Explicación de los circuitos electrónicos básicos: Guía para principiantes de electrónica

El siguiente artículo analiza exhaustivamente todos los hechos básicos, teorías e información sobre el funcionamiento y el uso de componentes electrónicos comunes como resistencias, condensadores, transistores, MOSFET, UJT, triacs, SCR.

Los diversos circuitos electrónicos básicos pequeños que se explican aquí se pueden aplicar eficazmente como bloques de construcción o módulos para la creación de circuitos multietapa, integrando los diseños entre sí.

Comenzaremos los tutoriales con resistencias y trataremos de comprender su funcionamiento y aplicaciones.

Pero antes de comenzar, resumamos rápidamente los diversos símbolos electrónicos que se utilizarán en los esquemas de este artículo.

Cómo funcionan las resistencias

los función de resistencias es ofrecer resistencia al flujo de corriente. La unidad de resistencia es Ohm.

Cuando se aplica una diferencia de potencial de 1 V a través de una resistencia de 1 ohmio, se forzará una corriente de 1 amperio, según la ley de Ohm.

El voltaje (V) actúa como la diferencia de potencial a través de una resistencia (R)

La corriente (I) constituye el flujo de electrones a través de la resistencia (R).

Si conocemos los valores de cualquiera de estos 3 elementos V, I y R, el valor del tercer elemento desconocido podría calcularse fácilmente usando la siguiente ley de Ohm:

V = I x R, o I = V / R, o R = V / I

Cuando la corriente fluye a través de una resistencia, disipará la potencia, que se puede calcular utilizando las siguientes fórmulas:

P = V X I, o P = I²x R

El resultado de la fórmula anterior estará en Watts, lo que significa que la unidad de potencia es Watt.

Siempre es fundamental asegurarse de que todos los elementos de la fórmula se expresen con unidades estándar. Por ejemplo, si se usa milivoltios, entonces debe convertirse a voltios, de manera similar, los miliamperios deben convertirse a amperios y los miliohmios o kiloOhmios deben convertirse a ohmios al ingresar los valores en la fórmula.

En la mayoría de las aplicaciones, el vataje de la resistencia es de 1/4 vatio 5% a menos que se especifique lo contrario para casos especiales donde la corriente es excepcionalmente alta.

Resistencias en serie y conexiones en paralelo

Los valores de resistencia se pueden ajustar a diferentes valores personalizados agregando valores variados en redes en serie o en paralelo. Sin embargo, los valores resultantes de tales redes deben calcularse con precisión mediante las fórmulas que se indican a continuación:

Cómo utilizar resistencias

Normalmente se utiliza una resistencia para límite de corriente a través de una carga en serie, como una lámpara, un LED, un sistema de audio, un transistor, etc. para proteger estos dispositivos vulnerables de situaciones de sobrecorriente.

En el ejemplo anterior, el corriente aunque el LED podría calcularse utilizando la ley de Ohm. Sin embargo, es posible que el LED no comience a iluminarse correctamente hasta que se aplique su nivel mínimo de voltaje directo, que puede estar entre 2 V y 2,5 V (para el LED ROJO), por lo tanto, la fórmula que se puede aplicar para calcular la corriente a través del LED será ser

Yo = (6 - 2) / R

Divisor de potencial

Las resistencias se pueden utilizar como divisores potenciales , para reducir la tensión de alimentación a un nivel inferior deseado, como se muestra en el siguiente diagrama:

Sin embargo, estos divisores resistivos se pueden usar para generar voltajes de referencia, solo para fuentes de alta impedancia. La salida no se puede usar para operar una carga directamente, ya que las resistencias involucradas harían que la corriente sea significativamente baja.

Circuito del puente de Wheatstone

Una red de puente de Wheatstone es un circuito que se utiliza para medir valores de resistencia con gran precisión.

El circuito fundamental de una red de puentes Wheatsone se muestra a continuación:

Los detalles de funcionamiento del puente de Wheatstone y cómo encontrar resultados precisos utilizando esta red se explican en el diagrama anterior.

Circuito de puente de precisión Wheatstone

El circuito de puente de Wheatstone que se muestra en la figura adjunta permite al usuario medir el valor de una resistencia desconocida (R3) con una precisión muy alta. Para esto, la clasificación de las resistencias conocidas R1 y R2 también debe ser precisa (tipo 1%). R4 debería ser un potenciómetro, que podría calibrarse con precisión para las lecturas previstas. R5 puede ser un preajuste, posicionado como un estabilizador de corriente desde la fuente de alimentación. La resistencia R6 y el interruptor S1 funcionan como una red de derivación para garantizar la protección adecuada del medidor M1. Para iniciar el procedimiento de prueba, el usuario debe ajustar R4 hasta obtener una lectura cero en el medidor M1. La condición es que R3 será igual al ajuste de R4. En caso de que R1 no sea idéntico a R2, entonces se podría usar la siguiente fórmula para determinar el valor de R3. R3 = (R1 x R4) / R2

Condensadores

Los condensadores funcionan almacenando una carga eléctrica dentro de un par de placas internas, que también forman los cables terminales del elemento. La unidad de medida de los condensadores es Farad.

