73228843-COMPONENTES-ELECTRONICOS.pdf

COMPONENTES ELECTRÓNICOS

OMPO OMPONE NENT NTES ES ELEC ELECTR TR NICOS NICOS 1.

RESISTENCIAS Resis Resiste tenc ncia iass son son todo todoss los los ele eleme menntos que que se se opo opone nenn al al pas pasoo de de la la cor corri rien ente te elé trica en un circuito, tanto de corriente corriente continua continua como corrient corrient alterna. Las resistencias son unos de los componentes electrónicos más habi habitu tual ales es en en los los cir circu cuit itos os elec electr trón ónii os. Tipos  Carbón o Película Las que son de carbón están con truidas truidas de la siguie siguiente nte forma forma.. El carbón carbón min miner er l es pulverizado y depositado sobre un un tubito tubito cerámico cerámico en form de bobina. La densidad del carbón depositado, así como el largo de la bobina de carbón determinan el valor obt nido.

Se encu encuen entr tran an en etap etapas as de Pote Potenn ia, Potencia intermedia y en algunas lógicas o de control electrónicoPara su identificación utilizan el código de olores

Montaje de superficie SMD Estas resistencias se fabrican tilizando tilizando un substr substrato ato de de alúmina alúmina.. El elemen elemento resistivo se deposita en el substrato. El siguiente proceso s aju ajust star arla la hast hastaa su su val valor or.. A con conti tinu nuac ació iónn se se hacen las terminaciones en tres lados: el superior, inferior y el extremo. La metalización de las terminaciones se realiza con pasta de plata, níquel y estaño, por este orden. Se fabrican en potencias de 1/10W, 1/8W y 1 /4W, con tolerancia de 1% (4 dígitos) y 5% (3 dígitos), En tres tamaños tamaños diferentes diferentes que alcanzan alcanzan alturas alturas entre entre 0. mm y 0.46 mm.



Preparado por Sergio Castro


Generalmente su codificación es a través del método de los tres caracteres aunque en diferentes casos como los que se tienen a continuación:

Existen otras codificaciones basadas en otros estándares: la norma EIA-96 que está formado por 2 números y una letra. La norma EIA-24 la resistencia es de tres dígitos numéricos con 1% de tolerancia. Para diferenciarlas de las resistencias de 5% el fabricante la coloca una raya debajo del segundo término. Encapsulado MELF, donde poseen un código de colores igual al de resistores estándar. Ó en algunos casos los fabricantes omiten el valor en su superficie.

• •

• •



Cerámicas

También llamadas resistencias bobinadas, en su construcción se emplea un hilo conductor que posea una resistencia específica especialmente alta. El hilo conductor se arrolla encima de un cuerpo, generalmente un tubo de cerámica. En cuanto a los extremos del hilo, se fijan generalmente con abrazaderas que a su vez pueden servir como conexiones para el montaje e, incluso, si las abrazaderas son desplazables se pueden obtener valores de resistencia parciales. Se hallan colocadas dentro de un prisma cerámico de sección cuadrada y se sellan con una silicona especial para que se s e hallen debidamente protegidas.

Su identificación puede manejar un contexto así: 5W10R0J entonces es una resistencia de 5W 10.0 ohms al 5%. •

Resistencias Ajustables Este tipo de resistores presentan la particularidad de que su valor puede modificarse a voluntad. Para variar el valor óhmico disponen de un cursor metálico que se desliza sobre el cuerpo del componente, de tal forma que la resistencia eléctrica entre el cursor y uno de los extremos del resistor dependerá de la posición que ocupe dicho cursor.



En esta categoría cabe distinguir la siguiente clasificación:

Potenciómetros El potenciómetro es el transductor eléctrico más común. Los potenciómetros pueden ser usados solos, o pueden conectarse a un sensor mecánico para convertir un movimiento mecánico en una variación eléctrica. Un potenciómetro, en teoría, es bastante sencillo. Consiste en un elemento resistivo y un contacto móvil que puede posicionarse en cualquier lugar a lo largo del elemento. Los potenciómetros se caracterizan por la forma en que se conectan, éstos se conectan en paralelo al circuito y se comporta como un divisor de voltaje. 



Reóstatos

Son una resistencia variable para hacer ajustes de polaridad, se emplean para controlar la corriente en los circuitos electrónicos. Se elaboran con mezclas de carbono, láminas metálicas o hilo de resistencia, y disponen de dos cables de conexión. Al interior de las máquinas son utilizados como elementos de calibración de diferentes aplicaciones, por tal motivo no se recomiendan moverlos y en su defecto muchas veces vienen con una masilla para que no se muevan por vibración o para que el operario no lo haga.



Trimer

Son resistencias ajustables multivuelta o de ajuste fino, esto los hace hace ideales ideales para ajustes muy precisos, se usan en ajustes internos, generalmente no son de acceso externo.




Arreglos de Resistencias (ARRAY)

Son dispositivos que contienen n resistencias de un valor dado, generalmente con una terminal común. Las SMD utilizan el código JIS para identificación.


Fotocelda (LDR – Resistencia dependiente de la luz) Una fotorresistencia, Fotocelda o LDR es un componente electrónico cuya resistencia disminuye con el aumento de intensidad de luz incidente. Están hechas de un semiconductor de alta resistencia como el sulfuro de cadmio, CdS. Si la luz que incide en el dispositivo es de alta frecuencia, los fotones son absorbidos por la elasticidad del semiconductor dando a los electrones la suficiente energía para saltar la banda de conducción, Cuanto más luz incide, más baja es la resistencia. Las células son también capaces de reaccionar a una amplia gama de frecuencias, incluyendo infrarrojo (IR), luz visible, y ultravioleta (UV).



CHEQUEO DE RESISTENCIA La conexión del multímetro para medir resistencias se muestra en la Figura. Cuando el multímetro está en la modalidad de Ohms, éste conecta un voltaje conocido a través de la resistencia y mide la corriente que pasa por ella. El valor de la resistencia la calcula el medidor, a partir, de la fórmula R = V/I y lo despliega en la pantalla.

Para el caso de resistencias fijas solo basta con ubicar las puntas del óhmetro en los extremos del elemento. Para el caso de potenciómetros, reóstatos y trimers se debe ubicar las puntas de medición en la terminal del medio y la otra en uno de los extremos, luego moviendo la perilla o elemento móvil se tendrá la variación posible que indica el fabricante; mientras en que para un extremo aumenta si se revisa respecto al otro extremo la resistencia disminuye. Si se mide entre los extremos se obtendrá una resistencia fija (El máximo que determino el fabricante). Si es una LDR bastará con hacer incidir luz sobre su superficie y se tendrá su variación, mientras más luz llegue, caerá su resistencia. • •

•

2. CONDENSADORES Básicamente un condensador es un dispositivo capaz de almacenar energía en forma de campo eléctrico. Está formado por dos armaduras metálicas paralelas (generalmente de aluminio) separadas por un material dieléctrico. Va a tener una serie de características tales como capacidad, tensión de trabajo, tolerancia y polaridad, Existen varios tipos de condensador, los cuales se utilizan de acuerdo a la aplicación. Electrolíticos Los condensadores electrolíticos normalmente son perfectamente identificables. Sus datos suelen aparecer expresados literalmente, la capacidad en micro-faradios (µF), la tensión máxima admisible en voltios y, con frecuencia, la tolerancia. Un dato que no suele aparecer en otros tipos de condensador pero que es habitual en los electrolíticos, es el rango de temperaturas de funcionamiento, debido a lo sensibles que son a este parámetro, por ser dispositivos electroquímicos. Para identificar la polaridad de sus terminales, normalmente hay serigrafiado en su carcasa un signo “-” que indica cual es la patilla negativa. Además, la patilla más larga, suele ser la positiva. Se puede ver un condensador electrolítico en la figura el caso A. Existen condensadores electrolíticos con valores enormes de capacidad y tensión 



máxima, pero en Electrónica suelen usarse capacidades entre 0.1µF y 47000µF (47mF), con tensiones máximas entre 5V y 400V.  Tantálio En los condensadores de tantalio, normalmente aparecen dos cifras, una encima de otra. La superior corresponde a la capacidad en micro-faradios (aunque no aparezca el símbolo correspondiente), y la inferior a la tensión máxima admisible en voltios. La tolerancia no suele reflejarse en forma alguna, y para identificar la polaridad de sus terminales, aparece una línea gruesa o un signo “+” que indican cual es la patilla positiva. Su aspecto se puede ver en la figura el caso B. Habitualmente, sólo se fabrican condensadores de tántalo entre 0.1µF y 100µF, con tensiones máximas admisibles entre 5V y 100V.

