TEMA 4: CIRCUITOS ELECTRÓNICOS

Tema 4: Circuitos electrónicos
I.E.S. “Portada Alta”
TEMA 4: CIRCUITOS ELECTRÓNICOS
1. CIRCUITOS ELECTRÓNICOS
1.1. CIRCUITOS INTEGRADOS
2. RESISTENCIAS
2.1. CÓDIGO DE COLORES
3. CONDENSADORES
4. DIODOS
4.1. DIODOS LED
4.2. CIRCUITOS RECTIFICADORES
5. TRANSISTORES
5.1. TIPOS DE TRANSISTORES
5.2. APLICACIONES DEL TRANSISTOR
1. CIRCUITOS ELECTRÓNICOS
Un circuito electrónico es una asociación de componentes que funcionan
conjuntamente para convertir señales del mundo exterior en señales eléctricas,
procesarlas y transformarlas en otro tipo de señal (encendido de una bombilla, puesta en
marcha de un motor, temporizador…).
Los componentes de un circuito electrónico se clasifican en:
a. Componentes activos: generan, modifican o amplían una señal
eléctrica. Destacamos las pilas, generadores, diodos y transistores.
b. Componentes pasivos: no proporcionan ninguna ganancia, pero sí
consumen energía eléctrica. Destacamos los condensadores y las
resistencias.
1.1. CIRCUITOS INTEGRADOS
Son circuitos electrónicos en los que los que los componentes son de
tamaño microscópico y se encuentran en el interior de un chip. Cada
chip se encierra en una funda de plástico y se conecta a un juego de
patillas que se conectan al circuito integrado. Para conectar entre sí
varios circuitos integrados se recurre a los circuitos impresos.
2. RESISTENCIAS
De la ley de Ohm se puede obtener la siguiente expresión: I = V/ R
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Para un voltaje fijo, se observa que la intensidad será más pequeña
cuanto mayor sea el valor de la resistencia. Esto es importante porque
controlando el valor de la resistencia podemos conseguir el valor
adecuado de intensidad y así no fundir ningún componente del circuito
electrónico.
El símbolo de la resistencia es:
También existen otras resistencias que no tienen valor fijo, sino que dependen de la
cantidad de luz que incide sobre ellas. Son las resistencias LDR (Light Dependent
Resistor). Estas resistencias disminuyen su valor al aumentar la cantidad de luz que
incide sobre ellas.
Su aspecto es el siguiente:
y su símbolo es:
2.1 CÓDIGO DE COLORES
Para saber el valor de las resistencias debemos recurrir al código de colores. Cada
resistencia consta de cuatro bandas, de forma que:




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La 1ª banda nos proporciona la primera cifra del valor de la resistencia.
La 2ª banda nos proporciona la segunda cifra del valor de la resistencia.
La 3ª banda nos proporciona el factor multiplicador (es el exponente de la
potencia de 10 por la que debemos multiplicar las dos primeras cifras).
La 4ª banda nos proporciona la tolerancia (valores entre los que puede trabajar
sin quemarse).
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3. CONDENSADORES
Es un componente electrónico formado por dos placas metálicas paralelas, llamadas
armaduras separadas por aire o un material aislante llamado dieléctrico. Tienen como
función almacenar carga para cederla cuando se necesite. Para descargarse es
necesario que las dos placas se pongan en contacto. Sus principales aplicaciones son:
como temporizadores y en circuitos rectificadores.
La capacidad de un condensador se define como la cantidad de carga que puede
almacenar cuando está conectado a un determinado voltaje.
C = Q/V
Donde C es la capacidad que se mide en Faradios (F), Q es la carga que se mide en
culombios (cul) y V es el voltaje que se mide en voltios (V).
El aspecto de un condensador es el siguiente:
y su símbolo es:
El tiempo de carga de un condensador se define como “el tiempo que tarda dicho
condensador en adquirir 2/3 de su tensión cuando se carga a través de una resistencia”.
La fórmula que debemos emplear es la siguiente:
t =2. C . R
3
Donde t es el tiempo que se mide en segundos, C es la capacidad que se mide en
faradios y R es la resistencia que se mide en ohmios.
4. DIODOS
Es un componente electrónico que permite el paso de corriente en un sentido y lo
impide en el otro. Está polarizado, por lo que debemos colocarlo correctamente para que
funcione.
Su aspecto es el siguiente:
y su símbolo es:
En el diodo, la banda negra coincide con el cátodo (polo negativo), por lo que debemos
colocarlo respetando la polaridad.
