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Teoría
Los semiconductores - El diodo

¿Que ocurre en las entrañas de un diodo semiconductor cuando se le aplica una d.d.p. determinada?.

Sabemos que este componente, el cual está formado por un trozo de cristal semiconductor mitad P y mitad N (o sea una unión PN), en una primera aproximación conduce en un sentido mientras que en el otro se comporta como un aislante.

Si has leido los artículos que dedicamos a las válvulas de vacío reconocerás que el funcionamiento del diodo termoiónico es algo relativamente fácil de asimilar, ya que en él se maneja un solo tipo de portador de carga eléctrica; el electrón.

Sin embargo cuando hablamos de una unión PN, o sea de un diodo semiconductor, contamos con dos portadores de carga distintos, tal y como hemos visto en los artículos precedentes; por un lado el electrón, cuya carga es negativa, y por otro el hueco, al cual se le atribuye carga positiva. La cosa parece que se complica.

No obstante, en este artículo te mostraremos lo fácil que resulta entender el funcionamiento de este dispositivo, pieza básica de gran parte de los equipos electrónicos desarrollados actualmente. El tema tiene una importancia capital para aquellos que deseen profundizar en el estudio de los semiconductores. ¿Te apuntas?.

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Otros Temas Interesantes
Noticias
Curso de ELECTRÓNICA BÁSICA 06

F.E.M. vs D.D.P. ¿Sabes diferenciarlas?

Si estás harto de leer textos y ver videos sobre estos parámetros, con enrevesadas y muy complicadas explicaciones que no logras entender, y aún no sabes exactamente que son ni tampoco sabes diferenciarlos, es probable que te interese leer esta noticia con video incluido.

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Radioaficionados
Montar una antena de móvil (II)

Continuamos con el montaje de nuestra antena de móvil. En el artículo anterior vimos la necesidad de que la antena de móvil disponga de un buen plano de tierra ya que de lo contrario tendremos muchos problemas de desadaptación y por lo tanto la relación de ondas estacionarias (ROE) se nos va a disparar. Hemos aprendido que, si no tenemos un buen plano de tierra tendremos que "crear" uno incorporandole a la parte interior del techo o capó del vehículo una superficie metálica de 30 x 30 centímetros o más (sirve por ejemplo una chapa de aluminio) y con las uñas de la "araña" de la base de la antena bien hundida en ella para lograr un contacto eléctrico adecuado.

Pero queda aún por aclarar algunos detalles de la instalación si queremos que nuestro equipo funcione de la mejor manera posible. ¿Que haremos si aparece ruido del motor? ¿Como puedo anular o reducir ese infernal ruido que se produce al arrancar y que aumenta conforme pisamos el acelerador? ¿Puedo conectar la alimentación de la emisora a la toma de mechero del vehículo? ¿Como ajusto la antena y le reduzco la relación de ondas estacionarias (ROE) al sistema? ¿Tengo que cortar necesariamente la varilla de la antena para que funcione mejor? ¿Es cierto que cortando (o añadiendo) cable coaxial puedo ajustar la ROE? Todo esto y más en el siguiente artículo.

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Miscelanea
La circunferencia, el círculo y el número PI (π)

La mayor parte de las personas que vivimos en paises desarrollados, quizás porque estamos acostumbrados a obtenerlo todo con suma facilidad y/o que las cosas vengan a nosotros como caídas del cielo, a menudo las damos por sentadas de manera automática.

Practicamente en ningún momento nos preguntamos porqué algo es o se produce de una determinada manera. Nos basta con saber que tal o cual cosa es como es y punto, lo aceptamos sin reservas.

Algo así nos ha ocurrido a muchos cuando asistíamos a la escuela, en épocas pasadas. ¿Recuerdas cuando aprendiste la fórmula para hallar la longitud de la circunferencia?. ¿O cuando te enseñaron la fórmula para calcular la superficie del círculo?. Todos las aceptamos sin pestañear, y pocos fuimos los que nos preguntamos de donde habia salido el famoso número PI (π). Muchos daban por sentado que aquello era así porque lo decía nuestro profesor de matemáticas y se acabó.