Un condensador de 1 Faradio cuando se conecta a un suministro de 1 voltio podrá almacenar una carga de 6.28 x 10¹⁸electrones.

Sin embargo, en la electrónica práctica, los condensadores en Faradios se consideran demasiado grandes y nunca se utilizan. En su lugar, se utilizan unidades de condensadores mucho más pequeñas, como picofaradio (pF), nanofaradio (nF) y microfaradio (uF).

La relación entre las unidades anteriores se puede entender en la siguiente tabla, y esto también se puede utilizar para convertir una unidad en otra.

• 1 faradio = 1 F
• 1 microfaradio = 1 uF = 10^-6F
• 1 nanofaradio = 1 nF = 10^-9F
• 1 picofaradio = 1 pF = 10^-12F
• 1 uF = 1000 nF = 1000000 pF

Carga y descarga de condensadores

Un capacitor se cargará instantáneamente cuando sus cables estén conectados a través de un suministro de voltaje apropiado.

los proceso de carga se puede retrasar o hacer más lento agregando una resistencia en serie con la entrada de suministro, como se muestra en los diagramas anteriores.

El proceso de descarga también es similar pero al revés. El condensador se descargará instantáneamente cuando sus cables se cortocircuiten. El proceso de descarga podría ralentizarse proporcionalmente añadiendo una resistencia en serie con los cables.

Condensador en serie

Los condensadores se pueden agregar en serie conectando sus cables entre sí como se muestra a continuación. Para los capacitores polarizados, la conexión debe ser tal que el ánodo de un capacitor se conecte con el cátodo del otro capacitor, y así sucesivamente. En el caso de los condensadores no polares, los cables se pueden conectar de cualquier forma.

Cuando se conecta en serie, el valor de capacitancia disminuye, por ejemplo, cuando dos capacitores de 1 uF están conectados en serie, el valor resultante se convierte en 0.5 uF. Esto parece ser todo lo contrario a las resistencias.

Cuando se conecta en una conexión en serie, suma la clasificación de voltaje o los valores de voltaje de ruptura de los condensadores. Por ejemplo, cuando dos condensadores nominales de 25 V están conectados en serie, su rango de tolerancia de voltaje se suma y aumenta a 50 V

Condensadores en paralelo

Los condensadores también se pueden conectar en paralelo uniendo sus cables en común, como se muestra en el diagrama anterior. Para capacitores polarizados, los terminales con polos similares deben estar conectados entre sí, para tapas no polares, esta restricción puede ignorarse. Cuando se conecta en paralelo, el valor total resultante de los condensadores aumenta, que es todo lo contrario en el caso de las resistencias.

Importante: Un condensador cargado puede mantener la carga entre sus terminales durante mucho tiempo. Si el voltaje es lo suficientemente alto en el rango de 100 V o más, puede causar una descarga dolorosa si se tocan los cables. Los niveles más pequeños de voltajes pueden tener suficiente potencia para incluso fundir una pequeña pieza de metal cuando el metal se coloca entre los cables del condensador.

Cómo utilizar condensadores

Filtrado de señales : Se puede utilizar un condensador para voltajes de filtrado de varias formas. Cuando se conecta a través de una fuente de CA, puede atenuar la señal conectando a tierra parte de su contenido y permitiendo un valor promedio aceptable en la salida.

Bloqueo de CC: Se puede utilizar un condensador en conexión en serie para bloquear un voltaje de CC y pasar un contenido de CA o CC pulsante a través de él. Esta característica permite que los equipos de audio utilicen condensadores en sus conexiones de entrada / salida para permitir el paso de las frecuencias de audio y evitar que el voltaje de CC no deseado entre en la línea de amplificación.

Filtro de fuente de alimentación: Los condensadores también funcionan como Filtros de suministro de CC en circuitos de suministro de energía. En una fuente de alimentación, después de la rectificación de la señal de CA, la CC resultante puede estar llena de fluctuaciones de ondulación. Un condensador de gran valor conectado a través de este voltaje de ondulación da como resultado una cantidad significativa de filtración que hace que la CC fluctuante se convierta en una CC constante con las ondulaciones reducidas a una cantidad determinada por el valor del condensador.

Cómo hacer un integrador

La función de un circuito integrador es dar forma a una señal de onda cuadrada en una forma de onda triangular, a través de una resistencia, condensador o Red RC , como se muestra en la figura anterior. Aquí podemos ver que la resistencia está en el lado de entrada y está conectada en serie con la línea, mientras que el condensador está conectado en el lado de salida, a través del extremo de salida de la resistencia y la línea de tierra.

Los componentes RC actúan como un elemento constante de tiempo en el circuito, cuyo producto debe ser 10 veces mayor que el período de la señal de entrada. De lo contrario, puede hacer que se reduzca la amplitud de la onda triangular de salida. En tales condiciones, el circuito funcionará como un filtro de paso bajo que bloquea las entradas de alta frecuencia.

Cómo hacer un diferenciador

La función de un circuito diferenciador es convertir una señal de entrada de onda cuadrada en una forma de onda puntiaguda que tiene una forma de onda ascendente y descendente lenta. El valor de la constante de tiempo RC en este caso debe ser 1/10 de los ciclos de entrada. Los circuitos diferenciadores se utilizan normalmente para generar pulsos de disparo cortos y agudos.

