UNIVERSIDAD TECNOLOGICA EQUINOCCIAL

NOMBRE: Byron Villagomez

NIVEL: Tercero

MATERIA: Electrónica

CONSULTA: Semiconductores

CONDENSADORES ELÉCTRICOSEs un componente eléctrico que tiene por misión la de almacenar electrones de forma temporal. Después de las resistencias son los elementos más comunes en los circuitos electrónicos.

Los condensadores constan de dos placas metálicas, llamadas ARMADURAS, separadas por un aislante llamado DIELÉCTRICO.

Si aplicamos tensión a las armaduras, éstas se cargan de electricidad permaneciendo almacenada. Decimos entonces que el condensador está cargado.

 La cantidad de electricidad que puede almacenar un condensador depende de dos factores:

1. Del tamaño de las placas: a mayor tamaño, mayor capacidad.

2. Del espesor del dieléctrico: a mayor espesor, mayor capacidad.

Los condensadores se miden en Faradios (F) , pudiendo encontrarse condensadores que se miden en Microfaradios (µF), Picofaradios (pF) y Nanofaradios (nf).

¿Qué aplicaciones tiene un condensador?

 

Para aplicaciones de descarga rápida, como un flash, en donde el condensador se tiene que descargar a gran velocidad para generar la luz necesaria (algo que hace muy fácilmente cuando se le conecta en paralelo un medio de baja resistencia)

Como Filtro, un condensador de gran valor se utiliza para eliminar el "rizado" que se genera en el proceso de conversión de corriente alterna en corriente continua.

Para aislar etapas o áreas de un circuito: Un condensador se comporta (idealmente) como un cortocircuito para la señal alterna y como un circuito abierto para señales de corriente continua, etc.

Símbolo del condensador

 

 

 

Existe un tipo de condensador que son de capacidad variable, que tienen como dieléctrico el aire y que están construidas de forma que una de las placas está intercalada entre las otras. Se usan en los circuitos para sintonizar emisoras de radio.

 

 

 

 

SEMICONDUCTORES

Existen materiales que son buenos conductores de la electricidad como la plata, el cobre, el aluminio, etc. También existen otros materiales que no permiten el paso de la corriente eléctrica y que llamamos aislantes, como el plástico, la goma, el vidrio, etc.

Los materiales semiconductores son aquellos que no pueden ser considerados ni conductores ni aislantes. Su resistencia eléctrico puede ser poca o mucha dependiendo de las condiciones a que sean sometidos.

Normalmente se presentan en la naturaleza en forma de minerales cristalizados.

El nombre de semiconductor se aplica a un gran número de minerales y compuestos químicos, siendo los más representativos el Germanio y el Silicio.

Los electrones que giran alrededor del átomo están sometidos a dos fuerzas: una de atracción del núcleo (fuerza de Coulomb) y otra hacia fuera al girar a cierta velocidad alrededor del núcleo (fuerza Centrífuga).

Fcoul Fuerza de Coulomb

Fcent Fuerza Centrífuga

Fcent = m V 2 /R

R = radio de la orbita

Cuando un átomo se calienta, al suministrarle energía, se aumenta la velocidad de sus electrones, y por lo tanto su fuerza centrífuga. Cuando la fuerza centrífuga resulta mayor que la fuerza de Coulomb el electrón se desprende de su orbita en dirección contraria al campo y queda un hueco, que es el espacio vacío que queda al escapar un electrón. A la energía necesaria para que esto ocurra se le llama Energía de Ionización.

Un electrón ligado es aquel que está en orbita y para que se libere hay que darle la Energía de Ionización. Los primeros electrones que se escapan son los electrones de valencia, al darle energía.

Tanto el GERMANIO como el SILICIO son del grupo 4B con cuatro electrones de valencia (tetravalente) y los átomos unidos entre sí por enlace covalente. Queda rodeado por una estructura de ocho electrones.

La estructura queda por lo tanto como ésta.

