INTRODUCCIÓN

QUÉ ES LA ELECTRÓNICA

La electrónica puede definirse como el estudio de los electrones de la materia en movimiento y de

los fenómenos capaces de influir sobre tales movimientos.

En base a los principios de la electrónica la tecnología desarrolló elementos y dispositivos

electrónicos para infinidad de usos prácticos, provocando una verdadera revolución técnica. Este

desarrollo ha posibilitado el perfeccionamiento en el ámbito de las comunicaciones. Ejemplo de

esto es la radiofonía y la televisión.

También dicha revolución facilitó el desarrollo de la cibernética, lo cual hace posible el

procesamiento de datos, el control administrativo, el almacenaje de información, etc.

Por medio de la electrónica se ha permitido la verificación de cálculos muy precisos, lo que

contribuyó a facilitar la creación de instrumentos cuya precisión era inimaginable años atrás, tales

como medidores térmicos, de pesos, tiempos, etc.

CAPÍTULO 1

COMPONENTES PASIVOS

 

Los componentes pasivos comprenden las resistencias, capacitores, inductores, transformadores,

etc.

En este capítulo analizaremos los tres componentes pasivos más importantes: Resistencias,

Capacitores e Inductores.

Resistencias:

La resistencia es uno de los componentes imprescindibles en la construcción de cualquier equipo

electrónico, ya que permite distribuir adecuadamente la tensión y corriente eléctrica a todos los

puntos necesarios.

El valor de la resistencia se expresa en ohm, al cual representamos con el símbolo W.

Si sometemos los extremos de una resistencia al paso de una corriente continua se producirá en la

misma una caída de tensión proporcional a su valor. La intensidad que la atraviese será también

proporcional a la tensión aplicada y al valor en ohms de la resistencia. Para calcular dicha relación

no hay mas que aplicar la Ley de Ohm: I=V/R.

Hay dos formas de asociar resistencias en un circuito: asociación serie y asociación paralelo:

 

La resistencia equivalente de la combinación serie es:

 

RT = R1 + R2 + R3 + ... + Rn

 

lo cual nos indica que una sola resistencia de valor RT se comportará de la misma forma que las n

resistencias R1, R2, R3  ...  Rn conectadas en serie.

Si la combinación es paralelo entonces la resistencia equivalente es:

 

RT = 1/(1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ... + 1/Rn)

Igualmente que en la asociación serie, R1, R2, R3  ...  Rn. Nótese que siempre el valor de la

resistencia RT de una asociación paralelo es menor que la menor Rn del paralelo.

Las resistencias tienen un código de colores que indica su valor. Este código está compuesto por

bandas de colores divididas en dos grupos; el primero consiste de tres o cuatro de estas bandas,

de las cuales las primeras dos o tres indican el valor nominal de la resistencia y la última es un

multiplicador para obtener la escala. El segundo grupo está compuesto por una sola banda y es la

tolerancia expresada en porciento, dicha tolerancia nos da el campo de valores dentro del cual se

encuentra el valor correcto de la resistencia.

 

Dígitos Multiplicador Tolerancia

  Negro 0   Plateado 10-2   Plateado ± 10 %

  Marrón 1   Dorado 10-1   Dorado ± 5 %

  Rojo 2   Negro 100   Marrón ± 1 %

  Naranja 3   Marrón 101      

  Amarillo 4   Rojo 102      

  Verde 5   Naranja 103      

  Azul 6   Amarillo 104      

  Violeta 7   Verde 105      

  Gris 8   Azul 106      

  Blanco 9            

 

De esta forma si tenemos una resistencia cuyo código de colores sea verde, negro, naranja,

dorado tendremos una resistencia de 50.000 y su tolerancia es del ± 5 %.

En el mercado no es posible encontrar todos los valores de resistencia, sino solamente los

estandarizados, los cuales son:

 

1       1,5    2,2    3,3    4,7     6,8    10

1,2    1,8    2,7    3,9    5,6     8,2

1,1    1,3    1,6    2       2,4     3       3,6     4,3     5,1     6,2     7,5     9,1

La primer línea es correspondiente a valores con 20 % de tolerancia.

Las dos primeras corresponden a valores con el 10 % de tolerancia.

La tabla completa representa los valores para las resistencias cuya tolerancia es del 5 %.

Para obtener toda la gama de valores se multiplican los valores anteriores por los multiplicadores

ya especificados en la tabla de códigos de colores.

Además de estar las resistencias caracterizadas por su valor y tolerancia, éstas están definidas por

su poder de disipación de potencia, los valores más típicos son: 1/8, 1/4, 1/3, 1/2, 1 y 2 W, con

tolerancias del 1 %, 2 %, 5 %, 10 % y 20 %.

También existen resistencias de valor variable llamadas resistencias variables o potenciómetros,

los cuales son muy utilizados cuando es necesario realizar sobre un circuito algún tipo de ajuste

interno. También se usan para hacer correcciones externas, tales como el caso de control de

volumen, tono, luminosidad, etc.

 

Capacitores:

Los capacitores tampoco nunca están ausentes en los circuitos electrónicos, éstos consisten

básicamente de dos placas metálicas separadas por un material aislante (llamado dieléctrico). Este

material dieléctrico puede ser aire, mica, papel, cerámica, etc. 

El valor de un capacitor se determina por la superficie de las placas y por la distancia entre ellas, la

que está determinada por el espesor del dieléctrico, dicho valor se expresa en términos de

capacidad. La unidad de medida de dicha capacidad es el faradio (F). Los valores de capacidad

utilizados en la práctica son mucho más chicos que la unidad, por lo tanto, dichos valores estarán

expresados en microfaradios (1 F = 1 x 10-6 F), nanofaradios (1 F = 1 x 10-9 F) o picofaradios     

(1 F = 1 x 10-12 F).

Cuando se aplica una tensión continua entre las placas de un capacitor, no habrá circulación de

corriente por el mismo, debido a la presencia del dieléctrico, pero se producirá una acumulación de

carga eléctrica en las placas, polarizándose el capacitor.

Una vez extraída la tensión aplicada, el capacitor permanecerá cargado debido a la atracción

eléctrica entre las caras del mismo, si a continuación se cortocircuitan dichas caras, se producirá la

descarga de las mismas, produciendo una corriente de descarga entre ambas.

Si ahora le aplicamos una tensión alterna se someterá al capacitor a una tensión continua durante

medio ciclo y a la misma tensión, pero en sentido inverso, durante la otra mitad del ciclo. El

dieléctrico tendrá que soportar esfuerzos alternos que varían de sentido muy rápidamente, y por lo

tanto, su polarización deberá cambiar conforme el campo eléctrico cambia su sentido, entonces si

aumentamos la frecuencia el dieléctrico ya no podrá seguir estos cambios, produciéndose

eventualmente una disminución en la capacidad. En síntesis, la capacidad de un capacitor

disminuye conforme aumenta

Los condensadores, al igual que las resistencias, se pueden conectar tanto en serie como en

paralelo:

 

La capacidad equivalente serie es:

 

CT = 1/(1/C1 + 1/C2 + 1/C3 + ... + 1/Cn)

 

y la capacidad equivalente paralelo es:

 

CT = C1 + C2 + C3 + ... + Cn

 

Existe mucha variedad de capacitores a lo que a tipos se refiere. Existen los cerámicos, que están

construidos normalmente por una base tubular de dicho material con sus superficies interior y

exterior metalizadas con plata, sobre las cuales se encuentran los terminales del mismo. Se aplican

tanto en bajas como en altas frecuencias.

Otro tipo es el de plástico, que está fabricado con dos tiras de poliéster metalizado en una cara y

arrolladas entre sí. Este tipo de capacitor se emplea a frecuencias bajas o medias. Con este tipo de

capacitor se pueden conseguir capacidades elevadas a tensiones de hasta 1.000 V.

También existen capacitores electrolíticos, los cuales presentan la mayor capacidad de todos para

un determinado tamaño. Pueden ser de aluminio o de tántalo. Los primeros están formados por

una hoja de dicho metal recubierta por una capa de óxido de aluminio que actúa como dieléctrico,

sobre el óxido hay una lámina de papel embebido en un líquido conductor llamado electrolito y

sobre ella una segunda lámina de aluminio. Son de polaridad fija, es decir que solamente pueden

funcionar si se les aplica la tensión continua exterior con el positivo al ánodo correspondiente. Son

usados en baja y media frecuencia.

Los capacitores electrolíticos de tántalo son muy similares a los de aluminio.

 

Inductancias:

El paso de corriente por un conductor va acompañado por efectos magnéticos, es decir que se

crea un campo magnético por la circulación de corriente.

Cuando a dicho campo magnético se le transfiere energía, la fuente de FEM efectúa trabajo, lo que

requiere potencia eléctrica, y esta potencia es igual a la corriente multiplicada por la tensión,

entonces deberá haber una caída de tensión en el circuito mientras la energía se almacena en el

campo. Esta caída de tensión es producto de una tensión opuesta que es inducida en el circuito

mientras el campo varía, cuando este toma valor constante entonces la FEM inducida desaparece.

Como la FEM inducida se opone a la aplicada, entonces ésta se opone a las variaciones en el

campo magnético.

La amplitud de esta FEM es proporcional a la variación de la corriente y la inductancia del circuito.

La inductancia depende de las características físicas del conductor. Si a un conductor se lo enrolla,

tendrá una mayor inductancia que cuando no lo estaba, además a medida que aumenta la cantidad

de vueltas, aumenta también el valor de la inductancia. Se aumentará mas aún la inductancia

cuando el arrollamiento se haga alrededor de un hierro.

La inductancia se mide en henrios (H), y los valores utilizados para las distintas aplicaciones varían

ampliamente.

Todos los conductores tienen inductancia, si es de corta longitud su inductancia será pequeña,

pero habrá que tenerla en cuenta si la corriente varía rápidamente en el mismo. 

Para el cálculo de la inductancia de un arrollamiento se utiliza la siguiente fórmula:

 

L (H) = (d2 * n2) / (18 d + 40 l)

 

L = Inductancia (en microhenrios)

d = diámetro de la bobina (en pulgadas)

l = longitud de la bobina (en pulgadas)

n = número de espiras.

CAPÍTULO 2

TEOREMAS DE CORRIENTE CONTINUA

 

Éstos son útiles a la hora de resolver ciertos circuitos en donde las asociaciones de componentes

revisten alguna complejidad. Los más importantes son: Leyes de Kirchoff y teoremas de Thévenin y

Norton.