Comprensión de diodos y rectificadores

Diodos y rectificadores están categorizados bajo dispositivos semiconductores , que están diseñados para pasar la corriente solo en una dirección específica mientras se bloquean desde la dirección opuesta. Sin embargo, un diodo o módulos basados ​​en diodo no comenzarán a pasar corriente o conducir hasta que se adquiera el nivel de voltaje directo mínimo necesario. Por ejemplo, un diodo de silicio conducirá solo cuando el voltaje aplicado sea superior a 0,6 V, mientras que un diodo de germanio conducirá a un mínimo de 0,3 V. Si dos diodos están conectados en serie, este requisito de voltaje directo también se duplicará a 1,2 V, etcétera.

Usando diodos como cuentagotas de voltaje

Como discutimos en el párrafo anterior, los diodos requieren alrededor de 0.6 V para comenzar a conducir, esto también significa que el diodo bajaría este nivel de voltaje a través de su salida y tierra. Por ejemplo, si se aplica 1 V, el diodo producirá 1 - 0,6 = 0,4 V en su cátodo.

Esta característica permite que los diodos se utilicen como cuentagotas . Se puede lograr cualquier caída de voltaje deseada conectando el número correspondiente de diodos en serie. Por lo tanto, si se conectan 4 diodos en serie, se creará una deducción total de 0,6 x 4 = 2,4 V en la salida y así sucesivamente.

La fórmula para calcular esto se da a continuación:

Voltaje de salida = Voltaje de entrada - (no de diodos x 0,6)

Usando diodo como regulador de voltaje

Los diodos debido a su característica de caída de voltaje directo también se pueden usar para generar voltajes de referencia estables, como se muestra en el diagrama adjunto. La tensión de salida se puede calcular mediante la siguiente fórmula:

R1 = (Vin - Vout) / I

Asegúrese de utilizar la potencia nominal adecuada para los componentes D1 y R1 según la potencia de la carga. Deben tener una clasificación de al menos dos veces más que la carga.

Convertidor de triángulo a onda sinusoidal

Los diodos también pueden funcionar como convertidor de onda triangular a onda sinusoidal , como se indica en el diagrama anterior. La amplitud de la onda sinusoidal de salida dependerá del número de diodos en serie con D1 y D2.

Voltímetro de lectura máxima

Los diodos también pueden configurarse para obtener lecturas de voltaje pico en un voltímetro. Aquí, el diodo funciona como un rectificador de media onda, permitiendo que los semiciclos de la frecuencia carguen el condensador C1 al valor máximo del voltaje de entrada. Luego, el medidor muestra este valor máximo a través de su desviación.

Protector de polaridad inversa

Esta es una de las aplicaciones más comunes del diodo, que utiliza un diodo para proteger un circuito contra una conexión inversa accidental de la fuente.

EMF trasero y protector transitorio

Cuando una carga inductiva se conmuta a través de un controlador de transistor o un IC, dependiendo de su valor de inductancia, esta carga inductiva podría generar EMF de alto voltaje, también llamados transitorios inversos, que pueden tener el potencial de causar una destrucción instantánea del transistor del controlador o el IC. Un diodo colocado en paralelo a la carga puede evitar fácilmente esta situación. Los diodos en este tipo de configuración se conocen como diodo de rueda libre.

En una aplicación de protector de transitorios, normalmente se conecta un diodo a través de una carga inductiva para permitir el desvío de un transitorio inverso de la conmutación inductiva a través del diodo.

Esto neutraliza el pico o el transitorio cortocircuitándolo a través del diodo. Si no se usa el diodo, el transitorio EMF trasero pasaría a través del transistor del controlador o el circuito en la dirección inversa, causando un daño instantáneo al dispositivo.

Protector de medidor

Un medidor de bobina móvil puede ser un instrumento muy sensible, que puede dañarse gravemente si se invierte la entrada de suministro. Un diodo conectado en paralelo puede proteger al medidor de esta situación.

Cortadora de formas de onda

Se puede utilizar un diodo para cortar y recortar los picos de una forma de onda, como se muestra en el diagrama anterior, y crear una salida con una forma de onda de valor medio reducido. La resistencia R2 puede ser una olla para ajustar el nivel de recorte.

Clipper de onda completa

El primer circuito recortador tiene la capacidad de recortar la sección positiva de la forma de onda. Para permitir el recorte de ambos extremos de una forma de onda de entrada, se pueden usar dos diodos en paralelo con polaridad opuesta, como se muestra arriba.

Rectificador de media onda

Cuando un diodo se usa como un rectificador de media onda con una entrada de CA, bloquea los ciclos de CA de la mitad de la entrada inversa y permite que solo la otra mitad pase a través de él, creando salidas de ciclo de media onda, de ahí el nombre rectificador de media onda.

Dado que el diodo elimina el semiciclo de CA, la salida se convierte en CC y el circuito también se denomina circuito convertidor CC de media onda. Sin un condensador de filtro, la salida será una CC de media onda pulsante.

El diagrama anterior se puede modificar usando dos diodos, para obtener dos salidas separadas con mitades opuestas de la CA rectificadas en las correspondientes polaridades de CC.