 

Al suministrarle energía (E) y aumentar la temperatura, esto supone un aumento de la velocidad de los electrones. Cuando llega un punto en que la fuerza centrifuga es mayor que la fuerza de Coulomb el electrón salta de su orbita. Cuando un electrón se calienta y se libera ya comienza a ser conductor el semiconductor. Los electrones se mueven en dirección contraria al campo (E).

Para que un electrón salte a una capa del mismo nivel no necesita energía y van moviéndose los electrones dejando huecos.

 

Y así sucesivamente se va moviendo los electrones ocupando los huecos y dejando a su vez otro hueco.

Hay por lo tanto dos movimientos de electrones:

1. De los electrones libres que se desprenden y se mueven libremente por el semiconductor.

2. De los electrones ligados que se mueven por los huecos que han dejado los electrones libres al desprenderse.

n = densidad de electrones libres a la temperatura de trabajo, es decir, el número de electrones libres por unidad de volumen (cm2)

p = densidad de huecos o el número de huecos por unidad de volumen (cm2).

Si n = p se dice que es un semiconductor puro o intrínseco.

El primer problema que se tiene es que se necesita una temperatura muy elevada y no es rentable. Por ello se pensó en la manera de hacerlo sin tener una temperatura tan elevada y es añadiendo impureza, o lo que es lo mismo, dopándolo, pero controladamente para obtener la respuesta que se desee.

SEMICONDUCTORES POSITIVOS (de tipo P)

Cuando al Silicio o al Germanio se le dopa con un elemento del grupo III como el Boro, el Aluminio, el Galio,etc., que tienen tres electrones de valencia, se produce una red en cuyo interior faltan tantos electrones como átomos del elemento añadidos, formando de este modo un cuerpo cargado positivamente, es decir un conductor electro-positivo, tipo P.

Al someterlo a un campo eléctrico ya comienzan a circular los electrones ligados por los huecos.

Como n < p se dice que es un semiconductor de tipo P.

A los semiconductores dopados se le dicen que son impuros extrínsecos. En este caso se dice que tiene impurezas aceptoras, ya que faltan electrones para el enlace covalente.

SEMICONDUCTORES NEGATIVOS (de tipo N)

Si, en lugar de doparlo con un elemento del grupo III, se le dopa con un elemento del grupo V, como el Fósforo, el Arsénico, o el Antimonio, que tienen cinco electrones de valencia, se produce una red con tantos electrones sobrantes como átomos hemos añadido del elemento del grupo V.

Ahora los electrones sobrantes ya se mueven en dirección contraria al campo sometido.

Como n > p se dice que es un semiconductor de tipo N.

A los semiconductores dopados se le dicen que son impuros extrínsecos. En este caso se dice que tiene impurezas donadoras, ya que sobran electrones en el enlace covalente.

  TRANSISTOR

En el año 1942, los físicos norteamericanos Bardeen, Brattain y Shockley investigando con semiconductores, descubrieron el transistor. Debido a la gran importancia de dicho descubrimiento, se les concedió en 1956 el Premio Nóbel de Física.

 

Exteriormente está formado por un caparazón o cápsula que puede tener diferentes formas, del que salen tres patillas metálicas, o mas técnicamente dicho, tres electrodos o terminales y en algunos casos solamente dos ya que el tercer terminal lo forman el recubrimiento metálico de la cápsula.

 

Internamente, el transistor es un componente semiconductor formado por un cristal que contiene una región P entre dos regiones N (transistor NPN), o una región N entre dos regiones P (transistor PNP).

 

 

La diferencia que hay entre un transistor PNP y otro NPN radica en la polaridad de sus electrodos.

Polaridad de los electrodos Símbolo del transistor NPN Símbolo del transistor PNP

 

Cada una de estas regiones semiconductoras tiene una conexión. La región central se llama base (B) y las otras emisor (E) y colector (C).

 

 

 

APLICACIONES

La primera consecuencia del descubrimiento del transistor, fue que los aparatos electrónicos pudieron hacerse mucho mas pequeños, al ocupar el transistor un volumen mucho menor que las válvulas electrónicas anteriormente empleadas.