Figura 2

Cerámicos Los condensadores cerámicos (Casos-C y D) y de polyester o de película plástica (Casos E, F y G) tienen características parecidas. Ambos carecen de polaridad (son reversibles), y los sistemas usados para representar sus valores son iguales, salvo la codificación por colores (caso E), cada vez menos frecuente, y que habitualmente sólo se usa para los de polyester (se usaba también para los cerámicos moldeados tubulares, hoy casi en desuso, y para otros tipos con usos muy específicos como los moldeados en mica). Nótese que el llamarlos cerámicos o de polyester hace referencia a su estructura interna, y no a su aspecto externo. Es frecuente encontrar condensadores de polyester recubiertos con una capa de material cerámico (casos E y F). Reconocer si un condensador es cerámico o de polyester no suele ser muy importante, ya que, salvo para usos muy concretos, son intercambiables, y sólo el rango de valores disponibles decide la utilización de uno u otro tipo. La notación más simple para este tipo de condensadores, incluye la capacidad escrita literalmente, una letra que codifica la tolerancia, y el voltaje máximo, también escrito literalmente. Las letras correspondientes a las tolerancias más habituales son las que aparecen en la tabla 1. Así, por ejemplo, en el condensador de la figura caso G, la parte de su serigrafía que nos interesa pone “100n K 63V”, es decir, su capacidad es 100nF ±10% y su tensión máxima 63V. Es frecuente encontrar condensadores cerámicos o de polyester en los que sólo aparece la capacidad, sin ningún dato más. Por defecto, si no aparece la tolerancia, se considera que ésta es del 20%, y si no aparece la tensión máxima, se considera que ésta es 63V. 

Código: Tolerancia:

N ±0.05%

B ±0.1%

C ±0.25%

D/E ±0.5%

F ±1%

G ±2%

H ±3%

J ±5%

K ±10%

M ±20%

Tabla 1

El siguiente método de codificación está formado por dos números separados por una letra. El primer número normalmente tiene 3 cifras. Los dos primeros dígitos son las dos cifras más significativas de la capacidad del condensador, y la tercera es un factor multiplicador codificado según la tabla 2. La letra que viene a continuación representa la tolerancia, según la tabla 1. El número que aparece después de la letra representa la tensión máxima admisible en voltios. Por ejemplo, si tenemos un condensador con la inscripción 103J100, su capacidad es 10nF ±5% y su tensión máxima 100V.

Código: Multiplicador:

8 x 0.01pF

9 x 0.1pF

0 x 1pF

1 x 10pF Tabla 2


2 x 100pF

3 x 1nF

4 x 10nF

5 x 100nF


Es habitual encontrar combinaciones de estos dos métodos, o casos en los que, por ejemplo, se pone la capacidad literalmente, expresada en pico-faradios o en nano-faradios, pero se omite el símbolo correspondiente a las unidades. Es el caso de la figura caso F. Aunque en la foto no se ve (la serigrafía iba por arriba), lo único que pone es el símbolo de Philips y “47K630”. Es muy evidente que la tolerancia es ±10% y la tensión máxima 630V, pero no está claro qué significa el “47”. En casos como este, la lógica, unida a la experiencia, puede ayudarnos. Las dos posibilidades claras son 47pF y 47nF, pero el tamaño del condensador nos dice a las claras que debe ser de 47nF (como así es en realidad). Pero la costumbre de algunos fabricantes de no seguir una única norma lleva a situaciones más confusas, como cuando el primer número que aparece termina en “0”. Por ejemplo, “330” puede referirse a 33pF (33 x 1pF) según la codificación numérica que hemos visto, pero podría también referirse a 330pF y que el fabricante hubiera omitido el símbolo correspondiente a las unidades. Discernir a ojo entre un condensador de 33pF y uno de 330pF es poco menos que imposible, y sólo con un polímetro que permita medir capacidad se podrá saber con certeza su valor. Además de estos datos principales, en algunos condensadores aparece otra inscripción de tres dígitos, compuesta por dos letras separadas por un número de una sola cifra. La primera letra codifica la temperatura mínima de funcionamiento según la tabla 3. La cifra numérica codifica la temperatura máxima de funcionamiento según la tabla 4. La letra final corresponde a la variación máxima de la capacidad del condensador a lo largo de su rango de temperaturas de funcionamiento, según la tabla 5. Z Y X Primer dígito: +10ºC -30ºC -55ºC Temperatura mínima: Tabla 3

Segundo dígito: Temperatura máxima:

2 +45ºC

4 +65ºC

5 +85ºC

6 +105ºC

7 +125ºC

Tabla 4

A B C D E F P R S T U V Tercer dígito: Error máximo (%) +1.0% +1.5% +2.2% +3.3% +4.7% +7.5% +10% +15% +22% +22% +22% +22% -1.0% -1.5% -2.2% -3.3% -4.7% -7.5% -10% -15% -22% -33% -56% -82% según temperatura: Tabla 5

Simbología

CHEQUEO CONDENSADOR Existen varios métodos para determinar el estado de un condensador, los más prácticos son un capacímetro y el óhmetro. Capacímetro: Es un equipo de prueba electrónico utilizado para medir la capacidad o capacitancia de los condensadores. Dependiendo de la sofisticación del equipo, puede simplemente mostrar la capacidad o también puede medir una serie de parámetros tales como las fugas, la resistencia del dieléctrico o la componente inductiva.



Basta con seleccionar el rango y la escala del capacímetro En la gran mayoría incluidos en multímetros existen dos orificios donde se insertan las terminales del condensador; en muy pocos se utilizan las terminales de medición para la lectura. Es muy útil en condensadores cerámicos, de tantálio y de poliéster ya que son de valores muy pequeños y el otro método de chequeo no resulta muy efectivo.



Óhmetro: Ésta técnica es aplicada a condensadores electrolíticos, no indica el valor del condensador como en el caso anterior, ya que utiliza esta opción para cargar el condensador, esto se logra seleccionando una escala de 200KΩ y con el condensador descargado previamente aprecias que si tocas las terminales este se va cargando, lo cual se visualiza hasta que llega a infinito (1 a la izquierda); indicando que está en buen estado. Si vez que se queda en ceros o e un valor fijo indica que presenta fugas y debe reemplazarse.



CAPACITORES ELECTROLÍTICOS SMD Este tipo de condensadores suelen presentarse en 2 casos, uno de ellos indica directamente el valor de la capacitancia como el voltaje asociado



El segundo caso responde a un sistema codificado que está formado por dos dígitos numéricos que indican la capacitancia y una letra que indica su voltaje tomando en cuenta la posición de la misma ya que hace referencia a la posición de la coma. C=6.3V, D=10V, E=16V, F=25V, G=40V, h=63V Ejemplo: 47E=47µF/16V 

E47=0.47 µF/16V

CAPACITORES CERÁMICOS SMD

Poseen una estructura compleja, se usan dos métodos de fabricación diferentes, comúnmente conocidos como Proceso Húmedo en el cual las capas que lo conforman se realizan con cerámica húmeda lo que permite que las capas sean muchos más finas; y el Proceso Seco desarrollado con anterioridad, se baso en el apilamiento de la capa muy delgadas de cerámica de 0.025mm de espesor hasta alcanzar parámetros de diseño donde una cara de cada lado soporta una terminal y luego cada componente se corta a sus dimensiones y se hornea. Su aplicación más común es como desacople entre circuitos debido a su bajo costo usan dieléctricos tipo X7R y Z5U, los NPO proporcionan una alta estabilidad para un amplio rango de temperaturas, frecuencias y voltajes conllevando a un mayor costo. Se identifican por sus dimensiones pero puede ocurrir que no tengan ninguna marcación sobre su cuerpo porque el fabricante los identifica por su tamaño y el color.



Otros se codifican con una letra seguida de un número obteniéndose el resultado en pF.

Ejemplo: • •

S4 indica 47 = (4.710  = 47.000) A3 indica 1 = (1.010  = 1.000)

Otro método de codificación es el código JIS (código de los tres números)

CAPACITORES DE TANTÁLIO SMD Los capacitores de tantalio son los uno de los tipos más aplicados en tarjetas SMD; se presentan en medidas S, A, B, C, D y E, presentan sus valores de manera codificada, si son del tipo B, C, D y E, el número superior representan la capacitancia y el número inferior el voltaje



En la foto se observa el valor 107=10107 = 1010 = 100.000.000 = 100.000 = 100μ y es de 16V con una tolerancia (K) de más o menos 10%. Los capacitores cerámicos SMD requieren un trato muy especial porque es suficiente con tocarlos con un soldador sobrecalentado para alterar su valor o fisurarlos. Inclusive muchas veces son afectados por un inapropiado proceso de soldadura (shock térmico) que los afecta de modo tal que suelen fallar algunos meses después de su salida de la planta de producción.

3.

BOBINAS

Son componentes pasivos de dos terminales que se usa para almacenar la energía en forma de campo cuando se hace circular por ellas una corriente eléctrica. Se fabrican arrollando un hilo conductor sobre un núcleo de material ferro magnético o al aire. Preparado por Sergio Castro


Su unidad de medida es el Henrio (H) en el Sistema Internacional pero se suelen emplear los submúltiplos µH y mH. El campo magnético generado por una espira afecta a las espiras vecinas de forma que los campos magnéticos de todas las espiras se sumen o contrarresten para formar una distribución espacial de campo magnético alrededor de la bobina y que depende de su forma, número de espiras y de capas y del material en el núcleo de la bobina Una característica interesante de los inductores es que se oponen a los cambios bruscos de la corriente que circula por ellas. Esto significa que a la hora de modificar la corriente que circula por ellos (ejemplo: ser conectada y desconectada a una fuente de alimentación de corriente continua), esta intentará mantener su condición anterior. Este caso se da en forma continua, cuando una bobina está conectada a una fuente de corriente alterna y causa un desfase entre el voltaje que se le aplica y la corriente que circula por ella.

