Transistor PNP

Un transistor es un dispositivo electrónico simple que conmuta y amplifica las corrientes eléctricas. Aunque los científicos han inventado muchos tipos de transistores, el transisto de unión fue desarrollado primero, y el PNP es uno de ellos. Un transistor PNP es uno que controla el flujo de corriente principal, alterando el número de agujeros en lugar del número de electrones en la base.

Un transistor PNP típico tiene una caja de metal o de plástico de aproximadamente el tamaño de una arveja. Los transistores de alta potencia son más grandes como una tapa de botella. El dispositivo tiene tres cables denominados conectores que se conectan a otras partes de un circuito. Los conectores se llaman base, colector y emisor, y cada uno tiene una función específica. El cuerpo del transistor puede tener un número de pieza y el logotipo del fabricante impreso o estampado en ella, junto con las letras "E", "B" y "C" que identifican las terminales de emisor, base y colector.

Materiales:

El transistor consta de tres cintas de silicio especialmente tratado, un elemento que conduce la electricidad cuando se mezcla con trazos de otros elementos. Las dos capas exteriores tienen un tratamiento que les hace preferir las cargas eléctricas positivas. La capa interna prefiere cargas negativas. Las tres capas juntas forman un transistor positivo-negativo-positivo, o PNP, para abreviar.

Acción:

Una pequeña corriente eléctrica que fluye a los conectores emisores y a la base del transistor controla una corriente más grande desde el emisor al colector. Un transistor PNP gira sobre la conexión de su emisor-colector si la tensión en la base es menor que en el emisor. Esta acción de tipo válvula permite que el transistor controle corrientes grandes y pequeñas, un efecto amplificador en las corrientes más pequeñas.

Usos:

Un transistor PNP en un radio aumenta la señal relativamente pequeña de una antena, lo que te permite sintonizar emisoras a muchos kilómetros de distancia. Los transistores de los amplificadores de potencia transmiten a los altavoces que requieren grandes cantidades de corriente. En los circuitos de computación, rápidamente intercambian corrientes de encendido y apagado de manera completa. Los transistores tambien generan señales estables de alta frecuencia utilizadas en radio o televisor.

Relevadores

Un relevador, también conocido en algunos países como relé o relay, es un interruptor cuyo control corre por cuenta de un circuito eléctrico. A través de una bobina y un electroimán incide sobre diversos contactos para la apertura o el cierre de otros circuitos, que funcionan de manera independiente.

Lo que hace la bobina es crear un campo magnético que lleva los contactos a establecer una conexión. El electroimán, por su parte, permite el cierre de los contactos. De esta forma, el relevador actúa como interruptor que puede fomentar el paso de la corriente eléctrica o su interrupción.
Los relevadores, en definitiva, permiten desarrollar una conmutación a distancia, controlando altas tensiones con un bajo voltaje en retorno. También sirven para interrumpir la alimentación de corriente alterna. Los automóviles y las centrales telefónicas, por ejemplo, cuentan con relevadores.
En palabras más sencillas, el relevador permite controlar una gran cantidad de electricidad operando con una cantidad muy pequeña.

Relevador electromecánico:

Este, a su vez, se divide en varios tipos:

*De tipo armadura:

Es el más antiguo, pero esto no quita que sea también el más usado en un gran número de aplicaciones. Consiste de un electroimán que, cuando lo excitan, genera la basculación de una armadura, a través del cierre o de la apertura de los contactos según sea normalmente cerrado (N.C.) o normalmente abierto (N.A.).

*De núcleo móvil:

Donde el anterior cuenta con una armadura, éste tiene un émbolo. Dado que posee una fuerza de atracción mayor, se vuelve necesario el uso de un dispositivo físico conocido como solenoide para cerrar los contactos. El solenoide puede generar un campo magnético extremadamente intenso y de gran uniformidad en su interior, y con escasa intensidad en su exterior.

*De lengüeta:

También se conoce como reed, y consta de una ampolla de vidrio que tiene dentro de sí una serie de contactos dispuestos encima de láminas metálicas delgadas.

Relevador de estado sólido:

Se trata de un circuito híbrido que suele estar formado por un dispositivo tal como el triac, que sirve para interrumpir la potencia, un circuito de disparo, que se encarga de la detección del paso de la corriente de línea por cero, y un optoacoplador, para el aislamiento de la entrada.