Leyes de Kirchoff:

Son dos y se las conoce con el nombre de ley de los nodos o nudos y ley de las mallas o primera

ley de Kirchoff y segunda ley de Kirchoff respectivamente.

Ley de los nodos: La suma de las intensidades de corriente que llegan a un nodo es igual a la

suma de las intensidades de corriente que sale de él.

Ley de las mallas: En un circuito cerrado (malla) la suma algebraica de las fuerzas electromotrices

en la malla es igual a la suma de los productos de cada resistencia de la misma por la corriente

que circula por ella.

 

 

Teorema de Thévenin:

Cuando tenemos un circuito desconocido, en el cual tenemos accesibles dos bornes del mismo,

podemos aplicar el teorema de Thévenin para obtener un circuito equivalente de éste.

El teorema dice lo siguiente: Todo circuito que tenga dos terminales accesibles (A y B) podrá ser

representado por un equivalente compuesto por una fuente de tensión equivalente VTH conectada

en serie con una resistencia equivalente RTH. Para obtener los valores de VTH y RTH se hace:

RTH será la resistencia que presente el circuito entre los terminales A y B cuando se cortocircuiten

en la circuitería original todas las fuentes de tensión y se dejen a circuito abierto los generadores

de corriente.

VTH será la tensión presente entre los bornes A y B con éstos abiertos (sin conectar).

 

 

En la figura aplicamos el teorema de Thévenin al circuito a y obtuvimos su equivalente Thévenin

que es el circuito d.

Teorema de Norton:

Este teorema expresa que toda circuitería que presente dos terminales accesibles (A y B) podrá

ser sustituida por un circuito ideal equivalente que está formado por una resistencia equivalente Rn

en paralelo con una fuente ideal de corriente In.

El valor de Rn se obtiene de idéntica forma que la resistencia equivalente Thévenin RTH e In es la

corriente que circula por la rama A-B.

 

CAPÍTULO 3

CORRIENTE ALTERNA

 

Ya hemos visto los componentes pasivos y su comportamiento en corriente continua. Dado que el

comportamiento de éstos varía al tratarlos en corriente continua o corriente alterna merece un

párrafo aparte la discusión sobre el comportamiento de estos elementos cuando se los somete a la

circulación de una corriente alternada.

Antes de comenzar conviene remarcar la diferencia de este tipo de corriente con la corriente

continua y también la explicación de los parámetros mas importantes de una señal alterna.

La corriente continua es aquella que mantiene su valor de tensión constante y sin cambio de

polaridad, ejemplo de ella puede ser una batería de las que se utilizan en los automóviles o las

pilas con las que alimentamos nuestros juguetes o calculadoras electrónicas. A este tipo de

corriente se la conoce como C.C. o, según los autores de habla inglesa, D.C.

La corriente alterna también mantiene una diferencia de potencial constante, pero su polaridad

varía con el tiempo. Se la suele denominar C.A. o A.C. en inglés.

 

 

Parámetros importantes de la corriente alterna:

Frecuencia: Número de veces que una corriente alterna cambia de polaridad en 1 segundo. La

unidad de medida es el Hertz (Hz) y se la designa con la letra F. De esta forma si en nuestro hogar

tenemos una tensión de 220 V 50 Hz, significa que dicha tensión habrá de cambiar su polaridad 50

veces por segundo.

Una definición más rigurosa para la frecuencia: Número de ciclos completos de C.A. que ocurren

en la unidad de tiempo.

Fase: Es la fracción de ciclo transcurrido desde el inicio del mismo, su símbolo es la letra griega

Período: Es el tiempo que tarda en producirse un ciclo de C.A. completo se denomina T. En

nuestro ejemplo de una tensión de 220 V 50 Hz su período es de 20 mseg.

La relación entre la frecuencia y el período es F=1/T

Valor instantáneo: Valor que toma la tensión en cada instante de tiempo.

Valor máximo: Valor de la tensión en cada "cresta" o "valle" de la señal.

Valor medio: Media aritmética de todos los valores instantáneos de la señal en un período dado.

Su cálculo matemático se hace con la fórmula:

Valor eficaz: Valor que produce el mismo efecto que la señal C.C. equivalente. Se calcula

mediante:

Valor pico a pico: Valor de tensión que va desde el máximo al mínimo o de una "cresta" a un

"valle".

En las siguientes figuras vemos una señal alterna donde se han especificado algunos de estos

parámetros, la figura a) muestra una onda alterna donde se ven tanto el valor eficaz, el valor

máximo, el valor pico a pico y el período. En la figura b) vemos dos ondas alternas, de igual

frecuencia, pero desfasadas 90º.

 

 

En la figura a) si la frecuencia es de 50 Hz entonces el período es T=20 mseg y abarcará desde el

origen hasta el punto D. En ella también se puede ver la fase, la que es medida en unidades

angulares, ya sea en grados o radianes. También podemos ver los distintos puntos donde la señal

corta al eje del tiempo graduado en radianes.

En la figura b), como ya lo dijimos, se ven dos señales alternas desfasadas 90º (/2 radianes), esto

es, cuando la primera señal arranca del punto A, la segunda lo hace desde el punto B, siendo el

desfasaje entre los puntos A y B de 90º. Por lo tanto se dice que tenemos dos señales de igual

frecuencia y amplitud pero desfasadas entre sí por 90º.

Con lo visto hasta ahora estamos en condiciones de presentar a una señal senoidal en su

representación típica:

U = Umax sen (2ft + )

 

Donde: Umax: tensión máxima

f: frecuencia de la onda

t: tiempo

: fase

         

Otros tipos de corriente alterna:

En electrónica se utilizan infinidad de tipos de señales por lo cual se hace prácticamente imposible

enumerarlas a todas, pero haremos referencia a las más comunes, luego de senoidal y la continua

pura.

Una de ellas es la pulsatoria (también llamada onda cuadrada). Esta onda se ve en la figura

siguiente:

 

 

Otra onda frecuentemente utilizada en electrónica es la onda triangular:

 

 

y también está la onda diente de sierra:

 

 

Cabe aclarar que las definiciones de los parámetros que se hicieron para una onda senoidal se

mantienen válidos para estos tipos de ondas.

Comportamiento de los componentes pasivos en C.A:

Los componentes pasivos tienen distinto comportamiento cuando se les aplican dos corrientes de

distinta naturaleza, una alterna y la otra continua.

La respuesta en C.C. ya la analizamos, nos resta analizar la respuesta de estos elementos en C.A.

Resistencias y C.A: Estos son los únicos elementos pasivos para los cuales la respuesta es la

misma tanto para C. A. como para C.C.

Se dice que en una resistencia la tensión y la corriente están en fase.

 

 

Inductancia y C.A.: A este tipo de componente no hemos hecho referencia cuando tratamos a los

elementos en C.C. dado su similar comportamiento a las resistencias en ese tipo de corriente. En

cambio en C.A. su respuesta varía considerablemente

 

 

Las señales tensión y corriente mantienen la misma forma de onda pero ya no están en fase sino

que desfasadas 90º. La corriente atrasa 90º con respecto a la tensión.

El parámetro que mide el valor de la inductancia es la reactancia inductiva:

 

XL = 2 f L   donde XL se expresa en ohms

 

y como XL = V/I por la Ley de Ohm entonces tenemos que:

 

i(t) = V(t)/XL = V(t)/2fL

 

Donde podemos ver que ahora la corriente no depende exclusivamente del valor de la tensión y de

la reactancia inductiva, sino también de la frecuencia, siendo inversamente proporcional a esta.

Capacidad y C.A: En la figura vemos la conexión de una capacidad a un circuito de C.A.

 

 

Es ahora el caso en el que la corriente se adelanta 90º con respecto a la tensión, manteniendo la

misma forma de onda que ésta.

El cálculo de la reactancia capacitiva (medida en ohms) se hace con la siguiente fórmula:

 

XC = 1/2fC

 

y aplicando nuevamente la Ley de Ohm:

 

i(t) = V(t) / XC = 2fC V(t)

 

También aquí la corriente depende de la frecuencia, pero ahora es directamente proporcional a

ésta.

Impedancia: 

Un factor que aparece en alterna es la impedancia. Esta se mide en ohms y se define:

 

Z = R + j(XL - XC)

 

Al ser un valor complejo (suma vectorial), se mide su módulo y fase:

 

La inversa de la impedancia se denomina admitancia (Y) y se define:

 

Y = 1/Z

Combinaciones R-L, R-C y RLC:

Además de los casos ya vistos donde solamente estaban presentes en un circuito un solo tipo de

elemento pasivo, existen casos en los cuales se combinan resistencias con capacitores e

inductancias, veremos cómo se comportan las corrientes y tensiones en cada una de estas

combinaciones.

R-L:

 

En la gráfica podemos ver el diagrama vectorial de las tensiones del circuito. Vemos cómo VR está

en fase con la corriente, VL está adelantada 90º con respecto a esta y entonces resolviendo la

suma vectorial vemos que VT está adelantada grados a la corriente.

R-C:

 

De la misma manera que en el circuito R-L vemos en el diagrama vectorial de las tensiones del

circuito, como otra vez VR está en fase con la corriente, mientras que VC está 90º atrasada a la

corriente. De la suma vectorial vemos que VT está grados atrasada con respecto a I.

R-L-C:

 

 

Por último veremos el caso en el que están presentes en un circuito de C.A. los 3 tipos de

componentes pasivos (R, L, C).

La impedancia (Z) se calcula como ya hemos visto.

En el diagrama vectorial de las tensiones en el circuito vemos VC atrasada 90º a la corriente, VR en

fase con ella y VL adelantada 90º. Nótese que en la figura no se dibujó la tensión resultante total

dado que ésta será función de las tres tensiones presentes, resultando la tensión total (VT)

adelantada a la corriente si XL > XC, atrasada si XC > XL y estará en fase con la corriente si XC = XL.

CAPÍTULO 4

COMPONENTES SEMICONDUCTORES

 

Un semiconductor es un componente que no es directamente un conductor de corriente, pero

tampoco es un aislante. En un conductor la corriente es debida al movimiento de las cargas

negativas (electrones). En los semiconductores se producen corrientes producidas tanto por el

movimiento de electrones como de las cargas positivas (huecos). Los semiconductores son

aquellos elementos pertenecientes al grupo IV de la Tabla Periódica (Silicio, Germanio, etc.).