Símbolo

BOBINA SIMBOLO GENERAL

BOBINA NUCLEO DE FE-SI

B. DE NUCLEO FERRITA

B. DE NUCLEO VARIABLE

La inductancia mide el valor de oposición de la bobina al paso de la corriente y se miden en Henrios (H), pudiendo encontrarse valores de MiliHenrios (mH). El valor depende de: El número de espiras que tenga la bobina (a más vueltas mayor inductancia, o sea mayor valor en Henrios). El diámetro de las espiras (a mayor diámetro, mayor inductancia, o sea mayor valor en Henrios). La longitud del cable de que está hecha la bobina. El tipo de material de que esta hecho el núcleo, si es que lo tiene. • • • •

TIPOS DE BOBINAS 

Con núcleo de aire

El conductor se arrolla sobre un soporte hueco y posteriormente se retira este quedando con un aspecto parecido al de un muelle. Se utiliza en frecuencias elevadas. Una variante de la bobina anterior se denomina SOLENOIDE y difiere en el aislamiento de las espiras y la presencia de un soporte que no necesariamente tiene que ser cilíndrico. Se utiliza cuando se precisan muchas espiras. Estas bobinas pueden tener tomas intermedias, en este caso se pueden considerar como 2 o más bobinas arrolladas sobre un mismo soporte y conectadas en serie. Igualmente se utilizan para frecuencias elevadas.

Con núcleo sólido Poseen valores de inductancia más altos que los anteriores debido a su nivel elevado de permeabilidad magnética. El núcleo suele ser de un material ferro magnético. Los más usados son la ferrita y el ferro cube. Cuando se manejan potencias considerables y las frecuencias que se desean eliminar son bajas se utilizan núcleos parecidos a los de los transformadores (en fuentes de alimentación sobre todo). Así nos encontraremos con las configuraciones propias de estos últimos. Las secciones de los núcleos pueden tener forma de EI, M, UI y L. 

Bobina Solenoidal Preparado por Sergio Castro

Bobina Toroidal


Las bobinas de núcleo TOROIDAL se caracterizan por que el flujo generado no se dispersa hacia el exterior ya que por su forma se crea un flujo magnético cerrado, dotándolas de un gran rendimiento y precisión. Se encuentran en la etapa de la fuente en la máquina electrónica para impedir los cambios bruscos de corriente alterna. Las bobinas de ferrita arrolladas sobre núcleo de ferrita, normalmente cilíndricos, con aplicaciones en radio es muy interesante desde el punto de vista práctico ya que, permite emplear el conjunto como antena colocándola directamente en el receptor.

CHEQUEO DE LA BOBINA Inductómetro: El chequeo más concreto para una bobina es a través de un inductómetro; instrumento que permitirá apreciar el valor en henrios de la bobina o inducido, pero este es un equipo aún más escaso que el capacímetro, por lo que para la mayoría de las aplicaciones en la máquina de confección se utiliza la prueba de continuidad.



Continuidad: Al ser la bobina un conductor generalmente de cobre, a nivel electrónico se realiza el chequeo a través de la opción de continuidad ya que normalmente tienen muy pocas espiras. Cuando el buzzer del instrumento suene querrá indicar la existencia de un camino físico entre los terminales de la bobina.



BOBINAS SMD Poseen un código similar al de las resistencias (Código de los tres números), si indica 101en su encapsulado será de 10 µH x 10 que es igual a 100 µH, el tercer dígito indica el numero de ceros.

4.

TRANSFORMADOR

El transformador es un componente eléctrico compuesto básicamente por 2 bobinas llamadas primaria y secundaria enrolladas en un soporte plástico o de papel sobre un núcleo de hierro o ferrita alimentadas por una corriente AC, un transformador puede ser elevador cuando su voltaje de salida es mayor al voltaje de entrada, y reductor cuando su salida es inferior a su entrada, este último es uno de los más utilizados en los electrodomésticos, también puede ser un transformador de paso o de aislamiento en donde sus bobinas son iguales. El principio de funcionamiento de un transformador está basado en el fenómeno eléctrico llamado inducción electromagnética, en donde el campo magnético generado por la bobina primaria es inducido a la bobina secundaria en proporción al número de arrollamientos de alambre de cobre que este posea.



También existen transformadores con varios primarios y varios secundarios, o un solo primario y varios secundarios, su forma varía según la aplicación que se le quiera dar al igual que su tamaño el cual esta determinado por su potencia, para calcular un transformador se debe usar una fórmula matemática que nos permita saber cuantas vueltas de alambre se deben dar alrededor del núcleo.

CHEQUEO DE TRANSFORMADOR Para saber si un transformador funciona, se debe usar una prueba dinámica es decir alimentar el primario y observar el voltaje en la bobina secundaria, apoyándose en la llamada Serie con Bombillas incandescentes por si la bobina primaria se encuentra en cortocircuito. Otra prueba consiste en medir su valor en ohmios, aunque si la bobinas tiene pocas espiras el multímetro nos  indicara un valor de continuidad o 0 ohmios, la manera más profesional es utilizar un Inductómetro para saber el valor real del transformador. También se realizan pruebas de ausencia de continuidad entre lados primario a secundario, y desde cada uno  respecto al núcleo. Otro chequeo consiste en una vez identificado el lado primario, alimentarlo y verificar con el voltímetro el  voltaje de lado secundario. 

5.

FUSIBLES

Los fusibles son pequeños dispositivos que permiten el paso constante de la corriente eléctrica hasta que ésta supera el valor máximo permitido. Cuando aquello sucede, entonces el fusible, inmediatamente, cortará el paso de la corriente eléctrica a fin de evitar algún tipo de accidente, protegiendo los aparatos eléctricos de "quemarse" o estropearse. Existen varios tipos de fusibles, sin embargo, entre los que se utilizan con mayor frecuencia encontramos a los denominados “desnudos”. Este tipo de fusible se caracteriza por estar conformado por un hilo metálico, el que generalmente es de plomo, que, como ya se había mencionado, se derrite por efecto del calor causado por el paso de la corriente eléctrica. Por otra parte, encontramos el fusible “Encapsulado de vidrio”, aquel que es frecuentemente utilizado en aparatos electrónicos. En tercer lugar, el “ Tapón enroscable” es un tipo de fusible conformado por un cilindro de porcelana, o algún material similar, que cuenta con una camisa enroscable que tiene por función permitir la


COMPONENTES ELECTRÓNICOS conexión con el circuito eléctrico. De este modo, el fusible queda instalado en el interior del equipo, sujeto por tornillos y cubierto por una tapa roscada. Por último, el fusible denominado “cartucho” es aquel que se caracteriza por estar fabricado en base a un material aislante. Sobre esta base aislante se ponen unos soportes metálicos que sirven para meter el cartucho a presión

FUSIBLES SMD La gran mayoría de fabricantes de fusibles SMD utilizan un código para determinar el valor de corriente del mismo, el más usado es el de una letra como se aprecia en la tabla.





CRISTALES SMD

6.

En la circuitería SMD podemos encontrar cristales con frecuencias comprendidas entre 3.2 MHz y 400 MHz Todos los modelos son eléctricos y dimensionalmente iguales, pero cada uno posee conexiones internas y pinout diferentes, que los hace compatibles con los encapsulados en plástico y cerámicos estándar, punto que hay que tomar en cuenta a la hora de sustituirlos.

7.

En la foto se anexa 4 tipos de configuraciones.

TERMISTORES SMD

Un termistor es un semiconductor que varía el valor de su resistencia eléctrica en función de la temperatura, su nombre proviene de Thermally sensitive resistor (Resistor sensible a la temperatura en inglés). Existen dos clases de termistores: NTC y PTC. Los termistores PTC (Positive Temperature Coefficient) es una resistencia variable cuyo valor va aumentando a medida que se incrementa la temperatura y las NTC (Negative Temperature Coefficient) es una resistencia variable cuyo valor va decreciendo a medida que aumenta la temperatura

Encapsulados de los Termistores 



Tipo CHIP (Tiende a confundirse con bobinas)



Tipo MINIMELF (Tiende a confundirse con diodos)



Termistor de POTENCIA



Termistor HT

Tipo MELF (SOD 80)

Estas se pueden presentar desde unos pocos Ohmios hasta unos cuantos Megaohmios.



8.

DIODO RECTIFICADOR

Semiconductor construido a partir de la unión de materiales semiconductores puros (Si, Ge) e impuros (As, Al, B, Ga) mezclados en capas (n) y (P). Funciona como una válvula o llave de paso; en donde si se polariza correctamente permite el paso de la corriente y si se polariza inversamente impide el paso de esta. Entre sus aplicaciones se encuentra la rectificación de la señal alterna (Convertir de AC a DC) y permitir el paso de corriente DC (Elemento de protección). Posee dos terminales muy bien diferenciadas para su correcta conexión llamadas Ánodo (terminal positiva) y Cátodo (Terminal negativa). En el diodo rectificador electrónico común el cátodo se identifica por una banda plateada en uno de sus extremos. Desde el punto técnico se clasifican en un nivel de voltaje y principalmente de amperaje de operación. El encapsulado de estos diodos depende básicamente de la potencia que deban manejar. Si están pensados para potencias bajas, menores a un vatio, se encapsulan en plástico. Por encima de este valor se hace necesario un encapsulado metálico para que sea capaz de evacuar el calor generado en su interior, y para potencias aún mas altas se incluye en la capsula algún agujero o aleta que permita la fijación de un radiador mediante tornillos.