Pero en realidad, esas conocidas fórmulas han salido de algún sitio o, mejor dicho, han sido promulgadas por una o varias personas después de haber dedicado mucho tiempo y esfuerzo al estudio de estas figuras geométricas.

¿Te gustaría saber más sobre este tema y conocer como se han llegado a obtener las mencionadas fórmulas y como están relacionadas entre ellas?... ¡Pues clica en "Leer completo..." ya!.

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Práctica
Soldador de temperatura controlada económico

Si es la primera vez que vas a comprarte un soldador es muy probable que te encuentres en una disyuntiva. En primer lugar, no tienes ni idea a que tipo de trabajos vas a enfrentarte y por ese motivo no te decides por una punta determinada.

Después está el tema de la potencia necesaria para el calentamiento: ¿Estarían bien 15W? ¿o quizás serían deseables 30W? ¿Prefieres a lo mejor un soldador de 60W para trabajos de cierta entidad?.

La evidente realidad es que el soldador tendría que elegirse en consonancia con el tipo de trabajo que uno vaya a realizar. Para soldaduras de componentes muy pequeños, delicados y los de tipo SMD es preferible un soldador de punta fina y de unos 15 watios. Sin embargo, si vas a usarlo para trabajos mas generales (componentes estandar, cables de conexión de cierto grosor, etc...) lo mejor sería acudir a uno de más potencia, como por ejemplo 30 watios.

Y si haces montajes que necesiten de alguna soldadura a masa localizada en la propia caja o chasis metálico del aparato que construyes, entonces lo mejor sería uno de 60 watios como poco y con un generoso tamaño de punta que permita el calentamiento de una zona amplia, de manera que esa soldadura no te salga "fria".

La pregunta que surge es: ¿no existe un soldador que permita la consecución óptima de la mayoría de los trabajos que un técnico electrónico realiza normalmente hoy dia?. La respuesta la tienes a continuación.

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Teoría
Energía eléctrica

Después de estudiar los conceptos físicos necesarios podemos abordar ahora el estudio de la disciplina que verdaderamente nos interesa, y así poder acceder al estudio de los fenómenos radioeléctricos. Aceptamos como principio básico que la electricidad es una forma de energía ya que gracias a ella aparecen fuerzas capaces de realizar un trabajo. Estudiemos esto más a fondo y veámoslo experimentalmente.

Recordemos que la energía ni se crea ni se destruye sino que se transforma. En virtud de este enunciado vamos a transformar energía mecánica (por ejemplo) en electricidad (energía eléctrica) y vamos a demostrar, de forma tangible, como esta última es capaz de realizar un trabajo por lo que podremos afirmar que estamos en presencia de una forma de energía, en este caso energía eléctrica. Vamos a comprobarlo de la misma manera como lo comprobó el sabio griego Tales de Mileto hace ahora unos 2600 años. ¿Te interesa?... pués adelante.

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Noticias
Curso de ELECTRÓNICA BÁSICA 05

PUBLICADO EL CAPÍTULO 5

Después de una larga ausencia, aquí tenéis el capítulo 5 de nuestro Curso de Electrónica Básica, muy esperado por muchos de nuestros visitantes y usuarios del blog.

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Las válvulas de vacío V

He aquí el quinto artículo dedicado a las válvulas de vacío. En él vamos a ver un par de circuitos de receptores de radio básicos con triodos termoiónicos. Analizaremos algunos esquemas que, si bien no tuvieron repercusión práctica comercialmente hablando, si que fueron muy usados y disfrutados por los radioaficionados y estudiantes de electrónica de hace algunas décadas, los cuales experimentaban construyendo circuitos de este tipo.

Comenzaremos estudiando la circuitería y el funcionamiento de un simple receptor con detección por diodo de cristal y amplificación de B.F. por triodo, circuito que no vas a tener problema alguno en entender siempre que hayas leido los artículos anteriores en los que hablamos del receptor elemental. Este tipo de receptor ganaba en sensibilidad y selectividad con respecto al receptor con diodo de cristal que no incorporaba el triodo.

