTORES DE LUZ DE UNiÓN PN
FOTODIODOS
FOTO TRANSISTORES
FOTOTI RISTORES
CELDAS SOLARES
5. CIRCUITOS INTEGRADOS
5
8
9
10
12
15
16
20
21
22
24
26
26
27
28
28
29
30
34
37
39
41
43
43
45
48
49
52
57
58
58
59
61
61
62
63
64
64
67
68
69
69
71
73
73
74
www.elsolucionario.org
http://www.elsolucionario.org
6. CIRCUITOS I TEGRADOS DIGITALES 76
COMPUERTAS DE INTERRUPTOR EC ICO 76
LA CONEXiÓN BINARIA 77
COMPUERTAS DE DIODOS 78
COMPUERTAS DE TRANSISTORES 78
SIMBOLOS DE COMPUERTAS 79
CAMINOS DE ALTA VELOCIDAD DE DATOS (DATA HIGHWAYS) 81
COMO SON UTILIZADAS LAS COMPUERTAS 81
CIRCUITOS LÓGICOS COMBINACIONALES 81
CIRCUITOS LÓGICOS SECUENCIALES 83
UN SISTEMA LÓGICO SECUENCIAL-COMBINACIONAL 85
FAMILIAS DE CI DIGITALES 86
7. CIRCUITOS INTEGRADOS LINEALES 87
EL CIRCUITO BÁSICO LINEAL 87
AMPLlFICADORES OPERACIONALES 87
TEMPORIZADORES 88
GENERADORES DE FUNCiÓN 89
REGULADORES DE VOLTAJE 89
OTROS CI LINEALES 90
8. CONSEJOS PARA EL ENSAMBLE DE CIRCUITOS 90
CIRCUITOS TEMPORALES 90
CIRCUITOS PERMANENTES 91
COMO SOLDAR 92
ENERGIZANDO CIRCUITOS ELECTRÓNICOS 93
9. 100 CIRCUITOS ELECTRÓNICOS 94
CIRCUITOS CON DIODOS 95
DIODOS DE SEÑAL PEQUEÑA Y RECTIFICADORES 95
CIRCUITOS CON DIODOS ZENER 96
CIRCUITOS CON TRANSISTORES 97
CIRCUITOS CON TRANSISTORES BIPOLARES 97
CIRCUITOS CON FET UNION y MOSFET DE POTENCIA 99
CIRCUITOS CON TRANSISTORES UNIJUNTURA 101
CIRCUITOS CON TIRISTORES 103
CIRCUITOS CON SCR 103
CIRCUITOS CON TRIACS 104
CIRCUITOS DE OPTOELECTRONICA 105
CIRCUITOS CON DIODOS EMISORES DE LUZ (LED) 105
CIRCUITOS SEMICONDUCTORES DETECTORES DE LUZ 107
CIRCUITOS CON CI DIGITALES 109
CIRCUITOS TTL 109
CIRCUITOS CMOS 111
CIRCUITOS CON CI LINEALES 115
CIRCUITOS AMPLlFICADORES OPERACIONALES (OP-AMP) 115
CIRCUITOS COMPARADORES 117
CIRCUITOS REGULADORES DE VOLTAJE 118
CIRCUITOS TEMPORIZADORES 119
SIMBOLOS DE CIRCUITOS COMUNES 121
www.elsolucionario.org
http://www.elsolucionario.org
SIMBOLOS DE CIRCUITOS COMUNES
COMPONENTES PASIVOS:
] r--1t- 4t- ~ •-'VV'v-- -'VV'v--
CAPACITOR CAPACITOR CAPACITOR RESISTENCIA RESISTENCIA TRANSFORMADOR
FIJO POLARIZADO VARIABLE FIJA VARIABLE
OIOOOS y TIRISTORES:
DIODO
RECTIFICADOR
DIODO
ZENER
TRANSISTORES:
NPN PNP
RECTIFICADOR
TIPO PUENTE
S
P-MOSFET
OPTOELECTRONICA:
~ ~
~
w ~ -e
LEO FOTODIODO FOTOTRANSISTOR CELDA SOLAR LASCR FOTORESISTENCIA
COMPUERTAS LÓGICAS:
D- =[>
ANO NANO
SCR TRIAC DIAC
S
N-JFET P-JFET N-MOSFET
-{>- D- D-
INVERSOR OR NOR
D-
EX-OR
www.elsolucionario.org
http://www.elsolucionario.org
DESPEGANDO A LA ELECTRONICA
Bienvenido al mundo de la electrónica, uno de los campos de mas rápido crecimiento de la "alta tecnología"
actual y un pasatiempo educativo para el entretenimiento. Este libro lo llevará desde la electricidad estática
hasta la electrónica de estado sólido. A lo largo de nuestro estudio cubriremos la electricidad, componentes
electrónicos y circuitos integrados (CI:s). Se muestra como se utilizan los componentes para formar circuitos
electrónicos. El último capítulo le proporciona los diagramas para 100 circuitos, de los cuales cada uno será
construido y probado "las páginas con flechas" a través del libro lo refieren a temas relacionados con los
capítulos futuros. Espero encuentre este libro útil, educativo y especialmente divertido!
Examinando detenidamente la electrónica
www.elsolucionario.org
http://www.elsolucionario.org
z: C DE LA ELECTRONICA
1. ELECTRICIDAD
La única diferencia entre un
rayo y la chispa que se
genera entre su dedo y la
perilla de una puerta en un dia
seco es la cantidad-, ambas son
electricidad.
Benjamín Franklin confirmo esto por
primera vez en su famoso
experimento del papalote.
Aquellos que vuelan un papalote
durante la lluvia, es mejor que
digan "adiós" ya que no es muy
seguro
~ LAMPARA
DE NEON
Existe una manera clara de "ver" la
electricidad sin la necesidad de ser
lastimado: tome una punta de una
lampara de neón, camine a través
de una alformbra mientras usa
zapatos de suela endurecida y
haga tocar la segunda punta de la
lampara con un objeto de mental. La lampara se encenderá (a menos que la
humedad relativa sea muy alta).
ALAPERILLA
DE LA PUERTA
o TUBO DE AGUA
¡Por supuesto que usted no puede "ver" la electricidad!, usted verá su efecto a través del aire y la lampara de
neón. Los efectos de la electricidad que se pueden ver son varios. Aquí hay algunos más.
www.elsolucionario.org
http://www.elsolucionario.org
EL ABC DE LA ELECTRONICA
PONIENDO A TRABAJAR A LA ELECTRICIDAD
Toda la materia tiene propiedades eléctricas. Por esta razón muchos científicos de siglos pasados han podido
inventar cientos de aparatos que generan, almacenan, controlan y conmutan la electricidad.
Estos dispositivos han sido combinados para lIevarnos dentro de ...
'l(;~~f
"
-v-.
" "'/~
paginas
tes usted
ndera como estas
eléctricas operan, y
era como utilizarlas cuando
. con los circuitos electrónicos.
." Lamparas, temporizadores,
dores, circuitos de lógica digital,
de poder, generadores de sonido y
otros, iAI terminar este libro usted
identificar y utilizar todos los componentes
dos en esta pagina! Estos incluyen
- rrnadores, diodos, resistencias,
adores, diodos zener, transistores,
ores de voltaje y circuitos integrados
Si esta ansioso de
comenzar a trabajar
con las partes electrónicas
y circuitos, pase directamente
al capitulo dos, cuando tenga
tiempo, asegurese de cubrir el
resto de este capitulo,
Aprendera algunas realidades básicas
acerca de la electricidad ya que le dara
una base solida para un mayor aprendizaje,
y encontrara como crear y detectar la
electricidad con los ,materiales ordinarios del
hogar.
, .•LAERA
DE LA
ELECTRONICA.
ELECTRICIDAD
www.elsolucionario.org
http://www.elsolucionario.org
ELECTRONES -
zz
EL ABC DE LA ELECTRONICA
REVISANDO LAS BASES
La electricidad es un ingrediente esencial de la materia.
La mejor manera de comprender la naturaleza de la electricidad es examinar el componente más pequeño de
cada elemento, el átomo.
ATOMO DE LlTlO
NUCLEO
(PROTONES y
NEUTRONES) Este es un átomo de litio. El tercer
átomo mas simple después del
hidrogeno y el hielo, los átomos
de litio tienen tres electrones que
rodean un núcleo de
3 protones y 4 neutrones
-~ELECTRONlos electrones tienen una carga eléctrica negativa.
los protones tienen una carga ecléctica positiva.
los neutrones no tienen una carga eléctrica.
IONES -
Normalmente un átomo tiene un numero equivalente
de electrones y protones.
Las cargas se cancelan para no dar al átomo alguna
carga eléctrica neta, es posible desalojar uno o mas
electrones de la mayoría de los átomos, esto provoca
que el átomo tenga una carga positiva neta, entonces
es llamado un ion positivo, si un electrón disperso se
combina con un átomo normal entonces, el átomo tiene
una carga negativa neta y es llamado ion negativo.
ION NEGATIVO
ION POSITIVO
Los electrones libres se pueden mover a velocidades
altas a través de los metales, gases y vacío o estos
pueden quedar estacionados en una superficie.
z
rG7
O
www.elsolucionario.org
http://www.elsolucionario.org
EL ABC DE LA ELECTRONICA
MAS ACERCA DE LOS ELECTRONES LIBRES-
muchos trillones de electrones se pueden estacionar en una superficie o pueden viajar a través del espacio o
materia a velocidades cercanas a la luz. (Aproximadamente 300,000 Kilómetros por segundo)
ELECTRONES ESTACIONARIOS ELECTRONES EN MOVIMIENTO
ELECTRONES EN REPOSO - un grupo de electrones negativos en una superficie causan que esta quede
cargada negativamente. Puesto que los electrones no se mueven, la superficie se puede decir que tiene una
carga electrostática negativa.
ELECTRONES EN MOVIMIENTO - una columna de electrones en movimiento es llamada una corriente eléctrica.
Los electrones estacionados pueden formar rápidamente una corriente eléctrica si son colocados cerca de un
grupo de iones positivos. Los iones Cargados Positivamente atraerán los electrones que rápidamente irán a
llenar los "hoyos" o vacíos dejados por los electrones faltantes.
ELECTRON FALTAN TE
ORBITA DEL ELECTRO N ~
,~
1"- -,
~ ~ELECTRON. ..
ELECTRONES PERDIDOS - la fricción mecánica, luz calor o una reacción química pueden remover electrones
de una superficie. Esto causa que la superficie quede cargada positivamente. puesto que los átomos cargados
positivamente esta n en reposo, se puede decir que la superficie tiene una carga electrostática positiva.
FRICCION LUZ
CALOR QUIMICA
IONES POSITIVOS CON
CARGA ELECTROESTATICA
POSITIVA
www.elsolucionario.org
http://www.elsolucionario.org
EL ABC DE LA ELECTRONICA
ELECTRICIDAD ESTÁTICA
Usted genera electricidad estática cada vez que camina a través de una alfombra, jala una cinta de un rollo, se
quita la ropa o seca la ropa en una secadora. Muchas veces usted no se da cuenta hasta que el aire es seco y
la carga estática aparece en forma de una chispa repentina, que salta y destella camino a su nueva casa.