Símbolo:

CHEQUEO DIODO RECTIFICADOR Un diodo rectificador normal, se puede prueba en la opción chequeo de diodos de un multímetro de la misma forma, de forma directa (punta roja al ánodo y negra al cátodo) muestra el valor de polarización de la juntura (aprox. 0.6 a 0.7V). y en sentido inverso mostrará infinito (1 a la izquierda en la mayoría de los multímetros o en su defecto OPEN y en otros casos OL).

DIODOS SMD Su presentación puede variar dependiendo el tipo, en los cuales se observan una dos o tres bandas de colores que denotan el cátodo debido al código de colores que poseen. Algunos fabricantes tienen un código genérico para encapsulados MELF y mini – MELF, este está representado por el color de la banda del cátodo. Están formados por un cilindro de cristal y a veces plásticos con extremos metálicos.



•

•

•

•

•

Cuando el color del cátodo es NEGRO es un diodo de Propósito General, del tipo BAS81/82/83, que se puede reemplazar por un diodo 1N4148. Cuando el cátodo es AMARILLO, es un diodo SWITCHING, utilizados para el bloqueo de señal, routing switching y mas aplicaciones en baja señal; cubre toda una gama de aplicaciones en telecomunicaciones, placas madre, fuentes de alimentación. Cuando el cátodo es de color AZUL es un diodo ZENER, sus aplicaciones son múltiples: reguladores de tensión, referencias de tensión, supresores de tensión etc. Cuando el encapsulado es plástico y tiene una banda ROJA también es un diodo ZENER de la serie GLL4735 al GLL4763. Cuando el color del cátodo es VERDE es un diodo SCHOTTKY, ideales para aplicaciones donde se requiere alta velocidad y pocas pérdidas. La serie de unión metal – semiconductor mejora increíblemente la velocidad. Combinan siempre tensión e intensidad.

Configuraciones Internas



9.

DIODO ZENER

Un diodo zéner es básicamente un diodo de unión, pero construido especialmente para trabajar en la zona de ruptura de la tensión de polarización inversa; por eso algunas veces se le conoce con el nombre de diodo de avalancha. Su principal aplicación es como regulador de tensión; es decir, como circuito que mantiene la tensión de salida casi constante, independientemente de las variaciones que se presenten en la línea de entrada o del consumo de corriente de las cargas conectadas en la salida del circuito.

El diodo zéner tiene la propiedad de mantener constante la tensión aplicada, aun cuando la corriente sufra cambios. Para que el diodo zéner pueda realizar esta función, debe polarizarse de manera inversa. Generalmente, la tensión de polarización del diodo es mayor que la tensión de ruptura; además, se coloca una resistencia limitadora en serie con él; de no ser así, conduciría de manera descontrolada hasta llegar al punto de su destrucción. En muchas aplicaciones de regulación de tensión, el diodo zéner no es el dispositivo que controla de manera directa la tensión de salida de un circuito; sólo sirve de referencia para un circuito más complejo; es decir, el zéner mantiene un valor de tensión constante en sus terminales. CHEQUEO ZENER

Sin operar el zener se comporta como un diodo rectificador normal, por lo tanto se puede chequear de la misma forma, de forma directa (punta roja al ánodo y negra al cátodo) muestra el valor de polarización de la juntura (aprox. 0.6 a 0.7V). y en sentido inverso mostrará infinito (1 a la izquierda en la mayoría de los multímetros o en su defecto OPEN). Si se va a probar en operación, se aplica el voltaje, y se observa la indicación del instrumento. Si el Diodo Zener está en buen estado, en sentido "directo" la lectura será la misma de un diodo normal en sentido de conducción (aprox. 0.6 a 0.7V). En sentido inverso, la lectura será la correspondiente a la tensión de "Zener" del diodo en prueba. (Pueden presentarse pequeñas diferencias. La tolerancia en la mayoría de los diodos zener, suele ser del 5%)

10.

DIODO VARISTOR

Un varistor (Resistencia variable) es un componente electrónico cuya resistencia óhmica disminuye cuando el voltaje que se le aplica aumenta; tienen un tiempo de respuesta rápido y son utilizados como limitadores de picos de voltaje. Entre sus características se tiene: Tiempo de respuesta del orden de los 5 a 25 nanosegundos Voltajes de aplicación entre 14V a 550V Tienen buena disipación de energía indeseable. Confiabilidad limitada que se degrada con el uso. • • • •


COMPONENTES ELECTRÓNICOS •

Costo del dispositivo bajo comparado con otros (como el diodo de supresor de avalancha)

Se utiliza para proteger los componentes más sensibles de los circuitos contra variaciones bruscas de voltaje o picos de corriente que puedan ser originados entre otros por relámpagos conmutaciones y ruido eléctrico. El varistor está construido a base de materiales semiconductores al igual que como el termistor. Fabricados con oxido de zinc y dependiendo del fabricante se le añaden otros materiales para agregarles características no lineales deseables. Se montan en paralelo al circuito a proteger y absorbe todos los picos mayores a su tensión nominal. El varistor solo suprime los picos transitorios; si se somete a una tensión elevada constante, se quema. Esto sucede, por ejemplo cuando sometemos un varistor de 110V AC a 220V AC, o al colocar el selector de tensión de una fuente de alimentación de un de un PC en posición incorrecta. Es aconsejable colocar el varistor después de un fusible. Este dispositivo equivale a dos diodos zéner conectados en paralelo, pero con sus polaridades invertidas y con un valor de tensión de ruptura muy alto. Los varistores son construidos para diferentes valores de tensión de ruptura; por ejemplo, un varistor con un voltaje de ruptura de 150V conectado a la línea comercial de 110V, se mantendrá como un dispositivo inactivo hasta que en sus extremos se presente un transitorio con un voltaje igual o superior a los 150V; entonces el dispositivo, disparándose, conduce (su resistencia interna se hace casi cero) y reduce el efecto dañino del transitorio en el circuito. En suma, el varistor como dispositivo de protección recorta a todos los transitorios que se presenten en la línea; con ello, se evitan daños a los circuitos posteriores

VARISTORES SMD Estos pueden presentarse en diferentes tipo de encapsulados siendo los más usados los tipos chip y en medida 0201, 0402, 0603, 0805, etc.

CHEQUEO VARISTOR Si disponemos de un multímetro, y ajustamos la medida a realizar en la escala de resistencias o continuidad, al conectar entre las terminales del varistor las puntas de medición, el varistor estará en buen estado, si marca una resistencia infinita, y no se moverá la aguja (analógico) o el display de nuestro medidor. Si el varistor está averiado, conducirá electricidad, el polímetro pitará y/o se pondrá el display o aguja a cero Ohmios; en ese caso habrá que sustituirlo Como consejo, sustituir siempre los varistores, son económicos y no merece prolongarlos cuando ya se ha quemado uno.



11.

PUENTE RECTIFICADOR

Es un circuito electrónico usado en la conversión de corriente alterna en corriente continua. También es conocido como circuito o puente de Graetz, en referencia a su creador, el físico alemán Leo Graetz (1856-1941 ). Consiste en cuatro diodos comunes, que convierten una señal con partes positivas y negativas en una señal únicamente positiva. Un simple diodo permitiría quedarse con la parte positiva, pero el puente permite aprovechar también la parte negativa. El puente, junto con un condensador y un diodo zéner, permite convertir la corriente alterna en continua. El papel de los cuatro diodos comunes es hacer que la electricidad vaya en un solo sentido, mientras que el resto de componentes tienen como función estabilizar la señal. Usualmente se suele añadir una etapa amplificadora con un transistor BJT para solventar las limitaciones que estos componentes tienen en la práctica en cuanto a intensidad. En la figura se aprecia el esquema del circuito, el aspecto exterior y el modo de funcionamiento:

En los símbolos de alterna conectaremos la tensión alterna proveniente de un secundario de un transformador y en los símbolos "+ y - " obtendremos una tensión continua rectificada de doble onda que posteriormente se filtrara con un condensador y estabilizara con algún circuito integrado regulador de voltaje.



CHEQUEO PUENTE RECTIFICADOR   

12.

En primera instancia se revisa que no exista continuidad entre sus terminales, posteriormente se chequea con la opción de diodos del multímetro esperando que se cumpla la tabla mostrada. Para el puente rectificador TRIFÁSICO parece un diodo más en la lectura. Un segundo chequeo se realiza midiendo el voltaje alterno de entrada y observando el voltaje de corriente continua a la salida del mismo (Terminales + y -).