Generalmente a estos se le introducen átomos de otros elementos, denominados impurezas, de

forma que la corriente se deba primordialmente a los electrones o a los huecos, dependiendo de la

impureza introducida. Otra característica que los diferencia se refiere a su resistividad, estando

ésta comprendida entre la de los metales y la de los aislantes.

Los semiconductores son muy importantes en electrónica ya que gracias a ellos contamos hoy con

diversos componentes de gran utilidad en electrónica, tales como diodos, transistores, tiristores,

triac, etc.

El diodo: 

El nacimiento del diodo surgió a partir de la necesidad de transformación de corrientes alternas en

continua.

La corriente en un diodo presenta un sentido de circulación de cargas positivas que van desde el

ánodo al cátodo, no permitiendo la circulación de la corriente en el sentido opuesto, lo cual nos

permite la conversión de corriente alterna a continua, procedimiento conocido como rectificación.

Esto ocurre porque por el diodo solamente podrá circular corriente cuando el ánodo sea más

positivo que el cátodo.

Están compuestos por dos regiones de material semiconductor que se llama unión P-N que es la

base de todo componente electrónico de tipo activo. Entre las dos partes de la unión P-N, y en la

zona de contacto entre ambas, se produce una región denominada de transición, donde se genera

una pequeña diferencia de potencial, dado que se conforma una recombinación de electrones,

quedando la zona N a mayor tensión que la zona P. Cuando se le aplica una tensión al diodo con

el terminal positivo conectado a la zona P y el negativo a la N se producirá una circulación de

corriente entre ambas debido a que una pequeña parte de esta tensión nivelará la diferencia de

potencial entre zonas, llamada tensión umbral, quedando éstas niveladas en tensión, y el resto de

la tensión aplicada producirá una circulación de electrones de la zona N a la P.

Si esa tensión externa se aplica con los bornes intercambiados, es decir el terminal positivo de la

fuente conectado a la zona N y el negativo a la región P, no habrá circulación de corriente por el

diodo, debido a que por efecto de la tensión aplicada se aumentará la diferencia de potencial

existente entre las zonas P y N, impidiendo así la circulación de corriente a través del mismo.

 

 

Con la figura podemos tener una idea algo mas exacta de lo que sucede en el diodo cuando le

aplicamos una tensión, en cualquiera de los dos sentidos (polarización directa e inversa).

El cuadrante superior derecho corresponde a la polarización directa, en el mismo podemos

apreciar que existe una tensión (VU) a partir de la cual el diodo comienza a conducir, dicha tensión

es la tensión umbral y varía según sea el material semiconductor empleado en la fabricación del

diodo, siendo de 0,7 V para el silicio y 0,3 V para el germanio.

El cuadrante inferior izquierdo corresponde a una polarización inversa. En ella se ve que la

corriente que lo atraviesa (conocida como corriente inversa) es prácticamente nula. Note que los

valores menores que cero en el eje de la corriente están graduados en uA.

Nótese también que para polarización inversa mayor a VR la corriente inversa crece

indefinidamente. Una tensión inversa de este valor o mayor a él daña al diodo en forma irreversible

y se la conoce como tensión de ruptura o zéner.

Entre las diversas clases de diodos que se encuentran en el mercado, podemos citar las

siguientes: diodos rectificadores (en montaje individual o puente rectificador), diodos de señal,

diodos de conmutación, diodos de alta frecuencia, diodos estabilizadores de tensión, diodos

especiales.

El zéner:

Es el tipo de diodo más utilizado para implementar sistemas electrónicos de regulación de C.C.

 

 

Un diodo de este tipo trabaja en la zona de ruptura vista anteriormente, llamándose a dicha

tensión, tensión Zéner VZ. Obviamente que el proceso de fabricación de éstos varía del empleado

para los diodos comunes dada la necesidad de funcionamiento en la zona de ruptura. Cuando a un

zéner se le aplica una tensión menor a VZ éste se comporta como un diodo normal.

Una de las aplicaciones prácticas más sencillas del zéner es la de regulador de una tensión

continua, cuyo diagrama se muestra en la figura:

 

 

Donde: Ve = Tensión de entrada 9 a 12 V

Vs = Tensión de salida 7 V

Iz = Corriente en el zéner 5 mA

Is = Corriente de salida 20 a 50 mA

Con el uso de este circuito podemos asegurar una tensión máxima a la salida del circuito,

independientemente de las fluctuaciones originadas en la entrada del mismo.

Este circuito es muy sencillo de implementar, solamente tendremos que ver cuál es el valor de la

resistencia Rlim que será la resistencia limitadora que absorberá la diferencia de tensión que

queremos "recortar" en la entrada.

Para el cálculo de la misma hacemos:

 

 

Donde

: Ve(min) = Tensión de entrada mínima

VS = Tensión de salida

Iz(min) = Corriente mínima que circula por el diodo (Dato obtenido de la hora de datos del

fabricante).

Is(máx) = Corriente máxima que atraviesa la carga

 

Si, por ejemplo, nuestra fuente de entrada varía entre 9 y 12 V y queremos a la salida una tensión

de 7 V, entonces Rlim será:

 

Rlim (9 - 7)/(0,005 + 0,050) = 2/0,055 = 36,36

 

El valor Iz(min) lo obtuvimos de la hoja de datos del zéner.

Vemos que Rlim tiene que ser menor o igual a 36,36 ohms, ¿pero existe en el mercado dicho valor

de resistencia? Como ya vimos en el capítulo 1, cuando hablamos de las resistencias, que no

todos los valores de resistencias están disponibles, sólo podremos encontrar ciertos valores para

las resistencias. Pero en este caso no habremos de preocuparnos dado que para R lim tenemos una

cota de menor o igual a 36,36 , entonces bastará con elegir un valor próximo a éste pero sin

pasarlo. De la tabla de valores vemos que el que más se aproxima es 33 , por lo tanto elegimos

éste.

Ya tenemos el valor ohmico de la resistencia, ahora nos falta ver qué potencia va a disipar la

resistencia, para ello multiplicamos la corriente que la atraviesa por la tensión que cae en ella (V e -

Vs)

La corriente es: I = 2/33 = 60,60 mA

entonces P = 2 V x 60,60 mA = 0,12 W

Elegimos una Rlim cuya disipación de potencia sea 1/2 W.

 

El L.E.D.:

Otro tipo de diodo, quizá el de mayor difusión, es el diodo emisor de luz, conocido comúnmente

como LED (Light Emmitting Diode)

El funcionamiento de este tipo de diodo se basa en la polarización en sentido directo de una unión

P-N. Al hacer esto se origina una recombinación de electrones y huecos, lo que origina gran

cantidad de energía, que en el caso de algunos semiconductores se traduce en una radiación

luminosa.

Sus colores típicos son: rojo, verde y ámbar los que hacen al LED idóneo para ser utilizado en

muchos tipos de indicadores. Además su durabilidad y bajo consumo los convierten en

componentes casi imprescindibles a la hora de querer utilizar algún tipo de indicador luminoso.

Transistores:

El transistor es un elemento semiconductor que tiene la propiedad de poder gobernar a voluntad la

intensidad de corriente que circula entre dos de sus tres terminales (emisor y colector), mediante la

circulación de una pequeña corriente aplicada en el tercer terminal (colector).

Este efecto se conoce con el nombre de amplificación de corriente, y nos permite aplicarle en el

emisor una corriente muy pequeña con cualquier forma de variación en el tiempo, y obtener la

misma corriente, con la misma variación en el tiempo, pero de mayor amplitud.

Se utilizan fundamentalmente en circuitos que realizan funciones de amplificación, control, proceso

de datos, etc.

El funcionamiento interno se puede describir a partir de lo ya explicado para los diodos, con la

diferencia de que este último posee dos uniones semiconductoras, esto es: el transistor posee dos

zonas semiconductoras, que pueden ser N o P, y entre ambas una muy delgada del tipo P o N

respectivamente.

Este conjunto formará dos uniones: una N-P, entre el emisor y la base, y la otra P-N entre la base y

el colector (si las dos zonas exteriores son del tipo N y la interior tipo P, es decir un transistor NPN.

Si las regiones exteriores son del tipo P y la interior del tipo N el transistor será del tipo PNP).

 

 

Si le aplicamos una tensión externa a la unión N-P, de forma que quede polarizada en directa, se

producirá una circulación de corriente entre ambas regiones. Aplicando una segunda tensión

externa a la otra unión, de modo que ésta quede en inversa (el terminal positivo de la fuente

conectado al colector y el negativo a la base), la corriente generada en la otra unión, será atraída

por la diferencia de potencial positiva aplicada al colector, generando que prácticamente toda la

corriente proveniente del emisor llegue al colector, salvo una pequeña cantidad de corriente que

saldrá por la base. Y es justamente esta pequeñísima corriente de base la que nos permite

gobernar la corriente circulante desde el emisor al colector.

El sentido de circulación de la corriente adoptado hasta ahora es el de circulación de los

electrones, y como la  convención utilizada toma el sentido opuesto entonces en un transistor del

tipo NPN la corriente será entrante por el colector y la base, y saliente por el emisor.

 

 

En la figura c) tenemos una regla mnemotécnica para recordar la relación entre las corrientes que

atraviesan al transistor.

Debido a que la corriente de emisor será siempre un múltiplo de la de base obtendremos los

resultados deseados de amplificación. Supongamos que dicha corriente de colector (Ic) es 100

veces la corriente de emisor (Ie), entonces si

Ib = 5 mA; Ie = 500 mA. Si ahora Ib = 2 mA; Ie = 200 mA. Donde se puede apreciar que una pequeña

variación en la corriente de base (3 mA), produce una gran variación en la de emisor (300 mA).

Dicho factor de amplificación es denominado generalmente con la letra griega (Beta).

Ya hemos hecho notar que existen transistores del tipo NPN y PNP según sean los dopados de las

tres regiones, pero entre ambos tipos no existe ninguna diferencia en cuanto a lo funcional, salvo

que todos los sentidos de circulación de las corrientes son opuestos en uno y otro, por lo tanto,

para polarizar un transistor PNP, de igual manera que uno NPN, se deberán utilizar tensiones

opuestas en uno y otro.