Se redujo también mucho el consumo de corriente, porque las válvulas necesitaban calentamiento y el transistor no.

El transistor puede emplearse como interruptor y como amplificador.

EL TRANSISTOR COMO INTERRUPTOR

El transistor funciona como interruptor CERRADO cuando le aplicamos una corriente a la base y como interruptor ABIERTO cuando no le aplicamos corriente a ésta.

EL TRANSISTOR COMO AMPLIFICADOR

Los físicos que descubrieron el transistor se dieron cuenta que mediante la variación de una corriente débil aplica a la base

podían gobernar otra mucho mas intensa entre colector y emisor.

Esto significa que pequeñas corrientes eléctricas pueden ser amplificadas, o lo que es lo mismo, que señales débiles pueden transformarse en otras suficientemente fuertes.

La intensidad que atraviesa el emisor es igual a la intensidad que pasa por el colector más la intensidad que pasa por la base.

IE=IC+ IB

 

 

 

 

 

FUNCIONAMIENTO DEL TRANSISTOR

Quizás el modo de trabajar de un transistor puedes fácilmente comprenderlo con un ejemplo más fácil que podríamos llamar: el transistor hidráulico

Por la tubería O llega presión de agua y puede seguir dos caminos:

1. Por C que no puede pasar ya que se lo impide el tapón.

2. Por B que al estar cerrada la llave L tampoco puede pasar.

Por lo tanto por la tubería E no sale agua y podemos decir que el transistor está bloqueado.

Si abrimos un poco la llave L comienza a salir agua por el tubo B y ésta empuja la palanca que unida al tapón permite el paso de agua por la tubería C.

Por la tubería E ahora sale el agua que pasa por C más el agua que pasa por B.

Esta figura muestra como si abrimos más la llave de paso L por la tubería B sale más agua y por lo tanto empuja mas fuerte a la palanca y abre completamente el paso por la tubería C.

Como se puede comprobar nos encontramos con tres situaciones:

1. Está totalmente cerrada: no circula agua.

2. Cuando esta algo abierta, pero no lo suficiente para que el tapón este abierto del todo: Se puede regular el caudal por C abriendo mas o menos la llave L.

3. Cuando se abre L lo suficiente para que este el tapón totalmente abierto y por C pasa prácticamente todo el caudal, ya que lo que pasa por B es despreciable frente a lo que pasa por C.

Esto mismo es lo que tenemos en los transistores eléctricos, cambiando caudal de agua por corriente:

1. Por la base no se le suministra corriente: transistor no deja conducir entre colector y emisor.

2. Por la base se le suministra una pequeña corriente: Se puede controlar el paso de corriente entre el colector y el emisor. La corriente que pasa entre colector y emisor es mucho mayor que la corriente que le suministramos a la base.

3. Se le suministra suficiente corriente a la base para que circula la máximo corriente entre colector y emisor, se dice que el transistor está saturado y la corriente que se le suministra a la base es la necesaria para producir la saturación del transistor.

Cuando trabaja como interruptor el transistor trabaja en corte y en saturación, mientras que cuando trabaja como amplificador trabaja con corrientes en la base menores para controlar la corriente entre colector y emisor.

TRANSISTOR DARLINGTON

El transistor Darlington es un tipo especial de transistor que tiene una alta ganancia de corriente. Está compuesto internamente por dos transistores de la forma que muestra la figura siguiente:

        