REGULADOR DE VOLTAJE

Un regulador de tensión es un dispositivo electrónico diseñado con el objetivo de estabilizar una tensión DC de entrada y así proteger aparatos eléctricos y electrónicos sensibles a variaciones de diferencia de potencial o voltaje y ruido existente en la corriente alterna de la distribución eléctrica. Su construcción está basada en un diodo zéner con la única diferencia que está capacitado para manejar potencia (es decir suministrar más corriente) por tal motivo los más utilizados requieren la instalación de un disipador de calor. Los reguladores de tensión están presentes en las fuentes de alimentación de corriente continua reguladas, cuya misión es la de proporcionar una tensión constante a su salida. Un regulador de tensión eleva o disminuye la corriente para que el voltaje sea estable. Dentro de la nomenclatura americana existen tres tipos de reguladores, la referencia 78XX que son los reguladores fijos Positivos (7805, 7806, 7808,7809, 78012, 78015, 7818, 7824) entregando como fijo el valor de los últimos dos dígitos; la referencia 79XX que son los reguladores fijos Negativos y que comercialmente vienen en los mismos valores fijos que los positivos; y por último están los Variables ó Ajustables, los más conocidos son el LM317 Regulador positivo entre 1.2V y 37V; y el LM337 regulador Negativo entre -1.2 a 35V.



Al interior de fuentes rectificadoras de algunas máquinas industriales se pueden encontrar módulos de reguladores de voltaje de 5 terminales.

CHEQUEO REGULADOR DE VOL AJE 



13.

En primera instancia se revisa q e no exista continuidad entre sus terminales, posteriormente se chequea con la opción de diodos del multímet o con el objetivo de encontrar dos medidas c rcanas dejando una punta de prueba fija y con la otra revisando en las otras dos. La segunda forma es alimentando la entrada y revisar que aparezca el voltaje est blecido por el fabricante en la terminal de salida NOTA: Se puede presentar el problema de fuga, que significa que aunque el re ulador marque bien existe una resistencia interna que está alte ada y por consecuencia produzca errores de fu cionamiento sobre todo en el suministro de corriente en la eta a de salida de la fuente.

TRANSISTOR BJT

El transistor es un dispositivo electrónic semiconductor que cumple funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El término "transistor" e la contracción en inglés de transfer resistor ("resistencia de transferencia" ) . Actualmente se encuentran prácticamente en todos los aparatos do ésticos de uso diario. Funcionamiento: Cuando se suministra una corriente a través de laa base o en la compuerta, se permite el paso de corriente entre el emisor o el colector. e dividen en dos tipos: NPN Y PNP. El primero solo deja pasar corriente del colector al emisor y el segundo vicevers



De otra forma se puede concluir que el transistor BJT es un dispositivo controlado por corriente; y su aplicación principal en la máquina de confección se tiene primero como conmutador o sw en las etapas lógicas de la tarjeta de control; y como un amplificador de corriente en etapas de potencia para suministrar el amperaje para servomotores, solenoides y electroválvulas, de ahí la importancia de su correcta identificación y posterior diagnóstico. ENCAPSULADOS TÍPICOS

Un avance en los transistores BJT fue el desarrollo de los DARLINGTON, dispositivo especial que tiene una alta ganancia de corriente. Está compuesto internamente por dos transistores bipolares que se conectan es cascada, el transistor T1 entrega la corriente que sale por su emisor a la base del transistor T2.

SÍMBOLO Y MÓDULO DE TRANSISTOR DARLINGTON DE POTENCIA

Esta configuración sirve para que el dispositivo sea capaz de proporcionar una gran ganancia de corriente y, al poder estar todo integrado, requiere menos espacio que dos transistores normales en la misma configuración. La ganancia total del Darlington es el producto de la ganancia de los transistores individuales. Un dispositivo típico tiene una ganancia en corriente de 1000 o superior. Preparado por Sergio Castro


CHEQUEO DE TRANSISTOR BIPOLAR 

Seleccionar con el multímetro la opción “Chequeo de Diodos”



Colocar una punta de prueba (Roja o Negra) en una de las terminales del multímetro y dejarla allí fija.



Con la otra punta chequear las otras 2 terminales (cambiar de terminal fija en el transistor o si es necesario de

punta de prueba) hasta que al medir en las dos terminales libres aparezcan valores numéricos en el display (Voltajes de polarizacion de las junturas del transistor) 

Aquella terminal donde esta la punta de prueba fija es la BASE.



El color de la punta determinara el tipo de transistor así:

PUNTA ROJA PUNTA NEGRA

TRANSISTOR npn TRANSISTOR pnp



Aquella terminal que muestre un mayor valor, será el EMISOR.



Aquella terminal que muestre un menor valor, será el COLECTOR.

0.54

0.53

EMISOR

COLECTOR PUNTA FIJA ROJA

TRANSISTOR

“npn” BASE

14.

TRANSISTOR FET (o de efecto de campo)

El transistor de efecto campo (Field-Effect Transistor o FET, en inglés) es en realidad una familia de transistores que se basan en el campo eléctrico para controlar la conductividad de un "canal" en un material semiconductor. Los FET Preparado por Sergio Castro


pueden plantearse como resistencias controladas por diferencia de potencial. Tienen tres terminales, denominadas puerta (gate), drenador (drain) y fuente (source . La puerta es la terminal equivalente a la base el BJT. El transistor de efecto de campo se comporta como un interru tor controlado por tensión, donde el voltaje aplicado a la puerta permite hacer que fluya o no corriente entre drenador y fuente. Así como los transistores bipolares se ividen en NPN y PNP, los de efecto de campo o FET son también de dos tipos: canal n y canal p. El funcionamiento del transistor de efect de campo es distinto al del BJT. En los FET, la puerta no absorbe corriente en absoluto, frente a los BJT, donde la corriente que atraviesa la base, pese a ser peque a en comparación con la que circula por las otras terminales, no siempre puede ser despreciada.

CHEQUEO DEL FET En primera instancia se revisa que no exista continuidad entre sus terminales. Para poder chequear un FET se deben identificar sus terminales ej. Gate, Drenador y Surtidor. Luego con el  multímetro en la escala de diodos se mi e de Drenador a Surtidor y debe medir como u diodo y si lo mide inverso no debe medir nada. Lo anterior es para pro ar el Drenador y surtidor. Si se necesita saber si el FET swichea se realiza esta prueba, con el gate y sus ot as 2 terminales, ubica la punta  del multímetro negativa en el Drenador luego la punta positiva se pone en el surtidor c mo resultado no deberá medir nada. Si el FET es canal n entonces con la p nta positiva y sin mover la negativa del Drenador aplica un pequeño toque al gate y de una vez ponla otra vez al surtidor y debe medir en corto o una resistencia muy aja, eso indica que el FET está swichando que quiere decir que se polarizó correctamente. Si el FET es de canal p hace lo contrario con la punta positiva fija en el Drenador y co la negativa le da un toque al gate y de una vez la lleva al surtidor para verificar si conmuto. Una vez realizada esta prueba siempre se debe proceder a apagar el FET pues una ve swichado o encendido no se apaga solo y si se monta así en circuito crea problemas, pues sus terminales Drenador Surtidor están en corto. Para apagarlo solo se aplica un pulso negativ al gate si es canal n y positivo si es canal p. 

15.

TRANSISTOR IGBT

El IGBT es un cruce, un híbrido, entre l s transistores MOSFET y los BJT o bipolares ue aprovecha las bondades de ambas tecnologías. El IGBT tiene la salida de conmutación y de conducción con las características de los transistores bipolares, pero es controlado por tensión como un MOSFET. En general, esto significa ue tiene las ventajas de la alta capacidad de manejo de corriente propia de un transistor bipolar, con la facilidad del co trol de conducción por tensión que ofrece un MOSFET. Sin embarg , los IGBT no son dispositivos ideales y entre algunas de sus desventajas encontramos que tienen una relativamente baja velocidad de respuesta (20Khz) y o siempre traen el diodo de protección (Damper) que incluyen lo MOSFET. En sus primeras versiones, los I BT eran propensos a entrar abruptamente en conducción, pero en la actualidad, las nuevas tecnologías de fabricación están eliminando este defecto. Preparado por Sergio Castro


Otro de los posibles problemas con algunos tipos de IGBT es el coeficiente de temperatura negativo que poseen, que podría conducir al dispositivo a una deriva térmica muy difícil de controlar. Por supuesto, estas desventajas quedan eclipsadas cuando debemos reconocer la capacidad de un IGBT de poder trabajar con varios miles de Voltios y corrientes tan elevadas que permiten hablar de cientos de KiloWatts de potencia controlada. Los IGBT son una nueva tecnología que superará a los MOSFET por encima de los 300 Volts y los 100 Amperes Este es un dispositivo para la conmutación en sistemas de alta tensión. La tensión de control de puerta es de unos 15 V. Esto ofrece la ventaja de controlar sistemas de potencia aplicando una señal eléctrica de entrada muy débil en la puerta.