Rectificador de onda completa

Un rectificador de onda completa, o un puente rectificador es un circuito construido con 4 diodos rectificadores en una configuración en puente, como se muestra en la figura anterior. La especialidad de este circuito puente rectificador es que puede convertir los semiciclos positivos y negativos de la entrada en una salida de CC de onda completa.

La CC pulsante en la salida del puente tendrá una frecuencia dos veces mayor que la CA de entrada debido a la inclusión de los pulsos de semiciclo negativo y positivo en una sola cadena de pulsos positivos.

Módulo duplicador de voltaje

Los diodos también se pueden implementar como voltaje doble conectando en cascada un par de diodos con un par de condensadores electrolíticos. La entrada debe tener la forma de CC pulsante o CA, lo que hace que la salida genere aproximadamente dos veces más voltaje que la entrada. La frecuencia de pulsación de entrada puede ser de un Oscilador IC 555 .

Duplicador de voltaje usando puente rectificador

También se podría implementar un duplicador de voltaje CC a CC utilizando un puente rectificador y un par de condensadores de filtro electrolítico, como se muestra en el diagrama anterior. El uso de un puente rectificador dará como resultado una mayor eficiencia del efecto de duplicación en términos de corriente en comparación con el duplicador en cascada anterior.

Tensión cuádruple

Lo anterior explicado multiplicador de voltaje Los circuitos están diseñados para generar 2 veces más salida que los niveles máximos de entrada; sin embargo, si una aplicación necesita niveles de multiplicación aún más altos en el orden de 4 veces más voltaje, entonces se podría aplicar este circuito cuadruplicador de voltaje.

Aquí, el circuito se hace usando 4 números de diodos y capacitores en cascada para obtener 4 veces más voltaje en la salida que el pico de frecuencia de entrada.

Diodo OR puerta

Los diodos se pueden conectar para imitar una puerta lógica OR utilizando el circuito como se muestra arriba. La tabla de verdad adjunta muestra la lógica de salida en respuesta a una combinación de dos entradas lógicas.

Puerta NOR usando diodos

Al igual que una puerta OR, una puerta NOR también se puede replicar usando un par de diodos como se muestra arriba.

Puerta AND Puerta NAND usando diodos

También puede ser posible implementar otras puertas lógicas como la puerta AND y la puerta NAND usando diodos como se muestra en los diagramas anteriores. Las tablas de verdad que se muestran al lado de los diagramas proporcionan la respuesta lógica requerida exacta de las configuraciones.

Módulos de circuito de diodo Zener

La diferencia entre un rectificador y diodo Zener es que, un diodo rectificador siempre bloqueará el potencial de CC inverso, mientras que el diodo zener bloqueará el potencial de CC inverso solo hasta que se alcance su umbral de ruptura (valor de voltaje zener), y luego se encenderá por completo y permitirá que pase la CC. a través de él por completo.

En la dirección de avance, un zener actuará de manera similar a un diodo rectificador y permitirá que el voltaje conduzca una vez que se alcance el voltaje de avance mínimo de 0.6 V. Por lo tanto, un diodo Zener se puede definir como un interruptor sensible al voltaje, que conduce y enciende cuando se alcanza un umbral de voltaje específico determinado por el valor de ruptura del Zener.

Por ejemplo, un zener de 4.7 V comenzará a conducir en el orden inverso tan pronto como se alcance el 4.7 V, mientras que en la dirección de avance solo necesitará un potencial de 0.6 V. El siguiente gráfico resume rápidamente la explicación.

Regulador de voltaje Zener

Se puede utilizar un diodo Zener para crear salidas de voltaje estabilizadas como se muestra en el diagrama adjunto, utilizando una resistencia limitadora. La resistencia limitadora R1 limita la corriente máxima tolerable para el zener y lo protege de quemaduras debido a sobrecorriente.

Módulo indicador de voltaje

Dado que los diodos Zener están disponibles con una variedad de niveles de voltaje de ruptura, la instalación podría aplicarse para hacer un efectivo pero simple indicador de voltaje utilizando la clasificación zener adecuada como se muestra en el diagrama anterior.

Cambiador de voltaje

Los diodos Zener también se pueden usar para cambiar un nivel de voltaje a algún otro nivel, usando valores de diodos Zener adecuados, según las necesidades de la aplicación.

Cortadora de voltaje

Los diodos Zener que son un interruptor controlado por voltaje se pueden aplicar para recortar la amplitud de una forma de onda de CA a un nivel más bajo deseado dependiendo de su clasificación de ruptura, como se muestra en el diagrama anterior.

Módulos de circuito de transistor de unión bipolar (BJT)

Transistores de unión bipolar o BJT son uno de los dispositivos semiconductores más importantes de la familia de componentes electrónicos y forman los bloques de construcción de casi todos los circuitos electrónicos.

Los BJT son dispositivos semiconductores versátiles que se pueden configurar y adaptar para implementar cualquier aplicación electrónica deseada.

En los siguientes párrafos, una compilación de circuitos de aplicación BJT que podrían emplearse como módulos de circuito para construir innumerables aplicaciones de circuitos personalizados diferentes, según los requisitos del usuario.