Estas cargas estáticas son generadas por medio de fricción mecánica. En el año 600 ac, un griego, tales de
mileto experimento con la electricidad estática que era producida cuando el ámbar se talla con la lana.
AMBAR-
Erase una vez que la savia fluya de los arboles, y se
endureció en granulos dorados los cuales
eventualmente se quedaron en la tierra caliente,
algunas veces, antes de que se endureciera en
ámbar, la savia pegajosa guardo hojas de plantas
insectos e incluso gotas de agua!. Una clase de
envoltura natural de plástico, el ámbar se electrifica
facialmente por medio de fricción.
Entonces es capaz de atraer pequeños trozos de
papel.
PLÁSTICO Y VIDRIO ELECTRIFICADO -
PEDAZOS
""--DE PAPEL
HECHO FAMOSO: EL ELECTRON ES LLAMADO
ASI A PARTIR DE LA PALABRA GRIEGAAMBAR!
Pase un peine de plástico a través de su cabello en un día seco y transferirá electrones desde su cabello al
peine. Talle una barra de vidrio con seda o las fibras sintéticas de una brocha de pintar y removerá los electrones
del vidrio. Ambos, el peine cargado negativamente y la barra de vidrio cargado positivamente, como el ámbar
atraeran trozos de papel. Usted puede electrificar o cargar muchos materiales tallándolos con pelo, lana, etc. ¿y
Metal? No, la carga desaparece.
PEINE DESPUES DE ACARICIAR EL CABELLO BARRA DE VIDRIO TALLADA CON SEDA
PEDAZOS
DE PAPEL ----....
www.elsolucionario.org
http://www.elsolucionario.org
PUESTAS -
CARGAS IGUALES
. como sabemos que el peine y la barra de vidrio tienen cargas opuestas? una regla fundamental de la elec .. a
~ que cargas iguales se repelen y las cargas opuestas se atraen. Aquí se muestra un experimento que prue a
regla y contesta a la pregunta:
CUERDA'----
<:> o
SIN CARGA
lUCE MATERIAL PARA EMPACAR
E UNICEL PLASTICO
RECUERDE: CARGAS OPUESTAS SE ATRAEN
CARGAS IGUALES SE REPELEN
~
_-=-_-_~ :~o0:.0
-- -- - .. - ..- - ...•. -.. ..
=(9
EL ELECTROSCOPIO -
_ rimer instrumento diseñado para detectar y medir electricidad estática fue el electroscopio. Usted puede
== ricar uno fácilmente
~
• + •
• •.• + •. + ••••. .. .. ..... ALAMBRE...---- DE COBRE
CORCHO
FRASCO DE
PLASTICO
HOJA DE
ALUMNIO
SIN CARGA
CARGA MEDIA • >m
CARGA ALTA ~ , /,
} ,;
gúrese de que la tira de aluminio doblada este limpia y seca.
- ando usted toca el alambre con un objeto cargado, a las dos mitades de la tira de aluminio se les dará la
. ma carga y por lo tanto estas se separaran.
www.elsolucionario.org
http://www.elsolucionario.org
EL ABC DE LA ELECTRONICA
CONDUCTORES Y AISLANTES
Usted puede utilizar su electroscopio para probar que los electrones viajan a través de algunos materiales pero
no de otros.1iQ.;. [pruebe esto en un día seco! Los electrones pueden viajar a través del aire húmedo y la carga
de su electroscopio desaparecerá rápidamente en días húmedos.
I
--l-··--- -.
CINTA
BARRA DE
PLASTICO
CARGADA
HOJA CARGADA
~ BASE DE MADERA
CINTA eP'- / #_ - ;:: - BARRA DE_-=-.::--- - ~ PLASTICO
- CARGADA
HOJA NEUTRAL
Esta demostración le enseña que los electrones pueden viajar a través de algunos materiales pero no de otros.
Los materiales a través de los cuales viajan los electrones son conductores. Los materiales a través de los
cuales los electrones viajan pobremente o no viajan son aislantes.
Conductores incluyen plata, oro. acero. cobre, etc.
Aislantes incluyen vidrio, plastico, goma, madera, etc.
www.elsolucionario.org
http://www.elsolucionario.org
EL ABC DE LA ELECTRONICA
CORRIENTE ELECTRICA
El conductor - la demostración del aislador ilustra otros dos puntos importantes:
2. una carga estática inmóvil fluye a través
de un conductor en forma de una corriente
eléctrica. luego reanuda su carga estática
en las hojas de aluminio del electroscopio.
LA RELACION CON EL MAGNETISMO -
1. La corriente eléctrica fluye de una región
de carga de alto potencial a una región de
bajo potencial,
Una corriente que fluye a través de un alambre crea un campo magnético alrededor de el. Usted no puede ver
el campo; pero puede observar el efecto.
Oriente una brújula de tal manera que su aguja
apunte a la marca del norte (N).
coloque un alambre de cobre encima y
paralelo a la aguja. Luego conecte una batería
a través del alambre, y la aguja se movera de
su orientación norte I sur (iConecte el alambre
únicamente un instante para prevenir que la
batería se caliente!)
CAMPO
MAGNETICO
MEDICiÓN DE LA CORRIENTE ELECTRICA
El movimiento físico ( o mecánico ) de la aguja
magnética de una brújula en un campo magnético
suministra una manera conveniente para medir la
cantidad de corriente que fluye en un alambre. Esta
es la base del medidor de corriente de bobina móvil
utilizando en el multimetro analógico.
Para proporcionar una sensibilidad alta, el alambre
es enrollado como una bobina.
ALAMBRE
MENOS
-:
MAS
RESORTE DE/'
RETORNO A
CERO
BOBINA
MOVIL
www.elsolucionario.org
http://www.elsolucionario.org
~LLAVE
(RESISTENCIA)
E ABC DE LA ELECTRONICA
ELECTRICIDAD DE CORRIENTE DIRECTA
Una corriente eléctrica puede fluir en cualquiera de sus dos - es a través de un conductor. Si fluye en
una sola dirección, ya sea estable o en pulsos, se le llama come e ta (c.d.). Es importante especificar la
cantidad y potencia de una corriente directa. Aqu í están los términos cla e:
• (i) - corriente es la cantidad de electrones que pasan en un punto da o. a unidad de la corrientees el ampere.
Un ampere es de 6,280,000,000,000,000,000 ( 6,28 x 10 18) electrones q e pasan por un punto en un segundo.
• Voltaje (v o e) - el voltaje es la presión eléctrica o fuerza. Algunas veces se nombra al voltaje como potencial.
La caída de voltaje es la diferencia de potencial entre dos extremos de un conductor a través del cual la corriente
fluye, Si comparamos la corriente con el agua que fluye a través de una llave, la presión del agua es el voltaje.
• Resistencia (r) - los conductores no son perfectos. Estos se resisten en algún grado al flujo de corriente. La
unidad de la resistencia es el ohm (ID) una diferencia de potencial de un volt forzará una corriente de un ampere
a .través de una resistencia de un ohm. La resistencia de un conductor es su caída de voltaje dividida por la
corriente que fluye a través del conductor.
• Potencia (p) el trabajo realizado por una corriente eléctrica se le llama potencia. La unidad de potencia es el
watt. La potencia en la corriente directa es el producto del voltaje por la corriente.
• la ley de OHM - Dadas dos cantidades cualquiera de las de arriba, puede encontrar la otra cantidad usando
estas fórmulas conocidas como la ley de Ohm:
V=RXI
I=V / R
R=V/I
P= V x I (O TAMBIEN) P= 12 X R
Nos referiremos a la ley de ohm
Mas tarde en este libro ...
• Resumiendo - esta es la "analogía del agua"
NIVEL DE AGUA
(VOLTAJE)
~
¡~FLUJO
] (CORRIENTE)
/~
TURBINA DE ROTACION
(POTENCIA)
www.elsolucionario.org
http://www.elsolucionario.org
EL ABC DE LA ELECTRONICA
UTILIZANDO LA CORRIENTE DIRECTA
Existen varios usos para la electricidad de corriente directa, ningún libro puede describir todas estas. En esta
pagina hay varios diseños de una sola bobina de alambre que puede construir fácilmente con una sección de
3.8 a 7.6 cm de un popote para refresco y al menos 9 cm de alambre de calibre 30, cubierto con laca, asegure la
bobina en un lugar con cinta. Remueva el aislante de las puntas de la bobina con lija de papel fino.
MOTOR -
Tal vez no sea su idea de un motor, pero
este elegante aparato califica para la
definición que se da en el diccionario.
Utilice un clavo de peso ligero.
Asegure una punta de la bobina al clavo,
ajuste la altura de la bobina hasta que el
clavo brinque hacia arriba y hacia abajo.
LIMADURAS
-DE ACERO
ELECTROMAGNETO
Inserte un clavo de cero en la bobina,
conecte las puntas a una batería de 9
volts, y el clave magnetizará hasta que
desconecte la energía. (Puede quedar)
\
HOJA DE
ALUMINIO
TAREA: EXPLIQUE EN 25 PALABRAS O
MENOS COMO TRABAJA ESTE MOTOR.
www.elsolucionario.org
http://www.elsolucionario.org
PAPEL SALADO (SERVILLETA
+ AGUA CON SAL) I
EL ABC DE LA ELECTRONICA
GENERANDO ELECTRICIDAD DE CORRIENTE DIRECTA
Existe un numero sorprendente de maneras para producir corriente directa. Aquí hay algunas:
GENERADORES QUIMICOS -
Electrolitos son soluciones químicas que contienen varios iones. Por ejemplo disuelva sal de mesa en agua y
la sal se partirá en iones de sodio positivo y iones de cloro negativos. Si se sumergen dos placas de meta
distintas en la solución de sal, los iones positivos se iran hacia una placa y los iones negativos se iran hacia la
otra placa. Si las dos placas son conectadas conjuntamente por un conductor fluirá una corriente a través de la
solución (como iones ) y el conductor (como electrones ). Esta clase de generador es llamada celda húmeda
Las celdas en las cuales el electrolito es absorbido por papel, o las que se forman en una pasta son llamadas
celdas secas. Aquí se muestran algunos generadores químicos que usted puede fabricar. .Disfrutel
HOJADE:NC)
HOJA DE
+ / COBRE
.------//f/
CELDADE
LlMON FRESCO
+
JUGO DE
LlMON
+ ____ ZINCO
MAGNESIO
MONEDA DE COBRE (+)
Esta bien en papel seco y
Activa con agua ...
Conecte dos o más celdas en serie para formar una batería con un
Voltaje total equivalente a la suma de los voltajes de las celdas.
www.elsolucionario.org
http://www.elsolucionario.org
Usted puede demostrar fácilmente la
generación de corriente electromagnetica
con una bobina de alambre y un imán
pequeño, (la bobina mostrada en la
pagina 17 opera bien), conecte las puntas
de la bobina a un medidor diseñado para
medir microamperes, inserte un clavo de
acero a través de la bobina y jale el imán
hacia atrás y hacia adelante a lo largo ••...:'-...
de la bobina, el medidor indicara pocos ••.••.
microamperes por cada movimiento. ~ -, '-
'-
CLAVO
GENERADORES ELECTROMAGNÉTICOS -
Una corriente que fluye a través de un conductor establece un campo magnético alrededor
efecto opera también a la inversa, de tal manera que una corriente fluirá en un conductor el cual e ~,_.~
través de un campo magnetico.
