Componente electrónico

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Componentes electrónicos.

Un componente electrónico es un dispositivo que forma parte de un circuito electrónico.[1]​ Se suelen encapsular, generalmente en un material cerámico, metálico o plástico, y terminar en dos o más terminales o patillas metálicas. Se diseñan para ser conectados entre ellos, normalmente mediante soldadura, a un circuito impreso, para formar el mencionado circuito.

Los componentes son dispositivos físicos, mientras que los elementos son modelos o abstracciones idealizadas que constituyen la base para el estudio teórico de los mencionados componentes. Así, los componentes aparecen en un listado de dispositivos que forman un circuito, mientras que los elementos aparecen en los desarrollos matemáticos de la teoría de circuitos.

Clasificación[editar]

Los componentes se pueden clasificar como pasivos, activos o electromecánicos. La definición estricta de la física trata a los componentes pasivos como aquellos que no pueden suministrar energía por sí mismos, mientras que una batería sería vista como un componente activo ya que realmente actúa como una fuente de energía.

Sin embargo, los ingenieros electrónicos que realizan análisis de circuitos utilizan una definición más restrictiva de pasividad. Cuando solo se trata de la energía de señal, es conveniente ignorar el llamado circuito CC y pretender que los componentes de suministro de energía como transistores o circuitos integrados está ausente (como si cada componente tuviera su propia batería incorporada), aunque en realidad puede ser alimentado por el circuito de CC. Entonces, el análisis solo se refiere al circuito de CA, una abstracción que ignora los voltajes y corrientes de CC (y la potencia asociada con ellos) presentes en el circuito de la vida real. Esta ficción, por ejemplo, nos permite ver un oscilador como "productor de energía" aunque en realidad el oscilador consume aún más energía de una fuente de alimentación de CC, que se opta por ignorar.

De acuerdo con el criterio que se elija podemos obtener distintas clasificaciones. Seguidamente se detallan las comúnmente más aceptadas.

1. Según su estructura física
2. Según el material base de fabricación.
3. Según su funcionamiento.
  • Activos: proporcionan excitación eléctrica, ganancia o control (ver listado), y generalmente pueden inyectar energía en un circuito, aunque esto no es parte de la definición.[2]
  • Pasivos: son los encargados de la conexión entre los diferentes componentes activos, asegurando la transmisión de las señales eléctricas o modificando su nivel (ver listado).[1]
4. Según el tipo de energía.

La mayoría de los componentes pasivos con más de dos terminales se pueden describir en términos de parámetros de dos puertos que satisfacen el principio de reciprocidad, aunque hay raras excepciones.[3]​ Por el contrario, los componentes activos (con más de dos terminales) generalmente carecen de esa propiedad.

Componentes[editar]

Componentes semiconductores[editar]

Un semiconductor es una sustancia que se comporta como conductor o como aislante dependiendo de las condiciones en que se encuentre de campo eléctrico, campo magnético, presión, radiación o temperatura ambiente.[4]​ Un componente electrónico semiconductor es aquel que emplea las propiedades eléctricas de los materiales semiconductores, principalmente el silicio, el germanio y el arseniuro de galio, así como de los semiconductores orgánicos. El componente semiconductor más común es el transistor MOSFET,[5][6][7]​ sin embargo, existen muchos otros dispositivos semiconductores como los diodos, BJTs, IGBTs, tiristores, etc.

Componentes activos[editar]

Los componentes activos son aquellos que son capaces de controlar el flujo de corriente de los circuitos o de realizar ganancias . Fundamentalmente son los generadores eléctricos y ciertos componentes semiconductores. Estos últimos, en general, tienen un comportamiento no lineal, esto es, la relación entre la tensión aplicada y la corriente demandada no es lineal.