Discutámoslos en detalle a través de los siguientes diseños.

Módulo de puerta OR

Usando un par de BJT y algunas resistencias, se podría hacer un diseño de puerta OR rápido para implementar el OR salidas lógicas en respuesta a diferentes combinaciones lógicas de entrada según la tabla de verdad que se muestra en el diagrama anterior.

Módulo de puerta NOR

Con algunas modificaciones adecuadas, la configuración de la puerta OR explicada anteriormente podría transformarse en un circuito de puerta NOR para implementar las funciones lógicas NOR especificadas.

Módulo de puerta Y

Si no tiene un acceso rápido a un IC lógico de puerta AND, entonces probablemente pueda configurar un par de BJT para hacer un circuito de puerta lógica AND y para ejecutar las funciones lógicas AND indicadas anteriormente.

Módulo de puerta NAND

La versatilidad de los BJT permite a los BJT hacer cualquier circuito de función lógica deseada, y un Puerta NAND la aplicación no es una excepción. Nuevamente, usando un par de BJT, puede construir y hacer cumplir rápidamente un circuito de puerta lógica NAND como se muestra en la figura anterior.

Transistor como interruptores

Como se indica en el diagrama de arriba un BJT se puede utilizar simplemente como interruptor de CC para encender / apagar una carga nominal adecuada. En el ejemplo mostrado, el interruptor mecánico S1 imita una entrada lógica alta o baja, lo que hace que el BJT encienda / apague el LED conectado. Dado que se muestra un transistor NPN, la conexión positiva de S1 hace que el BJT encienda el LED en el circuito izquierdo, mientras que en el circuito del lado derecho el LED se apaga cuando el S1 está posicionado en el positivo ens del interruptor.

Inversor de voltaje

Un interruptor BJT como se explica en el párrafo anterior también se puede conectar como inversor de voltaje, es decir, para crear una respuesta de salida opuesta a la respuesta de entrada. En el ejemplo anterior, el LED de salida se encenderá en ausencia de voltaje en el punto A, y se apagará en presencia de voltaje en el punto A.

Módulo amplificador BJT

Un BJT se puede configurar como un voltaje / corriente simple amplificador para amplificar una pequeña señal de entrada a un nivel mucho más alto, equivalente a la tensión de alimentación utilizada. El diagrama se muestra en el siguiente diagrama

Módulo controlador de relé BJT

los amplificador de transistor explicado anteriormente se puede utilizar para aplicaciones como conductor de relé , en el que se podría activar un relé de voltaje más alto a través de un voltaje de señal de entrada pequeño como se muestra en la imagen dada a continuación. El relé podría activarse en respuesta a una señal de entrada recibida de un sensor o dispositivo detector de señal baja específico, como un LDR , Micrófono, EL PUENTE , LM35 , termistor, ultrasónico etc.

Módulo controlador de relés

Solo dos BJT pueden conectarse como un relé intermitente como se muestra en la imagen de abajo. El circuito pulsará el relé ENCENDIDO / APAGADO a una velocidad particular que se puede ajustar usando las dos resistencias variables R1 y R4.

Módulo controlador LED de corriente constante

Si está buscando un circuito controlador de corriente económico pero extremadamente confiable para su LED, puede construirlo rápidamente usando la configuración de dos transistores como se muestra en la siguiente imagen.

Módulo amplificador de audio de 3 V

Esta 3 V audio amplifier se puede aplicar como etapa de salida para cualquier sistema de sonido como radios, micrófono, mezclador, alarma, etc. El principal elemento activo es el transistor Q1, mientras que los transformadores de entrada y salida actúan como etapas complementarias para generar un amplificador de audio de alta ganancia.

Módulo amplificador de audio de dos etapas

Para un nivel de amplificación más alto, se puede emplear un amplificador de dos transistores como se muestra en este diagrama. Aquí se incluye un transistor adicional en el lado de entrada, aunque se ha eliminado el transformador de entrada, lo que hace que el circuito sea más compacto y eficiente.

Módulo amplificador MIC

La siguiente imagen muestra un preamplificador básico módulo de circuito, que se puede utilizar con cualquier estándar micrófono electret para elevar su pequeña señal de 2 mV a un nivel razonablemente más alto de 100 mV, que puede ser adecuado para integrarlo en un amplificador de potencia.

Módulo mezclador de audio

Si tiene una aplicación en la que dos señales de audio diferentes deben mezclarse y combinarse en una sola salida, entonces el siguiente circuito funcionará bien. Emplea un solo BJT y algunas resistencias para la implementación. Las dos resistencias variables en el lado de entrada determinan la cantidad de señal que se puede mezclar en las dos fuentes para amplificación en las relaciones deseadas.

Módulo de oscilador simple

Un oscilador es en realidad un generador de frecuencia, que se puede utilizar para generar un tono musical a través de un altavoz. La versión más simple de dicho circuito oscilador se muestra a continuación usando solo un par de BJT. R3 controla la salida de frecuencia del oscilador, que también varía el tono del audio en el altavoz.