El transistor común con la identificación de las patillas

El transistor Darlington con la identificación de las patillasy su estructura internaEl transistor T1 entrega la corriente que sale por su emisor a la base del transistor T2. La ecuación de ganancia de un transistor típico es: IE= β x IB (Corriente de colector es igual a beta por la corriente de base).Entonces: - Ecuación del primer transistor es: IE1 = β1 x IB1 (1), - Ecuación del segundo transistor es: IE2 = β2 x IB2 (2)Observando el gráfico, la corriente de emisor del transistor (T1) es la misma que la corriente de base del transistor T2. Entonces IE1 = IB2 (3)Utilizando la ecuación (2) y la ecuación (3)IE2 = β2 x IB2 = β2 x IE1 Reemplazando en la ecuación anterior el valor de IE1 (ver ecuación (1) ) se obtiene la ecuación final de ganancia del transistor Darlington.IE2 = β2 x β1 x IB1Como se puede deducir, este amplificador tiene una ganancia mucho mayor que la de un transistor corriente, pues aprovecha la ganancia de los dos transistores. ( la ganancias se multiplican).

Si se tuvieran dos transistores con ganancia 100 (b = 100) conectados como un transistor Darlington y se utilizara la formula anterior, la ganancia sería, en teoría: β2 x β1 = 100 x 100 = 10000. Como se ve es una ganancia muy grande. En la realidad la ganancia es menor.Se utilizan ampliamente en circuitos en donde es necesario controlar cargas grandes con corrientes muy pequeñas.Muy importante: la caída de tensión entre la base y el emisor del transistor Darlington es 1.4 voltios que resulta de la suma de las caídas de tensión de base a emisor del primer transistor B1 a E1 (0.7 voltios) y base a emisor del segundo transistor B2 y E2 (0.7 voltios).

DIODO ZENEREs un tipo especial de diodo que diferencia del funcionamiento de los diodos comunes, como el diodo rectificador (en donde se aprovechan sus características de polarización directa y polarización inversa) el diodo Zener siempre se utiliza en polarización inversa, en donde la corriente desea circular en contra de la flecha que representa el mismo diodo.

 

Símbolo del diodo zener (A - ánodo  K - cátodo)

En este caso analizaremos el diodo Zener, pero no como un elemento ideal, si no como un elemento real y debemos tomar en cuenta que cuando éste se polariza en modo inverso si existe una corriente que circula en sentido contrario a la flecha del diodo, pero de muy poco valor.

Analizando la curva del diodo zener vemos que en el lugar donde se marca como región operativa, la corriente (Ir, en la línea vertical inferior) puede variar en un amplio margen, de pero el voltaje (Vz) cambia muy poco. Se mantiene aproximadamente en 5.6 V. (para un diodo zener de 5.6 V)Aplicaciones del diodo Zener? La principal aplicación que se le da al diodo Zener es la de regulador.¿Qué hace un regulador con Zener? Un regulador con zener ideal mantiene un voltaje fijo predeterminado a su salida, sin importar si varía el voltaje en la fuente de alimentación y sin importar como varíe la carga que se desea alimentar con este regulador.Nota: En las fuentes de voltaje ideales (algunas utilizan, entre otros elementos el diodo zener), el voltaje de salida no varía conforme varía la carga. Pero las fuentes no son ideales y lo normal es que la tensión de salida disminuya conforme la carga va aumentado, o sea conforme la demanda de corriente de la carga aumente.Para poder saber si una fuente de voltaje es de buena calidad se utiliza la siguiente fórmula:Porcentaje de regulación = V (sin carga) - V (carga total) / V (carga total) * 100 %A menor valor de porcentaje de regulación, mejor calidad de fuente.

DIODOEs el dispositivo semiconductor más sencillo y se puede encontrar, prácticamente en cualquier circuito electrónico. Los diodos se fabrican en versiones de silicio (la más utilizada) y de germanio.Constan de dos partes una llamada N y la otra llamada P, separados por una juntura también llamada barrera o unión. Esta barrera o unión es de 0.3 voltios en el germanio y de 0.6 voltios aproximadamente en el diodo de silicio.

Símbolo del diodo ( A - ánodo  K - cátodo)El diodo se puede puede hacer funcionar de 2 maneras diferentes:Polarización directa: Es cuando la corriente que circula por el diodo sigue la ruta de la flecha (la del  diodo), o sea del ánodo al cátodo. En este caso la corriente atraviesa el diodo con mucha facilidad  comportándose prácticamente como un corto circuito.