Los componentes activos semiconductores derivan del diodo de Fleming y del triodo de Lee de Forest. En una primera generación aparecieron las válvulas que permitieron el desarrollo de aparatos electrónicos como la radio o la televisión. Posteriormente, en una segunda generación, aparecerían los semiconductores que más tarde darían paso a los circuitos integrados (tercera generación)[8]​ cuya máxima expresión se encuentra en los circuitos programables (microprocesador y microcontrolador) que pueden ser considerados como componentes, aunque en realidad sean circuitos que llevan integrados millones de componentes.

Existe un número elevado de componentes activos, siendo usual, que un sistema electrónico se diseñe a partir de uno o varios componentes activos cuyas características lo condicionará. Esto no sucede con los componentes pasivos. En la siguiente tabla se muestran los principales componentes activos junto a su función más común dentro de un circuito.

Componente Función más común
Amplificador operacional Amplificación, regulación, conversión de señal, conmutación.
Biestable Control de sistemas secuenciales.
PLD Control de sistemas digitales.
Diac Control de potencia.
Diodo Rectificación de señales, regulación, multiplicador de tensión.
Diodo Zener Regulación de tensiones.
FPGA Control de sistemas digitales.
Memoria Almacenamiento digital de datos.
Microprocesador Control de sistemas digitales.
Microcontrolador Control de sistemas digitales.
Pila Generación de energía eléctrica.
Tiristor Control de potencia.
Puerta lógica Control de sistemas combinacionales.
Transistor Amplificación, conmutación.
Triac Control de potencia.

Componentes pasivos[editar]

Componente Función más común
Condensador Almacenamiento de energía, filtrado, adaptación impedancia.
Inductor o bobina Almacenar o atenuar el cambio de energía debido a su poder de autoinducción.
Resistor o resistencia División de intensidad o tensión, limitación de intensidad.
Memristor Relaciona la carga eléctrica con el flujo magnético.

Componentes electromecánicos[editar]

A este grupo pertenecen los interruptores, fusibles y conectores.

Componentes optoelectrónicos[editar]

Componentes optoelectrónicos, son aquellos que transforman la energía lumínica en energía eléctrica, denominados fotosensibles, o la energía eléctrica en lumínica, denominados a menudo electroluminiscentes.

Principales fabricantes[editar]

La industria de los componentes es fundamental para la industria electrónica que a su vez lo es para el resto de industrias. El importante volumen de negocio de este tipo de industria en los países más desarrollados les hace jugar un importante papel en sus respectivas economías. En la siguiente tabla se muestra un listado con las principales empresas fabricantes de componentes electrónicos. La mayoría son multinacionales en las que la fabricación de componentes electrónicos representa tan sólo una parte de campo de actuación.

Empresa Símbolo País Tipos de componentes que fabrica Web
Advanced Micro Devices AMD Estados Unidos Semiconductores, microprocesadores y microcontroladores AMD
Analog Devices AD Estados Unidos Semiconductores Analog Devices
Cypress Semiconductor CY Estados Unidos Semiconductores Cypress S.
Fairchild Semiconductor F Estados Unidos Semiconductores Fairchild
Freescale Semiconductor Estados Unidos Semiconductores Freescale
Fujitsu Microelectronics FUJ Japón Semiconductores, condensadores, relés... Fujitsu
IBM Microelectronics IBM Estados Unidos Memorias, microprocesadores, microcontroladores... IBM
Intel i Estados Unidos Memorias, microprocesadores y microcontroladores Intel
Microchip Technology Inc. MCHP Estados Unidos Semiconductores Microchip Technology
Mitsubishi Semiconductor Japón Semiconductores Mitsubishi
NEC Components NEC Japón Semiconductores, condensadores, relés... NEC
OKI OKI Japón Semiconductores OKI
Panasonic Japón Semiconductores, baterías, resistores... Panasonic
NXP Holanda Semiconductores NXP Semiconductors
Rambus RMBS Estados Unidos Memorias Rambus
Samsung República de Corea Memorias, microcontroladores... Samsung
SGS-Thomson ST Suiza Semiconductores ST
Sharp Japón Memorias, microcontroladores, control de potencia... Sharp
Siemens AG Alemania Semiconductores, reguladores... Siemens
Texas Instruments ti Estados Unidos Semiconductores TI
Xilinx Estados Unidos FPGA, CPLD Xilinx
Zilog Estados Unidos Microcontroladores, microprocesadores, periféricos... Zilog