Vista del transistor y un módulo de potencia IGBT:

DESIGNACIÓN DE TRANSISTORES Normalmente el tipo de designación de transistores son dos letras seguidas de tres números. Ej.: BA 145. La primera letra indica si los dispositivos son con uniones o sin uniones y también indica el tipo de material de que está hecho. La segunda letra indica de qué clase de dispositivo se trata, si de un diodo o de un transistor y de qué tipo. Y los tres números siguientes son números de serie que indica que son dispositivos semiconductores diseñados para empleo principalmente en aparatos domésticos. Los que tienen una letra y dos cifras no son para empleo doméstico sino para sistemas del ejército o algo relacionado. Ahora se presentará una tabla en el que indicará que significa cada nomenclatura. A continuación se presentan algunos tipos de codificación Preparado por Sergio Castro

COMPONENTES ELECTRÓNICOS 

Joint Electron Device Engineering Council (JEDEC) Dígito

Estos toman la forma: •

•

• •

Letra Número de serie

[sufijo]

donde la letra es siempre 'N'

El primer dígito es siempre una unidad menor que el número de patillas, (2 para transistores, no estoy seguro si transistores de 4 patillas tienen 3) excepto para 4N y 5N que están reservados para optoacopladores. El número de serie se sitúa entre el 100 y el 9999 y no dice nada sobre el transistor, salvo su fecha aproximada de introducción. El [sufijo] opcional indica la ganancia (hfe) genérica del dispositivo: A = ganancia baja B = ganancia media C = ganancia alta Sin sufijo = cualquier ganancia

Mira la hoja de características para saber la ganancia exacta del dispositivo. La razón para agrupar la ganancia de forma genérica es que los dispositivos de baja ganancia son bastante más baratos que los de alta ganancia, lo que se traduce en un ahorro para un gran número de usuarios.

Ejemplos: 2N3819, 2N2221A, 2N904. 

Japanese Industrial Standard (JIS)

Toman la forma: • •

• •

Dígito

Dos letras

Número de serie

[sufijo]

Nuevamente, el dígito es una unidad menor que el número de patillas. Las letras indican el área de aplicación y tipo de dispositivo según el siguiente código: SA: Transistor PNP HF SB: Transistor PNP AF SC: Transistor NPN HF SD: Transistor NPN AF SE: Diodos SF: Tiristores SG: Dispositivos de disparo SH: UJT SJ: FET/MOSFET de canal-p SK: N-channel FET/MOSFET SM: Triac SQ: LED SR: Rectificadores SS: Diodos de señal ST: Diodos avalancha SV: Varicaps SZ: Diodos zéner El número de serie varía entre 10 y 9999. El [sufijo] opcional indica que dicho tipo está aprobado para el empleo por varias organizaciones japonesas.

NOTA: Desde que el código de los transistores siempre comienza por 2S, este es siempre omitido (en la mayoría de los casos), por ejemplo: un 2SC733 puede estar marcado como C 733. Ejemplos: 2SA1187, 2SB646, 2SC733. 

Pro-Electrón

Toman la forma: Dos letras [letra] La primera letra indica el material:

Número de serie

[sufijo]

•

A = Ge B = Si Preparado por Sergio Castro

C = GaAs R = mezcla de materiales.

COMPONENTES ELECTRÓNICOS • •

No es necesario decir que la gran mayoría de los transistores comienzan por B. La segunda letra indica la aplicación del dispositivo: A: Diodo RF B: Variac C: transistor, AF, pequeña señal D: transistor, AF, potencia E: Diodo tunel F: transistor, HF, pequeña señal K: Dispositivo de efecto Hall L: Transistor, HF, potencia N: Optoacoplador P: Dispositivo sensible a la radiación Q: Dispositivo productor de radiación R: Tiristor, baja potencia T: Tiristor, potencia U: Transistor, potencia, conmutación Y: Rectificador Z: Zener, o diodo regulador de tensión

•

• •

La tercera letra indica que el dispositivo está pensado para aplicaciones industriales o profesionales, más que para uso comercial. suele ser una W, X, Y o Z. El número de serie varía entre 100 y 9999. El sufijo indica la ganancia genérica en grupo, como en los JEDEC.

Ejemplos: BC108A, BAW68, BF239, BFY51. •

Otros

Aparte de los tres tipos anteriores los fabricantes casi siempre introducen sus propios tipos, por razones comerciales (ej. para poner su nombre en el código) o para enfatizar que el rango pertenece a una aplicación especializada. •

Los prefijos más comunes son: MJ: MJE: MPS: MRF: RCA: RCS: TIP: TIPL: TIS: ZT: ZTX:

Motorolla potencia, cápsula de metal Motorolla potencia, cápsula de plástico Motorolla baja potencia, cápsula de plástico Motorolla HF, VHF y transistores microondas RCA RCS Texas Instruments transistor de potencia (capsula de plástico) TI transistor de potencia plano TI transistor de pequeña señal (capsula de plástico) Ferranti Ferranti

Ejemplos: ZTX302, TIP31A, MJE3055, TIS43. Muchos fabricantes también producen series a medida para un gran volumen destinado a determinados clientes. Estas series están optimizadas para ser empleadas en una determinada parte de un circuito concreto. Normalmente llevan puesto la señal del productor y un número irreconocible. A veces cuando una compañía quiebra o termina la producción se libra de estos transistores, los cuales acaban en packs de oferta para aficionados.



16.

RECTIFICADOR CONTROLADO DE SILICIO (SCR)

Los rectificadores controlados de silicio SCR son dispositivos que pertenecen a la familia de los TIRISTORES los cuales se caracterizan por tener cuatro capas o más de materiales n y p, soportan una realimentación interna para entrar en conmutación (fenómeno de Enganche ó cerrojo) y para volver a su estado de reposo o no conducción requieren de la aplicación de una señal externa; en general se utilizan como dispositivo de control de cargas que pueden consumir 400 A – 2000V o más. El rectificador controlado de silicio SCR, es un semiconductor que presenta dos estados estables: en uno conduce, y en otro está en corte (bloqueo directo, bloqueo inverso y conducción directa). El objetivo del rectificador controlado de silicio SCR es retardar la entrada en conducción del mismo, ya que como se sabe, un rectificador controlado de silicio SCR se hace conductor no sólo cuando la tensión en sus bornes se hace positiva (tensión de ánodo mayor que tensión de cátodo), sino cuando siendo esta tensión positiva, se envía un impulso de cebado a puerta. El parámetro principal de los rectificadores controlados es el ángulo de retardo.

El SCR y la corriente continua: Tomar en cuenta el gráfico siguiente: ver que es un circuito de corriente continua. Normalmente el SCR se comporta como un circuito abierto hasta que activa su compuerta (GATE) con una pequeña corriente (se cierra el interruptor S) y así este conduce y se comporta como un diodo en polarización directa. Si no existe corriente en la compuerta el tiristor no conduce. •

Lo que sucede después de ser activado el SCR, se queda conduciendo y se mantiene así. Si se desea que el tiristor deje de conducir, el voltaje +V debe ser reducido a 0 Voltios. Si se disminuye lentamente el voltaje (tensión), el tiristor seguirá conduciendo hasta que por el pase una cantidad de corriente menor a la llamada "corriente de mantenimiento o de retención", lo que causará que el SCR deje de conducir aunque la tensión VG (voltaje de la compuerta con respecto a tierra no sea cero. Como se puede ver el SCR, tiene dos estados: 1- Estado de conducción, en donde la resistencia entre ánodo y cátodo es muy baja. 2- Estado de corte, donde la resistencia es muy elevada. Preparado por Sergio Castro


El SCR y la corriente Alterna Se usa principalmente para controlar la potencia que se entrega a una carga. (en el caso de la figura es un bombillo o foco). La fuente de voltaje puede ser de 110V A.C.., 120V A.C., 240V A.C. etc. El circuito RC produce un corrimiento de la fase entre la tensión de entrada y la tensión en el condensador que es la que suministra la corriente a la compuerta del SCR. Puede verse que el voltaje en el condensador (en azul) está atrasado con respecto al voltaje de alimentación (en rojo) causando que el tiristor conduzca un poco después de que el tiristor tenga la alimentación necesaria para conducir. Durante el ciclo negativo el tiristor se abre dejando de conducir. Si se modifica el valor de la resistencia, por ejemplo si utilizamos un potenciómetro, se modifica el desfase que hay entre las dos tensiones antes mencionadas ocasionando que el SCR se active en diferentes momentos antes de que se desactive por le ciclo negativo de la señal. y deje de conducir. CHEQUEO DEL SCR •

  •

• •

En primera instancia se revisa que no exista continuidad entre sus terminales. Una vez identificadas sus terminales se procede a medir con el óhmetro así: K – G: Se comporta como un diodo, en un sentido conduce (Baja resistencia) y en el otro no conduce (1 a la izquierda) K – A: Alta resistencia (1 a la izquierda) G – A: Alta resistencia (1 a la izquierda)

El chequeo funcional de tiristores, SCR o TRIAC (los primeros son dispositivos unidireccionales o de DC y los segundos son bidireccionales o de AC), normalmente supone el uso de fuentes capaces de suplir los valores correctos de corriente de compuerta (Igt ) y de mantenimiento (Ihold). Ambos parámetros se encuentran en la hoja de datos de los componentes en prueba. En el caso de dispositivos de alta corriente es posible que por lo menos el valor de Ihold supere la capacidad de medición del multímetro en uso, causando lecturas no confiables. Los tiristores de pequeña y mediana potencia, se prestan a una evaluación aproximada de la funcionalidad de la compuerta, conectándolos según se muestra en la figura. En el caso de SCR, se enlaza el positivo (+) del multímetro al ánodo del tiristor y el negativo (-) al cátodo. En la escala 200Ω conectando la compuerta al ánodo se debería leer una conducción por un valor aproximado de 15~50 Ω. Al desconectar la compuerta del ánodo no debería haber cambios; mientras que interrumpiendo momentáneamente una de las conexiones cátodo o al ánodo, se resetea el tiristor, o sea se abre de nuevo el circuito (resistencia teóricamente infinita). En la prueba de TRIAC la polaridad de las conexiones es indiferente.

