Fabricación de componentes eléctricos y electrónicos
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Fabricación de componentes eléctricos y electrónicos Fabricación de componentes eléctricos y electrónicos Document Transcript

  • Componentes electrónicos.Se denomina componente electrónico a aquel dispositivo que forma parte de uncircuito electrónico. Se suele encapsular, generalmente en un material cerámico,metálico o plástico, y terminar en dos o más terminales o patillas metálicas. Sediseñan para ser conectados entre ellos, normalmente mediante soldadura, a uncircuito impreso, para formar el mencionado circuito.De acuerdo con el criterio que se elija podemos obtener distintas clasificaciones.Seguidamente se detallan las comúnmente más aceptadas.1. Según su estructura física * Discretos: son aquellos que están encapsulados uno a uno, como es el caso delos resistores, condensadores, diodos, transistores, etc. * Integrados: forman conjuntos más complejos, como por ejemplo un amplificadoroperacional o una puerta lógica, que pueden contener desde unos pocoscomponentes discretos hasta millones de ellos. Son los denominados circuitosintegrados.2. Según el material base de fabricación.* Semiconductores.También denominados como componentes de estado sólido, son los componentes"estrella" en casi todos los circuitos electrónicos. Se obtienen a partir de materialessemiconductores, especialmente del silicio aunque para determinadasaplicaciones aún se usa germanio.3. Según su funcionamiento. * Activos:Los componentes activos son aquellos que son capaces de excitar los circuitos ode realizar ganancias o control del mismo. Fundamentalmente son losgeneradores eléctricos y ciertos componentes semiconductores. Estos últimos, engeneral, tienen un comportamiento no lineal, esto es, la relación entre la tensiónaplicada y la corriente demandada no es lineal.Los componentes activos semiconductores derivan del diodo de Fleming y deltriodo de Lee de Forest. En una primera generación aparecieron las válvulas quepermitieron el desarrollo de aparatos electrónicos como la radio o la televisión.Posteriormente, en una segunda generación, aparecerían los semiconductoresque más tarde darían paso a los circuitos integrados (tercera generación) cuya
  • máxima expresión se encuentra en los circuitos programables (microprocesador ymicrocontrolador) que pueden ser considerados como componentes, aunque enrealidad sean circuitos que llevan integrados millones de componentes.En la actualidad existe un número elevado de componentes activos, siendo usual,que un sistema electrónico se diseñe a partir de uno o varios componentes activoscuyas características lo condicionará. * Pasivos:Son aquellos que no necesitan una fuente de energía para su funcionamiento. Notienen la capacidad de controlar la corriente en un circuito.Los componentes pasivos se dividen en:Componente | Función más comúnAltavoz | Reproducción de sonido.Cable | Conducción de la electricidad.Condensador | Almacenamiento de energía, filtrado, adaptación impedancias.Conmutador | Reencaminar una entrada a una salida elegida entre dos o más.Fusible | Protección contra sobre-intensidades.Inductor | Adaptación de impedancias.Interruptor | Apertura o cierre de circuitos manualmente.Potenciómetro | Variación la corriente eléctrica o la tensión.Relé | Apertura o cierre de circuitos mediante señales de control.Resistor | División de intensidad o tensión, limitación de intensidad.Transductor | Transformación de una magnitud física enuna eléctricaVaristor | Protección contra sobre-tensiones.Visualizador | Muestra de datos o imágenes.4. Según el tipo energía. * Electromagnéticos: aquellos que aprovechan las propiedadeselectromagnéticas de los materiales (fundamentalmente transformadores einductores). * Electroacústicos: transforman la energía acústica en eléctrica y viceversa(micrófonos, altavoces, bocinas, auriculares, etc.). * Optoelectrónicos:transforman la energía luminosa en eléctrica y viceversa(diodos LED, células fotoeléctricas, etc.).
  • Componentes eléctricos.ALAMBRES Y CONDUCTORES:Los conductores eléctricos son hilos de metal (cobre o aluminio) que se utilizanpara conducir la corriente eléctrica.Los conductores se utilizan en:- Instalaciones eléctricas en general (vivienda, industria, comercio, etc.)- Instalaciones eléctricas de automóviles- Construcción de bobinasLos tipos de conductores más utilizados son: alambres, cables, cordones,conductores con cubierta protectoraTipos de conductores eléctricosAlambresLos alambres son conductores construidos con un solo hilo de metal y puede estardesnudo o revestido.RESISTENCIAS:El componente más común utilizado en un circuito electrónico discreto es laresistencia.Ellas controlan o limitan la cantidad de corriente fluyendo a través del circuito.Comúnmente las resistencias son hechas de componentes de carbón,alambre metálico o bien hojas conductoras (film).CAPACITADORES (CONDENSADOR):Es un dispositivo pasivo, utilizado en electricidad y electrónica, capaz dealmacenar energía sustentando un campo eléctrico. Está formado por un par desuperficies conductoras, generalmente en forma de láminas o placas, en situaciónde influencia total (esto es, que todas las líneas de campo eléctrico que parten deuna van a parar a la otra) separadas por un material dieléctrico o por el vacío. Lasplacas, sometidas a una diferencia de potencial, adquieren una determinada cargaeléctrica, positiva en una de ellas y negativa en la otra, siendo nula la variación decarga total.Estos capacitores tienen una capacidad fija determinada por el fabricante y suvalor no se puede modificar. Sus características dependen principalmente del tipo
  • de dieléctrico utilizado, de tal forma que los nombres de los diversos tipos secorresponden con los nombres del dieléctrico usado.De esta forma podemos distinguir los siguientes tipos: Cerámicos. Plástico. Mica. Electrolíticos. De doble capa eléctrica.Capacitores cerámicosEl dieléctrico utilizado por estos capacitores es la cerámica, siendo el material másutilizado el dióxido de titanio.Las altas constantes dieléctricas características de las cerámicas permiten ampliasposibilidades de diseño mecánico y eléctrico.Capacitores de plásticoEstos capacitores se caracterizan por las altas resistencias de aislamiento yelevadas 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 el primer caso ymetal vaporizado en el segundo).Capacitores de micaEl dieléctrico utilizado en este tipo de capacitores es la mica o silicato de aluminioy potasio y se caracterizan por bajas pérdidas, ancho rango de frecuencias y altaestabilidad con la temperatura y el tiempo.Capacitores electrolíticosEn estos capacitores una de las armaduras es de metal mientras que la otra estáconstituida por un conductor iónico o electrolito. Presentan unos altos valorescapacitivos en relación al tamaño y en la mayoría de los casos son polarizados.