~_--- BOBINA
AL MEDIDOR
La polaridad ( dirección) de la corriente será inversa con cada movimiento que haga hacia atrás.
¿Desea un generadorfabricado?
Solamente gire el eje de un motor pequeño de cd. [La
mayoría de estos motores producirán una diferencia
de potencial de varios volts!. Puede adicionar un
propulsor para fabricar un generador.
Generadores termoeléctricos - si la unión de dos
metales distintos se calienta, se producira una
corriente, un alambre de cobre enrollado alrededor de
la punta de un clavo de acero generara pocos milivolts
cuando se calienta por la flama de un cerillo, las
uniones como acero y constantan (una aleación de
nikel y cobre) producirán voltajes mucho mas altos
(este es el efecto seeberck).
\
VOLTAGE
\
"-= ALAMBRE
DE COBRE
www.elsolucionario.org
http://www.elsolucionario.org
E ABC DE LA ELECTRONICA
ELECTRICIDAD DE CORRIENTE ALTERNA
Regresemos a la bobina hecha en casa y al "generador" de imán en la pagina anterior. Cuando se mueve el
imán en una dirección a lo largo de la bobina, los electrones del alambre se mueven en una dirección y se
produce una corriente directa. En el movimiento hacia atrás a menos que el imán sea removido de la bobina-
la dirección de flujo de la corriente se invierte. Por lo tanto, si el imán se mueve hacia atrás y hacia delante a lo
largo de la bobina, se produce una corriente que alterna en dirección o polaridad. Esta es llamada corriente
alterna. La corriente alterna ( c.a ) es producida usualmente al hacer girar una bobina en un campo magnético.
ROTACION ESTO ES UNA ONDA SENOIDAL
+
VOLTAJE
- - - - + "F-------",....J....:::--:;,L----'----'-----'-
2700
::::::::::: /'\..-1""\/ -- SALIDA DE VOLTAJE SENOIDAL
BOBINA
MEDICION DE LA ONDA SENOIDAL.
o ~----------~------------~
El Voltaje de c.a. Es especificado usualmente en un
valor equivalente al voltaje de c.d. Capaz de realizar el
mismo trabajo, para una onda senoidal este valor es
de 0.707 veces el voltaje pico. Este se llama voltaje
RMS (valor cuadrático medio ). El voltaje pico (o
corriente) es de 1.41 veces del valor RMS.
El voltaje de linea casero se especifica de acuerdo a
su valor RMS. Por lo tanto, el voltaje casero de 120
volts corresponde a un voltaje pico de 120 x 1.41 o
169.2 volts.
PICO
+
.707
.707
PICO
SENOIDAL
PORQUE SE UTILIZA LA C.A.-
La C.A. es más apropiada que la C.D. Para la transmisión a través de las lineas de energía de larga distancia
Un cable que transporta C..A. Inducirá una corriente en un cable cercano. Este es el principio del transformador.
www.elsolucionario.org
http://www.elsolucionario.org
EL ABC DE LA ELECTRONICA
EDICION DE LA C.A. Y C.D.
Usted puede medir fácilmente un voltaje
de C.A. o C.D. Y la corriente con un
instrumento llamado multímetro. Los
multímetros analógicos utilizan un
medidor de bobina móvil.
Los multímetros digitales son de lectura
con display. El multímetro es el
instrumento individual de prueba
electrónica de mayor importancia.
Multímero analógicos más económico, de alguna
manera menos preciso que los del tipo digital.
Son mejores para observar la tendencia de
cambios lentos de voltajes, corriente o
resistencia.
RESUMEN SOBRE LOS MULTIMETROS-
Multímetro digital - de alta presición y de mas fácil
lectura que los tipos analógicos son mejores para
encontrar el valor exacto de un voltaje, corriente o
resistencia.i Estos son indispensables!
Incluso si usted solo tiene un interés pasajero debe de considerar la compra de uno porque tiene bastantes
usos en el hogar, en el trabajo y cuando trabaja con aparatos y vehículos motorizados. Si usted piensa en serio
dedicarse a la electrónica, considere el adquirir un multímetro de alta impedancia que tendrá muy poco o ningún
efecto en el dispositivo que esta midiendo. Idealmente, debería tener ambos tipos, tantos el analógico como el
digital.
SEGURIDAD ELECTRICA
La electricidad puede matar!
Si usted desea permanecer por un largo
periodo de tiempo disfrutando de los
experimentos con la electrónica, siempre
manejela con el respeto que le merece.
Hablaremos nuevamente de seguridad
mas adelante.
ALAMBRE-,
DEDO DEL
EXPERIME TADO
~
21=>:>
www.elsolucionario.org
http://www.elsolucionario.org
EL ABC DE LA ELECTRONICA
CIRCUITOS ELECTRJCOS
Un circuito eléctrico es cualquier diseño que permite que fluya una corriente eléctrica. Un circuito eléctrico
puede ser tan simple como una batería conectada a una lampara o tan complicado como una computadora
digita!.
UN CIRCUITO BÁSICO
---e / I \"~
ELECTRONES
UN CIRCUITO EN SERIE
UN CIRCUITO EN PARALELO
Este circuito básico consiste de una fuente de corriente
eléctrica ( una batería ), una lampara y dos alambres
de conexión, la parte del circuito que realiza el trabajo
es llamada la carga.
Aquí la carga es la lampara.
En otros circuitos la carga puede ser un motor, un
elemento de calentamiento, un electromagneto, etc.
Un circuito puede incluir mas de un componente
(interruptor, lampara, motor, etc. ) Un circuito en serie
se forma cuando el flujo de corriente pasa
primeramente a través de un componente luego fluye
hacia otro. (Las flechas muestran la dirección del flujo
de electrones).
"-I I \
UN CIRCUITO SERIE PARALELO
Un circuito en paralelo esta formado
cuando dos o mas componentes estan
conectados de tal manera que la corriente
puede fluir a través de un componente sin
tener que pasar a través de otro.I "-I I \
Varios circuitos eléctricos
combinan los circuitos serie y
paralelo. Todos suministran una
trayectoria completa entre el
circuito y su fuente de
alimentación/
-,
I I \
www.elsolucionario.org
http://www.elsolucionario.org
EL ABC DE LA ELECTRONICA
DIAGRAMAS DE CIRCUITOS -
Hasta este momento los circuitos eléctricos mostrados en este libro han sido ilustrados en forma pictórica. Las
versiones pictóricas de los circuitos serán utilizadas en varios capítulos próximos. Mas adelante en el libro las
ilustraciones pictóricas serán reemplazadas por diagramas de circuitos. En los diagramas de circuitos pictóricos
la vista de los componentes serán reemplazados por símbolos de componentes.
BATERIA
(B)
L4
LAMPARA
(L)
B
L3
CIRCUITO SERIE - PARALELO
"CORTO" CIRCUITO ELECTRICO -
Cuando un alambre u otro conductor es colocado a través de las conexiones de un componente, algunas o
todas las corrientes del circuito pueden ponerse en "corto" circuito a través del conductor. Los cortos circuitos
tales como este son usualmente no deseados. Estos pueden causar que las baterías pierdan rápidamente su
capacidad. Y estos pueden causar daño al cableado y los componentes. Los cortos circuitos pueden incluso
causar suficiente calentamiento para quemar el aislamiento de un cable! Precaución. El cuerpo humano conduce
electricidad, por lo tanto si se toca por descuido un circuito eléctrico este puede causar un "corto" circuito. Si el
voltaje y la corriente son suficientemente altos. Usted puede recibir un choque peligroso o incluso letal.
"TIERRA" ELECTRICA -
Uno de los alambres de la linea de c.a Se conecta a tierra por una barra de metal. Los empaques de metal de
los dispositivos energizados eléctricamente se conectan este alambre de tierra. Esto evita el peligro de choque
Un alambre sin tierra deberá hacer contacto con el empaque de metal. Sin la conexión a tierra, una persona que
toca el dispositivo mientras se para en la tierra o un suelo mojado puede recibir un choque peligroso. La tierra
también hace referencia al punto de un circuito en voltaje CERO, conectado o no a tierra. Es por esto, que el
lado menos' (-) de la batería de los circuitos de arriba y en las paginas siguientes se pueden considerar como
tierra.
+ 1-1/2 V
ESTA ES TIERRA
(ay) CON RESPECTO
A + 1 1/2 Y Y - 1 1/2 Y
- "-- SIMBOLO
DE
TIERRA
- 1-1/2 V
www.elsolucionario.org
http://www.elsolucionario.org
EL ABC DE LA ELECTRONICA
PULSOS, ONDAS, SEÑALES Y RUIDO
La electrónica es el estudio y aplicación de los electrones, su comportamiento y sus efectos. Las aplicaciones
más simples para los electrones son sencillamente en circuitos de ea y de cd en las cuales una corriente es
utilizada para energizar lamparas, electromagnetos, motores, solenoides y dispositivos similares. Lo que lleva
a la electrónica más lejos de estas aplicaciones básicas es la facilidad con la cual el flujo de electrones puede
ser controlado y manipulado.
,LAMPARA
~,,\I///
""' 1- " .
-.........
Este simple circuito es realmente el mas usual y que primero se muestra porque puede enviar información
convirtiendo una secuencia planeada por medio de apagados del interruptor en destellos de luz.
ON -
- •...••••OFF
Los destellos de la lampara se pueden presentar por un diagrama como este.
Los patrones de los destellos o pulsos como estos pueden representar información compleja como el habla. O
el habla se puede transformar en variaciones proporcionales en la brillantes de una lampara, aquí se muestra
una manera simple para enviar la voz sobre un rayo de luz reflejada.:
\JV~
SEÑAL DE VOZ
LA INTENSIDAD
DE LA LUZ REPRESENTA
LA SEÑAL DE VOZ
I
\f\~1fU~
www.elsolucionario.org
http://www.elsolucionario.org
EL ABC DE LA ELECTRONICA
D PULSOS -
Un pulso es un flujo de corriente repentino, breve, creciente o decreciente. El pulso ideal debe tener una
elevación y una caída instantánea, pero los pulsos reales no son tan ideales.
JUill~
JUUUUUL-- PULSOSTIPICOS
LJUL/
0000
PULSO IDEAL
PULSO REAL
10 %
o
D ONDAS-
Una onda es una fluctuación periódica de la corriente o voltaje. Las ondas de los componentes pueden tener
una sola polaridad (cd) o ambas ( ea) ( positiva o negativa). Existen varias clases de ondas, aquí se muestran
algunas:
~n í\ r.
- U\J
+f\/\/V
o --------i •.•..
ONDA SINUSOIDAL CA ONDA SINUSOIDAL CD ONDA SINUSOIDAL + CD ONDA SINUSOIDAL DE CA
ONDA DE CA TRIANGULAR RAMPACD SINUSOIDAL COMPLEJA VOZ
D Señales - Una señal es una
forma de onda periódica que transmite información. El proceso que genera la forma de onda se llama modulación
Las señales pueden ser de c.a, c.d o de ea QUE VIAJA EN UN NIVEL DE CD. SU ENEMIGO ES....