17.

TRIAC (Tríodo para Corriente Alterna)

Es un dispositivo semiconductor, de la familia de los transistores. La diferencia con un tiristor convencional es que éste es unidireccional y el TRIAC es bidireccional. De forma coloquial podría decirse que el TRIAC es un interruptor capaz de conmutar la corriente alterna. Su estructura interna se asemeja en cierto modo a la disposición que formarían dos SCR en direcciones opuestas. Se puede considerar como la versión para corriente alterna AC, de la familia de los tiristores. Mientras que el SCR es un diodo controlado y por lo tanto, en general se utiliza en circuitos de control de corriente continua (DC, Direct Current ), el triac es como un tiristor bidireccional, para utilizar en circuitos AC. Los terminales del triac en vez de K y A se denominan "terminal principal 1" ( Main Terminal 1, MT1) y "terminal principal 2" (MT2), o simplemente "terminales 1 y 2", T1 y T2 (El electrodo de control también se denomina puerta, G, como en el tiristor). Preparado por Sergio Castro


Está hecho de forma análoga a dos tiristores puestos en antiparalelo, como si fuese un dispositivo de 5 capas npnpn de semiconductores. Su estructura central es un sandwich: tipo-p, tipo-n y tipo-p, como el tiristor. Pero el material tipo-n se difunde sobre ambas capas tipo-p, para que funcionen como cátodos K en cada uno de los sentidos de conducción. El MT2 se conecta a una capa tipo-p y a la tipo-n difundida sobre ella. En el otro extremo, se hace lo mismo con el MT1. Y el G también está en contacto con la capa tipo-p y una porción de tipo-n difundida sobre ella Sirven como dispositivos de conmutación de estado sólido en DC y en AC respectivamente. Es decir, son como interruptores (switches) pero compactos y pequeños, sin calefactor y de bajo consumo, rápidos y silenciosos, sin partes móviles ni contactos electromecánicos, sin chispas ni necesidad de mantención, y que además pueden controlarse electrónica y ópticamente. • •

• •

Su versatilidad lo hace ideal para el control de corrientes alternas. Una de ellas es su utilización como interruptor estático ofreciendo muchas ventajas sobre los interruptores mecánicos convencionales y los relés. Funciona como interruptor electrónico y también a pila. Se utilizan TRIACs de baja potencia en muchas aplicaciones como atenuadores de luz, controles de velocidad para motores eléctricos, y en los sistemas de control computarizado de muchos elementos caseros. No obstante, cuando se utiliza con cargas inductivas como motores eléctricos, se deben tomar las precauciones necesarias para asegurarse que el TRIAC se apaga correctamente al final de cada semiciclo de la onda de Corriente alterna.

El disparo del TRIAC se realiza aplicando una corriente al electrodo puerta, en la figura se muestran las posibles formas de disparo, siendo mas sensible cuando las terminales MT” y G son positivas

El tamaño de un SCR o de un TRIAC puede ser relativamente pequeño o grande, ya que como en el caso de los transistores y los circuitos integrados en general, el encapsulado (que es lo que vemos desde fuera) varía según la Preparado por Sergio Castro


potencia que deban disipar y la corriente máxima de trabajo que deban tolerar. Hay algunos enormes, para más de 1500 A, de diámetros entre 5 y 10 cm y con cátodos y ánodos del grosor de un dedo. Otros, en cambio, son pequeños (menos de 1 cm3), muy económicos y operan con corrientes menores que 5A o disipando menos de 5W. El triac BT 136-600 en encapsulado TO220, tiene una masa de 2g, mide menos de 3 cm de largo, y conduce hasta 4 A, en circuitos AC con voltaje de red V RMS = 380V

CHEQUEO DEL TRIAC En primera instancia se revisa que no exista continuidad entre sus terminales.  Una vez identificadas sus terminales se procede a medir con el óhmetro así:  MT1 – G: Debe medir una resistencia baja en ambos sentidos (< a 100 Ω) MT1 – G: Alta resistencia (> a 1 M Ω o más) MT” – G: Alta resistencia (> a 1 M Ω o más) • • •

Los TRIACS se deben probar bajo condiciones de operación usando un osciloscopio, se puede utilizar un multímetro para hacer una prueba aproximada o rústica con el Triac fuera del circuito. Para probar un TRIAC con el multímetro, se sigue el siguiente procedimiento: Seleccione el óhmetro en la escala 200 Ω Conecte a punta negativa del multímetro a la MT1. Conecte la punta positiva del medidor a la MT2. El multímetro debe leer infinito. Ponga en corto circuito la compuerta y MT2, usando un conductor como puente. La lectura del medidor debe ser "casi cero Ohms" (0 Ω). Esta lectura cero debe permanecer cuando se retira la punta de prueba. Invierta las puntas del óhmetro, de manera que la terminal positiva esté sobre la MT1 y la terminal negativa sobre MT2. El multímetro debe leer infinito. Ponga en corto circuito la compuerta del TRIAC a la terminal principal 2, usando un conductor como puente. El multímetro debe leer "casi cero Ohms"(0 Ω). Cuando se retira la punta de prueba, la lectura cero debe permanecer.

• • • •

•

•

18.

DIAC (Diodo Interruptor de Corriente Alterna):

Es un diodo bidireccional disparable controlado por voltaje, el cual se comporta como dos diodos zener puestos en antiparalelo, cuando el voltaje de cualquier polaridad entre sus dos terminales excede el valor especificado, entra en avalancha y disminuye su resistencia interna a un valor muy bajo. Esto significa que, si es colocado en paralelo con la salida de una fuente de corriente alterna podrá recortar todos los picos positivos y negativos que pasen del voltaje del umbral del Diac. Si es puesto en serie, solamente dejará pasar corriente cuando lleve más tensión que la del gatillado para Triacs en circuitos de corriente alterna. El dispositivo tiene un rango simétrico de conmutación(en ambos sentidos) de 20 a 40 voltios, tensión que usualmente excede el punto de umbral del gate de los triacs, de tal forma que estos trabajan siempre en un nivel seguro. Preparado por Sergio Castro


El comportamiento es fundamentalmente el mismo para ambas direcciones de la corriente. La mayoría de los DIAC tienen una tensión de disparo de alrededor de 30 V. En este sentido, su comportamiento es similar (pero controlado de forma mucho más precisa y a una tensión menor) a una lámpara de neón. Los DIAC son una clase de tiristor, y se usan normalmente para disparar los triac, otra clase de tiristor. Existen dos tipos de DIAC:

DIAC de tres capas: Es similar a un transistor bipolar sin conexión de base y con las regiones de colector y emisor iguales y muy dopadas. El dispositivo permanece bloqueado hasta que se alcanza la tensión de avalancha en la unión del colector. Esto inyecta corriente en la base que vuelve el transistor conductor, produciéndose un efecto regenerativo. Al ser un dispositivo simétrico, funciona igual en ambas polaridades, intercambiando el emisor y colector sus funciones. 

DIAC de cuatro capas. Consiste en dos diodos Shockley conectados en antiparalelo, lo que le da la característica bidireccional. 

CHEQUEO DEL DIAC El mismo procedimiento utilizado para la prueba de VDRs o Varistores.

•

Para ello debes implementar el siguiente circuito y realizar el procedimiento que se describe a continuación Conectar el componente a probar y el voltímetro (o multímetro en la escala correspondiente) a los terminales del probador Aplicar el voltaje, presionando ambos pulsadores, y observamos la indicación del instrumento. A continuación, se invierte la conexión del componente y se repite el procedimiento. En ambos casos la lectura debe ser similar, con no más de un 5% de diferencia, y debe corresponder con las especificaciones técnicas del componente en prueba •

•

•



OPTOACOPLADORES

19.

También se denominan opto aislador s o dispositivos de acoplamiento óptico. Ba san su funcionamiento en el empleo de un haz de radiación lu inosa para pasar señales de un circuito a otro sin conexión eléctrica. Fundamentalmente este dispositivo stá formado por una fuente emisora de luz, y un foto sensor de silicio, que se adapta a la sensibilidad espect al del emisor luminoso. Existen varios tipos de opto acoplad res cuya diferencia entre sí depende de los ispositivos de salida que se inserten en el componente. Según est tenemos los siguientes tipos: Fototransistor: o lineal, conmuta una variación de corriente de entrada en una variación de tensión de salida. Se utiliza en acoplamientos de líneas tel fónicas, periféricos, audio ...

•

•

Optotiristor: Diseñado para aplicaciones donde sea preciso un aislamiento entre na señal lógica y la red.

•

Optotriac: Al igual que el Optotiristor, se utiliza para aislar una circuitería de baja tensión a la red.

En general pueden sustituir a relés ya qu tienen una velocidad de conmutación mayor, así como, la ausencia de rebotes.