Los transistores tienen una característica muy interesante que es la capacidad que tienen éstos de

entregar una intensidad de corriente constante a una resistencia, independientemente del valor de

ésta, es decir que las variaciones de corriente obtenidas por la acción de la base, producirán en la

resistencia una variación de la tensión, la cual será, según la ley de Ohm: V = I x R. Entonces V

dependerá del valor de la corriente de base y de la resistencia en el colector, siendo V mayor

cuando mayor es R, estando fijado el límite por el valor de la tensión externa aplicada al circuito.

Este efecto resulta en una "amplificación de tensión", que es una de las características mas

importante de los transistores y el motivo por el cual son de uso casi imprescindible en los

montajes electrónicos. Esta amplificación de tensión se calcula como la relación entre el voltaje en

la resistencia de carga y la tensión aplicada entre las junturas base-emisor.

Los transistores, según sea la tecnología de fabricación, se clasifican en grandes grupos con

diferentes características: BIPOLARES, FET, MOSFET, UNI UNIÓN. Hasta el momento nos hemos

referido al primer grupo de ellos.

El estudio y análisis de los transistores se realiza mediante el empleo de las "curvas

características" del mismo, con las cuales se puede caracterizar completamente el comportamiento

o funcionamiento eléctrico del transistor, siendo ésta expresada en relaciones gráficas de las

corrientes Ib, Ic e Ie, en función de las tensiones externas y para las distintas configuraciones:

Emisor Común (EC), Base Común (BC) y Colector Común (CC).

 

 

Las curvas describen el comportamiento de los transistores, pero como estos no se comportan

todos de igual manera, éstas varían según el tipo de transistor, y, si bien difieren de un tipo a otro,

son muy semejantes en la forma. Además no se refieren a uno en concreto, sino que son un

promedio de un gran número de unidades. Estas gráficas son proporcionadas por el fabricante, y

como el montaje más común es la de emisor común, y además los fabricantes nos suministran las

curvas basadas en este tipo de configuración, nos centraremos en el análisis de las curvas

referidas a este tipo de montaje.

También es importante conocer los valores máx, mín y típico de las características más

importantes, para poder emplear, en los cálculos, el valor que resultare más desfavorable a fin de

asegurarnos que el funcionamiento de cualquier unidad de la muestra estará dentro de lo

estipulado.

Las curvas características mas importantes son las característica de entrada y la de salida. En las

de entrada, se expresan las gráficas de la relación entre la corriente de base (Ib) y la tensión base-

emisor (Vbe) para la tensión colector-emisor (Vce) constante. A partir de ellas podemos calcular la

corriente que circula por la base cuando se aplica una tensión externa entre ésta y el emisor.

 

 

Como el transistor en montaje en emisor común tiene comportamiento similar al de un diodo

polarizado en directa, las curvas son de igual forma, es decir, que existe una determinada tensión

umbral por debajo de la cual la corriente es prácticamente nula (Vd = 0,3 V para transistores de

Germanio y 0,6 V para los de Silicio).

También de las características de entrada podemos deducir la resistencia de entrada del transistor,

que es la variación de la tensión base-emisor (Vbe) con respecto a la corriente de base (Ib).

En las curvas de salida se grafica la corriente de colector Ic en función de la tensión colector-emisor

Vce cuando mantenemos constante Ib. Generalmente se dibuja una familia de curvas para distintas

Ib. En esta gráfica se observa que por encima de un valor de tensión colector emisor Vce1 la

corriente se mantiene prácticamente constante, independientemente del valor de Vce. Por debajo de

este valor sucede todo lo contrario, Ib varía rápidamente con pequeñas variaciones de Vce. Este

valor de Vce1 es aproximadamente 0,5 V. A esta zona de funcionamiento donde Ic es casi constante,

se denomina región activa y es en la que se desea que funcione el transistor cuando se lo usa en

amplificadores. En este caso Ic solamente depende de Ib.

 

 

En la gráfica podemos observar una recta denominada Rs, que delimita una de las 3 posibles

regiones de trabajo de los transistores.

El transistor trabajará en alguna de las 3 regiones dependiendo de las polarizaciones que reciban 

cada una de las uniones P-N que lo componen. Las tres regiones son:

Región de saturación: El transistor se comporta como un interruptor entre emisor y colector.

Región de corte: El transistor se comporta como un interruptor abierto entre emisor y colector.

Región lineal (o activa): Se comporta como un dispositivo amplificador de corriente de entrada

(corriente de base).

Algunos de los parámetros importantes de los transistores y que generalmente son suministrados

por el fabricante son:

Vce(sat)= Tensión máxima entre colector y emisor trabajando en saturación.

Vceo= Tensión máxima entre colector y emisor.

Vcbo= Tensión máxima entre colector y base.

Vebo= Tensión máxima entre emisor y base.

Icmáx= Corriente máxima de colector.

Icm máx= Corriente máxima de colector (valor pico)

Ibmáx= Corriente máxima de base (valor pico)

Ptot= Potencia disipable total.

De la misma manera que en las características de entrada podemos deducir la resistencia de

entrada, en las características de salida podemos deducir la resistencia de salida de la forma:

Variación de la tensión Vce con respecto a Ic. Otro factor que podemos deducir es la ganancia de

corriente del transistor ().

De las curvas se deduce, al ser casi horizontal, que la resistencia de salida será muy elevada.

Es conveniente fijar el punto de trabajo del transistor, dependiendo de la tarea que queremos que

éste realice en un circuito y utilizando las curvas antes vistas.

Para ello se ha de polarizar al transistor con algunos de los circuitos de polarización que veremos a

continuación, pero antes de ello haremos referencia a la recta de carga de un transistor. Para

obtenerla deberemos volver a la familia de curvas de salida ya vista. La recta de carga es útil dado

que nos muestra, en forma gráfica, todos los puntos de trabajo posibles del transistor para una

polarización dada.

 

 

En la figura podemos ver la recta de carga superpuesta a la familia de curvas de salida, en la que

vemos varios puntos de interés, los que pasamos a explicar a continuación:

Para el cálculo de la recta de carga consideraremos al transistor en dos de sus estados: corte y

saturación.

En el estado de corte Ic es prácticamente cero, entonces podemos concluir que Vc = Vce, la que en

nuestro ejemplo es de 12 V. Entonces con Ic 0 V y Vce 12 V obtenemos el primer punto de la recta

de carga, al que llamamos P1 en la gráfica.

En el estado de saturación tenemos que Vce 0 V con lo que entonces podemos calcular el valor

de Ic que será Ic = Vc / Rc que en nuestro ejemplo da 12 V / 2000 = 6 mA. Al punto Vce = 0, Ic = 6

mA lo llamamos P2 en la gráfica.

Si unimos P1 y P2 obtendremos la recta de carga buscada.

Para obtener el punto de trabajo (Q) del transistor necesitamos saber Ib, de esta forma el punto Q

es el punto de intersección de la recta de carga con la curva correspondiente al valor de la

corriente que opera el transistor en ese instante (Ib).

La recta de carga puede ser diferente con cada transistor y cada punto de polarización.

Proyectando al punto Q sobre los ejes coordenados de la gráfica obtendremos los valores de Ic y

Vce, denominados en el gráfico como Ic1 y Vce1.

Comenzaremos ahora sí con los circuitos para polarizar a los transistores.

La tarea de estos polarizadores no es otra que la de hacer que a las distintas patas del transistor le

lleguen diferentes tensiones, pero a partir de una única fuente de alimentación, intentando,

además, hacer que el parámetro sea lo más estable posible, es decir, que no varíe con los

diversos factores externos que pueden llegar a alterar al mismo.

En la figura podemos ver varias de las configuraciones para polarizar al transistor:

 

 

El primer diagrama (A) muestra una configuración denominada polarización por división de tensión.

Las resistencias R1 y R2 forman un divisor de tensión, lo cual le da el nombre a la configuración.

Este tipo de polarización es uno de los más idóneos y el mejor para trabajar en la zona activa del

transistor.

En la parte B de la figura vemos otra forma de polarizador, denominada "polarización de base".

Ahora la corriente de base se obtiene a través de R1. Este tipo de polarización se utiliza en circuitos

que trabajan en conmutación, no siendo aconsejable su uso en transistores a los que se desea

trabajen en la zona activa.

La polarización que se muestra en C es denominada "polarización por realimentación de emisor" y

por medio de ésta logramos una mayor estabilidad del punto Q.

A la configuración mostrada en D se la llama "polarización por realimentación de colector".

Aplicaciones más usuales de los transistores:

Ya comentamos que al transistor se lo puede montar en emisor común (EC), base común (BC) o

colector común (CC). Cada una de estas configuraciones posee ventajas y desventajas una

respecto de las otras, siendo la de emisor común la mas recurrida a la vez que es la de mejor

respuesta en la mayor parte de las aplicaciones.

Cada configuración obtiene diferentes coeficientes de ganancia en tensión (GV), así como

diferentes impedancias tanto de entrada como de salida.

A continuación vemos un resumen de las principales características de cada uno de los tres

posibles montajes:

 

Montaje G. V. Desfasaje (V) Ze Zs

E. C. Alta 180º media media

B. C. Alta 0º baja alta

C. C. < 1 0º alta baja

 

El montaje en Base Común posee una mayor ganancia de tensión frente a los otros dos. También

tiene baja impedancia de entrada, lo que lo hace bastante inadecuado para operar en circuitos de

baja frecuencia (B. F.).

Con un montaje en Colector Común logramos una muy baja distorsión sobre la señal de salida y,

junto con el montaje en Base Común, es bastante idóneo a la hora de diseñar adaptadores de

impedancia.

Amplificación:

Es la aplicación práctica mas importante para la que se usan los transistores. El diagrama muestra

una etapa amplificadora en emisor común:

 

 

El transistor ha sido polarizado por medio de polarización por división de tensión.

Como sabemos, un capacitor en altas frecuencias se comporta como un cortocircuito mientras que

a bajas frecuencias la misma aumenta hasta comportarse como un circuito abierto para C.C.

Viéndolo desde este punto de vista conviene analizar al amplificador en dos etapas, una desde el

punto de vista de la C.A. y el otro desde el punto de vista de la C.C.

Con esta subdivisión podremos analizar al circuito mediante dos circuitos mas sencillos, con lo

cual, gracias a la teoría de la superposición, lo que ocurrirá será que la respuesta total resultará de

la suma de los datos obtenidos en los dos circuitos en que descompusimos al original.

Comenzaremos el análisis en el dominio de la C.C., para ello seguimos los siguientes pasos:

1º) Se cortocircuita el generador de entrada de alterna.