Convenciones utilizadas al estudiar componentes electrónicos[editar]

Definiciones de voltaje y corriente en el contexto de un dipolo[editar]

Considerando un dipolo donde y las extremidades:

  • la tensión se puede definir como la diferencia de potencial o como la diferencia de potenciales  ;
  • la intensidad de la corriente que pasa a través de él puede verse como el de la corriente circulante de hacia de la corriente que pasa a través de él puede verse como el de la corriente circulante de hacia .

Por lo tanto, es necesario definir con rigor estas dos cantidades.

Para hacer esto, se usan flechas:

  • bajo voltaje, se calcula restando el potencial en la base de la flecha (señalada paralela al dipolo) del potencial en su parte superior;
  • en el contexto de la intensidad, la flecha (señalada en el cable considerado) indica la dirección del flujo de la corriente cuando es positivo.

Atención: tal notación sobre la intensidad no da ninguna información sobre la dirección del flujo de la corriente en sí misma: esta información resulta del signo de .

Convenciones de generador y receptor para un dipolo[editar]

Se definen para el estudio de un dipolo:

  • la convención del generador, en la que las flechas que definen la corriente y la tensión están en la misma dirección;
  • la convención del receptor, en la que las flechas que definen la corriente y la tensión están en direcciones opuestas.

Al trazar la característica de un dipolo:

  • para un dipolo activo, se adopta la convención del generador;
  • para un dipolo pasivo, se adopta la convención del receptor.

Hay que tener en cuenta en particular que dado que estas convenciones influyen en los signos relativos de y , diferentes fórmulas dependen de ello.

Por ejemplo, considerando un conductor óhmico de resistencia , la ley de Ohm generalmente se escribe en la convención del receptor:

Pero en la convención del generador, se convierte en:

Símbolos estándar[editar]

En un diagrama de circuito, los dispositivos electrónicos están representados por símbolos convencionales. Los designadores de referencia se aplican a los símbolos para identificar los componentes.

Notas[editar]

  1. a b Montaje de componentes y periféricos microinformáticos. IFCT0108, en Google libros
  2. Por ejemplo, un ordenador podría estar contenido dentro de una caja negra con dos terminales externos. Puede hacer varios cálculos y señalar sus resultados variando su resistencia, pero siempre consumiendo energía como lo hace la resistencia. Sin embargo, es un componente "activo", ya que depende de una fuente de energía para funcionar.
  3. Los dispositivos pasivos no recíprocos incluyen el girador (aunque como un componente verdaderamente pasivo, esto existe más en términos teóricos y generalmente se implementa usando un circuito activo) y el circulador, que se usa en frecuencias de microondas y óptica.
  4. Servicio, Staff Editorial de Electrónica y (4 de diciembre de 2014). Electrónica y Servicios: Equipos de tecnología básica en audio y video. México Digital Comunicación S.A. de C.V. Consultado el 10 de febrero de 2018. 
  5. Golio, Mike; Golio, Janet (2018). RF and Microwave Passive and Active Technologies. CRC Press. p. 18-2. ISBN 9781420006728. 
  6. «13 Sextillion & Counting: The Long & Winding Road to the Most Frequently Manufactured Human Artifact in History». Computer History Museum. April 2, 2018. Consultado el 28 July 2019. 
  7. Baker, R. Jacob (2011). CMOS: Circuit Design, Layout, and Simulation. John Wiley & Sons. p. 7. ISBN 978-1118038239. 
  8. Paul Horowitz; Winfield Hill (1996). Publitronic, ed. Traité de l’électronique analogique et numérique (título original; The Art of Electronics) (en francés (original en inglés)). 1 (título volumen; Techniques analogiques). Nieppe. pp. 538 (pasaje; 2 : Transistors - Introduction). ISBN 2-86661-070-9. 

Véase también[editar]