Diodo en polarización directaPolarización inversa: Es cuando la corriente en el diodo desea circular en sentido opuesto a la flecha (la flecha del diodo), o se del cátodo al ánodo. En este caso la corriente no atraviesa el diodo, y se comporta prácticamente como un circuito abierto.

Diodo en polarización inversa

Nota: El funcionamiento antes mencionado se refiere al diodo ideal, ésto quiere decir que el diodo se toma como un elemento perfecto (como se hace en casi todos los casos), tanto en polarización directa como en polarización inversa.   Aplicaciones del diodo: Los diodos tienen muchas aplicaciones, pero una de la más comunes es el proceso de conversión de corriente alterna (C.A.) a corriente continua (C.C.). En este caso se utiliza el diodo como rectificador

TIRISTOR

El SCR y la corriente continua:Rectificador controlado de silicio, estos elementos semiconductores son muy utilizados para controlar la cantidad de potencia que se entrega a una carga, donde: - A = ánodo - C = cátodo, también representado por la letra K - G = compuerta o gateTomar en cuenta el gráfico siguiente: ver que es un circuito de corriente continua

Normalmente el SCR se comporta como un circuito abierto hasta que activa su compuerta (GATE) con una pequeña corriente (se cierra el interruptor S) y así este conduce y se comporta como un diodo en polarización directaSi no existe corriente en la compuerta el tristor no conduce.Lo que sucede después de ser activado el SCR, se queda conduciendo y se mantiene así. Si se desea que el tristor deje de conducir, el voltaje +V debe ser reducido a 0 Voltios.Si se disminuye lentamente el voltaje (tensión), el tristor seguirá conduciendo hasta que por el pase una cantidad de corriente menor a la llamada "corriente de mantenimiento o de retención", lo que causará que el SCR deje de conducir aunque la tensión VG  (voltaje de la compuerta con respecto a tierra  no sea cero.

Como se puede ver el SCR , tiene dos estados: 1- Estado de conducción, en donde la resistencia entre ánodo y cátodo es muy baja  2- Estado de corte, donde la resistencia es muy elevada El SCR y la corriente AlternaSe usa principalmente para controlar la potencia que se entrega a una carga. (en el caso de la figura es un bombillo o focoLa fuente de voltaje puede ser de 110V c.a., 120V c.a., 240V c.a. , etc.El circuito RC produce un corrimiento de la fase entre la tensión de entrada  y la tensión en el condensador que es la que suministra la corriente a la compuerta del SCR. Puede verse que el voltaje en el condensador (en azul) está atrasado con respecto al voltaje de alimentación (en rojo) causando que el tiristor conduzca un poco después de que el tiristor tenga la alimentación necesaria para conducir.

Durante el ciclo negativo el tiristor se abre dejando de conducir. Si se modifica el valor de la resistencia, por ejemplo si utilizamos un potenciómetro, se modifica el desfase que hay entre las dos tensiones antes mencionadas ocasionando que el SCR se active en diferentes momentos antes de que se desactive por le ciclo negativo de la señal. y deje de conducir.

 

TERMISORES: Se llama así a los semiconductores que son sensibles a los cambios de temperatura, o mejor, a aquellos en que las variaciones tienen, frente a la composición, un gran valor. Los materiales más usados son óxidos de Cobalto (CoO), de Hierro (FeO), de Magnesio (MgO), Manganeso (MnO), Níquel (NiO) y Titanio (TiO). Se utilizan en forma de bola, disco o varilla, indicando con esto la forma en que se separa el material base del termisor. En el de bola se aplica la mezcla de óxido en forma viscosa entre dos hilos paralelos de Platino con una pequeña gotita, aproximadamente 1 mm. de diámetro y por y por cocción queda sujeta a los hilos. Cuando se usan en forma de discos o varillas se preparan por sintetizado. Sus aplicaciones son para medir la temperatura, medidas de vacío y en los circuitos de comunicaciones como reguladores de tensión y limitadores de volumen.