2º) Se consideran los capacitores como circuitos abiertos.

3º) Se analiza este circuito resultante.

Abriendo C1, C2 y C3 y cortocircuitando al generador de entrada en nuestro circuito obtenemos el

circuito resultante que vemos a continuación:

 

 

Ahora, y con las referencias ya explicadas, se procede a la resolución del circuito resultante. Con

estos datos obtenemos el punto de polarización (Q).

Para el análisis en C.A. recurrimos a las siguientes reglas:

1º) Se cortocircuita la fuente de tensión de C.C.

2º) Se considera a los capacitores como circuitos cerrados (cortocircuitos).

3º) Se estudia el circuito resultante.

En la figura vemos de que forma hemos procedido para obtener el circuito resultante:

 

 

Los capacitores han desaparecido del circuito haciéndose cortocircuitos, la resistencia R4

desaparece por estar en paralelo con un cortocircuito, las resistencias R1 y R3 están ahora en

paralelo, con lo cual obtenemos Ra. Con las resistencias de salida ocurre lo mismo, y obtenemos

Rb.

Para terminar con nuestro análisis debemos suponer que ahora aplicamos una señal al circuito y

veremos cómo varía el punto Q

En la figura vemos un ejemplo, donde se muestra el punto Q en ausencia de señal y cómo varía

con la aplicación de una señal de entrada.

 

 

Se ve que la señal Ie no es una correspondencia directa de la aplicada en la base del transistor

dado la curvatura de la gráfica de la característica del transistor.

Es importante verificar bien el lugar de ubicación del punto Q, dado que si queremos que el

transistor opere en la zona activa y polarizamos a éste en un punto Q cercano a la zona de

saturación, corremos el riesgo de que cuando le aplicamos una señal de entrada, Q se desplace

hacia la zona de saturación, dejando la zona activa. Para evitar este problema conviene analizar

siempre antes la variación de Q en nuestro transistor y verificar que no salga de la región donde

queremos que trabaje.

Otra familia de transistores muy importante es la de los de efecto de campo, de los cuales es parte

el FET. Los mismos realizan la función de control de la corriente mediante una tensión aplicada en

uno de sus terminales.

Están construidos con una zona semiconductora tipo P o N que une los dos terminales (Fuente y

Drenador), a esta región se la llama canal y sobre ésta existe otra con signo opuesto que se

conecta a la puerta, entre ambas se forma una unión PN o NP, según sea su topología. Este

conjunto está montado sobre un semiconductor con igual signo al de la puerta. Cuando se aplica

una tensión entre Drenador y Fuente, habrá circulación de corriente por el canal.

El control de dicha corriente se hará con una tensión variable que es aplicada a la puerta, ya que,

al aplicar dicha tensión, las uniones P-N se polarizan en forma inversa, haciendo que el canal se

haga más delgado y, por consiguiente, aumente la resistencia de éste, generando así una variación

de la corriente circulante por él.

Como esta corriente de Puerta será extremadamente débil debido a que se trata de una unión

polarizada en inversa, será posible variar la corriente que circula por el transistor sin que sea

necesario absorber corriente de él.

También la familia de transistores MOS o MOSFET (Metal, Oxido, Semiconductor) es parte de los

transistores de efecto de campo.

Este tipo de transistor es fabricado partiendo de un semiconductor tipo P en el que se difunden dos

regiones tipo N que forman la fuente y el Drenador, y, encima de la superficie de estos, se aplica

una capa de dióxido de silicio (SiO2), que tiene la propiedad de ser muy aislante, sobre la que está

situada la Puerta. Entre Fuente y Drenador también existirá un canal similar al del tipo FET, cuya

resistencia y anchura será controlada con la tensión de puerta.

En las curvas características de los transistores de efecto de campo se representa la corriente de

Drenador (ID) en función de la tensión aplicada entre Drenador y Fuente (VDS). Como en el caso de

la transferencia de los transistores bipolares, se traza una curva para cada uno de los valores de

VGS deseados. También en estas curvas se observan dos zonas; desde el origen la corriente crece

con la tensión, pero alcanzado cierto valor Vp, se hace constante y se forma a partir de allí la

segunda zona, a estas dos zonas se las llama región lineal a la primera y región de saturación a la

última.

Este tipo de transistores pueden ser utilizados en los circuitos en una disposición similar a la de los

bipolares, es decir: Fuente común, Puerta común y Drenador común, aunque la primera y la última

son las más utilizadas en la práctica.

CAPÍTULO 5

SÍMBOLOS DE LOS ELEMENTOS

 

En este capítulo veremos los símbolos utilizados para los distintos elementos que formarán parte

de un circuito electrónico. Dada la aplicación universal de estos materiales, a los efectos de poder

representar gráficamente cualquier diseño electrónico, de forma de que sea posible por las

personas que deban trabajar con él, se emplea un conjunto de símbolos normalizados que

permitan su compresión.

Para comenzar veremos la forma de representación de los cables y conexiones, lo cual se puede

apreciar en la figura 1.

 

figura 1

 

Para la representación de las resistencias se emplean dos representaciones, como se ve en  la

figura 2. Junto al símbolo se debe indicar el valor óhmico y la disipación de potencia.

 

figura 2

 

Los capacitores también tienen dos representaciones diferentes, según se trate de tipos con

polarización fija (electrolíticos) o sin ella (cerámicos, poliéster, etc.). En el primer caso se indicará la

polaridad en el símbolo. Además se anotará, junto a éste, el valor de la capacidad, así como la

tensión máxima de trabajo.

 

figura 3

Para las inductancias la simbología es la que se muestra en la figura 4, aquí también el valor de su

inductancia se coloca al lado del símbolo.

 

figura 4

 

Para los transformadores existen varias representaciones para el núcleo según se trate de hierro

ferrita o aire. El primario se sitúa generalmente a la izquierda mientras que los secundarios a la

derecha. Figura 5.

 

figura 5

 

Los diodos parten de un símbolo básico y añadiendo un cierto complemento gráfico se representan

los diferentes modelos que existen de este componente (figura 6). Al lado se puede escribir el tipo

concreto de que se trata.

 

figura 6

 

Los transistores, como puede observarse en la figura 7, son representados con diferentes símbolos

según las diferentes familias (bipolares, FET, MOSFET). En cualquier caso, la flecha que siempre

existe en uno de sus tres terminales indica el sentido de circulación de la corriente a través del

mismo, identificando así los tipos NPN y PNP y FET o MOSFET de canal N o P. Al lado del

símbolo se indicará el tipo de transistor de que se trate.

 

figura 7

 

Los símbolos de los tiristores se aprecian en la figura 8, éstos tienen dos símbolos según se traten

de elementos con una puerta o dos.

El triac presenta una única simbolización al ser un elemento no polarizado.

 

figura 8

 

Los interruptores y los conmutadores se pueden representar con los símbolos de la figura 9:

 

figura 9

En el relé se destacará la posición de reposo del mismo (Normal abierto o normal cerrado).

Para representar la tierra o masa se utilizan diferentes símbolos, pero todos son equivalentes entre

sí como se puede ver en la figura 10.

figura 10

Ahora veremos una serie de símbolos para diferentes componentes, los cuales no son tan

comunmente utilizados y poseen además una única forma de representarlos por lo que no

necesitamos hacer referencia a ellos, salvo en el caso de los osciladores de cristal que se

representan con dos símbolos, siendo ambos equivalentes.

 

CAPÍTULO 6

CIRCUITOS RECTIFICADORES Y FILTROS

 

Por medio de un circuito rectificador podemos obtener tensión continua partiendo de una tensión

alternada. Su uso práctico es muy extenso dada la gran cantidad de aparatos electrónicos (la

mayor parte de estos) que funcionan con corriente continua.

El elemento básico para la construcción de rectificadores es el diodo.

Rectificador de media onda:

El rectificador más simple de realizar es el de media onda, el cual puede observarse en la siguiente

figura:

 

 

Analizaremos que es lo que sucede en cada uno de los intervalos del 1 al 4.

En el primer intervalo (1), la tensión Vs está en el semiciclo positivo, de esta forma podemos

suponer que es positiva en A y negativa en B, recibiendo el diodo polarización directa (+ ánodo y -

cátodo), permitiendo que la corriente circule a través de él. Si medimos la tensión en la resistencia,

ésta será prácticamente igual a la tensión alterna de entrada Vs obteniéndose el semiciclo positivo

indicado con 1 en Vcc.

En el intervalo 2 la polaridad de la tensión Vs se ha invertido, de esta forma es negativa en A y

positiva en B, polarizando al diodo en sentido inverso con lo cual el mismo no conducirá y

provocará una tensión prácticamente nula en bornes de la resistencia, obteníendose así el

semiciclo nulo indicado con 2 en Vcc.

Prosiguiendo con el mismo análisis en los intervalos 3 y 4 se obtiene el diagrama completo para

Vcc.

De esta forma hemos obtenido la tensión Vcc, que es Vs rectificada cada media onda, dejando

pasar solamente el semiciclo positivo de ésta.

Esta forma de rectificado no es la mas conveniente dado que se está desperdiciando un semiciclo

de la señal de alterna y si se desea un posterior rectificado para obtener una contínua pura será

muy difícil de lograrlo dada la gran asimetría de esta.

Rectificador de onda completa:

Un método mejor es el que muestra la siguiente figura:

   

En este circuito se han utilizado dos diodos rectificadores conectados con un transformador con

toma intermedia, la cual es conectada a masa.

La forma en que este rectificador trabaja es muy similar a la anterior, y las tensiones en las

distintas partes del mismo son las que se muestran en la figura:

 

 

Como se ve, al diodo D1 se le aplica la tensión V12 y de la forma ya vista en el rectificador anterior

nos dá una tensión de salida Vs como se ve en la gráfica de Vs1.

Al diodo D2 se le aplica la tensión V32 y entonces tenemos a la salida la tensión graficada Vs2.

La tensión de salida Vs es la suma de ambas y se ve en la gráfica de Vs.

Pero éste sigue siendo un método poco utilizado ya que se debe disponer de un transformador con

toma intermedia.

La figura siguiente muestra el diseño de un rectificador que no utiliza un transformador con toma

intermedia, por lo cual es el de mayor utilización.

 

A este tipo de rectificadores se lo denomina rectificador tipo puente.

 

Ya hemos visto el principio del funcionamiento de los rectificadores, ahora veremos de que forma a

la señal rectificada se la filtra para obtener una contínua pura.