+ Ruido - Todos los
dispositivos electrónicos y circuitos generan pequeñas corrientes eléctricas al azar. Cuando estas corrientes
no son deseadas, se les llama ruido. El ruido se puede introducir también en los circuitos electrónicos por medio
de las ondas electromagnéticas generadas por relámpagos, sistemas de ignición de automobiles, motores
eléctricos y lineas energizadas. Aunque el ruido puede tener niveles de únicamente pocas millonésimas de un
volt o ampere, puede opacar o igualar fácilmente una señal de bajo nivel.
RUIDO + SEÑAL = RUIDO SEÑAL RUIDO +
~y
SEÑAL = ? ? ?
www.elsolucionario.org
http://www.elsolucionario.org
ELABC DE LA ELECTRONICA _
2. COMPONENTES ELECTRONICOS
Existen docenas de familias diferentes de partes y bloques de componentes que, transportan, controlan,
seleccionan, dirigen, conmutan, almacenan, manipulan, replican, modulan y explotan una corriente eléctrica.
Aquellos que utilizan materiales semiconductores son muy, muy importantes y les dedicaremos todo un capitulo
Pero usted encontrara en este capitulo justamente todo lo que debe conocer sobre las partes restantes.
ALAMBRE Y CABLE
Son utilizados para conducir una corriente eléctrica. La mayoría de los alambres esta n fabricados de un metal
de baja resistencia como el cobre. El alambre solido es un conductor individual, el alambre trenzado se tuerce
doso mas veces, o pueden ser conductores trenzados sin cubierta. La mayor parte del alambre esta protegido
por una cubierta de aislante de plástico, goma o laca. El alambre que ha sido estañado es mas fácil de soldar.
ESPECIFICACIONES PARA CABLE DE COBRE SIN AISLANTE
CALIBRE DIAMETRO (mm.) KG/KM CM/OHM
16 1,29 11,64 632,46
18 1,02 7,313 397,51
20 0,812 4,600 250,19
22 0,643 2,895 157,3784
44 0,511 1,820 98,9584
26 0,404 1,145 62,23
28 0,320 0,7198 39,1414
30 0,254 0,4531 24,6126
Los cables tienen uno o mas conductores y mayor aislante que el alambre ordinario. El cable coaxial puede
conducir señales de alta frecuencia (como la televisión).
+ iprecauclón! Siempre utilice alambre nominal para la cantidad de corriente que va a conducir. Si un alambre
esta demasiado caliente al tacto, esta conduciendo demasiada corriente. Utilice un alambre de mayor
calibre o reduzca la corriente. O si no .
www.elsolucionario.org
http://www.elsolucionario.org
0--- -¿
EL ABC DE LA ELECTRONICA
SWITCHES
Los interruptores mecánicos permiten o interrumpen el flujo de corriente. Aunque estos también pueden ser
usados para dirigir la corriente a varios puntos.
INTERRUPTOR DE CUCHILLA BASICA - EL INTERRUPTOR MAS SiMPlE .....
ABlERTOI~
fjj ~
CERRADO I ~_
~ o---- --0--0--
'"'" VARIOS SIMBOLOS ~
. / /DE INTERRUPTORES --....
---<:í o---- ---o---t'>--
Este es llamado un interruptor 1p1t ( un po10-1 tiro).
+ INTERRUPTORES DE CONTACTO MULTIPLE -
Aquí se muestran los símbolos de la mayoría de ellos.
1P2T - -~
: 0---
2P2T - ,,
/
2P1T -
~o--
,
~o--
0---
(La linea punteada significa que ambos lados se mueve juntos) 1p2t - un polo - dos tiros 2p1t- dos polos - un tiro
2p2t - dos polos - dos tiros
+ OTROS INTERRUPTORES
De botón. Usualmente spst, normalmente abierto (na) o normalmente cerrado (nc).
~~
--O 0--
CON RESORTE ~
sc . --W--NA -
Rotatorios. Con un polo y dos o mas contactos. Se pueden encontrar muchas variedades disponibles en el
mercado.
Mercurio. El interruptor se cierra con una gota de mercurio. Este switch es sensible a la posición.
Otros. Se pueden encontrar otras clases de interruptores como el de palanca, de arco, de brazo, deslizable,
oprimir push on y push off, e iluminado.
www.elsolucionario.org
http://www.elsolucionario.org
EL ABC DE LA ELECTRONICA
Relevadores
Un relevador es un interruptor electromagnetico.Una pequeña corriente fluye a través de una bobina en
el relevador creando un campo magnético que empuja un contacto del interruptor cerrandolo o lo aleja
de otro abriendolo.
CONTACTOS
MOVIL
PIN DE CONTACTO
~MOVIL
PINESDE J (U U
CONTACTO DEVANADO~PUNTAS DEL
DEVANADO
CONTACTOSr- ~~~~~~;;~
FIJOS '-- {:.
~ RESORTE
/DE RETORNO
+ símbolo del relevador -
Los contactos pueden estar disponibles en arreglos 1p1t, 1p2t, 2p1t, 2p2t Y algunas otras funciones del interruptor
(como tiempo).
~Y ====:g.QA ••••O
+ reed switch -
Es un par de contactos constituido por dos tiras magneticas planas, puestas dentro de un pequeño tubo de
vidrio. Un campo magnético cerrara los contactos. Esto hace posible un relevador spst muy simple.
BOBINA
{ CONTACTOS DEL 'NTERRUPTOR
3
IMAN
~
INTERRUPTOR
MAGNETICO
TORNILLOS
/P/MONTAJE
MEDIDOR DE BOBINA MOVIL
Una bobina con una aguja puesta entre los.
extremos de un imán de herradura rotara cuando
circule una corriente, este es el principio del
medidor de bobina móvil.
"CORRIENTE
AJUSTA
ACERO
www.elsolucionario.org
http://www.elsolucionario.org
EL ABC DE LA ELECTRONICA
Micrófonos y bocinas
Un micrófono convierte las ondas sonoras a variaciones de una corriente eléctrica.
Las ondas sonoras son primeramente convertidas en movimientos hacia atrás y hacia delante en una laminilla
o película flexible llamada diafragma. Entonces estas variaciones causan una corriente eléctrica por medio de
los siguientes métodos:
Carbón - el movimiento del diafragma hace que varíe la presión contra los granulos de carbón de la capsula.
Esto provoca cambios proporcionales en la resistencia de la capsula.
Dinámico - una bobina pequeña se mueve a través de un campo magnético respondiendo al movimiento del
diafragma. Esto causa la generación de una salida de corriente proporcional al movimiento.
De capacitor - el movimiento del diafragma altera la distancia entre dos placas de metal. El resultado es una
variación proporcional de capacitancia de las placas.
De cristal - una tableta de material piezo eléctrico (que produce voltaje cuando es doblada por la presión de las
ondas sonoras) forma el diafragma, o esta ligado mecánicamente al diafragma.
Una bocina convierte las variaciones de un corriente o voltaje en ondas sonoras. Las dos bocinas mas comunes
son:
Magnéticas - similares en principio a un micrófono dinámico. De hecho, una bocina magnética se puede utilizar
como un micrófono.
De cristal - similares en principio a un micrófono de cristal. De hecho, una bocina de cristal se puede utilizar
como un micrófono.
MICROFONO
DE CRISTAL
SOPORTES DE CRISTAL
PIEZa ELECTRICO
BOBINA MOVIL
DE VOZ
CONO DE
PAPEL
DIAFRAGMA
BOCINA MAGNETICA
www.elsolucionario.org
http://www.elsolucionario.org
EL ABC DE LA ELECTRONICA
RESISTENCIAS
Las resistencias pueden encontrarse en muchos tamaños y formas, y todas estas pueden realizar el mismo
trabajo: Limitar la corriente. Esto se explicara a fondo mas adelan e. Primeramente, veamos como se fabrica
una resistencia típica:
CORRIENTE
SALIENTE
CORRIENTE
ENTRANTE
PIN DE ALAMBRE
COMPOSICION
DE CARBON
CAPSULA PROTECTORA
BANDAS DEL CODIGO DE COLOR
"Carbón" es justamente una manera elegante de describir la mezcla de carbón energizado unida una superficie
con pegamento. Esta clase de resistencia es fácil de fabricar. Y su valor de resistencia puede variar de una
unidad a la próxima simplemente cambiando relación de los granulos de carbón a unir. Entre mas concentración
de carbón haya esta unidad proporcionara menos resistencia.
+ FABRIQUE USTED MISMO UNA RESISTENCIA -
Usted puede fabricar una resistencia dibujando una linea con un lápiz de punto suave en una hoja de papel.
Mida la resistencia de la linea o puntos a lo largo tocando con las puntas de un multimetro en la escala de
resistencia mas alta. La resistencia de una sola linea puede ser muy alta al medirla. Si así es, pase el lápiz
sobre la linea una docena de veces mas (o mas veces). Aquí se muestra la lectura que tome:
LlNEA DEL LAPIZ
"
I" "" "" " / " /" " " "412,000 / " 1,800,000 " "" " " " 3,460,000OHMS 1 " OHMS I " OHMS (/ /A " A " /{ -:»> { ~»> / ~ " "/ " "" A ......' ./// // //,,/ // ////,," // ",./
www.elsolucionario.org
http://www.elsolucionario.org
EL ABC DE LA ELECTRONICA
CODIGO DE COLORES DE RESISTENCIAS·
Observa las banditas de colores de esta resistencia? En realidad estas hacen de cierta manera que la
resistencia se vea bonita. Pero estas tienen un proposito que va mas alla: Estas bandas que decoran indican el
valor de resistencia de la misma.
Aquí se muestra el código para interpretar los colores.
BANDAS DEL CODIGO DE COLORES
COLOR 1 2 3 (MULTIPLlCADOR) NOTA: ALGUNAS
VECES EXISTE UNA
NEGRO O O 1 CUARTA BANDA:
INDICA LA
CAFE 1 1 10 TOLERANCIA* DE LA
ROJO 2 2 100 RESISTENCIA: ORO= ±-5% PLATA= ±-10
NARANJA 3 3 1,000 % NINGUNA = ±-20 %
AMARILLO 4 4 10,000
VERDE 5 5 100,000
AZUL 6 6 1,000,000
VIOLETA 7 7
GRIS 8 8
BLANCO 9 9
Se ve complicado la primera vez. Pero usted aprendera a utilizarlo rápidamente: Por ejemplo ¿cual es el valor
de resistencia en la cual se tienen colores amarillo, violeta y rojo? Amarillo es el primer color así que el primer
número es 4. Violeta es el segundo color así que el segundo número es 7, y el tercer color es rojo, el multiplicador
es 100. Por lo tanto, la resistencia es 47 x 100 o 4700 ohms. Sin color en la cuarta banda significa que la
resistencia es de 4700 ±20 %. El 20 % de 4700 es 940. Así que el valor real estara entre 3760 y 5640 ohms.
www.elsolucionario.org
http://www.elsolucionario.org
EL ABC DE LA ELECTRONICA
+ SUSTITUCION DE RESISTENCIAS -
¿Que pasaría si necesita una resistencia de 6700ohms pero solamente puede encontrar una de 6800 ohms?
