Componentes Electrónicos: Resistencias Variables, Semiconductores, Unión P-N, Diodos y Relés

Componentes Electrónicos

Resistencias Variables

Fotorresistencias (LDR)

Son células fotoresistivas cuya resistencia eléctrica depende de la iluminación que reciban.

Termorresistencias (RTD)

Consisten en un hilo metálico cuya resistencia varía con la temperatura. Rt = Ro(1 + αΔT).

Termistores

Son resistores variables con la temperatura, pero no consisten en conductores metálicos sino en semiconductores.

Varistores

Son componentes cuya resistencia varía según la tensión aplicada (VDR); la relación entre la tensión y la intensidad no es lineal: I = ± (k · Uᶿ).

Semiconductores

Son cuerpos sólidos intermedios entre los conductores y los aislantes. Mientras que a bajas temperaturas son aislantes, a temperaturas elevadas se transforman en buenos conductores. Las características especiales de los semiconductores se pueden interpretar con la teoría de las bandas. Entre las bandas hay huecos, llamados bandas energéticas prohibidas, que solo pueden salvar si se les comunica energía suficiente.

En los aislantes, la banda inferior menos energética (banda de valencia) está completa con los electrones de los átomos, pero la banda superior (banda de conducción) está vacía y separada por una banda prohibida muy ancha. En los aislantes, todos los electrones de conducción están situados en la banda de valencia, la cual está llena y no pueden desplazarse para producir una corriente.

Entre ambos extremos podemos situar a los semiconductores, cuya estructura de bandas es muy similar a la de los aislantes, pero con la diferencia de que la anchura de la banda prohibida es bastante pequeña. Los semiconductores son aislantes en condiciones normales, pero una elevación de temperatura comunica suficiente energía a los electrones para que, saltando la banda prohibida, pasen a la de conducción, dejando en la banda de valencia el hueco correspondiente.

Los huecos se pueden desplazar a través del cristal mediante la acción de campos eléctricos exteriores, dando lugar a lo que se llama conductividad intrínseca, porque es debida a los propios electrones del semiconductor, donde existen dos tipos de portadores de corriente: los electrones y los huecos.

Otra forma de excitar la conductividad consiste en añadirle impurezas, lo que se conoce como dopado. La conductividad debida a átomos ajenos recibe el nombre de extrínseca. Si la impureza es capaz de dar un electrón libre sin originar un hueco, se dice que es de tipo n, ya que su conductividad eléctrica se debe a los electrones de conducción cargados negativamente. También se puede impurificar con un aceptor de electrones; al quedar un enlace incompleto, resulta un exceso de huecos. El semiconductor impurificado de esta manera se dice que es de tipo p porque el aceptor de electrones hace que se comporte como portador de cargas positivas.

Unión P-N

En un semiconductor p hay exceso de huecos y en el tipo n, de electrones. Por lo tanto, los huecos de la pastilla p pasan por difusión a la zona n y los electrones sobrantes en la zona n pasan a la p.

Polarización Inversa

Solo existe conducción por medio de portadores minoritarios. Esta corriente que se produce se llama corriente de fugas o de pérdidas.

Polarización Directa

Portadores mayoritarios.

Diodo Semiconductor

Es un componente electrónico que permite el paso de la corriente en un solo sentido, es decir, permite la circulación de corriente a su través si está polarizado directamente, bloqueando el paso de la misma si la polarización es inversa.

Diodo Zener

Es un diodo diseñado especialmente para trabajar en la zona de avalancha; trabaja, por tanto, en su zona inversa a una determinada tensión Zener. Aparte de este diodo, también se utilizan:

  • El diodo LED, que son los que emiten luz al ser atravesados por una cierta corriente.
  • El diodo Schottky, que está formado por la unión de un semiconductor tipo n con un metal; son más rápidos.
  • El fotodiodo semiconductor, que presenta conducción inversa cuando se somete a la acción de la luz.
  • El diodo de potencia, que debe presentar las siguientes características: en directa tienen la capacidad de conducir una intensidad elevada con una caída de tensión pequeña, mientras que cuando trabajan en inversa deben ser capaces de soportar una tensión elevada con una corriente de fuga reducida.

El Relé

Es un conductor eléctrico especializado que permite controlar un dispositivo de gran potencia mediante otro de potencia mucho menor. Es un interruptor que se abre y se cierra por medio de un electroimán.

Cuando se utiliza un pulsador para accionar un relé, este solo permanecerá activo mientras el botón continúe pulsado. En algunos circuitos, el relé sigue activado incluso cuando se deje de oprimir el pulsador; esto se conoce como enclavamiento o autorretención y se puede conseguir por medio de un montaje, en el que se aprecia la existencia de dos conductores adicionales, dispuestos de forma que al oprimir el pulsador la corriente circula a través de él hasta la bobina del relé.

Tipos de Relés

  • Relés apolares: funcionan independientemente del sentido de la corriente.
  • Relés polares: dependen del sentido de la corriente excitadora.
  • Relés con cápsula interruptora de mercurio.
  • Relés de sujeción.
  • Relés intermitentes: los contactos se abren o cierran brevemente.
  • Relés de resonancia: funcionan a una frecuencia determinada.
  • Relés con cápsula protectora.

Aplicaciones

Ascensores, mandos de TV, puertas de garajes…

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