El origen de su nombre se halla en que se asemeja a uno electromecánico y sus aplicaciones más comunes involucran el uso constante de contactos que desgastarían demasiado un relevador convencional, y la conmutación de amperajes elevados que podrían destruir los contactos de un relevador electromecánico en muy poco tiempo.

Relevador de corriente alterna:

Al excitar la bobina de un relevador con corriente alterna, también se vuelve alterno el flujo magnético y esto produce una fuerza sobre los contactos de tipo pulsante y de doble frecuencia. En algunas partes del mundo, como lo es en Latino América y ciertos países europeos, los contactos de un relevador conectado a una red oscilan a 2x50 Hz, mientras que en Norte América lo hacen a 2x60 Hz(algo que se utiliza como base de zumbadores y timbres); un relevador de corriente alterna tiene la misión de modificar la resonancia para evitar dicha oscilación.

Transistor BJT (NPN)

Es un dispositivo electrónico de estado solido consistente en dos uniones PN muy cercanas entre si, que permite controlar el paso de la corriente a través de sus terminales.La denominación de bipolar se debe a que la construccion tiene lugar gracias al desplazamiento de portadores de dos polaridades ( huecos positivos), y que son de gran utilidad en gran numero de aplicaciones; pero tienen ciertos inconvenientes, entre ellos su impedancia de entrada bastante baja.

ESTRUCTURA:

Un transistor de unión bipolar consiste en tres regiones semiconductoras dopadas: la región del emisor, la región de la base y la región del colector. Estas regiones son, respectivamente, tipo N, tipo P  y tipo N. cada región del semiconductor esta conectada a un terminal, denominado emisor (E), base (B) o colector (C), segun corresponda.


FUNCIONAMIENTO:

la unión base-emisor se polariza en directa y la unión base-colector en inversa. Debido a la agitación térmica los portadores de carga del emisor pueden atravesar la barrera de potencial emisor-base y llegar a la base. A su ves, prácticamente todos los portadores que llegaron son impulsados por el campo eléctrico que existe entre la base y el colector.

EJEMPLO PRACTICO DE NPN:

Resistencias

¿QUE ES UNA RESISTENCIA?

Es una propiedad que tienen los materiales de oponerse al paso de la corriente.corriente. Los conductores tienen baja resistencia eléctrica, mientras que en los aislantes este valor es alto. La resistencia se mide en ohm.






¿PARA QUE SIRVE LA RESISTENCIA?
En los circuitos eléctricos, tanto las tensiones como las corrientes es preciso controlarlas para conseguir los efectos deseados.Mandar indiscriminadamente corriente a la base de un transistor; por el contrario, estas bases precisan siempre tensiones de polarización para que puedan funcionar dentro de los limites correctos, lo cual quiere decir que la tensión de la base de un transistor debe mantenerse a una tensión constante con respecto el emisor.


CÓDIGO DE COLORES:

FUNCIONAMIENTO DE LAS RESISTENCIAS:
Su funcionamiento se basa en la ausencia de conductor perfecto, es decir, posee la dificultad al paso de la corriente eléctrica, es la resistividad del material que forma el conductor.

La ley de ohm establece que en todo conductor atravesado por una corriente eléctrica se produce una diferencia o caída de tensión entre sus extremos que dependen de la resistencia.







TIPOS DE RESISTENCIAS:


RESISTENCIAS DE HILO BOBINADO:
Fueron los primeros tipos en fabricarse, y aun se utilizan cuando se requieren potencias algo elevadas de discipacion. están constituidas por un hilo conducto embobinado en forma de elice o espiral sobre un sustrato seramico.




RESISTENCIAS DE CARBÓN PRENSADO:
Estas fueron también de las primeras en fabricarse en los albores de la electrónica. están constituidas en su mayor parte en grafito en polvo, el cual se prensa hasta llegar un tubo como el de la figura.
las patas de conexión se implementaban con hilo enrollado en los extremos del tubo de grafito, y posteriormente se mejoro el sistema mediante un  tubo hueco seramico en el que se prensaba el grafito en el interior y finalmente se disponían unos bornos a presión con patilla de conexión.

