Estructura.Los tb son dispositivos por corriente formados por una capa de material tipo p emparedado entre dos capas de material tipo n o una de material tipo n emparedada entre dos de tipo p.

La electrónica es la parte de la ciencia que se encarga del estudio y control del movimiento de los electrones a través de diversos medios, como pueden ser los conductores y semiconductores.
En función del tipo de señal eléctrica con el que operan los circuitos electrónicos se pueden dividir en analógicos y digitales.

Señal analógica


La señal toma valores dentro de un rango permitido en un intervalo de tiempo determinado.

Señal digital


La señal toma valores concretos en el tiempo. Si solo adquiere dos valores, se dice que es una señal binaria.
Los circuitos electrónicos están compuestos de componentes electrónicos conectados entre sí mediante conductores. Dichos componentes se encuentran clasificados en pasivos y activos.

Componentes pasivos


Son los componentes que no generan ni amplifican señales eléctricas. Se encargan de la transmisión y el ajuste de las señales eléctricas entre componentes.

Componentes activos


Proporcionan ganancia y control a las señales eléctricas. Son capaces de amplificar, regular o conmutar dichas señales y convertirlas en señales útiles para otros componentes del circuito.

2.1 Resistencias o resistores

Las resistencias son un elemento que se opone al paso de la corriente y la disminuye, lo que produce una caída de tensión entre sus terminales.
Según la ley de Ohm, la caída de tensión en una resistencia es directamente proporcional a la corriente que circula por ella y al valor de dicha resistencia, es decir: V = IR
Donde V es la tensión en voltios (V), I es la intensidad en amperios (A) y R es la resistencia en ohmios (Ω). Existen resistencias de dos tipos:
fijas y variables.
Las resistencias fijas, como su propio nombre indica, tienen un valor constante y generalmente se identifican por su código de colores; las variables, o potenciómetros, modifican su resistencia en función de la posición de algún elemento móvil, como una rueda o una palanca, o mediante condiciones externas, como la cantidad de luz que incide sobre ellas (fotorresistencia)
O la temperatura (termistores)
.

Las resistencias fijas suelen estar fabricadas con carbón o con metales, y el valor de su resistencia eléctrica se identifica mediante un código de colores. El código más común tiene cuatro bandas.

El color de la primera banda (de las tres más cercanas a un extremo del componente) indica la primera cifra del valor de su resistencia. El color de la segunda banda señala la segunda cifra del mismo. El color de la tercera banda muestra el número de ceros que hay que añadir a estas cifras. El color de la cuarta banda (la más alejada) designa la tolerancia o desviación máxima del valor real respecto al teórico.

 Un condensador sirve para almacenar o retener la carga eléctrica en un circuito para cederla posteriormente durante su período de descarga.                                                    La carga que puede almacenar un condensador, medida en culombios (C), es proporcional a la capacidad de dicho condensador, expresada en faradios (F), y a la diferencia de tensión entre sus bornes, expresada en voltios (V). Es decir: Q = CV

Bobinas o inductores

Estos elementos electrónicos almacenan energía en forma de campos magnéticos autoinducidos. Se utilizan principalmente en circuitos de corriente alterna.


Los semiconductores son la base de los componentes electrónicos activos. Un material semiconductor es un material que se comporta, en función de las condiciones a las que se encuentra sometido, como un aislante o como un conductor. Existen dos tipos de semiconductores:
intrínsecos y extrínsecos
.

Los semiconductores intrínsecos

Son principalmente el silicio (Si) y el germanio (Ge). Estos disponen de cuatro electrones en su capa electrónica más externa (capa de Valencia) y tienden a formar redes cristalinas cúbicas con átomos fuertemente unidos entre sí. En este caso, cada átomo comparte sus electrones de Valencia con otros cuatro átomos para obtener una configuración de ocho electrones en su última capa, con lo que carecen de electrones libres para conducir la corriente eléctrica. Si se aumenta la temperatura, incluso a temperatura ambiente, algunos de esos electrones pueden tener la energía suficiente como para abandonar sus átomos, de modo que el material conduzca la corriente.

Los semiconductores extrínsecos

Cuando a un semiconductor intrínseco se le añaden impurezas de elementos que tienen condiciones electrónicas similares, se dice que el semiconductor se encuentra dopado y se convierte en un semiconductor extrínseco. Existen dos tipos: 

Tipo N


Es un cristal que se encuentra dopado con átomos de fósforo, arsénico o antimonio, de tal forma que cuando ese elemento se introduce en la red cristalina utilizará cuatro de sus cinco electrones para enlazarse con sus átomos vecinos. El electrón que sobra se moverá libremente. 

Tipo P


En este caso, el cristal se encuentra dopado por átomos de boro, galio o indio. Estos elementos disponen de solo tres electrones en su última capa, con lo que le faltará un electrón y tratará de captarlo. A esa ausencia de electrón se le llamará hueco.
Un diodo es un elemento con dos terminales, que se forma por la uníón directa de un semiconductor tipo P (ánodo) con uno tipo N (cátodo).
Cuando se unen ambos cristales, en las inmediaciones de la uníón existe una recombinación de electrones y huecos. Dicha recombinación genera una zona denominada zona de agotamiento, que en el caso del silicio tiene un valor de 0,7 V.

Polarización de un diodo

Polarización directa

En este caso, la energía generada por la fuente mueve los electrones a través del material semiconductor. Se produce una pequeña pérdida de potencial eléctrico, debido a la zona de agotamiento.
Una vez que la tensión es mayor que dicha pérdida de tensión, conducirá de forma normal.

Polarización inversa

En polarización inversa, la energía generada por la fuente provoca que la zona de agotamiento sea mayor, con lo que el diodo no conducirá, excepto una pequeña corriente superficial, hasta llegar a la tensión de ruptura (V

I máx


). A partir de esa tensión, el diodo probablemente queda inutilizado y deja pasar toda la corriente.