Por lo general puede utilizar cualquier valor dentro de ± 10% a ±20% del valor requerido pues harán la
misma función. Si un circuito en particular requiere de mas exactitud le avisare. Por supuesto que usted
puede construir resistencias a su gusto conectado dos o mas resistencias en serie o en paralelo. Pero
hablaremos de esto mas adelante.
+ ADVERTENCIAS SOBRE LA SUSTITUCION DE RESISTENCIAS -
i Las resistencias que conducen bastante corriente se pueden calentar mucho! Por lo tanto, siempre utilice
resistencias que tengan la capacidad de potencia apropiada. Si el proyecto que esta fabricando no especifica
la capacidad de potencia para sus resistencias, generalmente se pueden utilizar unidades de 1/4 01/2 watt.
K= x 1 000 (47k= 47 x 1 000 = 47,000 ohms)
M= x 1 000000 ( 2,2 m = 2,2 x 1 000000 = 2 200 000 ohms)
+ existen algunas abreviaciones que vera frecuentemente en las resistencias. Las resistencias pueden tener
un sufijo k o m. Como 47k o 10m. La k significa kilo, que viene de la palabra griega para indicar 1,000. Por
lo tanto, 47k significa 47x1 000 o 47000.
M es la abreviación para megaohm o 1 000000 ohms. Por lo tanto una resistencia de 1m tiene 1x1 000000
01 000000 ohms. Resumiendo ...
+ OTROS TIPOS DE RESISTENCIAS -
La resistencia hecha de carbón es solamente una de tantas clases diferentes de resistencias. Aquí se mencionan
otras:
Resistencias de película metálica. Varias clases de resistencias utilizan una película delgada de metal o una
mezcla de partículas de metal para lograr resistencias diferentes.
Resistencias de película de carbón. Estas estan fabricadas depositando una película de carbón dentro de un
cilindro pequeño de cerámica. Un corte en espiral ranurado dentro de la película controla la longitud de carbón
entre las puntas, así como el valor de la resistencia.
Resistencia de alambre devanado. Estas consisten de una forma tubular envueltas con devanados de alambre
de resistencia. Estas tiene una gran exactitud y pueden soportar bastante calor.
Fotoresistencia. También en llamadas fotoceldas. Fabricadas de un material sensible a la luz como el sulfuro de
cadmio. Al incrementar el nivel de luz disminuye la resistencia. Esto se vera mas adelante.
Termistor. Es una resistencia sensible a la temperatura. Al incrementar la temperatura disminuye la resistencia
(En la mayoría de los casos).
www.elsolucionario.org
http://www.elsolucionario.org
EL ABC DE LA ELECTRONICA
+ RESISTENCIAS VARIABLES -
frecuentemente es necesario cambiar el valor de resistencia.
Las resistencias variables son llamadas potenciómetro. Estos se utilizan para alterar el volumen de un radio,
cambiar la brillantes de una lampara, ajustar la calibración de un medidor, etc. Los preset son potenciómetros
equipados con una pequeña perilla giratoria de plástico o con una ranura para un desarmador plano. Estos
esta n diseñados para ajustes ocasionales.
+ SIMBOLOS DE RESISTENCIAS:
Resistencia Fija Potenciómetro
Como se usan las resistencias
+ CIRCUITO EN SERIE -
Las resistencias en serie se conectan como se muestra aquí:
La resistencia total es simplemente
la suma de las resistencias individuales.
RT¡
+ CIRCUITO EN PARALELO -
Las resistencias en paralelo se conectan como se muestra aquí:
Termistor Foto Resistencia
R1
R2
La resistencia total es el producto de las dos resistencias dividas por su suma.
Para tres o mas resistencias en paralelo, busque su calculadora porque ...
DIVISOR DE VOLTAJE-
i este es super importante!. V es determinado por la relación de R1 y R2, aquí esta la formula.
out
1 1
-+-
R1 R2
R1
1
R=T 1
+-
R2...etc.
VIN
R2
R1XR2
R=
T R1+R2
www.elsolucionario.org
http://www.elsolucionario.org
EL ABC DE LA ELECTRONICA
CAPACITORES
Existen varias clases de capacitores, pero todos estos realizan las misma función: Almacenan electrones.
El capacitor mas simple esta compuesto de dos conductores separados por un material aislante llamado
dieléctrico. Así. PLACAS
CONDUCTORAS
El dieléctrico puede ser de papel, película de plástico, mica, vidrio, cerámica, aire, o vacío. Las placas pueden
ser discos de aluminio, película de aluminio o de una película delgada de metal aplicada a los lados contrarios
de un dieléctrico solido. El sandwich conductor- dieléctrico- conductor se puede enrollar dentro de un cilindro o
dejarse en una oblea plana. Se veran mas de estos tipos adelante.
Como fabricar un capacitor
Usted puede fabricar un capacitor con dos hojas de película de aluminio y una hoja de papel encerado. Doble el
papel alrededor de una hoja fina de aluminio y apile las hojas así:
/
LUEGO DOBLE LA HOJA HOJA DE METAL
~['-----~/
HOJA DE METAL
PAPEL CERA
PAPEL DOBLADO
[Asequrese de que las hojas de metal no entren en contacto! Presione las terminales de una batería de 9 volts
con los extremos de las hojas de metal. Luego toque con las puntas de un multimetrode alta impedancia las
hojas de metal. El medidor indicara un pequeño voltaje por pocos segundos. Luego el voltaje caera a cero.
+ CARGANDO UN CAPACITOR -
El lado negativo de nuestro capacitor hecho en casa se carga con electrones casi inmediatamente. Puesto que
las resistencias limitan la corriente usted puede disminuir el tiempo de carga colocando una resistencia
entre el capacitor y una batería de 9 volts:
9VOLTS
Aquí se
muestra una
gráfica del
tiempo de carga.
«(9
o::«o
TIEMPO
DESCARGANDO UN CAPACITOR - los electrones de un capacitor cargado se disiparan gradualmente a
www.elsolucionario.org
http://www.elsolucionario.org
EL ABC DE LA ELECTRONICA
través del dieléctrico hasta que ambas placas obtengan una carga igual. El capacitar esta entonces descargado.
El capacitar se puede descargar rápidamente conectando entre si sus placas. O puede ser de descargado
mas lentamente conectando una resistencia a través de este:
R
Aquí se muestra
una gráfica del
tiempo de
descarga:
«oa::::«o
TIEMPO
+ ESPECIFICACIONES DE LOS CAPACITORES - la habilidad para almacenar electrones es conocida como
capacitancia. La capacitancia esta medida en faradios. Un capacitar de 1 faradio conectado a una fuente
de 1 volt almacenara 6 280 000 000 000 000 000 (6,28 x 10 18) electrones!. La mayoría de los condensadores
tienen valores muchos mas pequeños. Los condensadores mas pequeños tienen unidades de picofaradios
(trillonesima parte de un faradio ) y los condensadores mas grandes tienen unidades de microfaradios
( millonésima parte de un faradio). Resumiendo:
1 faradio = 1f
1 microfaradio = 1 fl f = 1 X 10-6 f = 0,000 0001 f
1 picofaradio = 1pf = 1 x 10-12 f = 0,000 000 000 001 f
SUSTITUCION DE CAPACITORES - el valor de capacitancia para la mayoría de los capacitores
puede ser de 5 a 100 % diferente de valor real. Por lo tanto pueden sustituirse con frecuencia valores
cercanos para un valor especificado. Sin embargo, [asequrece de utilizar un capacitar con la capacidad de
voltaje máximo esperado!.
~ ----- DESARMADOR
PLACA MOVIL O ~
-------
~--- PLACAFIJA
"M-PINES
PRECAUCIONES EN LA SUSTITUCION DE UN CAPACITOR - Debe
asegurarse de que el capacitar que planea utilizar cumpla o exceda la
capacidad de voltaje requerido. De otra manera su dieléctrico puede
ser dañado por la carga almacenada. El valor del voltaje esta
usualmente impreso en el capacitar. V significa volts. Wv significa el
voltaje de operación (working voltaje, es lo mismo).
PLACAS
FIJAS
www.elsolucionario.org
http://www.elsolucionario.org
EL ABC DE LA ELECTRONICA
TIPOS DE CAPACITO RES
Los capacitores estan usualmente catalogados de acuerdo a su dieléctrico. Por esto usted vera nombres
referidos a cerámica, mica, poliestlreno, poliéster y muchos otros. Todos estos son capacitores de valores
fijos. Algunos capacitores tienen capacidad variable y una clase especial de capacitores fijos tiene mucha
mas capacidad que otros capacitores, aquí se mencionan algunos.
Capacitores variables. Estos usualmente tienen una o mas placas fijas y una o mas placas movibles.
La capacitancia se varia al hacer girar una barraunida a un lado de las placas movibles.
Este tipo es usado para sintonizar los receptores y transmisores de radio. El dieléctrico es usualmente el aire
Este tipo es usado para afinar osciladores como aquellos que se utilizan en los relojes digitales. Estos
capacitores normalmente son pequeños.
CONDENSADORES ELECTROLlTICOS -
Son los únicos que estan formados de una capa delgada de oxido sobre aluminio o tantalio. La hoja de oxido es .
el dieléctrico. Este es el de mayor capacitancia que todos los que no son de este tipo. Las unidades de tantalio
tienen mayor capacitancia por volumen y mayor vida que los electrolíticos de aluminio. Pero son mas costosos
La mayor parte de los electrolíticos son polarizados.
Estos se deben conectar en un circuito con su polaridad apropiada.
La terminal positiva debe ir
Al punto positivo. PELIGRO!
104
Símbolos de los capacitores
220 J..If--1r-- ~r-- ~
6QOV
CAPACITaR CAPAcITaR CAPAcITaR
FIJO FIJO POLARIZADO VARIABLE
+ i PRECAUCION! Los capacitores pueden almacenar una carga por un tiempo considerablemente grande
después de que estos han sido apagados. i Esta carga puede ser peligrosa!. iUna carga grande electrolítica
de únicamente 5 o 10 volts pueden derretir la punta de un desarmador colocado a través de sus terminales!.
[Los capacitores de alto voltaje como aquellos utilizados en los aparatos de tv y unidades como el flash de
una camara fotográfica pueden almacenar una carga letal!. Nunca toque las terminales de tales capacitores.
[Ya que usted puede ser enviado al otro lado de la habitación!.
www.elsolucionario.org
http://www.elsolucionario.org
EL ABC DE LA ELECTRONICA
Como se utilizan los capacitores
+ CIRCUITO EN SERIE - frecuentemente los capacitores se conectan en serie como se muestra:
La capacitancia total es el producto de las dos capacitancias divididas entre la suma.
¿Cómo calculo para tres o mas capacitores en serie?
+ CIRCUITO EN PARALELO - los capacitores en paralelo se conectan como se muestra aquí:
La capacitancia total es la suma de las capacitancias individuales.
+ y MAS - existen otras maneras variadas para usar los capacitores, algunos de los cuales son mostrados
enseguida ...
C1
C1 C2 C2
PARALELO C = C1XC2
T C1+C2 SERIE
APLICACIONES DE LAS RESISTENCIAS Y LOS CAPACITORES
Las resistencias y los capacitores son los ingredientes clave de muchos circuitos electrónicos. Aquí se
explican las razones:
+ FILTRO DE UNA FUENTE DE PODER - un capacitar suavizara (filtrara) los pulsos de voltaje, los convertira
en una corriente continua (c.c.) estable en una fuente de poder.