Módulo de oscilador LC

En el ejemplo anterior aprendimos un oscilador de transistor basado en RC. La siguiente imagen explica un solo transistor simple, LC basado o inductancia, módulo de circuito oscilador basado en capacitancia. Los detalles del inductor se dan en el diagrama. El preajuste R1 se puede utilizar para variar la frecuencia de tono del oscilador.

Circuito de metrónomo

Ya hemos estudiado algunos metrónomo circuitos anteriormente en el sitio web, a continuación se muestra un circuito simple de metrónomo de dos transistores.

Sonda lógica

A circuito de sonda lógica es una pieza importante del equipo para solucionar fallas cruciales en la placa de circuito. La unidad se puede construir utilizando como mínimo un solo transistor y algunas resistencias. El diseño completo se muestra en el siguiente diagrama.

Módulo de circuito de sirena ajustable

Muy útil y potente circuito de sirena se puede crear como se muestra en el siguiente diagrama. El circuito usa solo dos transistores para generar un sonido de sirena de tipo ascendente y descendente , que se puede alternar con el S1. El interruptor S2 selecciona el rango de frecuencia del tono, una frecuencia más alta generará un sonido más estridente que las frecuencias más bajas. El R4 permite al usuario variar el tono aún más dentro del rango seleccionado.

Módulo generador de ruido blanco

Un ruido blanco es una frecuencia de sonido que genera un tipo de sonido sibilante de baja frecuencia, por ejemplo, el sonido que se escucha durante una lluvia intensa constante, o de una estación de FM sin sintonizar, o de un televisor no conectado a una conexión de cable, un ventilador de alta velocidad, etc.

El transistor único anterior generará un tipo similar de ruido blanco cuando su salida esté conectada a un amplificador adecuado.

Interruptor de módulo antirrebote

Este interruptor antirrebote se puede usar con un interruptor de botón pulsador para garantizar que el circuito que está siendo controlado por el botón pulsador nunca sea sacudido o perturbado debido a los transitorios de voltaje generados al soltar el interruptor. Cuando se presiona el interruptor, la salida se convierte en 0 V instantáneamente y cuando se libera, la salida se vuelve alta en modo lento sin causar ningún problema en las etapas del circuito adjunto.

Módulo transmisor AM pequeño

Este pequeño transistor AM inalámbrico puede enviar una señal de frecuencia a un Radio AM mantenerse a cierta distancia de la unidad. La bobina puede ser cualquier bobina de antena AM / MW ordinaria, también conocida como bobina de antena de bucle.

Módulo medidor de frecuencia

Bastante precisa medidor de frecuencia analógica El módulo podría construirse utilizando el circuito de transistor único que se muestra arriba. La frecuencia de entrada debe ser de 1 V pico a pico. El rango de frecuencia se puede ajustar usando diferentes valores para C1 y configurando el potenciómetro R2 de manera apropiada.

Módulo generador de impulsos

Solo se requieren un par de BJT y algunas resistencias para crear un módulo de circuito generador de pulsos útil como se muestra en la figura anterior. El ancho del pulso se puede ajustar usando diferentes valores para C1, mientras que R3 se puede usar para ajustar la frecuencia del pulso.

Módulo amplificador de medidor

Este módulo amplificador de amperímetro se puede utilizar para medir magnitudes de corriente extremadamente pequeñas en el rango de microamperios, en una salida legible a través de un amperímetro de 1 mA.

Módulo de luz intermitente activada

Un LED comenzará a parpadear en un punto especificado tan pronto como se detecte una luz ambiental o una luz externa a través de un sensor de luz adjunto. La aplicación de este intermitente sensible a la luz puede ser diversa y muy personalizable, según las preferencias del usuario.

Destellador activado por la oscuridad

Muy similar, pero con efectos opuestos a la aplicación anterior, este módulo comenzará parpadeando un LED tan pronto como el nivel de luz ambiental descienda a casi la oscuridad, o según lo establecido por la red de divisores de potencial R1, R2.

Destellador de alta potencia

A intermitente de alta potencia El módulo se puede construir usando solo un par de transistores como se muestra en el esquema anterior. La unidad parpadeará o hará brillar una lámpara incandescente o halógena conectada, y la potencia de esta lámpara se puede mejorar mejorando adecuadamente las especificaciones de la Q2.

Transmisor de luz LED / receptor de control remoto

Podemos notar dos módulos de circuito en el esquema anterior. El módulo del lado izquierdo funciona como un transmisor de frecuencia LED, mientras que el módulo del lado derecho funciona como el circuito receptor / detector de frecuencia de luz. Cuando el transmisor se enciende y se enfoca en el detector de luz Q1 del receptor, el circuito del receptor detecta la frecuencia del transmisor y el zumbador piezoeléctrico adjunto comienza a vibrar a la misma frecuencia. El módulo se puede modificar de muchas formas diferentes, según los requisitos específicos.

HECHO Circuito Modules

FET significa Transistores de efecto de campo que se consideran transistores altamente eficientes en comparación con los BJT, en muchos aspectos.

En los siguientes circuitos de ejemplo, aprenderemos sobre muchos módulos de circuitos basados ​​en FET interesantes que se pueden integrar entre sí para crear muchos circuitos innovadores diferentes, para usos y aplicaciones personalizados.

