Componente electrónico

Componentes electrónicos.

Un componente electrónico es un dispositivo que forma parte de un circuito electrónico. 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

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 hacer como que los componentes de suministro de energía como transistores o circuitos integrados están ausentes (como si cada componente tuviera su propia batería incorporada), aunque en realidad pueden ser alimentados 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

• Discretos: son aquellos que están encapsulados uno a uno, como es el caso de los resistores, condensadores, diodos, transistores, etc.
• Integrados: forman conjuntos más complejos, por ejemplo, un amplificador operacional o una puerta lógica, que pueden contener desde unos pocos componentes discretos hasta millones de ellos. Son los denominados circuitos integrados.

2. Según el material base de fabricación.

• Semiconductores (ver listado).
• No semiconductores.

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.
• 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).

4. Según el tipo de energía.

• Electromagnéticos: aquellos que aprovechan las propiedades electromagnéticas de los materiales (fundamentalmente transformadores e inductores).
• Electroacústicos: transforman la energía acústica en eléctrica y viceversa (micrófonos, altavoces, bocinas, auriculares, etc.).
• Optoelectrónicos: transforman la energía lumínica en eléctrica y viceversa (LED, células fotoeléctricas, etc.).

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. Por el contrario, los componentes activos (con más de dos terminales) generalmente carecen de esa propiedad.

Componentes

Componentes semiconductores

Plantilla:Artículo principal 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. 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, sin embargo, existen muchos otros dispositivos semiconductores como los diodos, BJTs, IGBTs, tiristores, etc.

Componentes activos

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) 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

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

Los componentes electromagnéticos como interruptores, conectores y fusibles son esenciales en los sistemas electrónicos modernos. Estos componentes no se clasifican como pasivos, como resistores, condensadores o inductores, ya que participan activamente en el control del flujo de señales y energía eléctrica dentro de un circuito.

Los interruptores son dispositivos utilizados para controlar el flujo de corriente en un circuito abriendo o cerrando contactos eléctricos. Pueden ser manuales o automáticos y cumplen diversas funciones, como encender o apagar dispositivos, ajustar configuraciones o proteger circuitos. Los tipos más comunes de interruptores incluyen interruptores mecánicos, que utilizan movimiento físico para abrir o cerrar los contactos, e interruptores electrónicos, que emplean componentes semiconductores como transistores para controlar el flujo de corriente sin movimiento mecánico.

Los conectores son componentes diseñados para unir circuitos eléctricos, asegurando un contacto eléctrico adecuado entre diferentes partes de un sistema. Existen en diversas formas, como enchufes, tomas y conectores, y se encuentran en casi todos los dispositivos electrónicos. Los conectores están diseñados para proporcionar conexiones confiables, permitiendo a la vez una desconexión y reconexión fáciles. Pueden ser simples, como los utilizados en electrodomésticos, o más complejos, como los usados en sistemas de transmisión de datos de alta velocidad.

Los fusibles son dispositivos de protección utilizados en circuitos para evitar daños por sobrecorriente. Un fusible consiste en un cable o tira de metal que se funde cuando la corriente excede un nivel determinado, interrumpiendo el circuito y evitando daños adicionales en los componentes. Los fusibles son esenciales para proteger tanto los dispositivos como a los usuarios de peligros eléctricos. Se utilizan ampliamente en fuentes de alimentación, circuitos automotrices y electrónica doméstica.

Componentes optoelectrónicos

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

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 Plantilla:Wayback
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 Plantilla:Wayback
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

Definiciones de voltaje y corriente en el contexto de un dipolo

Considerando un dipolo $D$ donde $A$ y $B$ las extremidades:

• la tensión $v$ se puede definir como la diferencia de potencial $V(B)-V(A)$ o como la diferencia de potenciales $V(A)-V(B)$ ;
• la intensidad $i$ de la corriente que pasa a través de él puede verse como el de la corriente circulante de $A$ hacia $B$ de la corriente que pasa a través de él puede verse como el de la corriente circulante de $B$ hacia $A$.

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

Para hacer esto, se usan flechas:

• bajo voltaje, $v$ 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 $i$ 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 $i$.

Convenciones de generador y receptor para un dipolo

Se definen para el estudio de un dipolo:

• la convención del generador, en la que las flechas que definen la corriente $i$ y la tensión $u$ están en la misma dirección;
• la convención del receptor, en la que las flechas que definen la corriente $i$ y la tensión $u$ 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 $i$ y $u$, diferentes fórmulas dependen de ello.

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

$u=Ri$

Pero en la convención del generador, se convierte en:

$u=-Ri$

Símbolos estándar

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.

Véase también

• Diseño de circuitos
• Diagrama electrónico
• Showroom