PROBADOR DE CONTINUIDAD

Al encenderse el led L1 indicará continuidad entre las puntas de prueba. La corriente de prueba es

sumamente baja por lo que no nos implicará riesgo alguno para la integridad de los circuitos y

componentes probados.

Lista de componentes

Resistencias Capacitores Semiconductores Varios

- R1 - 220 K ohms

- R2 - 2,2 K ohms

- R3 - 120 ohms

- C1 - 10 uF - L1 - Led de cualquier

clase

- Q1, Q2 - Transistores

BC548

TÉCNICAS PARA LA CONSTRUCCIÓN DE

CIRCUITOS IMPRESOS

 

Para la realización de un montaje práctico deberemos tener conocimiento acerca de algunos pasos

a seguir y otros tantos detalles que nos ayudarán a evitar la rotura de los componentes a montar,

con su correspondiente pérdida de dinero y tiempo.

Lo primero que debemos saber es el orden en que desarrollaremos nuestro trabajo, lo cual, una

vez elegido el proyecto que vamos a realizar, deberemos estar seguros de no realizar acciones que

sean contraproducentes con el normal desarrollo de nuestra tarea.

El circuito impreso:

Comenzaremos con la construcción del circuito impreso, esto lógicamente, luego de ya tener todos

los elementos necesarios para la construcción del mismo.

El primer paso para la realización de un circuito es el diseño o dibujo sobre el papel de la

interconexión, es decir, de la disposición geométrica que han de tener los conductores o pistas que

unirán eléctricamente los diferentes componentes. Esta fase es de gran importancia y requiere

dedicarle todo el tiempo necesario ya que cualquier error que se cometa se traducirá después en

un problema que será difícil de eliminar sobre el circuito ya terminado.

El diseño se realiza asignando los espacios que ocuparán los componentes, teniendo en cuenta las

dimensiones de los mismos. Una vez realizado esto procederemos a dibujar las pistas de

interconexión, con la precaución lógica de que no pueden cruzarse. Si el circuito es monocara, los

cruces de conductores deberán realizarse mediante puentes de hilo situados en la cara de montaje

de componentes, en cambio si el circuito es doble cara, los cruces se realizarán mediante pistas en

la misma cara que en el anterior caso.

Con el diseño ya realizado procederemos a obtener un negativo fotográfico a tamaño natural y en

los circuitos momocara cubriremos por la cara del cobre con una emulsión fotosensible y se sitúa

sobre ella el negativo con la imagen del diseño obtenido anteriormente, exponiendo luego el

circuito a la luz, para lo cual se emplean lámparas especiales de alta luminosidad o directamente la

luz solar. En esta fase se impresionarán únicamente las zonas expuestas a la luz, del negativo, es

decir, las pistas conductoras.

A continuación se procederá al revelado, durante el cual se eliminarán las zonas donde la emulsión

fotográfica no haya sido impresionada, quedando protegidas únicamente las vías conductoras.

Si no poseemos de un negativo fotográfico podremos realizar la tarea a mano dibujando las pistas

con tinta indeleble directamente sobre la cara de cobre, esta acción no es la mejor ni la más

recomendable dado que no se alcanza el nivel de terminado que se logra utilizando el negativo

fotográfico, además deberemos tener cuidado de que la tinta seque bien antes de continuar con el

siguiente paso.

Después de completar el proceso fotográfico (o manual) se somete al circuito a un  ataque químico

con el fin de eliminar el cobre de las zonas no cubiertas, empleándose para ello una disolución de

cloruro férrico en agua.

Esta tarea se realizará colocando el ácido en un recipiente plástico o de vidrio y calentándolo a

Baño María hasta que alcance la temperatura de 45ºC, colocándose dentro la placa mediante la

cual vamos a obtener nuestro circuito impreso.

Una vez obtenida la imagen deseada sobre el laminado, habiendo desaparecido las zonas de

cobre no útiles, procedemos a eliminar la emulsión fotográfica de las pistas con un disolvente (si lo

realizamos con tinta indeleble limpiaremos las pistas con un algodón embebido en alcohol),

después se deja secar el circuito y se pasa a la fase de taladro de todos los puntos donde se

insertarán los terminales de los componentes.

Montaje de los componentes:

Una vez que tenemos el circuito impreso ya construido, deberemos proceder al montaje de los

componentes, para esto es necesario realizarles una preparación previa con el fin de facilitar su

inserción en el circuito como así también su posterior soldadura.

Esta preparación previa se realiza con objeto de adaptar, lo mejor posible, la forma y dimensiones

de cada componente al espacio físico que va a disponer sobre el circuito. A dicha tarea la

denominaremos preformado de los componentes.

A partir del preformado nos podremos evitar riesgos de roturas de terminales, cortocircuitos

accidentales, y cualquier otro problema que pueda surgir en un montaje cuando no  tenemos en

cuenta estas precauciones.

Los componentes de dos terminales se pueden clasificar en: componentes con terminales axiales y

componentes con terminales radiales. Los primeros presentan los terminales de salida situados

sobre los extremos del cuerpo y alineados con éste, formando una línea imaginaria que pasaría por

su centro geométrico, los segundos poseen sus terminales en forma perpendicular al cuerpo en los

extremos de éste.

Los elementos del segundo grupo no necesitarán preformado si las perforaciones en el circuito

impreso coinciden con la separación entre los terminales, caso contrario será necesario realizar un

preformado. Los del primer grupo requieren que siempre se realice el preformado.

Para realizar esta acción es necesario conocer previamente a qué distancia deben doblarse los

terminales para su inserción en el circuito impreso, ello requiere realizar la medida de la distancia

entre las perforaciones para el montaje, pudiéndose realizar la misma con un calibre o con una

regla graduada en milímetros. Los componentes con terminales axiales se montarán paralelos al

circuito impreso y generalmente apoyados sobre él, al realizar el preformado deberá procurarse

que la referencia o valor del componente que aparezca en el cuerpo quede visible para facilitar así

una rápida identificación después de su inserción en el circuito.

El doblado de los terminales se puede realizar a mano o con algunas herramientas especiales para

este trabajo.

Cuando se haga a mano se deberán tener presente un conjunto de precauciones para evitar la

rotura del componente:

El doblado se realizará con un alicate de puntas finas haciendo presión en el punto de doblado

teniendo especial cuidado en no hacerle fuerza al elemento en sí, sino solamente sobre el

terminal.

No se ejercerá fuerza sobre la zona de unión del cuerpo con el terminal, ya que se podría

desprender éste.

No deberá quedar el doblado en un exagerado ángulo recto, sino que se tratará de dar una

pequeña curvatura, evitándose así debilitar al alambre en ese punto.

Se tratará de tener una cierta estética en el montaje realizando el preformado en forma

simétrica con respecto al cuerpo.

Se deberá dejar una pequeña porción de terminal entre el cuerpo y el punto de doblado.

Existe una herramienta especial para realizar esta tarea denominada conformador de

componentes, en la que, una vez ajustada la distancia entre los dos puntos de doblado, se realiza

toda la operación en solo paso evitándose de esta manera todos los riesgos mencionados con

anterioridad.

Los componentes con terminales de salida radiales se pueden montar directamente y presentan

generalmente sus terminales ya cortados a la longitud adecuada, sin embargo a veces es preciso

realizar un conformado, cuando la distancia entre sus salidas no coincide con la separación entre

los agujeros del circuito impreso. En este caso se procederá a medir la distancia entre agujeros y

realizar en forma manual el doblado de los terminales a la distancia medida.

Es muy importante realizarles a los componentes un estañado previo con el fin de facilitar su

posterior soldadura, y mas aún si las superficies a soldar se encuentran sucias o presentan algo de

óxido. Para realizar el estañado previo se podrá utilizar el soldador, aplicando directamente con la

punta del mismo una pequeña cantidad de estaño que será distribuido uniformemente sobre el

terminal, se deberá evitar que la capa de estaño sea muy gruesa dado que esto dificultará la

inserción del componente en el circuito impreso.

Componentes de mayor potencia:

Antes de proceder al montaje deberemos identificar aquellos elementos del circuito que sean

capaces de producir durante el funcionamiento una cierta radiación de calor por estar sometido a

condiciones de uso que les obliguen a disipar una determinada potencia.

Estos elementos pueden ser las resistencias cuya potencia sea mayor a 1/2 watt y también algunos

transistores de media o alta potencia.

Con todos estos elementos se procurará mantener una separación mínima de

5 mm ya que en caso contrario se puede llegar a dañar al mismo.

Si se presentan resistencias de alta potencia con un cuerpo relativamente grande y con sus dos

salidas ubicadas en el mismo extremo del cuerpo, se utilizarán unos soportes metálicos especiales

que aseguren su fijación mecánica e impidan cualquier movimiento que pueda llegar a romper los

terminales.

Montaje de los alambres y cables:

El alambre "desnudo" o "pelado" que se va a emplear para enlazar sobre el circuito impreso los

puntos que lo requieran, se cortará con alicate a la medida necesaria, realizándoles un doblado en

sus extremos de la misma forma que vimos para los terminales de los componentes, obteniendo

así los puentes aptos para su montaje.

A los cables de conexión entre circuitos impresos o entre éstos con los componentes situados

fuera del mismo, deberemos cortarlos a la longitud precisa, pelando luego sus extremos en una

longitud de 4 o 5 mm con un alicate o tenaza de pelar.

Para pelar un cable se deben tener en cuenta las siguientes recomendaciones:

- El alicate deberá estar perfectamente ajustado al diámetro del conductor para que únicamente se

corte la cubierta y evitemos dañar a éste en forma inadvertida.

- No deberá quedar dañado el conductor en ningún punto, para evitar riesgos posteriores de

roturas.

- Se evitará dejar restos de la cubierta en la zona que hemos pelado, evitando así posteriores

problemas con la soldadura.

Para el tratamiento de los cables coaxiles, una vez que se ha realizado el pelado de la cubierta

externa, se separará la malla trenzada que forma el conductor exterior, agrupando todos los hilos

de ésta en un punto y quedando al descubierto el conductor interno. Ahora se realizará un segundo

pelado sobre la cubierta del conductor interno, procurando dejar una cierta longitud de cubierta que

garantice el aislamiento del otro conductor.

En caso de tratarse de un cable paralelo de dos conductores, primero los separaremos una

distancia apropiada para luego realizar las operaciones ya explicadas.