1 1
------"1'---- + VOLTAJE DE SALIDA
:qj\;( :____ _:_C\C\__ O__ Í' : FILTRADO (CD)
~ .'- -TIERRA
CORRIENTE ALTERNA
(CA)
RECTIFICADOR
+ ELlMINADOR DE PICOS -
Los circuitos lógicos digitales, los cuales veremos mas adelante, pueden utilizar mucha corriente al apagar-
encender o viceversa. Esto puede causar reducciones cortas pero substanciales en la energía aplicada a
los circuitos cercanos. Estos picos de energía ( o también son llamados impulsos eléctricos transitorios)
pueden ser eliminados colocando un capacitor pequeño (0,1 micro faradio) a través de las terminales de
alimentación de un circuito lógico
~
PICO/
NIVEL DE VOLTAJE
SIN CAPACITOR
~----'J
CIRCUITO
LOGICO
¡ , NIVEL DE VOLTAJE
',: CON CAPACITOR
El capacitar actúa tomo una Batería miniatura que
suministra Energía durante el pico.
www.elsolucionario.org
http://www.elsolucionario.org
EL ABC DE LA ELECTRONICA
>+- FILTRO SELECTIVO DE C.A-C.C.-
Con frecuencia una señal eléctrica acompañara a una señal de c.c. Estable. Por ejemplo, la señal de un
sistema de comunicaciones de onda corta se puede observar como esta cuando es de noche:
Pero la luz del sol causa a esto:
v
------ CONVERGENCIA CD ESTABLE
CAUSADA POR LA LUZ DEL SOL
Un capacitar dejara pasar la señal fluctuante de ea y bloqueara completamente el nivel de estable de c.c.
>+- CIRCUITO R-C: Dos circuitos que combinan una resistencia (r) y un capacitar (e) son muy importantes,
estos son, el integrador y el diferenciador. Ambos circuitos son utilizados para dar otra forma a un flujo
entrante de ondas o pulsos.
El producto de r y e en estos circuitos es llamado la constante de tiempo rc. Paras los circuitos mostrados abajo,
la constante de tiempo re (en segundos) es al menos 10 veces el intervalo entre los ciclos o pulsos entrantes.
1 integrador. Aquí se muestra un integrador rc básico:
+
ENTRADA
IN oSALIDA
C
+
OUT O
Si se aumenta la velocidad de la entrada de pulsos, las formas de onda de salida (frecuentemente llamadas
diente de sierra) no alcanzara su altura total (amplitud). Es fácil diseñar un amplificador que ignore ondas de
una amplitud menor a una deseada por eso, el integrador puede funcionar como filtro que únicamente pasa
las señales bajas a cierta frecuencia.
2 diferenciador. Aquí se muestra un diferenciados básico:
ENTRADA o------7"-"":..-----,-----l..... SALIDA ENTRADA
_
+oA ~~-
SALIDA - V- Y Y
Este circuito produce ondas de salida simétricas con picos definidos positivos y negativos. Es utilizado
para producir generadores de pulso angosto para receptores de tv y para disparar circuitos lógicos
digitales.
>+- MAS ACERCA DEL RC - Vara frecuentemente referencias de la constante de tiempo rc en un circuito. Es
el tiempo en segundos de carga o descarga de un capacitar que va a hasta el 63.3% del cambio en la
carga.
www.elsolucionario.org
http://www.elsolucionario.org
BOBINAS
EL ABC DE LA ELECTRONICA
LO$ electrones que se mueven a través de un alambre provocan un campo electromagnético
alambre. Como usted sabe del capitulo 1, al pasar la corriente a través de un alambre que ha sido G.
como bobina (p. 15) crea un campo aun mayor. Este campo hace posible que los solenoides, motores y bobinas
electromagnéticas tengan otras funciones importantes, ademas:
1. Las bobinas openen resistencia a cambios rápidos en el flujo de corriente que pasa a través de ellas, mientras
que dejan pasar libremente corriente de c.c. Estables, aquí se muestran algunos ejemplos:
ENTRADA BOBINA
SENOIDAL LENTA
SENOIDAL RAPIDA
ONDA CUADRA LENTA
ONDA CUADRADA RAPIDA
Algunas veces una bobina producira una resonancia en una onda cuadrada que pasa a través de esta. Esto
puede suceder cuando la resistencia de la trayectoria externa que conecta a las terminales de la bobina es alta.
-JUlS JOóOó'-->- ~
ESTO ES CAMPANEO ~
ONDA CUADRADA
1. La energía de un campo alrededor de un devanado puede ser inducida (transferida) a un segundo devanado
cercano. Este es el principio del transformador:
,,,, \
--"',', \
\ \ .
\ \
\ \
1
I
II
II
, I
--',' "
' .•.. --,'" "
,,---",- CAMPO
El lado de la entrada del transformador se llama primario. El lado de la salida es llamado secundario.
,,----
{
ENTRADA
}
SALIDA
www.elsolucionario.org
http://www.elsolucionario.org
EL ABC DE LA ELECTRONICA
+- TIPOS DE BOBINAS-
Existen varios tipos diferentes de bobinas. Aquí se muestran algunas de estas:
BOBINA DE SINTONIZACION. Los radios utilizan varias bobinas para ayudar a seleccionar una señal deseada.
Las bobinas de sintonía tienen derivaciones o un núcleo móvil de tal manera que su inductancia pueda cambiar
al moverse, de aquí que la frecuencia de resonancia, se pueda cambiar.
~
~ TORNILLO DE
AJUSTE DEL NUCLEO
TERMINALES
~DEVANADO
BOBINA DE ANTENA. Los radios utilizan frecuentemente una bobina de sintonización para captar las señales
de radio.
t
PUNTAS
BOBINA DE REACTANCIA. Utilizada en varios circuitos para limitar o suprimir las fluctuaciones de las señales
mientras pasan una corriente estable. Las bobinas de reactancia están disponibles en varias formas y tamaños
NUCLEO DE FERRITA
(FORMA DE BARRA)
I
BOBINA
~,-----.15_PH~(~
t
BOBINA
ENCAPSULADA
TERMINALES _
DE CONEXION
TRANSFORMADOR. Son muy importantes por ese les dedicaremos una sección completa.
+- APLICACIONES DE LAS BOBINAS -
Adicionalmente de las ya descritas, las bobinas se utilizan en filtros que pasan selectiva mente frecuencias
especificas.
+- ¡PRECAUCION! Un pulsode alto voltaje se puede producir en una bobina de reactancia. Cuando la corriente
que fluye a través de esta es interrumpida. i Tenga cuidado!
www.elsolucionario.org
http://www.elsolucionario.org
EL ABC DE LA ELECTRONICA
TRANSFORMADORES
Los transformadores son una de las principales clases de bobinas, tienen dos o mas devanados
usualmente envueltos en un núcleo común fabricado de hojas de acero laminadas. Aquí se muestra un
transformador simple:
SECUNDARIO
PRIMARIO .••...-+-
NUCLEO
LAMINADO
Si la corriente que fluye a través del devanado primario varia (c.a.), sera inducida una corriente al devanado
secundario. Una corriente de c.c. 'Estable no sera transferida de un devanado a otro.
+ COMO FUNCIONAN ESTOS - los transformadores tienen la habilidad de transformar voltaje y corriente a
niveles mayores o menores. Por supuesto, estos no, producen energía de la nada. Por eso, si un transformador
amplia el voltaje de una señal, reduce su corriente. Y si reduce voltaje de una señal, aumenta su corriente.
En otras palabras ... [La energía que fluye desde un transformador no puede exceder la energía de entrada!.
+ RELACION DE VUELTAS - la relación de vueltas del primario al secundario determina la capacidad de
voltaje del transformador ...
AMPLIFICAR
REDUCCION
Relación 1: 1
el voltaje y la corriente en el primario son transferidos sin alteraciones al
secundario. Llamado frecuentemente transformador de aislamiento.
Elevador
el voltaje se incrementa por la relación de vueltas. Así que una relación de vueltas
de 1: 5 aumentara de 5 volts en el primario a 25 volts en el secundario.
Reductor
el voltaje se reduce por la relación de vueltas. Así que una relación de vueltas
de 5: 1 disminuira de 25 volts en el primario a 5 volts en el secundario.
www.elsolucionario.org
http://www.elsolucionario.org
EL ABC DE LA ELECTRONICA
/
+ TIPOS DE TRANSFORMADORES Y APLlCACIONES-
Aquí se muestran
Algunos tipos de transformadores:
NUCLEO DE<>: FERRITA
EMBOBINADO ~ ~
BOBINA~~
~i~~i~~~~S~:~:s~~s~~ ~. ......i ~
circuito y para ~
proporcionar
protección contra un
choque eléctrico.
AISLAMIENTO ESTANDAR 1:1
TRANSFORMADOR
Transformador de potencia utilizado usualmente
para reducir el voltaje de la linea de alimentación
a un nivel apropiado.
Transformador
utilizado por la
compañía de luz.
BOBINA DE
•• IGNICION
AUTOMOTRIZ
Utilizado para producir las
chispas de ignición de
motores de gasolina.
También se utilizan para
energizar de los cinescopios
de los televisores, algunos
lasers, luces de neón etc.
ALTO VOLTAJE
Bobina de ignición automotriz. /V
AUDIO
Derivaciones
primario y
secundario
Utilizado para igualar la
impedancia* de un
amplificador para
micrófono, bocinas u otros
dispositivos.
Miniatura
* Oposición al flujo de corriente alterna.
NOTA: LAS PUNTAS DE LOS TRANSFORMADORES ESTAN ALGUNAS VECES CODIFICADAS POR
COLORES.
www.elsolucionario.org
http://www.elsolucionario.org
EL ABC DE LA ELECTRONICA
3. SEMICONDUCTORES
Los componentes electrónicos mas importantes y excitantes son los que se fabrican de cristales y se les llama
semiconductores. Dependiendo de ciertas condiciones, un semiconductor puede actuar como un conductor o
un aislador.
SILICIO-
-
Existen varios materiales semiconductores diferentes, pero el silicio - el principal ingrediente de la
arena de már - es el mas popular.
Una átomo de silicio solo tiene cuatro electrones en su
capa exterior, seria ideal que tuviera ocho, sin embargo,
un átomo de silicio se enlazara hasta con cuatro eje
sus vecinos para compartir electrones:
ATOMO DE SILICIO
NUCL
ELECTRONES
CAPAS
Un grupo de átomos de silicio' compartiendo electrones
externos y forman una composición regular llamada cristal.
Esta es la vista magnificada de un cristal de silicio. Por
Simplicidad, únicamente son mostrados los electrones
externos de cada átomo.
iEI silicio forma el 27,7% de la composición de la CORTEZA terrestre! Únicamente el oxigeno tiene mayor
presencia. El silicio nunca se encuentra en su estado puro. Cuando se purifica, es de color gris obscuro.
El silicio y el diamante
comparten la misma
estructura de cristal y otras
propiedades. Solo que el
silicio no es transparente.
El silicio se puede cultivar en
grandes cristales, el cual se
SEMILLA DE CRISTAL corta en tabletas para fabricar
partes electrónicas.