HECHO Switch

En los párrafos anteriores aprendimos cómo usar un BJT como interruptor, de manera muy similar, un FET también se puede aplicar como un interruptor DC ON / OFF.

La figura de arriba muestra un FET configurado como un interruptor para encender / apagar un LED en respuesta a una señal de entrada de 9V y 0V en su puerta.

A diferencia de un BJT que puede encender / apagar una carga de salida en respuesta a una señal de entrada tan baja como 0,6 V, un FET hará lo mismo pero con una señal de entrada de alrededor de 9 V a 12 V. Sin embargo, los 0,6 V para un BJT depende de la corriente y la corriente con 0,6 V tiene que ser correspondientemente alta o baja con respecto a la corriente de carga. Contrariamente a esto, la corriente de excitación de la puerta de entrada para un FET no depende de la carga y puede ser tan baja como un microamperio.

HECHO Amplifier

Al igual que un BJT, también puede conectar un FET para amplificar señales de entrada de corriente extremadamente baja a una salida de alto voltaje de alta corriente amplificada, como se indica en la figura anterior.

Módulo amplificador de micrófono de alta impedancia

Si se está preguntando cómo utilizar un transistor de efecto de campo para construir un circuito amplificador MIC de alta impedancia o Hi-Z, entonces el diseño explicado anteriormente podría ayudarlo a lograr el objetivo.

Módulo mezclador FET Audo

Un FET también se puede utilizar como mezclador de señales de audio, como se ilustra en el diagrama anterior. El FET mezcla dos señales de audio alimentadas a través de los puntos A y B y se fusionan en la salida a través de C4.

Módulo de circuito de retardo de encendido FET

Razonablemente alto retardo a ON circuito temporizador se puede configurar utilizando el esquema siguiente.

Cuando se presiona S1, el suministro se almacena dentro del capacitor C1 y el voltaje también enciende el FET. Cuando se libera S1, la carga almacenada dentro de C1 continúa manteniendo el FET encendido.

Sin embargo, el FET es un dispositivo de entrada de alta impedancia no permite que el C1 se descargue rápidamente y, por lo tanto, el FET permanece encendido durante bastante tiempo. Mientras tanto, mientras el FET Q1 permanezca encendido, el BJT Q2 adjunto permanece apagado, debido a la acción inversora del FET que mantiene la base Q2 conectada a tierra.

La situación también mantiene el timbre apagado. Finalmente, y gradualmente, el C1 se descarga hasta un punto en el que el FET no puede permanecer encendido. Esto revierte la condición en la base de Q1, que ahora se enciende y activa la alarma del zumbador conectado.

Módulo temporizador de retardo de apagado

Este diseño es exactamente similar al concepto anterior, excepto por la etapa BJT inversora, que no está presente aquí. Por esta razón, el FET actúa como un temporizador de retardo de apagado. Es decir, la salida permanece encendida inicialmente mientras el condensador C1 se está descargando, y el FET está encendido y, finalmente, cuando el C1 está completamente descargado, el FET se apaga y suena el zumbador.

Módulo amplificador de potencia simple

Usando solo un par de FET, puede ser posible lograr un razonable potente amplificador de audio de alrededor 5 vatios o incluso superior.

Módulo de luz intermitente LED dual

Este es un circuito astable FET muy simple que se puede usar para hacer parpadear alternativamente dos LED a través de los dos drenajes de los MOSFET. El buen aspecto de este astable es que los LED cambiarán a una velocidad de encendido / apagado bien definida sin ningún efecto de atenuación o lento desvanecerse y subir . La tasa de parpadeo se puede ajustar a través del potenciómetro R3.

Módulos de circuito de oscilador UJT

UJT o para Transistor de unión , es un tipo especial de transistor que se puede configurar como un oscilador flexible utilizando una red RC externa.

El diseño básico de una electrónica Oscilador basado en UJT se puede ver en el siguiente diagrama. La red RC R1 y C1 determina la salida de frecuencia del dispositivo UJT. El aumento de los valores de R1 o C1 reduce la tasa de frecuencia y viceversa.

Módulo generador de efectos de sonido UJT

Se podría construir un pequeño generador de efectos de sonido usando un par de osciladores UJT y combinando sus frecuencias. El diagrama de circuito completo se muestra a continuación.

Módulo temporizador de un minuto

Muy util temporizador de retardo de encendido / apagado de un minuto El circuito se puede construir usando un solo UJT como se muestra a continuación. En realidad, es un circuito oscilador que utiliza valores altos de RC para reducir la frecuencia de encendido / apagado a 1 minuto.

Este retraso podría aumentarse aún más aumentando los valores de los componentes R1 y C1.

Módulos de transductores piezoeléctricos

Transductores piezoeléctricos son dispositivos especialmente creados que utilizan material piezoeléctrico que es sensible y responde a la corriente eléctrica.

El material piezoeléctrico dentro de un transductor piezoeléctrico reacciona a un campo eléctrico provocando distorsiones en su estructura que dan lugar a vibraciones en el dispositivo, lo que resulta en la generación de sonido.

Por el contrario, cuando se aplica una deformación mecánica calculada en un transductor piezoeléctrico, distorsiona mecánicamente el material piezoeléctrico dentro del dispositivo, lo que da como resultado la generación de una cantidad proporcional de corriente eléctrica a través de los terminales del transductor.