Montaje de los disipadores térmicos:

Estos se colocan generalmente a algunos componentes y fundamentalmente a semiconductores.

Este radiador se situará sobre el componente, antes del montaje de éste sobre el circuito impreso.

Cuando sea posible se procurará que el conjunto componente-radiador quede sujeto

mecánicamente al circuito a través del mismo tornillo, conformando los terminales de una forma

adecuada y añadiendo un separador de la altura suficiente para conseguir un aislamiento de la

placa, realizando esto en un material que no trasmita el calor.

Hay algunos modelos de transistores y tiristores de potencia cuyo montaje se realiza diréctamente

sobre un radiador lo suficientemente grande para que sea capaz de evacuar el calor producido.

Para su instalación se emplea una lámina de mica que aísla el cuerpo del transistor del radiador, y

unas arandelas y tubos aislantes con los que se consigue el mismo efecto, sobre los tornillos de

fijación y los terminales de salida.

Normalmente el transistor y su disipador son montados separados del circuito impreso y se sitúan

en una zona del equipo que disponga de ventilación, para así poder evacuar el calor generado.

A partir de estos breves conceptos tratados hasta aquí, estamos en condiciones de realizar

cualquiera de los montajes prácticos explicados en su respectiva sección.

En ellos se incluyen, en caso de serlas necesarias, otras indicaciones que hay que tener en cuenta

para el armado del circuito.

PROBADOR DE SCR´s

Con este sencillo circuito podremos ver si un SCR está en buen estado o no. Si está en buen

estado se encenderá el led 1 al presionar el pulsador S. Si está en corto se encenderán los dos

leds incluso sin presionar a S, y si está en abierto no hará encender a ningún led. Este tipo de

circuito sirve también para los SCR del tipo 106, pero no para los de altas corrientes de

mantenimiento.

 

Lista de componentes

Resistencias Capacitores Semiconductores Varios

- R1, R3, R4 - 1 K ohms

- R2 - 100 ohms, 5 W

- C1 - 100 nF - L1, L2 - Led´s de

cualquier clase

- D1 - Diodo 1N4002

- T1 - Transformador con

salida 15 a 20 V, 100 mA.

- S - Pulsador

MONTAJE DE LOS COMPONENTES

Una vez que tenemos el circuito impreso ya construido, deberemos proceder al montaje de los

componentes, para esto es necesario realizarles una preparación previa con el fin de facilitar su

inserción en el circuito como así también su posterior soldadura.

Esta preparación previa se realiza con objeto de adaptar, lo mejor posible, la forma y dimensiones

de cada componente al espacio físico que va a disponer sobre el circuito. A dicha tarea la

denominaremos preformado de los componentes.

A partir del preformado nos podremos evitar riesgos de roturas de terminales, cortocircuitos

accidentales, y cualquier otro problema que pueda surgir en un montaje cuando no  tenemos en

cuenta estas precauciones.

Los componentes de dos terminales se pueden clasificar en: componentes con terminales axiales y

componentes con terminales radiales. Los primeros presentan los terminales de salida situados

sobre los extremos del cuerpo y alineados con éste, formando una línea imaginaria que pasaría por

su centro geométrico, los segundos poseen sus terminales en forma perpendicular al cuerpo en los

extremos de éste.

Los elementos del segundo grupo no necesitarán preformado si las perforaciones en el circuito

impreso coinciden con la separación entre los terminales, caso contrario será necesario realizar un

preformado. Los del primer grupo requieren que siempre se realice el preformado.

Para realizar esta acción es necesario conocer previamente a qué distancia deben doblarse los

terminales para su inserción en el circuito impreso, ello requiere realizar la medida de la distancia

entre las perforaciones para el montaje, pudiéndose realizar la misma con un calibre o con una

regla graduada en milímetros. Los componentes con terminales axiales se montarán paralelos al

circuito impreso y generalmente apoyados sobre él, al realizar el preformado deberá procurarse

que la referencia o valor del componente que aparezca en el cuerpo quede visible para facilitar así

una rápida identificación después de su inserción en el circuito.

El doblado de los terminales se puede realizar a mano o con algunas herramientas especiales para

este trabajo.

Cuando se haga a mano se deberán tener presente un conjunto de precauciones para evitar la

rotura del componente:

- El doblado se realizará con un alicate de puntas finas haciendo presión en el punto de doblado

teniendo especial cuidado en no hacerle fuerza al elemento en sí, sino solamente sobre el terminal.

- No se ejercerá fuerza sobre la zona de unión del cuerpo con el terminal, ya que se podría

desprender éste.

- No deberá quedar el doblado en un exagerado ángulo recto, sino que se tratará de dar una

pequeña curvatura, evitándose así debilitar al alambre en ese punto.

- Se tratará de tener una cierta estética en el montaje realizando el preformado en forma simétrica

con respecto al cuerpo.

- Se deberá dejar una pequeña porción de terminal entre el cuerpo y el punto de doblado.

Existe una herramienta especial para realizar esta tarea denominada conformador de

componentes, en la que, una vez ajustada la distancia entre los dos puntos de doblado, se realiza

toda la operación en solo paso evitándose de esta manera todos los riesgos mencionados con

anterioridad.

Los componentes con terminales de salida radiales se pueden montar directamente y presentan

generalmente sus terminales ya cortados a la longitud adecuada, sin embargo a veces es preciso

realizar un conformado, cuando la distancia entre sus salidas no coincide con la separación entre

los agujeros del circuito impreso. En este caso se procederá a medir la distancia entre agujeros y

realizar en forma manual el doblado de los terminales a la distancia medida.

Es muy importante realizarles a los componentes un estañado previo con el fin de facilitar su

posterior soldadura, y más aún si las superficies a soldar se encuentran sucias o presentan algo de

óxido. Para realizar el estañado previo se podrá utilizar el soldador, aplicando directamente con la

punta del mismo una pequeña cantidad de estaño que será distribuido uniformemente sobre el

terminal, se deberá evitar que la capa de estaño sea muy gruesa dado que esto dificultará la

inserción del componente en el circuito impreso.

Componentes de mayor potencia:

Antes de proceder al montaje deberemos identificar aquellos elementos del circuito que sean

capaces de producir durante el funcionamiento una cierta radiación de calor por estar sometido a

condiciones de uso que les obliguen a disipar una determinada potencia.

Estos elementos pueden ser las resistencias cuya potencia sea mayor a 1/2 watt y también algunos

transistores de media o alta potencia.

Con todos estos elementos se procurará mantener una separación mínima de

5 mm ya que en caso contrario se puede llegar a dañar al mismo.

Si se presentan resistencias de alta potencia con un cuerpo relativamente grande y con sus dos

salidas ubicadas en el mismo extremo del cuerpo, se utilizarán unos soportes metálicos especiales

que aseguren su fijación mecánica e impidan cualquier movimiento que pueda llegar a romper los

terminales.

Montaje de los alambres y cables:

El alambre "desnudo" o "pelado" que se va a emplear para enlazar sobre el circuito impreso los

puntos que lo requieran, se cortará con alicate a la medida necesaria, realizándoles un doblado en

sus extremos de la misma forma que vimos para los terminales de los componentes, obteniendo

así los puentes aptos para su montaje.

A los cables de conexión entre circuitos impresos o entre éstos con los componentes situados

fuera del mismo, deberemos cortarlos a la longitud precisa, pelando luego sus extremos en una

longitud de 4 o 5 mm con un alicate o tenaza de pelar.

Para pelar un cable se deben tener en cuenta las siguientes recomendaciones:

- El alicate deberá estar perfectamente ajustado al diámetro del conductor para que únicamente se

corte la cubierta y evitemos dañar a éste en forma inadvertida.

- No deberá quedar dañado el conductor en ningún punto, para evitar riesgos posteriores de

roturas.

- Se evitará dejar restos de la cubierta en la zona que hemos pelado, evitando así posteriores

problemas con la soldadura.

Para el tratamiento de los cables coaxiles, una vez que se ha realizado el pelado de la cubierta

externa, se separará la malla trenzada que forma el conductor exterior, agrupando todos los hilos

de ésta en un punto y quedando al descubierto el conductor interno. Ahora se realizará un segundo

pelado sobre la cubierta del conductor interno, procurando dejar una cierta longitud de cubierta que

garantice el aislamiento del otro conductor.

En caso de tratarse de un cable paralelo de dos conductores, primero los separaremos una

distancia apropiada para luego realizar las operaciones ya explicadas.

Montaje de los disipadores térmicos:

Estos se colocan generalmente a algunos componentes y fundamentalmente a semiconductores.

Este radiador se situará sobre el componente, antes del montaje de éste sobre el circuito impreso.

Cuando sea posible se procurará que el conjunto componente-radiador quede sujeto

mecánicamente al circuito a través del mismo tornillo, conformando los terminales de una forma

adecuada y añadiendo un separador de la altura suficiente para conseguir un aislamiento de la

placa, realizando esto en un material que no trasmita el calor.

Hay algunos modelos de transistores y tiristores de potencia cuyo montaje se realiza diréctamente

sobre un radiador lo suficientemente grande para que sea capaz de evacuar el calor producido.

Para su instalación se emplea una lámina de mica que aísla el cuerpo del transistor del radiador, y

unas arandelas y tubos aislantes con los que se consigue el mismo efecto, sobre los tornillos de

fijación y los terminales de salida.

Normalmente el transistor y su disipador son montados separados del circuito impreso y se sitúan

en una zona del equipo que disponga de ventilación, para así poder evacuar el calor generado.

A partir de estos breves conceptos tratados hasta aquí, estamos en condiciones de realizar

cualquiera de los montajes prácticos explicados en su respectiva sección.

En ellos se incluyen, en caso de serlas necesarias, otras indicaciones que hay que tener en cuenta

para el armado del circuito.

TEST DE GANANCIA PARA TRANSISTORES

 

Con el armado de este circuito podremos analizar el estado de transistores y semiconductores en

general, el mismo nos indicará la ganancia de un transistor con bastante aproximación.

Modo de uso: La indicación de la ganancia del transistor bajo prueba se indica con el encendido de

un diodo led, si en la primera escala se enciende el led que indica ganancia de 250 entonces

podremos afirmar que ésta es superior a 250 e inferior a 300, si enciende el led que indica una

ganancia de 500 entonces deberemos pasar a la segunda escala para ver si la ganancia no es

superior (por ejemplo 700 u 800).