VARISTORES

Los varistores proporcionan una protección fiable y económica contra transitorios de alto voltaje que pueden ser producidos, por ejemplo, por relámpagos, conmutaciones o ruido eléctrico en líneas de potencia de CC o CORRIENTE ALTERNA. Los varistores tienen la ventaja sobre los diodos (supresores de transitorios) que, al igual que ellos pueden absorber energías transitorias (incluso más altas) pero además pueden suprimir los transitorios positivos y negativos. Cuando aparece un transitorio, el varistor cambia su resistencia de un valor alto a otro valor muy bajo. El transitorio es absorbido por el varistor, protegiendo de esa manera los componentes sensibles del circuito. Los varistors se fabrican con un material no-homogéneo.(Carburo de silicio) CARACTERISTICAS  Amplia gama de voltajes - desde 14 V a 550 V (RMS). Esto permite una selección fácil del componente correcto para una aplicación específica.  Alta capacidad de absorción de energía respecto a las dimensiones del componente.  Tiempo de respuesta de menos de 20 ns, absorbiendo el transitorio en el instante que ocurre. 

Bajo consumo (en stabd-by) - virtualmente nada.  Valores bajos de capacidad, lo que hace al varistor apropiado para la protección de circuitería en conmutación digital.  Alto grado de aislamiento.  Máximo impulso de corriente no repetitivaEl pico máximo de corriente permitido a través del varistor depende de la forma del impulso, del duty cycle y del número de pulsos. Con el fin de caracterizar la capacidad del varistor para resistir impulsos de corriente, se permite generalmente que garantice un ‘máximo impulso de corriente no repetitiva’. Este viene dado por un impulso caracterizado por la forma del impulso de corriente desde 8 microsegundos a 20 microsegundos siguiendo la norma “IEC 60-2”, con tal que la amplitud del voltaje del varistor medido a 1 mA no lo hace cambiar más del 10%  como máximo. Un impulso mayor que el especificado puede ocasionar cortocircuitos o ruptura del propio componente; se recomienda por lo tanto instalar un fusible en el circuito que utiliza el varistor, o utilizar una caja protectora. Si se aplica más de un de impulso o el impulso es de una duración mas larga, habría que estudiar las curvas que al efecto nos proporcionan los fabricantes, estas curvas garantizan la máxima variación de voltaje (10%) en el varistor con 1 mA. Energía máxima Durante la aplicación de un impulso de corriente, una determinada energía será disipada por el varistor. La cantidad de la energía de disipación es una función de: La amplitud de la corriente.  El voltaje correspondiente al pico de corriente.  La duración del impulso.  El tiempo de bajada del impulso; la energía que se disipa durante el tiempo entre 100% y 50% del pico de corriente.  La no linealidad del varistor. A fin de calcular la energía disipada durante un impulso, se hace con la referencia generalmente a una onda normalizada de la corriente. Esta onda esta prescrita por la norma “IEC 60-2 secciona 6” tiene una forma que aumenta desde cero al valor de pico en un el tiempo corto, disminuyendo hasta cero o de una manera exponencial, o bien sinusoidal. Esta curva es definida por el el tiempo principal virtual (t1) y el tiempo virtual al valor medio (t2) como el mostrado en la Fig.1. 

Fig. 1

El cálculo de energía durante la aplicación de tal impulso viene dado por la fórmula:  E = Vpeak x Ipeak x t2 x K donde: Ipeak = corriente  de pico  Vpeak = voltaje a la corriente de pico  K es un constante que depende de t2, cuando t1 va de 8 a 10 microsegundos;  ver Tabla 1.

t2 (microsegundos)  K

20 50 100 1000

 1 1.2 1.3 1.4

Tabla 1

La energía máxima no representa entonces la calidad del varistor, pero puede ser un indicio valioso cuando comparamos diversas series de componentes que tienen el mismo voltaje. La energía máxima indicada por los fabricantes es válida para un impulso estándar de duración entre10 y 1000 microsegundos, que dan como maxima variación de voltaje un 10 % para 1 mA.