Símbolo del opto transistor

Símbolo de un opto transistor en c nfiguración Darlington

Símbolo del Optotiristor

Símbolo Optotriac


Símbolo de un pto transistor de encapsula o ranurado


CHEQUEO DEL OPTOACOPLADOR •

•

Se debe conocer previamente el tipo de salida óptica que soporta ya que hay varios tipos de optoacopladores, con salida a transistor, Darlington, scr, triac, logic gate, etc., uno de los más comunes es el de transistor; con un multímetro en la opción de prueba de diodos es muy fácil, pues el optotransistor tiene internamente un diodo infrarrojo y un fototransistor y ambos componentes se pueden probar, revisa el diodo como un diodo común y el transistor como un transistor NPN. Sin importar el tipo de salida se puede chequear cualquier optoacoplador conectándolo en un circuito básico y observar la salida como se muestra a continuación.

20. RELÉ (RELAY) Es un dispositivo que consta de dos circuitos diferentes: un circuito electromagnético (electroimán) y un circuito de contactos, Fue inventado por Joseph Henry en 1835. Dado que el relé es capaz de controlar un circuito de salida de mayor potencia que el de entrada, puede considerarse, en un amplio sentido, como un amplificador eléctrico. Como tal se emplearon en telegrafía, haciendo la función de repetidores que generaban una nueva señal con corriente procedente de pilas locales a partir de la señal débil recibida por la línea. Se les llamaba "relevadores" De ahí "relé".

Símbolo del relé de un circuito


Símbolo del relé de dos circuitos

Partes de un relé de armaduras


Su funcionamiento se basa en el fenómeno electromagnético. Cuando la corriente atraviesa la bobina, produce un campo magnético que magnetiza un núcleo de hierro dulce (ferrita). ste atrae al inducido que fuerza a los contactos a tocarse. Cuando la corriente se desconecta vuelven a separarse. !os s"mbolos que aparecen en las figuras poseen solo # $ dos circuitos, pero e%isten relés con un ma$or número de ellos.

CHEQUEO DEL RELÉ •

•

21.

Su chequeo consiste en verificar el estado de la bobina encontrando un valor resistivo, lo que indica que no está interrumpida, Si aparece cero Ohms (0 Ω) indicara que está en corto circuito y si aparece una resistencia alta (infinita estará abierta) Revisar el estado de los contactos, la mejor forma es polarizar la bobina y con la opción de continuidad se comprueba el funcionamiento de los contactos NA y NC que soporte)

RELÉS DE ESTADO SÓLIDO (SSR)

Son dispositivos conformados por un circuito híbrido, normalmente compuesto por un optoacoplador que aísla la entrada, un circuito de disparo, que detecta el paso por cero de la corriente de línea y un transistor, triac o dispositivo similar que actúa de interruptor de potencia en sustitución de contactos metálicos, para controlar elevadas cargas de potencia a partir de señales de control de bajo voltaje e intensidad. En comparación a los relés de contactos electromecánicos son más livianos, silenciosos, rápidos y confiables ya que no se desgastan, son inmunes a los choques y vibraciones, generan muy pocas interferencias, conmutan altas corrientes y voltajes sin producir arcos, proporcionan varios kilovoltios de aislamiento entre la entrada y la salida. Como desventajas tienen que son muy costosos los modelos comerciales, son dispositivos de una sola posición. Esto significa que no pueden conmutar al mismo tiempo varias cargas independientes como lo hacen los relés



Su nombre se debe a la similitud que presenta con un relé electromecánico; este dispositivo es usado generalmente para aplicaciones donde se presenta un uso continuo de los contactos del relé que en comparación con un relé convencional generaría un serio desgaste mecánico, además de poder conmutar altos amperajes que en el caso del relé electromecánico destruirían en poco tiempo los contactos. Estos relés permiten una velocidad de conmutación muy superior a la de los relés electromecánicos Una de las precauciones que se deben tomar al usar SSR y contactores de estado sólido es la de incluir supresores de picos transitorios entre los terminales donde conectaremos la carga, algunos modelos ya traen incorporados internamente supresores de picos pero es muy importante no olvidar el uso de estos componentes de tipo MOV para prevenir daños a nuestro SSR o contactor.

En definitiva podemos decir que estamos asistiendo al comienzo de la era de los relés y contactores de estado sólido que presentan las siguientes ventajas: • •

• •

• •

• • •

•

Alta confiabilidad y larga duración – más de 10 9 operaciones garantizadas por el fabricante Ninguna formación de arcos en los contactos, baja EMI (emisión de Interferencias Electro Magnéticas Electro Magnetic Interferences), capacidad de manejo de altos picos Muy alta resistencia a las vibraciones y golpes Muy alta resistencia a daños por agentes químicos agresivos y polvo por su robusto encapsulado en plásticos de alta densidad Totalmente silenciosos: su funcionamiento no genera ruidos electromecánicos Compatibles con controles lógicos y controladores programables PLC; disponibilidad de modelos compatibles con entradas analógicas, TTL y CMOS. Muy alta velocidad de conmutación Baja capacitancia de acoplamiento Elevado nivel de aislación entre los circuitos de control y potencia (típicamente 5Kv mínimo) gracias a sus optoacopladores internos Reducido tamaño con posibilidad de indicación de todos los estados por medio de LED’S

PRUEBA DE SSR 

Para comprobar el funcionamiento de un relé de estado sólido, control D.C.. todo lo que necesita es una batería de 9 V, una lámpara de 40-100 W y una fuente a.c. (por ejemplo la red eléctrica). En el esquema se muestra la manera en la que se tienen que conectar los dispositivos. El polo positivo de la tensión d.c. (la batería) se conectará al terminal 3 del relé y el polo negativo se conectará al terminal 4. En el lado de la carga (terminales 1 y 2) estará la lámpara, conectada por un lado a la red y



por el otro al terminal 2 del relé (también podría conectarse al terminal 1 ya que eléctricamente son equivalentes). El terminal 1 del relé se conectará la red, para cerrar el circuito.

Cuando todas las conexiones estén hechas, la batería controlará el encendido/apagado de la lámpara. Aplicando los 9 V DC se encenderá la luz y sin la batería, la lámpara se apagará. Si esto no es así, entonces lo más probable es que el relé esté dañado.

Nota: no se recomienda el uso de un voltímetro para comprobar un SSR ya que así, la tensión y la corriente tienen que disparar la salida del SSR no existen, por lo que se pueden hacer lecturas erróneas de los resultados. 

Para comprobar el funcionamiento de un relé de control A.C. se puede aplicar el mismo método, con una tensión de control A.C en lugar de D.C En el esquema se muestran las conexiones adecuadas: Cuando el interruptor esté abierto, la lámpara estará apagada, Por el contrario, al cerrarlo la luz encenderáCualquier resultado diferente indicará fallo del relé.

22.

CIRCUITO INTEGRADO

Un circuito integrado es una pastilla (o "chip") muy delgada en la que se encuentran miles o millones de dispositivos electrónicos interconectados, principalmente transistores, aunque también componentes pasivos como resistencias o capacitores. Su área puede ser de un cm2 o incluso inferior. Algunos de los circuitos integrados más avanzados son los microprocesadores que controlan múltiples artefactos Los circuitos se clasifican en dos grandes grupos: • Circuitos integrados analógicos: Pueden constar desde simples transistores encapsulados juntos, sin unión entre ellos, hasta dispositivos completos como amplificadores, osciladores o incluso receptores de radio completos. • Circuitos integrados digitales: Pueden ser desde básicas puertas lógicas (and, or, not) hasta los más complicados microprocesadores. Hay una variedad de encapsulados diferentes empleados para los circuitos integrados. El encapsulado utilizado depende del nivel de interconexión requerida. Muchos chips de baja escala de integración solo pueden requerir 14 o 16 pines, mientras que otros, como los procesadores y los chips VLSI asociados pueden necesitar hasta 200 o más. En vista de la amplia variación de las necesidades radica la gran cantidad de encapsulados diferentes.



Para los chips más pequeños, encapsulados como el SOIC (Small Outline Integrated Circuit) pueden ser utilizados. Son la versión SMT del clásico DIL (Dual In Line) también llamados DIP, por ejemplo se los usan en la conocida serie lógica 74XXX. Además, hay versiones más pequeñas incluyendo TSOP (Thin Small Outline Package) y SSOP (Shrink Small Outline Package).

Los chips VLSI requieren un enfoque diferente. Normalmente, se emplean encapsulados con pines en los cuatro costados (quad flat pack). La separación de los pines depende del número de la cantidad requerida. Para algunos de los chips puede ser una distancia de 20 milésimas de pulgada.

Clasificación Atendiendo al nivel de integración -número de componentes- los circuitos integrados se pueden clasificar en: • • • • • •

SSI (Small Scale Integration) pequeño nivel: de 10 a 100 transistores MSI ( Medium Scale Integration) medio: 101 a 1.000 transistores LSI ( Large Scale Integration) grande: 1.001 a 10.000 transistores VLSI (Very Large Scale Integration) muy grande: 10.001 a 100.000 transistores ULSI (Ultra Large Scale Integration) ultra grande: 100.001 a 1.000.000 transistores GLSI (Giga Large Scale Integration) giga grande: más de un millón de transistores

Limitaciones de los circuitos integrados Existen ciertos límites físicos y económicos al desarrollo de los circuitos integrados. Básicamente, son barreras que se van alejando al mejorar la tecnología, pero no desaparecen. Las principales son: • • • •

Disipación de potencia Capacidades y autoinducciones parásitas Límites en los componentes Densidad de integración


73228843-COMPONENTES-ELECTRONICOS.pdf

Recommend Documents