RESISTENCIAS CON PELÍCULA DE CARBÓN:
este tipo es muy habitual hoy en día, y es utilizado para valores de hasta 2 watios. se utiliza un tubo cerámico como sustrato como el que se deposita una película de carbón.
para obtener una resistencia mas elevada se practica una hendidura hasta el sustrato en forma de espiral.






RESISTENCIAS DE PELÍCULA DE OXIDO METÁLICO:
son muy similares a las de película de carbón en cuanto a su modo de fabricación, pero son mas parecidas, electricamente hablando a las de película metálica. se hacen igual que las de película de carbón, pero sustituyendo el carbón por una fina capa de oxido metálico (estaño o latón). esta resistencias son mas caras que las de película metálica, y no son muy habituales. se utilizan en aplicaciones militares o donde se requiera gran fiabilidad, por que la capa de oxido es muy resistente a daños mecánicos y a la corrocion en ambientes húmedos.

RESISTENCIA DE PELÍCULA METÁLICA:
este tipo de resistencia es el que mayoritariamente se fabrica hoy en día, con unas características de ruido y estabilidad mejoradas con respecto a todas la anteriores. también un coeficiente de temperatura muy pequeño, del orden de 50 ppm/°C. también soporta mejor el paso del tiempo, permaneciendo su valor de ohmios durante un mayor periodo de tiempo. se fabrican este tipo de resistencias desde hasta 2 watios de potencia, y con una tolerancia de 2% como tipo estándar.

RESISTENCIAS DE METAL VIDRIADO:
son similares a las de película metálica, pero sustituyendo la película metálica por otra compuesta por vidrio con polvo metálico. como principal característica cabe destacar su mayor comportamiento ante sobre cargas de corriente, que puede soportar mejor por su inercia térmica que le confiere el vidrio que contiene su composición. como contrapartida, tiene un coeficiente térmico peor, del orden de 150 a 250 ppm/°C. se dispone de potencias de hasta 3 watios . se dispone de estas resistencias encapsuladas en chip tipo DIL o SIL.

Diodo Zener

¿QUE ES EL DIODO ZENER?

es un diodo de silicio fuertemente dopado que se ha construido para que funcione en las zonas de rupturas, recibe ese nombre por su inventor, el Dr. Clarence Melvin Zener. El diodo zener es la parte esencial de los reguladores de tensión casi constantes con independencia de que se presenten grandes variaciones de la tensión de red, de la resistencia de carga y temperatura.

CARACTERÍSTICAS:
si a un diodo Zener se le aplica una tensión eléctrica positiva del ánodo respecto a negativa en el cátodo ( polarización directa) toma las características de un diodo rectificador básico ( la mayoría de casos), pero si se le suministra tensión eléctrica positiva de cátodo a negativa en rectificador sino como un estabilizador de tensión


FUNCIONAMIENTO:
 Cuando lo polarizamos inversamente y llegamos a Vz el diodo conduce y mantiene la tensión Vz aunque la aumentemos. La corriente que pasa por el diodo Zener en estas condiciones se llama corriente inversa (IZ).

Mientras la tensión inversa sea inferior a la tensión Zener, el diodo no conduce, solo conseguimos tener la tensión constante Vz, cuando este conectado a una tensión igual a Vz o mayor. Aquí puedes ver una curva característica de un Zener

APLICACIONES:

DIODO ZENER COMO ELEMENTO DE PROTECCIÓN:
Se coloca el diodo zener en paralelo con el circuito a proteger, si el voltaje de fuente crece por encima de VZ el diodo conduce y no deja que el voltaje que llega al circuito sea mayor a VZ.No se debe usar cuando VF-VZ por largos periodos de tiempo pues en ese caso se daña el diodo. Se aplica acompañado de lamparas de neón o gas para proteger circuitos de descargas eléctricas por rayos.

DIODO ZENER COMO CIRCUITO RECORTADOR:

Se usa con fuentes AC o para recortar señales variables que vienen de elementos de medición (sensores). cuando tiende a hacer mayor el diodo entra en conducción y mantiene el circuito con un voltaje igual.