FUNDENTE
SILICIO
DERRETIDO
1300°C
www.elsolucionario.org
http://www.elsolucionario.org
EL ABC DE LA ELECTRONICA
+ RECETAS DE SILICIO -
BORO
SILlCON
+ BARRA DE SILICIO CONDIMENTADO CON P & N -
EL SILICIO PURO NO ES MUY USUAL
POR ESTO DE LOS FABRICANTES DE SILICIO
CONDIMENTAN SUS RECETAS DE SILICIO CON
UNA PIZCA DE FOSFORO, BORO U OTRAS
ESPECIES. ESTO SE LLAMA DOPADO DEL
SILICIO. CUANDO CRECE Y SE CONVIERTE
EN CRISTALES, EL SILICIO DOPADO TIENE
PROPIEDADES ELECTRONICAS MUY UTILES!.
El boro, el fosforo y otros átomos se pueden unir con los átomos de silicio para formar cristales. [Aqul esta el
truco! : Un átomo de boro tienen únicamente tres electrones en su capa exterior. Y un átomo de fosforo
tiene cinco electrones en su capa exterior. El silicio con electrones de fosforo extras es llamado silicio del
tipo-n (n=negativo). El silicio con atomos de boro y electrones deficientes es llamado silicio del tipo-p
(p=positivo ).
SILICIO DEL TIPO-P -
Un átomo de boro en un grupo de átomos de silicio
deja una abertura de electrón vacante llamado
"hueco". Es posible que un electrón de un átomo
cercano "caiga" dentro de este hueco. Por lo tanto,
el hueco se ha movido a una nueva ubicación.
Recuerde que los huecos se pueden mover a
través del silicio (así como las burbujas se mueven
a través del agua).
SILICIO DEL TIPO-P -
Un átomo de boro en un grupo de átomos de silicio
dona un electrón extra. Este electrón extra se puede
mover a través del cristal con facilidad. En otras
palabras, el silicio del tipo-p puede portar una corriente
eléctrica. Así los huecos del silicio tipo-p "portan" la
corriente
ELECTRON EXTRA
www.elsolucionario.org
http://www.elsolucionario.org
EL ABC DE
EL DIODO
Ambos silicios del tipo-p y tipo-n conducen electricidad. La resistencia de ambos tipos es determinada por la
proporción de los huecos o electrones excedentes. Por esto ambos tipos pueden operar como resistencias. Y
estos conducirán electricidad en cualquier dirección.
[Poniendo algo de silicio tipo-p en un trozo de silicio tipo-n, los electrones fluirán a través del silicio en una única
dirección!. Este es principio del diodo. La interfaz pon es llamada unión pn.
+ COMO FUNCIONA EL DIODO-aquí se explica brevemente como conduce electricidad un diodo en una única
dirección (EN SENTIDO DIRECTO) mientras bloquea el flujo de corriente en dirección opuesta (inversa).
POLARI-ZACION EN SENTIDO DIRECTO POLARIZACION EN SENTIDO INVERSO
FLUJO DEL ELECTRON
---...... FLUJO DEL HOYO
SIN FLUJO DE CORRIENTE
Aquí la carga de la batería atrae orificios y
electrones de la unión. Por esto, no puede fluir
la corriente.
Aquí la carga de una batería rechaza los huecos
y los electrones hacia la unión. Si el voltaje
excede 0,6 volts (silicio), entonces los electrones
cruzaran la unión y se combinaran con los
huecos, y fluirá una corriente.
UN DIODO TIPICO-
Los diodos son comúnmente encapsulados en
pequeños cilindros de vidrio. Una banda obscura marca
la terminal del cátodo. La terminal opuesta es el ánodo.
La corriente fluye cuando el ánodo es mas positivo
que el cátodo.
www.elsolucionario.org
http://www.elsolucionario.org
EL ABC DE tA ELECTRONICA
+ OPERACION DEL DIODO -
Usted ya esta enterado que el diodo es como una válvula el importante comprender
algunos aspectos adicionales de la operación del diodo. Aquí se msc..cib. ••:::: ::..~~,oICA> daves:
1. Un diodo no conducira hasta que el voltaje en sentido directo alcanza
los diodos de silicio es de aproximadamente 0,6 volts.
?ll
X 11"'-•••.
2. ¡Si la corriente directa es excesiva, el chip
semi conductor se puede quebrar o derretir! Y se pueden
separar los contactos. Si el chip se derrite, el diodo puede
conducir repentinamenteen ambas direcciones. ¡El
calentamiento resultante puede vaporizar el chip!.
3. Demasiado voltaje inverso causara que el diodo
conduzca en la dirección equivocada. Ya que este voltaje
es alto, el incremento repentino de la corriente puede
dañar al diodo.
RESUMIENDO LA OPERACION DEL DIODO -
Esta gráfica resume la operación del diodo. (Esta es una
aproximación).
v = VOLTAJE EN SENTIDO INVERSO
VR= VOLTAJE EN SENTIDO DIRECTO
IF = CORRIENTE EN SENTIDO INVERSO
I~ = CORRIENTE EN SENTIDO DIRECTO
e umbral. El voltaje para
E9
O
~<:> () C)
www.elsolucionario.org
http://www.elsolucionario.org
EL ABC DE LA ELECTRONICA
o TIPOS DE 010005 -
Se pueden conseguir muchas clases diferentes de diodos. Aquí se muestran algunos tipos:
Los diodos de pequeña señal son utilizados para
transformar corriente baja de c.a. a C.C., detectar señales
de radio (modulación), multiplicar voltaje, realizar lógica,
absorber picos de voltaje, etc.
Pequeña señal
o RECTIFICAOOR DE POTENCIA Funciona igual que los diodos de pequeña señal, los
rectificadores de potencia pueden controlar mucha
mas corriente. Estos se fabrican en grandes
encapsulados de metal que disipan el EXCESO DE
calor. Y son utilizados principalmente en fuentes de
poder.
El diodo zener en diseñado para tener un voltaje especifico
de ruptura inverso (conducción). Esto significa que los
diodos zener pueden operar como interruptores
sensibles al voltaje. Existen diodos zener disponibles
que tienen voltajes de ruptura (vz) que van desde
aproximadamente 2 volts hasta 200 volts.
o ZENER
Todos los diodos emiten alguna radiación
electromagnética cuando se polarizan directamente.
Los diodos fabricados de ciertos semiconductores
(como fosforo de arsénico de galio) emiten
considerablemente mas radiación que los diodos de
silicio. Estos se llaman diodos emisores de luz (Ieds).
o EMISION DE LUZ
Todos los diodos responden en algún grado cuando son
iluminados. Los diodos diseñados específicamente
para detectar luz son llamados fotodiodos. Estos
tienen una ventana de vidrio o de plástico en la cual
la luz penetra. Frecuentemente estos tienen una
amplia región de unión expuesta. El silicio es un buen
material para los fotodiodos.
o FOTOOIOOO
www.elsolucionario.org
http://www.elsolucionario.org
EL ABC DE LA ELECTRONICA
COMO SE USAN LOS 010005
En el capitulo 9 usted vera como varios tipos de diodos se utilizan en muchas aplicaciones. Por el
momento aquí hay dos tipos de diodos de pequeña señal y rectificadores mas importantes:
+ RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA
+ f\ (\ --a1- +í\ (\
V\J --1>+- -7J\7
ENTRADA CA / SALIDA CD
LA MITAD DE LA SEÑAL
ES BLOQUEADA
+ RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA
+ rv:v~fVVV\
ENTRADA CA! - SALIDA CD
MAS ACERCA DE LA DIRECCION DEL FLUJO DE CORRIENTE
Una señal ondulante (c.a) o voltaje es rectificado a
una señal de una sola polaridad (c.c.)
Esta "red" de 4 diodos (o puente rectificador)
rectifica ambas mitades de una señal de c.a.
Una corriente eléctrica es el movimiento de electrones a través de un conductor o semiconductor. Ya que los
electrones se mueven de una región cargada negativamente a una región cargada positivamente, ¿porque la
flecha de un símbolo del diodo apunta hacia la dirección opuesta?, aquí se mencionan dos razones:
1. Desde los tiempos de Benjamín Franklin, se asumía que tradicionalmente la electricidad fluye de una región
cargada positivamente a una región cargada negativamente. El descubrimiento del electrón corrigió esto.,
(Muchos de los diagramas de circuitos de la actualidad todavía siguen la vieja tradición en la cual la
conexión positiva de la fuente e poder es colocada arriba de la conexión negativa como si la gravedad de
alguna manera influyera en flujo de la corriente.)
2. En un semiconductor, como el que se muestra en la pagina 45, los huecos fluyen en contra de flujo de un
electrón. Por lo tanto es común referirse al flujo de una corriente convencional o de huecos en los semiconductores.
Para exactitud, en este libro en "flujo de corriente" se refiere al flujo del electrón. Pero estamos contemplando
los símbolos que indican el flujo del hueco.
EL TRANSISTOR
Los transistores son dispositivos semiconductores con tres
terminales de conexión. Un voltaje o corriente muy
pequeña en una terminal puede controlar grandes
cantidades de corriente a través de los otros dos pines.
Esto significa que los transistores pueden ser utilizados
como amplificadores e interruptores. Existen dos familias
principales de transistores: Bipolares y de efecto de campo
www.elsolucionario.org
http://www.elsolucionario.org
EL ABC DE LA ELECTRONICA
TRANSISTORES BIPOLÁRES
Estos fusionan una segunda unión a un diodo de unión
pn y puede obtener un sandwich de silicio de 3 capas. El
sandwich puede ser ya sea npn o pnp. De cualquier
manera, la región central actúa como llave o compuerta
que controla la corriente que se mueva a través de las
tres capas.
+- OPERACION DEL TRANSISTOR BIPOLAR
Las tres terminales de un transistor bipolar son el emisor, la base y el colector. La base es muy delgada y tiene
menos átomos dopados que el emisor y el colector. Por eso una pequeña corriente de base-emisor causara
que fluya una corriente mayor de emisor-colector.
COLECTOR
SALIDA DE CORRIENTE AMPLIFICADA
Las resistencias protegen al transistor contra la corriente
excesiva (las cuales pueden causar calentamiento
excesivo).
BASE -"'''~''
EMISOR
+- MAS ACERCA DE LA OPERACION DE LOS TRANSISTORES BIPOLARES
Los diodos y los transistores comparten varias características claves:
1.la unión base-emisor (o diodo) no conducir a hasta que el voltaje no inversor exceda 0,6
Volts.
2. La excesiva corriente causara que un transistor se caliente y funcione inapropiadamente.
iSi un transistor esta caliente cuando se toca, puede estar ocurriendo algún problema!!.
3. La corriente o voltaje excesivo puede dañar o destruir permanentemente el chip que
forma el transistor. Si el chip no se daña, sus delgados pines de conexión se pueden derretir
o separar del chip. [Nunca conecte un transistor inversamente!.
N 1
FLUJO
P DE
CORRIENTE
N
www.elsolucionario.org
http://www.elsolucionario.org
EL ABC DE LA ELECTRONICA
CONMUTACION y PEQUEÑA SEÑAL
DE POTENCIA
DE ALTA FRECUENCIA
+- SIMBOLOS DEL TRANSISTOR BIPOLAR
Los transí _
amplificar
conmutación esta
interruptores
pueden realizar la 'UII"-Al."_
muy bien!.
