SEMICONDUCTORES También llamados componentes de estado

SEMICONDUCTORES
También llamados componentes de estado sólido, son aquellos que se fabrican
con material semiconductor como el silicio o el germanio.
DIODOS
SCR (RECTIFICADOR CONTROLADO DE SILICIO)
TRIACS
TRANSISTORES
SEMICONDUCTORES OPTICOS
DIODOS
Los diodos, conocidos generalmente
como rectificadores, son puertas de una
sola vía. Ellos sólo permiten el paso de
la corriente en un solo sentido.
Estos encuentran aplicación en la
conversión de corriente alterna (CA), en
corriente continua o directa (CD).
Símbolo del diodo.
La dirección de la corriente es siempre en
sentido contrario a donde apunta la flecha.
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La corriente se mueve de un polo
negativo a uno positivo. El lado del
símbolo que tiene la flecha indica el
terminal negativo o Cátodo, y al otro
lado el positivo o Ánodo. También se
indica con un borde recortado
diagonalmente o con alguna otra
marca especial. El diodo debe
conectarse en la posición correcta y al
igual que un condensador electrolítico tiene polaridad.
Los diodos se clasifican por su capacidad de manejar determinada corriente y
voltaje. Un diodo de 1 Amperio y 200 Voltios, puede soportar hasta un amperio
de corriente y 200 voltios de potencia. Si alguno de estos factores se aumenta,
se destruye el diodo y probablemente el circuito que lo contenga.
LED (DIODO EMISOR DE LUZ)
Un LED o diodo emisor de luz, es un tipo especial de diodo que
produce luz cuando circula corriente a través de él. Vienen en
colores, siendo el rojo el más usado. Es importante recordar
que el LED, como todos los diodos, tiene polaridad. El Cátodo
se indica generalmente por un borde plano o por un terminal
más corto que el otro.
SCR (Rectificador Controlado de Silicio)
El SCR es un suiche electrónico, que se cierra cuando se le aplica un voltaje
positivo en su compuerta o "Gate".
Un SCR es un diodo, pero con
una diferencia. Al igual que un
diodo tiene cátodo y ánodo, y deja
pasar la corriente en un solo
sentido, además tiene un terminal
adicional llamado compuerta o
"Gate".
La compuerta se utiliza para
empujar o disparar el SCR al
estado de conducción. Solamente
cuando la compuerta recibe un
voltaje positivo, conduce el SCR. Después, aunque se suspenda ese voltaje, el
SCR continúa en conducción. La única manera de suspender la conducción, es
retirar o cambiar la polaridad del voltaje positivo que hay en el ánodo.
Como los diodos, los SCR's están clasificados en términos de su capacidad de
manejar corriente y voltaje. Por ejemplo el GE106B1 tiene una capacidad de 2
Amperios y 200 Voltios.
Los SCR's se utilizan en una gran cantidad de circuitos, desde alarmas contra
ladrones hasta equipos de luces rítmicas y secuenciales.
Símbolo del SCR.
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los demás símbolos
TRIACS
Un Triac es equivalente a dos SCR's conectados en paralelo. Su
funcionamiento es similar a estos y se utilizan como "suiches electrónicos" para
encender o controlar cargas eléctricas que se manejen con corriente alterna.
El triac está fabricado con cinco capas de material
semiconductor. Este componente tiene 3 terminales que se
denominan MT1, MT2 y compuerta o "Gate".
El Triac se utiliza como suiche electrónico, reemplazando
con muchas ventajas a los relés y otro tipo de interruptores
mecánicos, ya que por no tener partes móviles como los
contactos metálicos, no sufre desgaste durante su
operación. Además su operación es muy rápida.
Símbolo del SCR.
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símbolos
Los terminales MT1 y MT2 son los terminales de unión para cerrar el circuito.
Cuando se aplica una señal al terminal de control llamado compuerta o "Gate",
se cierran los contactos y el aparato que está conectado a través de él se
enciende.
Por medio del Triac se pueden controlar bombillos, motores, resistencias, etc.
La señal de control es una señal de baja potencia, del orden de 1 a 2 voltios y
30 a 50 miliamperios de corriente.
Los triacs se diferencian unos de otros por el voltaje y la corriente que pueden
manejar. Por ejemplo el triac Q4010 puede manejar una carga de 10 amperios
y 400 voltios. El tamaño físico del Triac y su empaque, dependen de estas
características.
TRANSISTORES
El transistor es un amplificador de corriente que también se utiliza como suiche
electrónico
y
está
fabricado
con
material
semiconductor.
El transistor, inventado en 1948, es uno de los avances
tecnológicos más importantes de nuestra época. Ha
revolucionado completamente la industria electrónica
en el último cuarto de siglo.
Hay dos grupos principales de transistores: los
transistores Bipolares y los transistores de efecto de
campo o FET's (Field Effect Transistor).
Transistores Bipolares
Son los más utilizados y se fabrican con tres capas de material semiconductor
en forma de "Sándwich". Según la disposición de estas capas se dividen en
dos tipos, transistores
NPN y
transistores PNP. Cada sección o capa
del transistor tiene un terminal
conectado a ella. Estas secciones e
conocen como: Emisor, Base y
Colector y se marcan con sus letras
iníciales E, B, y C respectivamente.