El cambio de escala se hace con el doble interruptor S2/A - S2/S3, estando en la escala que indica

un beta comprendido entre 50 y 500 si no se cortocircuitan R1 - R4 y en la escala que indica un

beta entre 100 y 1000 cuando se cortocircuiten R1 y R4.

Con P1 y P2 se ajustan las corrientes a aplicar en las bases de los transistores a prueba. Para el

ajuste de los trimpots se puede utilizar un téster en la escala de 200 uA en CC, alimentar el

probador y conectar la punta negativa al borne "E" y la punta positiva al "B" del transistor NPN y

girar el potenciómetro P1 hasta lograr una medida de aproximadamente 10 uA; luego colocar la

punta negativa al terminal "B" y la positiva al "E" del transistor PNP y girar el trimpot P2 hasta lograr

una corriente de 1 uA.

Si deseamos probar un transistor del cual no sabemos cuáles son las patas EBC comenzaremos

por insertar los terminales al azar y posteriormente cambiarlos hasta lograr una combinación que

haga encender los led´s. Si no logramos hacer encender ningún led deberemos cambiar a los otros

terminales, es decir que si lo estamos probando en los terminales PNP pasaremos a los NPN o

viceversa, y si de esta manera tampoco logramos que se encienda algún led entonces esta

situación nos indicará que el transistor tiene una ganancia inferior a 50 o que está quemado.

Por último, si estamos probando un transistor NPN en los terminales de prueba PNP  no se

encenderá ningún led.

 

Lista de componentes

Resistencias Capacitores Semiconductores Varios

- R1, R2, R3, R4 - 220

ohms

- R5, R6 - 33 K ohms

- R7, R9, R13, R14, R16 -

47 K ohms

- R8, R11, R12, R15 - 100

K ohms

- R10 - 12 K ohms

- P1, P2 - Potenciómetros

50 K ohms

- C1, C2 - 47 nF

- C3, C4 - 100 nF

- C5 - 100 uF, 25 V

- L1 a L10 - Diodos leds 5

mm, Rojos

- CI1 - LM 358

- CI2 - LM 3914

- Q1 - Transistor PNP

BC527

- Q2 - Transistor NPN

BC537

- D1, D2, D3, D4 - Diodos

1n4148

- S1 - Interruptor simple

- S2, S3 - Inversor simple

CIRCUITOS DE PRUEBA DE COMPONENTES

Es de destacar que todos estos circuitos no nos servirán para determinar el grado de buen

funcionamiento de los componentes sino que solamente indicarán si el mismo sirve o no, es decir

que nos revelarán si el circuito bajo prueba está en corto circuito o circuito abierto.

Si deseamos obtener el beta de un transistor PNP o NPN deberemos utilizar el circuito que se

muestra en Test de ganacia para transistores

También es posible obtener la polaridad de una tensión con el circuito indicador de polaridad, y

probar la continuidad de un circuito o componente con el circuito probador de continuidad.

Para probar los SCR´s podremos utilizar el siguiente probador de SCR´s.

Circuito para prueba de diodos rectificadores de silicio:

Mediante este circuito podremos ver si un diodo rectificador de silicio apto para 220 V rectifica o no.

Si el diodo que estamos probando se halla en buenas condiciones, bajo las condiciones indicadas

en la figura 1, la lámpara encederá a medio brillo y al cerrarse la llave, la lámpara aumentará su

intensidad de brillo.

Figura 1

Si no se produce un cambio de luminosidad quiere decir que el diodo está en cortocircuito, es decir

que la lámpara recibió 220 V en todo momento. En cambio, si la lámpara no se encendió con la

llave abierta y si lo hizo cuando esta se cerró, esto nos indica que el diodo es un circuito abierto.

Circuito para prueba de diodos rectificadores de silicio de baja tensión:

También con este circuito podremos ver si el diodo rectifica o no. Se exceptúan los diodos 1N34A,

1N270 y 1N914, para los cuales el circuito es el de la figura 3.

Cuando se conecta un diodo como lo indica la figura 2, conectando la fuente de tensión con la

polaridad indicada, el foquito deberá encenderse; cuando la polaridad de la batería es invertida, el

foco ya no se encenderá, de esta manera nos estará indicando que el diodo rectifica.

Figura 2

Al igual que en el caso anterior, si el foquito se enciende, independientemente de la polaridad de la

batería, el diodo estará en corto circuito. En cambio, si la lámpara no enciende con ninguna

polaridad, el diodo está funcionando como un circuito abierto.

Cuando se quiere probar un diodo tipo 1N34A, 1N270 ó 1N914, como ya lo hemos mencionado, se

utilizará el circuito de la figura 3, cuando se conecta al diodo entre los terminales 1 y 3 con el ánodo

al terminal 1, la lámpara se encenderá cuando el diodo esté en buenas condiciones, invirtiendo al

diodo, el foquito debe apagarse, si éste permanece encendido en ambas conexiones, quiere decir

que el diodo está en cortocircuito, si, por el contrario, no enciende en ninguna de las dos

conexiones, éste está en circuito abierto.

Figura 3

Probador de transistores bipolares:

En la figura 4 apreciamos un probador para transistores bipolares, las conexiones están echas para

un transistor n-p-n. Al conectar la resistencia al terminal positivo de la batería, el foco debe

encenderse cuando el transistor funciona correctamente, pero si cambiamos la posición de la

resistencia al terminal negativo de la fuente, el foco debe apagarse. Si se desean probar

transistores tipo p-n-p habrá que invertir la polaridad de la batería para obtener los mismos

resultados.

Figura 4

En caso de no contar con estos circuitos, o de querer realizar una verificación rápìda antes de

conectarlos en un circuito se pueden medir las resistencias entre los electrodos. Los valores típicos

entre dos electrodos cualesquiera son muy altos (más de 10 Kohms) en una dirección, y mucho

menores en la otra (100 ohms o menos entre emisor y base o colector y base y aproximadamente

1000 ohms entre emisor y colector).

Probador de rectificadores controlados de silicio:

El montaje de la figura 5 es apto solamente para rectificadores capaces de soportar tensiones

inversas de 220 V. Cuando se cierra la llave circula una corriente de 40 mA aproximadamente por

la lámpara, el resistor y la llave, la cual es insuficiente para encender la lámpara. Al abrir la llave la

lámpara encenderá a medio brillo. Si la lámpara enciende a pleno brillo quiere decirse que el

rectificador está en cortocircuito, y por el contrario, si la lámpara no enciende al operar la llave el

rectificador está en circuito abierto.

Figura 5

Para transistores del tipo MOS no hay circuitos de prueba del tipo SI-NO, solamente se sabrá el

buen funcionamiento de los mismos observando su comportamiento en un circuito determinado.

Para los circuitos integrado tampoco se cuenta con este tipo de circuitos de prueba, una buena

forma de comprobar el buen funcionamiento de los mismos es mediante la hoja de datos de los

mismos, de donde podremos obtener información acerca de las tensiones en las patas de los

circuitos integrados una vez instalados en el circuito y funcionando el mismo satisfactoriamente.

LOCALIZACIÓN DE FALLAS EN LOS CIRCUITOS

Antes de encender el circuito por primera vez es conveniente realizar algunas verificaciones al

mismo a fin de determinar su correcto funcionamiento y evitar daños en los componentes.

Las principales verificaciones a realizar son:

1. Verificar que el cableado concuerda con el diagrama del diseño que estamos realizando.

2. Medir la carga y comprobar su tipo correcto.

3. Realizadas estas verificaciones nos dispondremos a conectar la alimentación al circuito, si el

mismo no funciona deberemos comprobar lo siguiente:

4. Desconectar la alimentación de entrada y verificar nuevamente el cableado, pero ahora en

busca de cortocircuitos, deberemos prestar especial atención a la polaridad de los capacitores

electrolíticos y los rectificadores de silicio.

5. Si no encontramos ningún cortocircuito la causa más probable de falla suele ser un circuito

abierto, pudiendo haber sido causado por una conexión incorrecta. Esta tarea la podremos

realizar con un simple tester o multímetro que mida continuidad, revisando todas las

soldaduras para verificar que hayan sido correctamente realizadas y también la continuidad de

las pistas del circuito impreso ya que puede suceder que alguna de estas esté en circuito

abierto.

6. Medir las tensiones y resistencias para determinar la sección de falla. En caso de sospecharse

de que alguno de los componentes activos (transistores, diodos, etc.) esté funcionando mal

podremos utilizar los circuitos de prueba de componentes realizados en esta misma sección.

7. Si resultara que todos los componentes activos están en buenas condiciones, habrá que

examinar los pasivos (resistencias y capacitores), buscando cortocircuitos o pérdidas y

discontinuidad.

8. Si el circuito funciona pero no obtenemos el rendimiento deseado la falla puede estar en que el

valor actual de los componentes no se corresponde con el especificado, siendo algo mayor o

algo menor, esto provoca que si todos, o la mayoría de los componentes, están fuera de

tolerancia en un sentido, la suma de todas estas pequeñas diferencias en resistencias y

capacitancias individuales puedan afectar en forma significativa el funcionamiento del circuito.

Una forma de solucionar esto puede ser cambiando las resistencias o capacitores por otros

cuya tolerancia sea menor (remítase al capítulo 1 del manual de electrónica, en el cual se hace

observación de los componentes pasivos y sus tolerancias), también se podrá cambiar a estos

componentes por otros de un valor más alto o más bajo.

El éxito en la verificación de fallas depende de la experiencia y conocimiento del operador, dado

que muchas de estas fallas pasarían inadvertidas a un principiante o si no se ha estudiado el

circuito con la suficiente minusciosidad como para poder detectar donde está fallando el circuito.

INDICADOR DE POLARIDAD

Este es un muy sencillo circuito tanto para realizar como para utilizar, en el mismo si la tensión de

entrada es positiva se encenderá el led 1 y si es negativa se enciende el led 2. Los leds pueden ser

de diferente color a fin de evitar confusiones y para tener una mejor interpretación del circuito. La

fuente de alimentación deberá ser una fuente simétrica y por medio del potenciómetro podremos

regular el punto en el que, al faltar la tensión de entrada, los dos leds permanecen apagados.

 

Lista de componentes

Resistencias: Capacitores: Semiconductores Varios

- R1 - 10 K ohms

- R2 - 100 K ohms

- R3 - 680 ohms

- R4 - 68 ohms

- P1 - Potenciómetro 10 K

ohms

- IC1 - 741

- L1, L2 - Leds comunes