Cuando se usa como Zumbador DC , el transductor piezoeléctrico debe estar conectado con un oscilador para crear la salida de ruido de vibración, porque estos dispositivos solo pueden responder a una frecuencia.

La imagen muestra un zumbador piezoeléctrico simple conexión con una fuente de suministro. Este zumbador tiene un oscilador interno para responder a la tensión de alimentación.

Los zumbadores piezoeléctricos se pueden utilizar para indicar condiciones lógicas altas o bajas en el circuito a través del siguiente circuito que se muestra.

Módulo generador de tono piezoeléctrico

Se puede configurar un transductor piezoeléctrico para generar una salida de tono de volumen bajo continuo en el siguiente diagrama de circuito. El dispositivo piezoeléctrico debe ser un dispositivo de 3 terminales.

Módulo de zumbador piezoeléctrico de tono variable

La siguiente figura a continuación muestra un par de conceptos de timbre que utilizan transductores piezoeléctricos. Se supone que los elementos piezoeléctricos son elementos de 3 cables. El diagrama del lado izquierdo muestra un diseño resistivo para forzar oscilaciones en el transductor piezoeléctrico, mientras que el diagrama del lado derecho muestra un concepto inductivo. El diseño basado en inductor o bobina induce las oscilaciones a través de picos de retroalimentación.

Módulos de circuito SCR

SCR o tiristores son dispositivos semiconductores que se comportan como diodos rectificadores pero facilitan su conducción a través de una entrada de señal DC externa.

Sin embargo, según sus características, SCR tienen la tendencia a engancharse cuando el suministro de carga es CC. La siguiente figura indica una configuración simple que aprovecha esta función de enclavamiento del dispositivo para encender y apagar una carga RL en respuesta a la presión de los interruptores S1 y S2. S1 enciende la carga, mientras que S2 apaga la carga.

Módulo de relé activado por luz

Un simple luz activada El módulo de relé se puede construir usando un SCR, y un fototransistor , como se ilustra en la figura siguiente.

Tan pronto como el nivel de luz en el fototransistor exceda un nivel de umbral de activación establecido del SCR, el SCR se activa y se engancha, encienda el relé. El enclavamiento permanece como está hasta que se presiona el interruptor de reinicio S1 como oscuridad suficiente, o la energía se apaga y luego se enciende.

Oscilador de relajación con módulo Triac

Se puede construir un circuito de oscilador de relajación simple usando un SCR y una red RC como se muestra en el diagrama a continuación.

La frecuencia del oscilador producirá un tono de baja frecuencia sobre el altavoz conectado. La frecuencia de tono de este oscilador de relajación se puede ajustar a través de la resistencia variable R1 y R2, y también el condensador C1.

Módulo controlador de velocidad del motor de CA Triac

Un UJT normalmente es conocido por sus confiables funciones oscilatorias. Sin embargo, el mismo dispositivo también se puede utilizar con triac para habilitar un 0 a control de velocidad total de motores de CA .

La resistencia R1 funciona como un ajuste de control de frecuencia para la frecuencia UJT. Esta salida de frecuencia variable conmuta el triac a diferentes velocidades de ENCENDIDO / APAGADO dependiendo de los ajustes de R1.

Esta conmutación variable del triac a su vez provoca una cantidad proporcional de variaciones en la velocidad del motor conectado.

Módulo tampón Triac Gate

El diagrama de arriba muestra cuán simple triac se puede encender y apagar a través de un interruptor de encendido / apagado y también garantizar la seguridad del triac utilizando la carga en sí como una etapa de amortiguación. El R1 limita la corriente a la compuerta del triac, mientras que la carga proporciona además la protección de la compuerta del triac contra transitorios repentinos de encendido y permite que el triac se encienda con un modo de arranque suave.

Módulo UJT intermitente Triac / UJT

Un oscilador UJT también se puede implementar como un Atenuador de lámpara de CA como se muestra en el diagrama de arriba.

El potenciómetro R1 se utiliza para ajustar la tasa o frecuencia de oscilación, que a su vez determina la tasa de conmutación ON / OFF del triac y la lámpara conectada.

Siendo la frecuencia de conmutación demasiado alta, la lámpara parece estar encendida permanentemente, aunque su intensidad varía debido a que el voltaje promedio a través de ella varía de acuerdo con la conmutación UJT.

Conclusión

En las secciones anteriores, discutimos muchos conceptos y teorías fundamentales de la electrónica y aprendimos cómo configurar pequeños circuitos usando diodos, transistores, FET, etc.

En realidad, hay innumerables más módulos de circuito que se pueden crear utilizando estos componentes básicos para implementar cualquier idea de circuito deseada, según las especificaciones dadas.

Después de familiarizarse con todos estos diseños básicos o módulos de circuitos, cualquier recién llegado en el campo puede aprender a integrar estos módulos entre sí para obtener muchos otros circuitos interesantes o para lograr una aplicación de circuito especializada.

Si tiene más preguntas sobre estos conceptos básicos de electrónica o sobre cómo unirse a estos módulos para necesidades específicas, no dude en comentar y discutir los temas.