Diodos, transistores y válvulas

Uniones y polarización de diodos

El dopado crea materiales tipo N y P; una unión PN tiene una región de agotamiento y una característica corriente–tensión no lineal. En directa conduce más al aumentar la tensión; en inversa deja una corriente pequeña hasta la ruptura. El valor de 0,7 V es una aproximación útil para ciertos diodos de silicio y corrientes, no una constante universal. La temperatura, material y corriente importan. Distingue ánodo, cátodo y sentido de corriente convencional.

Dispositivos para tareas distintas

Un rectificador soporta corriente directa y tensión inversa. Un Zener se utiliza en ruptura inversa como referencia con limitación de corriente y potencia. Un varactor cambia su capacidad con la polarización inversa y sirve para sintonizar. El diodo túnel presenta una región de resistencia diferencial negativa. Un PIN puede emplearse en conmutación y atenuación de RF. Un LED emite luz y requiere limitar corriente. El símbolo y la función ayudan más que memorizar el aspecto de una cápsula.

El transistor bipolar

Tiene emisor, base y colector. En región activa, pequeñas variaciones de base controlan la corriente de colector: β = IC/IB en un punto de trabajo. IE = IC + IB. NPN y PNP requieren polaridades diferentes. En corte conduce muy poco; en saturación deja de comportarse como un amplificador lineal. La polarización fija un punto Q que permita variar la señal sin recortar. Las curvas relacionan corriente, tensión y excitación; no se interpreta β como un valor fijo para cualquier corriente y temperatura.

Emisor, base y colector común

En emisor común suele haber ganancia de tensión con inversión de fase; en colector común o seguidor, la ganancia de tensión es cercana a uno y ayuda a adaptar impedancias; en base común, la ganancia de corriente es próxima a uno y puede ser útil en RF. “Común” indica qué terminal comparten las referencias de entrada y salida para la señal. Distingue ganancia de corriente, tensión y potencia: una etapa puede no amplificar tensión y aun así entregar más corriente a una carga.

Transistores de efecto de campo

Un FET tiene puerta, drenador y fuente; el campo de la puerta controla la conducción del canal. La alta impedancia de entrada es útil, pero no significa que la puerta tolere cualquier tensión. JFET y MOSFET no se polarizan de forma idéntica; hay canales N/P y dispositivos de enriquecimiento/agotamiento. Consulta VGS, corriente, disipación y área segura de operación. La capacitancia de entrada, la frecuencia y el montaje afectan su funcionamiento en radio.

Emisión termoiónica y válvulas

Al calentar un cátodo pueden emitirse electrones; el ánodo positivo los atrae. El diodo de vacío tiene dos electrodos funcionales; el tríodo añade una rejilla de control; el tetrodo añade pantalla y el pentodo, una rejilla supresora. Las rejillas permiten controlar corriente y reducir efectos no deseados; no crean energía. Los circuitos de válvulas usan polarización, cargas y acoplamientos, y pueden mantener tensiones peligrosas almacenadas aun apagados. Estudiar el esquema no exige construir una etapa de alta tensión.

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