Tipos de diodo:


Diodo rectificador


Se emplea para convertir la corriente eléctrica alterna en continua en circuitos rectificadores. En grupos de cuatro de la forma inferior se denominan puente rectificador de diodos.

Diodo zener


Es un tipo de diodo que en polarización directa se comporta como un diodo rectificador, pero en polarización inversa es capaz de fijar la tensión entre sus extremos a una definida, siempre que sea inferior a su tensión de la fuente de energía.

Diodo led


Este diodo es muy usado para suministrar energía luminosa. Se conecta en polarización directa.


Un transistor bipolar es un elemento capaz de proveer una corriente proporcional a la aplicada a su entrada. Se encuentra compuesto por tres cristales semiconductores, colocados de la forma PNP o NPN.

Los transistores generalmente se polarizan en configuración de emisor común, aunque también existen otras formas, como la denominada en base común.

  • IC, IB, IE son las corrientes que atraviesan el colector, la base y el emisor, respectivamente.
  • RB y RC son las resistencias de base y colector, respectivamente.
  • VC y VB representan las tensiones generadas en las ramas de colector y de la base del transistor, respectivamente.

En los transistores se cumplen una serie de relaciones entre las diversas corrientes que circulan por el mismo. Son las siguientes:IE=IC+IBα=ICIEhfe=β=β=α1α

Donde α y β se conocen como las ganancias de corriente en configuraciones de base común y en emisor común, respectivamente.

Los transistores bipolares tienen dos modos principales de funcionamiento: corte, en el que no circula corriente por el emisor; y conducción, en el que sí circula. A su vez, el modo de conducción pueden ser activo o lineal y saturación.

Gráfico que muestra las regiones de funcionamiento de un transistor bipolar
Los modos de funcionamiento son:

Saturación


Ocurre cuando existe una diferencia de tensión entre el colector y el emisor de 0,2 V. 

Activo

Aparece cuando se sobrepasa el límite de 0,2 V  Corte.
La corriente que circula por la base es de 0 A.


Un sistema electrónico es un elemento o conjunto de elementos electrónicos que son capaces de tomar señales a su entrada y manipularlas para obtener otras señales a su salida.

Tanto las señales de entrada como las de salida pueden ser señales puramente eléctricas o señales del mundo físico, como un sonido o una pulsación sobre una tecla.

Barra de herramientas


Contiene elementos como el zum, la escala de tiempos o pausar la simulación.

Panel de contenidos


Incluye ejemplos y ayuda sobre el uso del programa.

Biblioteca de componentes


Contiene los componentes que se pueden usar en las simulaciones.

Propiedades


Al seleccionar un elemento, en este panel se puede modificar parcialmente su comportamiento.

Zum

Pausar simulación

Escala de tiempos

Área de trabajo


Lugar donde se crea la simulación.

La electrónica digital se encarga de la generación, tratamiento e interpretación de las señales digitales.

Sistema binario

Es el sistema en el que se basan las operaciones en electrónica digital. En él, cada número binario tiene su correspondiente número decimal, y viceversa. Para convertir de binario a decimal se numeran de derecha a izquierda los bits, comenzando en el cero, y se le asigna una potencia de base dos y exponente igual al número de bit. Luego se suman todas las potencias multiplicando antes por su bit. En el siguiente ejemplo puedes ver que al número binario 10011100 le corresponde el número decimal 156.
El álgebra de Boole es una estructura algebraica que es capaz de contener un conjunto de elementos o variables que pueden adoptar dos valores, como por ejemplo 0 y 1, entre las cuales se definen dos operaciones.
Si los elementos adoptan los valores 0 y 1, las operaciones serán la suma (+) y el producto lógicos (⋅).
Las operaciones lógicas entre dígitos binarios se representan mediante una tabla que muestra todas las posibilidades. Esa tabla se denomina tabla de verdad.
Un circuito integrado es una estructura compuesta de material semiconductor sobre la que, mediante un proceso de litografía óptica, se crean los diferentes componentes. Está recubierto por una capa de plástico o de un material cerámico para su protección.


Un sistema electrónico es un elemento o conjunto de elementos electrónicos que son capaces de tomar señales a su entrada y manipularlas para obtener otras señales a su salida.

Tanto las señales de entrada como las de salida pueden ser señales puramente eléctricas o señales del mundo físico, como un sonido o una pulsación sobre una tecla.

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La electrónica digital se encarga de la generación, tratamiento e interpretación de las señales digitales.

Sistema binario

Es el sistema en el que se basan las operaciones en electrónica digital. En él, cada número binario tiene su correspondiente número decimal, y viceversa. Para convertir de binario a decimal se numeran de derecha a izquierda los bits, comenzando en el cero, y se le asigna una potencia de base dos y exponente igual al número de bit. Luego se suman todas las potencias multiplicando antes por su bit. En el siguiente ejemplo puedes ver que al número binario 10011100 le corresponde el número decimal 156.
El álgebra de Boole es una estructura algebraica que es capaz de contener un conjunto de elementos o variables que pueden adoptar dos valores, como por ejemplo 0 y 1, entre las cuales se definen dos operaciones.
Si los elementos adoptan los valores 0 y 1, las operaciones serán la suma (+) y el producto lógicos (⋅).
Las operaciones lógicas entre dígitos binarios se representan mediante una tabla que muestra todas las posibilidades. Esa tabla se denomina tabla de verdad.
Un circuito integrado es una estructura compuesta de material semiconductor sobre la que, mediante un proceso de litografía óptica, se crean los diferentes componentes. Está recubierto por una capa de plástico o de un material cerámico para su protección.


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