Capacitores

Un condensador eléctrico (también conocido como capacitor) es un dispositivo pasivo, utilizado en electricidad y electrónica, capaz de almacenar energía sustentando un campo eléctrico. Esta formado por un par de superficies conductoras, generalmente en forma de láminas o placas, en situación de influencia total separadas por un material dieléctrico o por vacío.
Las placas, sometidas a una diferencia potencial, adquieren una determinada carga eléctrica, positiva en un de ellas y negativa en la otra, siendo nula la variación de carga total.

Aunque desde un punto de vista físico un condensador no almacena carga ni corriente eléctrica, sino simplemente energía mecánica latente; al ser introducido en un circuito se comporta en la práctica como un elemento "capaz" de almacenar la energía eléctrica que recibe durante el periodo de carga, la misma energía que cede después durante el periodo de descarga.
                                   

Funcionamiento:

La carga almacenada en una de las placas es proporcional a la diferencia de potencia entre esta placa y la otra, siendo la constante de proporcionalidad la llamada capacidad o capacitancia.

La capacidad de 1 faradio es mucho más grande que la mayoría de los condensadores, por lo que en la práctica se suele indicar la capacidad en micro- µF, nano- nF o pico- pF -faradios. Los condensadores obtenidos a partir de supercondensadores (EDLC) son la excepción. Ya que están hechos de carbón activo para conseguir una gran área relativa y tiene una separación molecular entre las "placas". Así se consiguen capacidades del orden de cientos o miles de faradios. Uno de estos condensadores se incorpora en el reloj Kinetic de Seiko, con una capacidad de 1/3 de faradio, haciendo innecesaria la pila.

Tipos de capacitores:

Capacitores fijos

Estos capacitores tienen una capacidad fija determinada por el fabricante y su valor no se puede modificar. Sus características dependen principalmente del tipo de dieléctrico utilizado, de tal forma que los nombres de los diversos tipos se corresponden con los nombres del dieléctrico usado.

De esta forma podemos distinguir los siguientes tipos:

*Cerámicos.

*Plásticos.

*Mica.

*Electrolíticos.

*De doble capa eléctrica.

Capacitores cerámicos:

El dieléctrico utilizado por estos capacitores es la cerámica, siendo el materia más utilizado el dióxido de titanio. Este material confiere al capacitor grandes inestabilidades por lo que en la base al material se pueden diferenciar dos grupos:

Grupo 1; caracterizados por una alta estabilidad, con un coeficiente de temperatura bien definido y casi constante.

Grupo 2; su coeficiente de temperatura no ésta prácticamente definido y además de presentar características no lineales, su capacidad varía considerablemente con la temperatura, la tensión y el tiempo de funcionamiento.
Las altas constantes dieléctricas características de las cerámicas permiten amplias posibilidades de diseño mecánico y eléctrico.

Capacitores plásticos:

Estos capacitores se caracterizan por las altas resistencias de 

aislamiento y elevadas temperaturas de funcionamiento. Según el proceso de fabricación podemos diferenciar entre los de tipo K y tipo MK, que se distinguen por el material de sus armaduras (metal en primer caso y metal vaporizado en el segundo).

Capacitores de mica:

El dieléctrico utilizado en este tipo de capacitores es la mica o silicato de aluminio y potasio y se caracterizan por bajas pérdidas, ancho rango de frecuencias y alta estabilidad con la temperatura y el tiempo.

Capacitores electrolíticos:

En estos capacitores una de las armaduras es de metal mientras que la orea está constituida por un conductor iónico o electrolítico. Presentan unos altos valores capacitivos en relación al tamaño y en la mayoría de los casos son polarizados.

Capacitores de doble capa eléctrica:

Estos capacitores también se conocen como supercapacitores o CAEV debido  la gran capacidad que tiene por unidad de volumen. se diferencian de los capacitores convencionales en que no usan dieléctrico por lo que son muy delgados. Las características eléctricas más significativas desde el punto de su aplicación como fuente acumulada de energía son; altos valores capacitivos para reducidos tamaños, corriente de fugas muy baja, alta resistencia serie, y pequeños valores e tensión.