La dirección de la flecha del emisor
indica si el transistor es del tipo NPN o
PNP.
La flecha está siempre en el emisor. En el transistor PNP, la flecha entra.
En el transistor NPN, la flecha sale.
Adicionalmente a su tipo PNP o NPN, los
transistores se clasifican como de
potencia o de propósito general.
Su tamaño determina generalmente esta
característica, siendo el más grande el
de potencia, ya que tiene que disipar
más calor o voltaje.
La identificación correcta de los terminales de los transistores es
muy importante ya que si éste se conecta mal, puede dañarse
muy fácil.
Como la apariencia física o forma de muchos transistores es
idéntica, la única manera o sistema para distinguir unos de otros,
es marcarlos por medio de una referencia o sistema de
numeración.
La mayoría de los transistores de tipo americano, se numeran
empezando con el prefijo 2N, por ejemplo: 2N3906, 2N2222, 2N3055, etc.
El 2N nos indica que es un transistor. En la nomenclatura japonesa lo más
común es encontrar los prefijos 2SA, 2SB, 2SC, 2SD, seguidos por un número,
por ejemplo: 2SA56, 2SB25, 2SC458, 2SD329, etc.
Una cosa importante para conocer, es que existen las series de reemplazos
para transistores como la línea ECG, SK, HEP, etc. En este sistema, una
referencia de transistor de la familia ECG como la ECG123A, reemplaza una
gran cantidad de referencias americanas, japonesas y europeas. Este método
se emplea cuando hay que cambiar un transistor u otro componente de estado
sólido en un aparato electrónico y no se consigue la referencia original.
Símbolo del Transistor Bipolar.
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Transistores de efecto de campo (FET)
Los transistores de efecto de
campo, más conocidos como FET
se fabrican de una forma diferente
a los transistores bipolares. Según
el material se clasifican en FET
canal N y FET canal P.
Según su sistema de fabricación
existen dos tipos de FET, el FET de Juntura y el MOSFET. En cada uno de
ellos hay un tipo P y un tipo N.
Los terminales de los transistores tipo
FET reciben el nombre de Fuente
(Source), Compuerta (Gate) y
Drenador (Drain) y se identifican con
las letras S, G y D.
En los transistores FET tipo MOSFET, la compuerta o "gate" está aislada
eléctricamente de las otras partes
del componente.
El nombre de MOSFET viene de la
sigla de Metal Oxide Semiconductor
Field Effect Transistor, o Transistor
de
Efecto
de
Campo
con
Semiconductores de Oxido Metálico.
La técnica de fabricación MOS
permite
obtener
dispositivos
semiconductores como transistores y circuitos integrados muy eficientes, con
características especiales. Entre ellas se destacan el bajo consumo de
corriente y el fácil manejo en los circuitos. Por esta razón este tipo de
semiconductores se está utilizando mucho en todos los circuitos electrónicos
modernos.
Uno de los tipos de MOSFET, llamado MOSFET DE POTENCIA, que se utiliza
para manejar corrientes altas, se ha vuelto muy popular debido a su capacidad
para controlar fácilmente cargas grandes como motores, bobinas,
amplificadores de audio de gran potencia, etc.
Símbolo del Transistor Fet.
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SEMICONDUCTORES OPTICOS
Este es un grupo especial de semiconductores que utilizan la luz para trabajar.
Para su estudio y experimentación se ha establecido una rama llamada
Optoelectrónica.
En este grupo se pueden mencionar los
siguientes:





El
anteriormente en el grupo de los diodos.
El diodo LED (Diodo emisor de
luz)
La fotoresistencia o Fotocelda
El Fotodiodo
El Fototransistor
El Optoacoplador
diodo
Led
ya
se
estudio
Fotoresistencia o Fotocelda
La fotoresistencia es un detector de luz en el que varía el valor de resistencia
según la cantidad de luz que llegue a su superficie. Cuando no le llega luz, su
resistencia es muy alta, de varios millones de ohmios. Cuando tiene luz en su
superficie, la resistencia es de pocos ohmios.
Fotodiodo
El fotodiodo es un diodo muy sensible a la luz y cambia su comportamiento con
la presencia de esta en su superficie.
En el fotodiodo hay circulación de corriente, si éste está iluminado.
Fototransistor
En el fototransistor, se ha reemplazado la base con una superficie muy sensible
a la luz y por medio de ésta se controla el funcionamiento del transistor como
suiche, o como amplificador.
Los fotodiodos y los fototransistores se emplean muy comúnmente en circuitos
de control remoto por medio de rayos luminosos.
Optoacopladores
Los optoacopladores son dispositivos semiconductores que contienen su propia
fuente luminosa.
Estos se utilizan para acoplar o unir circuitos de control de baja potencia con
circuitos o cargas eléctricas de gran potencia. También se utilizan para aislar
eléctricamente dos circuitos entre sí. Los dos principales tipos son el de
transistor y el de triac. El control de la señal se hace por un haz luminoso y por
lo tanto no hay ningún contacto entre los circuitos.