Se pueden dar dos casos diferentes:
1. Diodo directamente polarizado: el cátodo del diodo estaría orientado hacia el
polo negativo de la pila y entonces permitiría el paso de la corriente.
La bombilla se enciende
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2. Diodo inversamente polarizado: el cátodo del diodo está orientado hacia el
polo positivo de la pila y entonces no se permitiría el paso de la corriente.
La bombilla no se enciende
4.1 DIODO LED
Diodo especial que convierte toda la energía eléctrica que recibe en luz.
Su aspecto es el siguiente:
y su símbolo es:
Para colocarlo en un circuito debemos respetar su polaridad, de forma que el polo
positivo del diodo se oriente hacia el polo positivo de la pila. Para reconocer cuál es el
polo positivo y cuál es el negativo, basta con fijarnos en las patillas del diodo LED. La
patilla más larga coincide con el polo positivo.
Siempre debemos colocar una resistencia en serie con el diodo LED porque estos
funcionan en un rango muy bajo de intensidades (10- 20 mA) y si se conectaran
directamente a la pila, se fundirían.
4.2. CIRCUITOS RECTIFICADORES
La corriente alterna, tal y como la obtenemos de la red eléctrica tiene usos limitados,
la mayoría de las aplicaciones necesitan corriente continua. Para transformar la corriente
alterna en corriente continua se requiere la presencia de un circuito rectificador.
El componente básico de un circuito rectificador es el diodo.
RECTIFICACIÓN DE LA CORRIENTE
Pueden darse varios casos:
a) Que se emplee un solo diodo: éste permitirá el paso de la corriente en un solo
sentido y lo impedirá en el otro. El resultado es una corriente continua
pulsante, sonde sólo se ha aprovechado la mitad de la onda de corriente alterna.
→
Circuito de corriente alterna
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Corriente continua pulsante
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El circuito sería el siguiente:
b) Que se emplee un solo diodo y un condensador: mientras el diodo permita el
paso de la corriente, el condensador almacena carga y cuando cambia el sentido
de la corriente y el diodo no permite su paso, el condensador se descarga. Esto
provoca una salida de corriente continua sin saltos, pero sigue sin aprovecharse
la onda completamente. El circuito tendría la siguiente forma:
c) Que se emplee un puente rectificador y un condensador: la señal es
suavizada lo máximo posible. Gracias al puente rectificador se produce la
rectificación de la onda completa. El circuito tendría la misma forma que el
anterior, pero cambiando el diodo por un puente rectificador (cuatro diodos). El
puente rectificador tiene la siguiente forma:
La señal obtenida tendría la siguiente forma:
Rectificación de onda completa
5. TRANSISTORES
Es el componente estrella de la electrónica. Se emplea
para amplificar señales eléctricas. Estudiaremos el
transistor bipolar de unión, que está formado por tres
capas de un material semiconductor. Las capas de los
extremos se llaman emisor (E) y colector (C)
respectivamente. La capa central se llama base (B).
5.1. TIPOS DE TRANSISTORES
En los transistores es muy importante saber dónde están situados los electrodos para
conectarlos de forma correcta. Existen dos tipos de transistores bipolares:
1. Transistores NPN: están formados por dos semiconductores tipo N y un
semiconductor tipo P. Se conectan uniendo el polo positivo al colector y a
la base. Se representan de la siguiente forma:
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2. Transistores PNP: están formados por dos semiconductores tipo P y un
semiconductor tipo N. Se conectan uniendo el polo negativo al colector y
a la base. Se representan de la siguiente forma:
5.2. APLICACIONES DEL TRANSISTOR
El transistor tiene tres zonas de trabajo que definen muy bien cuáles son sus
aplicaciones. Las zonas de trabajo son:
a) Zona de corte: cuando al transistor no le llega corriente por la base. Se
comporta como un interruptor abierto y no deja pasar corriente entre el
colector y el emisor. El voltaje entre el colector y el emisor se hace máximo
(como el de la pila) y la intensidad del emisor es mínima.
b) Zona de saturación: cuando al transistor le llega una corriente muy alta por
la base. Se comporta como un interruptor cerrado y deja pasar toda la
corriente entre el colector y el emisor. El voltaje entre el colector y el emisor
se hace casi cero y origina que la intensidad en el emisor sea máxima.
c) Zona de amplificación: cuando al transistor le llega una pequeña corriente
por la base que la amplifica y origina una gran corriente de salida. En este
caso se comporta como amplificador. Ene este caso existe ganancia de
corriente (β) que se define como la relación que existe entre la intensidad del
colector y la intensidad de la base.
β = intensidad del colector/ intensidad de la base
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