Transformador

Se denomina transformador a un circuito eléctrico te permite aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la potencia. la potencia que ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal (esto es, sin pérdidas), es igual a la que se obtiene a la salida. Las máquinas reales presentan un pequeño porcentaje de pérdidas, dependiendo de su diseño y tamaño, entre otros puntos.

TIPOS DE TRASFORMADORES:

TRANSFORMADORES ELÉCTRICOS ELEVADORES

Los transformadores eléctricos elevadores tienen la capacidad de aumentar el voltaje de salida en relación al voltaje de entrada. En estos transformadores el número de espiras del devanado secundario es mayor al del devanado primario.

TRANSFORMADORES ELÉCTRICOS REDUCTORES

Los transformadores eléctricos reductores tienen la capacidad de disminuir el voltaje de salida en relación al voltaje de entrada. En estos transformadores el número de espiras del devanado primario es mayor al secundario.

Podemos observar que cualquier transformador elevador puede actuar como reductor, si lo conectamos al revés, del mismo modo que un transformador reductor puede convertirse en elevador.

FUNCIONAMIENTO DEL TRANSFORMADOR 

Un transformador es una máquina estática de corriente alterno,  que permite variar alguna función de la corriente como el voltaje o la intensidad, manteniendo la frecuencia y la potencia, en el caso de un transformador ideal.

ENTRADA Y SALIDA

Para entender esta relación que existe entre la entrada y salida de un transformador, veamos un ejemplo. Supongamos que tenemos un transformador en el cual el número de vueltas del secundario es 10 veces más grande que la del primario. Si a la entrada del transformador aplicamos una tensión de 220V, con una corriente de 10A, a la salida obtendremos una tensión de 2.200V con una corriente de 1A. A continuación lo expresamos matemáticamente:

Interruptores

Un interruptor eléctrico es un dispositivo que permite desviar o interrumpir el curso de una corriente eléctrica. En el mundo moderno sus tipos y aplicaciones son innumerables, van desde un simple interruptor que apaga o enciende una bombilla, hasta un complicado selector de transferencia automático de múltiples capas, controlado por computadora.

Su expresión más sencilla consiste en dos contactos de metal inoxidable y actuante. Los contactos, normalmente separados se unen mediante un actuante para permitir que la corriente circule. El actuante es la parte móvil que en una de sus posiciones hace presión sobre los contactos para mantenerlos unidos.

Materiales de lo que están hechos

De la calidad de los materiales empleados para hacer los contactos dependerá la vida útil del interruptor. Para la mayoría de los interruptores domésticos se emplea una aleación de latón (60% Cobre, 40% Zinc). Esta aleación es muy resistente a la corrosión y es un conductor eléctrico apropiado. El aluminio es también buen conductor y es muy resistente a la corrosión

Para interruptores donde se requiera la máxima confiabilidad se utilizan contactos de cobre pero se aplica un baño con un metal mas resistente al óxido como lo son el estaño, aleaciones de estaño/plomo, níquel, oro o plata. La plata es de hecho mejor conductor que el cobre y además el óxido de plata conduce electricidad.

Clasificación de los interruptores 

Actuantes:

Los actuantes de los interruptores pueden ser normalmente abiertos, en cuyo caso al accionarlos se cierra el circuito (El caso del timbre) 

Pulsadores:

También llamados interruptores momentáneos. Este tipo de interruptor requiere que el operador mantenga la presión sobre el actuante para que los contactos para que los contactos estén unidos.

Cantidad de polos:

Son la cantidad de circuitos individuales que controla el interruptor. Un interruptor de un solo polo como el que usamos para encender una lámpara. Los hay de 2 o mas polos por ejemplo si queremos encender un motor de 220 voltios y a la vez un indicador luminoso de 12 voltios necesitaremos un interruptor de 2 polos, un polo para el circuito de 220 voltios y otro para el de 12 voltios.

Cantidad de vías(tiros):

Es la cantidad de posiciones que tiene un interruptor. Nuevamente el ejemplo del interruptor de una sola vía es utilizado para encender una lámpara, en una posición enciende la lámpara mientras que en la otra se apaga, los hay de 2 o más vías.

Combinaciones:

Se pueden combinar las tres clases anteriores para crear diferentes tipos de interruptores. En el gráfico inferior podemos ver un ejemplo de un interruptor DPDT.