Posteriormente examinaremos un viejo conocido del radioaficionado experimentador, el llamado receptor con detección por placa el cual mejoraba alguna característica del anterior, aunque verdaderamente esta mejora no paliaba la falta de sensibilidad de la que ya adolecía el receptor con detección a diodo simple.

En el próximo artículo le tocará el turno a otros tipos de receptores más avanzados. Pero para poder entender el funcionamiento de estos, deberemos primero conocer como funcionan los primeros. ¿Te atreves a continuar?.

El receptor más sencillo que podemos llevar a cabo es prácticamente idéntico a nuestro receptor elemental con diodo de germanio, estudiado en artículos anteriores, pero añadiéndole un amplificador de B.F. a triodo. Con este modelo de receptor vamos a obtener no solo una amplificación del sonido detectado, también vamos a ganar en selectividad y sensibilidad. Veamos como.

RECEPTOR CON TRIODO AMPLIFICADOR DE B.F.
El esquema de principio de este receptor lo puedes ver en la siguiente ilustración. Hemos añadido al receptor elemental ya estudiado un triodo montado como amplificador en emisor común, el mismo circuito que vimos en el artículo anterior ¿lo recuerdas?.

Dejando aparte el hecho que ya sabemos de que la batería "Bat1" polariza la rejilla con una tensión negativa cuyo valor se sitúa en un punto entre los cero voltios y la tensión de corte del triodo, el circuito tiene varios detalles que vamos a comentar a continuación.

Para empezar, fíjate como el sitio que ocupaba el auricular en el receptor elemental ahora lo ocupa una resistencia (R1) cuyo valor es mayor que la impedancia del citado auricular. En bornes de esa resistencia es donde obtenemos la señal de audio fruto de la demodulación de la señal de RF efectuada por el diodo D1.

Observa además algo muy importante; esta resistencia está justamente en serie con la batería de polarización de rejilla (Bat1) de la válvula triodo V1, por lo que la señal de audio presente en ella se añadirá a la tensión de dicha batería, sumándose cuando sea negativa y restándose cuando sea positiva.

La suma algebráica resultante de la mezcla de estas tensiones tendrá siempre polaridad negativa y es la que se aplica a la rejilla de la válvula. Su aspecto es el que te mostramos a continuación.

Se trata de una tensión negativa que sigue con fidelidad las variaciones de la señal de audio. El triodo responderá con variaciones de corriente mucho mayores en el circuito de placa fruto de la amplificación, y precisamente en ese circuito de placa tenemos intercalado nuestro auricular el cual se verá recorrido por ellas. Obtendremos pues, un volumen sonoro bastante más importante que con nuestro primer receptor elemental el cual no disponía de amplificación alguna. Pero además hemos ganado en sensibilidad y en selectividad.

Efectivamente, ahora el circuito formado por el diodo detector D1, el secundario de T1 y el condensador variable CV1 está conectado a una resistencia de un valor superior (R1) a la impedancia que ofrecía el auricular en el receptor elemental. Esto tiene como resultado que el circuito resonante de antena "note menos" que tiene conectado algo a sus bornes, lo que se traduce en un menor "amortiguamiento" y un "ancho de banda" mas estrecho.

Quizás lo entiendas mejor si refrescas tu mente con lo que estudiamos en su momento y miras la siguiente ilustración.

Como vemos, la curva de resonancia del circuito LC de antena es mucho más aguda y más alta con la resistencia R1 que con el auricular en el circuito.

Supongamos que existan tres emisoras transmitiendo en las frecuencias A, B y C. Con un auricular de baja impedancia se amortiguará tanto el circuito que prácticamente la señal no tendrá la amplitud suficiente para ser oida. Con un auricular de alta impedancia la cosa mejorará sustancialmente, pero las tres emisoras las oiremos prácticamante con la misma amplitud y se mezclará el sonido de todas ellas.

Sin embargo, con la resistencia R1 la curva crece, se estira hacia arriba y se estrecha bastante, lo que hace que la señal sintonizada (B) alcance un nivel bastante superior y, además, las emisoras de frecuencias cercanas (A y C) tendrán una amplitud bastante inferior que la que nos interesa oir. En resumidas cuentas, lo anterior significa que hemos obtenido más selectividad y sensibilidad para nuestro receptor.