  • Podemos distinguir dos tipos:Electrolíticos de aluminio: la armadura metálica es de aluminio y el electrolito detetraborato armónico. Electrolíticos de tántalo: el dieléctrico está constituido por óxido de tántalo y nosencontramos con mayores valores capacitivos que los anteriores para un mismotamaño. Por otra parte las tensiones nominales que soportan son menores que losde aluminio y su costo es algo más elevado.INTERRUPTOR:Cuando mediante el uso de un interruptor cerramos un circuitoeléctrico, permitimos que circule corriente a través de el. Cuando deseamos que lacorrientedeje de circular en el mismo circuito, simplemente volvemos a su posición originalen interruptor.De la calidad de los materiales empleados para hacer los contactos dependerá lavida útil del interruptor. Para la mayoría de los interruptores domésticos se empleauna aleación de latón (60% cobre, 40% zinc). Esta aleación es muy resistente a lacorrosión y es un conductor eléctrico apropiado. El aluminio es también buenconductor y es muy resistente a la corrosión.En los casos donde se requiera una pérdida mínima se utiliza cobre puro por suexcelente conductividad eléctrica. El cobre bajo condiciones de condensaciónpuede formar óxido de cobre en la superficie interrumpiendo el contacto.Para interruptores donde se requiera la máxima confiabilidad se utilizan contactosde cobre pero se aplica un baño con un metal más resistente al óxido como lo sonel estaño, aleaciones de estaño/plomo, níquel, oro o plata. La plata es de hechomejor conductora que el cobre y además el óxido de plata conduce electricidadTRANSFORMADORES:Los transformadores están hechos con bobinas de alambre separadas, llamadasbobinadossobre un núcleo metálico. Son utilizados para incrementar o disminuir voltajes decorriente alterna (AC).
  • RELEVADORES:Los relevadores muy seguido son utilizados para aislar circuitos eléctricos entre si.Constan de una bobina arrollada sobre un núcleo metálico que le permite formarun campo magnético cuando una corriente eléctrica circula a través de ella, estopermite que por la ley de campos magnéticos atraiga una armadura metálica, lacual contiene contactos metálicos que forman el lado secundario del relevador ylos cuales se utilizan como especie de interruptor para formar parte de otro circuitoeléctrico completamente aislado del primero.FUSIBLES:En electricidad, se denomina fusible a un dispositivo, constituido por un soporteadecuado, un filamento o lámina de un metal o aleación de bajo punto de fusiónque se intercala en un punto determinado de una instalación eléctrica para que sefunda, por Efecto Joule, cuando la intensidad de corriente supere, por uncortocircuito o un exceso de carga, un determinado valor que pudiera hacerpeligrar la integridad de los conductores de la instalación con el consiguienteriesgo de incendio o destrucción de otros elementos.Efecto Joule:en un conductor circula corriente eléctrica, parte de la energíacinética de los electrones se transforma en calor debido a los choques que sufrencon los átomos del material conductor por el que circulan, elevando la temperaturadel mismo.TRANSISTORES:El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor que cumple funciones deamplificador, oscilador, conmutador o rectificadorEl transistor consta de un sustrato (usualmente silicio) y tres partes dopadasartificialmente (contaminadas con materiales específicos en cantidadesespecíficas) que forman dos uniones bipolares, el emisor que emite portadores, elcolector que los recibe o recolecta y la tercera, que está intercalada entre las dosprimeras, modula el paso de dichos portadores (base).Tipos:Transistor de contacto puntualConsta de una base de germanio, semiconductor para entonces mejor conocidoque la combinación cobre-óxido de cobre, sobre la que se apoyan, muy juntas, dospuntas metálicas que constituyen el emisor y el colector.
  • Transistor de unión bipolarse fabrica básicamente sobre un mono cristal de Germanio, Silicio o Arseniuro degalio, que tienen cualidades de semiconductores, estado intermedio entreconductores como los metales y los aislantes como el diamante.Transistor de efecto de campoLo forma una barra de material semiconductor de silicio de tipo N o P.