- al son utilizados para
. Los transistores de
operar totalmente como
. iAlgunos transistores
c.. •..•.•••'-1\JClI y también conmutar
Los transistores de potencia son utilizados en los
amplificaciones de alta potencia y fuentes de alimentación.
Su tamaño grande y encapsulado metálico los mantiene
fríos.
Los transistores de alta frecuencia operan en las frecuencias
de radio, televisión y micra ondas. La región de la base es
muy delgada y el chip real es muy pequeño.
COLECTOR (C)
Las flechas apuntan la dirección de flujo del hueco.
E
NPN
B N
p
p
PNP
EMISOR (E)
COMO SE UTILIZAN LOS TRANSISTORES BIPOLARES
e
Cuando la base de un transistor npn se aterriza (Ov), no fluye corriente del emisor al colector ( el transistor esta
apagado). Si la base es polarizada directamente por al menos 0,6 volts, fluirá una corriente del emisor al
colector (el transistor esta encendido).lCuando se opera únicamente en estos dos modos, el transistor funcioha
como un interruptor. Si la base se polariza directamente, la corriente de emisor a colector seguira las variaciones
de una corriente de base mucho mas pequeña. El transistor entonces funciona como un amplificador. Esta
explicación se aplica a un transistor en el cual el emisor es la conexión común de tierra tanto para la entrada
como para la salida y se le llama circuito de emisor-comun. Algunos circuitos emisor-comun simplificados se
muestran abajo. Así puede ver como se utilizan en los circuitos reales, de cada ejemplo se puede ver una
aplicación típica de operación en el capitulo 9.
www.elsolucionario.org
http://www.elsolucionario.org
+ INTERRUPTOR DE TRANSISTOR BIPOLAR
RESISTENCIA
I BASE
t
B
+V
t
RESISTENCIA~ BASE
t TIERRA OK UTILIZAR UNA RESISTENCIAO COLOCAR UNA LAMPARA
UNICAMENTE ES POSIBLE TENER DOS ENTRADAS:
Tierra (O volts) y el voltaje positivo de la batería (+v). Por lo tanto el transistor se apaga o se enciende. La
resistencia de base típica es de 5000 a 10 000 ohms. (Si la resistencia es reemplazada por un alambre, la
lampara se puede encender o apagar desde una distancia considerable.
+ AMPLIFICADOR DE C.C. CON TRANSISTOR BIPOLAR
RESISTENCIA
EN SERIE
MEDIDORDE_
CORRIENTE
B
E
RESISTENCIA
VARIABLE
L a resistencia variable polariza
directamente al transistor y controla la
corriente de entrada (base emisor). El
medidor indica la corriente de salida
(colector-emisor). La resistencia en serie
protege el medidor de corriente excesiva.
En un circuito en operación, la resistencia variable puede estar en serie con un segundo componente que tenga
una resistencia que varia con la temperatura, luz, humedad, etc. (El agua es la resistencia variable en un
medidor de humedad de la pagina 97) cuando la señal de entrada cambia rapidamente, se utiliza un amplificador
como el que se muestra abajo.
'-'====================::::!.!::===t> SEÑAL DE SALIDA
- SE INVIERTE
+ AMPLIFICADOR DE CA CON TRANSISTOR BIPOLAR
RESISTENCIA
DE POLARIZACION _
-:
RESISTENCIA
DE DESCARGASEÑAL TIPICA
DE ENTRADA CAPACITOR
."~=~rnllil.;DE E,¡¡NT:iRA=DA=:=!:!::====:=n •
o ~ SEÑAL CD DE ENTRADA
SALIDA
Este es el mas simple de los
amplificadores de ea básicos. El
capacitor de entrada bloqueara cualquier
componente de cc en la señal de entrada.
SEÑAL DE SALIDA
AMPLIFICADA
+10V~ ~_L~ :'6"~R~i.gg
o
www.elsolucionario.org
http://www.elsolucionario.org
EL ABC DE LA ELECTRONICA
La resistencia de polarización se selecciona de un valor adecuado para dar un voltaje de salida de
aproximadamente la mitad del voltaje de la batería. La señal amplificada "viaja"en este voltaje de salida estable
y varia hacia arriba y hacia abajo. (Sin la resistencia de polariza ión, únicamente la mitad positiva de la señal de
entrada que sobrepase 0,6 volts (ver p. 46) sera amplificada. (Esto causara una distorsión severa). Para ver una
versión de un modo operación de este amplificador, vaya a la pagina 115 y vea la sección de salida del
transmisor de onda corta.
TRANSISTORES DE EFECTO DE CAMPO
Los transistores de efecto de campo (o fets) se han vuelto mas importantes que los transistores bipolares. Estos
son fáciles de fabricar y requieren de menos silicio. Existen dos familias principales de fets, de unión y
semiconductor metal-oxido-semiconductor. [En ambos casos una corriente de salida puede ser controloda por
un pequeño voltaje de entrada y prácticamente sin corriente de entrada!.
Fets, de unión los dos tipos de fets son: Canal-n y canal-p.
El canal es como una resistencia de silicio que conduce
corriente que se mueve de la fuente al drenaje. Un voltaje
en la compuerta incrementa la resistencia del canal y reduce
la corriente de la fuente del drenaje. Por lo tanto el fet se
puede utilizar como un amplificador o un interruptor.
+ OPERACION DEL FET DE UNION-
(
FUENTE
( )
DRENAJE
)
El arreglo de abajo muestra como opera un fet de canal n. Un voltaje de compuerta negativo crea dos regiones
de alta resistencia (el campo) en el canal de silicio tipo-p. El mas voltaje de compuerta causara que los
campos se fusionen y aíslen completamente la corriente. La resistencia compuerta-canal es muy alta.
MAX
CORRIENTE
ALGUNA
CORRIENTE
F=====¡ DRENAJE
N
F==:!::::::===¡DRENAJE
OVOLTS
\
FUENTE
N o.
',0,-
,~:::::(
?' o .
".
Q' o. 'Q
o
O'"
".O
O'",,,O
O'"
".
-0.5 VOLT-,
COMPUERTA COMPUERTA
1===;;:===1 FUENTE
SIN
CORRIENTE
F=====¡ DRENAJE
-1 VOLT-,
COMPUERTA
N
,\ "
,\ I I
\,,, I I
• t 11 "
" " \ \
, t , "
'1 "
Q'O
hO
'SI '"I::::====i~::::::l FUENTE
www.elsolucionario.org
http://www.elsolucionario.org
EL ABC DE LA ELECTRONICA
MAS ACERCA DE LOS FETS DE UNION
Ya que estoa son controlados por voltaje, los fets de unión (o jfets) tienen importantes ventajas sobre los
transistores bipolares controlados por corriente:
1. La resistencia del canal-compuerta de un jfet es muy alta (millones de ohms). Por esto jfet tiene un efecto
pequeño o nulo en los componentes externos o de los circuitos conectados a su compuerta.
2. La alta resistencia del canal-compuerta significa que prácticamente no fluye corriente en el circuito de la
compuerta. ¿Porque es muy alta la resistencia? La compuerta y el canal forman un diodo. Como la señal de
polarización de este diodo es inversa, la compuerta tiene una resistencia de entrada muy alta.
3. Como los transistores bipolares, los jfets se pueden dañar o destruir debido a corrientes o voltajes excesivos.
TIPOS DE FETS DE UNION-
Los jfets son utilizados en muchas aplicaciones diferentes. Ya que estos no pueden ser utilizados en funciones
de alta potencia, la mayor parte de estos están construidos en pequeñas CAPSULAS de mental o plástico.
Enseguida se mencionan los tipos principales:
PEQUEÑA SEÑAL Y CONMUTACION.
Los jfets de pequeña señal son utilizados en la etapa de
entrada de los amplificadores para suministrar una entrada
de alta resistencia. Estos también son utilizados como
interruptores.
De alta frecuencia
Los jfets de alta frecuencia son utilizados para amplificar o producir
señales de alta frecuencia.
*" SIMBOLOS DE LOS FETS DE UNION- compuerta conectadas internamente.
DRENAJE (D)
D
D
D
COMPUERTA
(G) G
G----1~...¡
G G
G----1~H
8 8
8
FUENTE (8) CANAL-N CANAL-P
www.elsolucionario.org
http://www.elsolucionario.org
EL ABC DE LA ELECTRONICA
FETS DE METAL-OXIDO- SEMICONDUCTOR
Los fets de mental oxido Semiconductor (o mosfet) ha
llegado a convertirse en los transistores mas importantes.
La mayoría de los circuitos integrados de las
computadoras y memorias son conjuntos de miles de
mosfets ubicados en un trozo pequeño de silicio.
¿Porque? Los mosfets son fáciles de fabricar, puede ser
muy pequeños, y algunos circuitos mosfet consumen una
cantidad de energía insignificante. Los nuevos tipos de
mosfets de potencia son muy útiles.
OPERACION DEL MOSFET
Todos los tipos de mosfets son del tipo-n y tipo-p A
diferencia del fet de unión, la compuerta de un mosfet no
tiene contacto eléctrico con la fuente y el drenaje. Una
capa parecida al vidrio hecha de dióxido de silicio (un
aislante) separa el contacto de metal de la compuerta del
resto de transistor.
CONTACTO DE
COMPUERTA
DE ALUMINIO
Un voltaje de compuerta positivo atrae los electrones
a la región baja de la compuerta. Esto crea un canal
tipo-n delgado en el silicio tipo-p entre la fuente y el
drenaje. Entonces la corriente puede fluir a través del
canal. El voltaje de la compuerta determina la
resistencia del canal.
METAL COMPUERTA
'/
FUENTE
OVOLTS
(COMPUERTA)
SIN
CORRIENTE
+ 05 VOLT
(COMPUERTA)
ALGUNA
CORRIENTE
+ 1 VOLT
(COMPUERTA)
MAXIMA
CORRIENTE
TIERRA
www.elsolucionario.org
http://www.elsolucionario.org
EL ABC DE LA ELECTRONICA
MAS ACERCA DE LOS MOSFETS
La resistencia de entrada del mosfet es la mas alta que cualquier transistor pueda ofrecer. Este y otros factores
le dan a los mosfets ventajas importantes:
1. La resistencia del canal-compuerta es casi infinita (típicamente 1,000,000,000,000,000 ohms). Esto significa
que la compuerta no jala corriente de los circuitos externos. (Bueno, solo puede tomar pocas trillonesima de
ampere).
2. Los mosfet pueden funcionar como resistencias variables controladas por voltaje. El voltaje de la compuerta
controla la resistencia del canal
3. Existen nuevos tipos de mosfets que pueden conmutar corrientes muy altas en pocas billonésima de segundo.
PRECAUCION- 1/
Debido a que la capa de oxido de silicio es muy
delgada, puede ser traspasada por voltajes
excesivos o incluso por la electricidad estática.
iEs posible que la carga estática generada por
la ropa o una envoltura de papel celofán pueda
dañar la compuerta de un mosfet!.
\
®
ITIPOS DE MOSFETS- MOSFET SIMBOLO
DANADO DE PRECAUCION
Así como los jfets, los mosfets construidos en pequeños encapsulados metálicos o plástico