RECEPTOR CON DETECCIÓN POR PLACA
El siguiente es un receptor que, aunque su comportamiento selectivo es aún mejor que el precedente, sin embargo se puede fabricar con menos elementos. Seguro que en el esquema eléctrico de este receptor echas en falta un componente electrónico fundamental. Mira la siguiente ilustración a ver que diferencias aprecias con respecto al receptor anterior.

Te preguntarás que como es posible que este receptor funcione si no dispone de diodo detector. Aunque parezca increible, te podemos asegurar que funciona a la perfección. El secreto está en el valor de la tensión de la batería "Bat1" que polariza la rejilla del triodo.

En esta ocasión la mencionada batería "Bat1" no polariza a la rejilla con el mismo nivel de voltaje que lo hacía en el receptor anterior. Hemos hecho que la batería tenga ahora una tensión negativa más elevada que la que tenía entonces, la cual se aplica a la rejilla a través del secundario de "T1", de manera que cuando el receptor no está sintonizando ninguna señal el triodo no conduce o lo hace muy poco, es decir, está prácticamente en su punto de corte.

La señal de R.F. presente en el circuito resonante formado por el secundario de T1 y el condensador variable CV1 se añade a la tensión de "Bat1", de manera que sus picos negativos harán aún más negativa a la rejilla de la válvula, con lo que no tendrán efecto alguno y el triodo seguirá sin conducir. Sin embargo, los picos positivos se restarán de la tensión de Bat1, haciendo menos negativa a la rejilla y dejando conducir al triodo durante esos instantes en los que la señal de R.F. está presente con polaridad positiva.

El resultado de esto es que solo los picos positivos de la señal de R.F. serán amplificados por el triodo y, consecuentemente, solo ellos provocarán variaciones en la intensidad de la corriente de placa, variaciones que llegarán a nuestro auricular, el cual sigue estando en el mismo lugar que en el circuito anterior. Por lo tanto, hemos conseguido que el triodo demodule la señal de R.F. tal y como hace el diodo y que, además, amplifique al mismo tiempo.

Al sistema demodulador utilizado en este receptor se quedó en llamarle "detector por placa". Verdaderamente es muy cierto que la detección se efectúa en la placa del triodo, ya que en la rejilla aún tenemos la señal de R.F. completa. Aunque los semiciclos negativos de esta señal no tengan efecto alguno en el triodo pero, no obstante, siguen estando ahí. Sin embargo, en la placa solo aparece la señal ya demodulada y por esta razón se bautizó con este nombre al detector.

Aunque este sistema es algo más selectivo que el detector por diodo, adolece sin embargo de poca sensibilidad, sobre todo con señales débiles, señales que precisamente requieren de una mayor amplificación.

Si hiciéramos una incursión en las curvas características del triodo veríamos que éste amplifica bastante menos cuando la polarización de rejilla está cercana a la tensión de corte de la válvula. Y como en este caso, el que la válvula esté polarizada justo en la región de corte es una de las condiciones necesarias para que se ejecute la detección, se entenderá perfectamente lo anterior.

No obstante, en su favor debemos decir que su selectividad si que mejora con respecto al detector por diodo, ya que la impedancia que "ve" el circuito resonante de sintonía es muy alta.

Efectivamente, el hecho de que en este caso no circule corriente alguna entre el cátodo y la rejilla del triodo se traduce en una impedancia muy alta en la rejilla, incluso más alta que el valor que tiene "R1" en el detector por diodo, por lo que la selectividad es superior según las razones ya explicadas en párrafos anteriores.

Lo ideal sería encontrar la manera de que el triodo actúe de detector en una región en que la válvula conduzca, ya que de esta manera su sensibilidad aumentaría notablemente. Pero eso lo veremos en el próximo artículo, cuando hablemos de detectores más avanzados. Hasta entonces, te esperamos aquí en Radioelectronica.es, tu punto de encuentro.

 

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