Cuando se aplican más de un impulso, recurriremos a las tabla que a tal efecto nos proporcionan los fabricantes. 

CARACTERISTICAS ELECTRICAS Características típica V/I de un varistor de ZnO La relación entre la tensión y corriente en un varistor viene dada por:V = C x Ib Donde:V es el voltaje C es el voltaje del varistor para una corriente de 1 A. I es la corriente actual que atraviesa el varistor. b es la tangente del ángulo que forma la curva con la horizontal. Este parámetro depende del material con que está fabricado el varistor; en el caso del ZnO su valor es ? = 0.035 Ejemplo: Supongamos una varistor con un valor de C = 230 V. a 1 A. y b = 0.035 (ZnO)  Entonces:V = C x Ib  Para una I =10-3 A                 V = 230 x(10-3 ) 0.035 = 180 V Y para una I =102 A               V = 230 x(102 ) 0.035 = 270 V

LIMITACION DE TRANSITORIOS DE TENSION CON VARISTORES DE ZnO  En la Fig.2 el voltaje de alimentación Vi es derivado por la resistencia R (p. ej. la resistencia de línea) y el varistor (-U) seleccionado para la aplicación. 

Fig. 2

VI =VR +VO VI =R x I + C x IbSi la tensión de alimentación varía una cantidad DVI la variación de corriente será de DI y la tensión de alimentación podrá expresarse como:(VI + DVI )=R x (I + DI) + C x (I+DI)b Dado el valor pequeño de b (0.03 a 0.05), es evidente que la modificación de C x Ib será muy pequeña comparada a la variación de R x I cuando VI  aumente a VI + DVI .  Un aumento grande de VI  conduce a un aumento grande de VR y un aumento pequeño de VO

FOTORRESISTENCIA.

Componente de un circuito cuya resistencia disminuye sensiblemente al ser expuesto a la luz mientras que cuando permanece en la oscuridad total presenta una resistencia muy elevada. También recibe el nombre de resistencia dependiente de la luz (LDR).

Es un dispositivo fotodetector que modifica su resistencia eléctrica al ser expuesto a la energía luminosa. Así, por ejemplo, cuando el nivel de iluminación es de 1.000 lux, la resistencia puede ser de 130 ohmios, pero cuando el nivel de iluminación disminuye hasta 50 lux, su resistencia puede ser de 2,4 kiloohmios.

Están compuestos, generalmente, por una base de sulfuro de cadmio debidamente encapsulado y con una cubierta de resina transparente y aislante, de tal forma que cuando los fotones inciden sobre la superficie de dicho material, imprimen a los electrones suficiente energía como para elevar su conductividad.

Comercialmente tienen muchas formas, pero básicamente constan de un cuerpo de forma circular y de dos hilos metálicos que sirven de elementos de unión al circuito. Las fotorresistencias se utilizan como detectores de luminosidad, por ejemplo en el sistema de alumbrado público. En función de la cantidad de luz que incide sobre estos sensores se puede o no activar un relé, con lo que se regula el encendido.

EL FOTODIODOEl fotodiodo se parece mucho a un diodo semiconductor común, pero tiene una característica que lo hace muy especial: es un dispositivo que conduce una cantidad de corriente eléctrica proporcional a la cantidad de luz que lo incide (lo ilumina). Esta corriente eléctrica fluye en sentido opuesto a la flecha del diodo y se llama corriente de fuga.Luz incidente

Sentido de la corriente generada

El fotodiodo se puede utilizar como dispositivo detector de luz, pues convierte la luz en electricidad y esta variación de electricidad es la que se utiliza para informar que hubo un cambio en el nivel de iluminación sobre el fotodiodo.Si el fotodiodo quedara conectado, de manera que por él circule la corriente en el sentido de la flecha (polarizado en sentido directo), la luz que lo incide no tendría efecto sobre él y se comportaría como un diodo semiconductor normal.

La mayoría de los fotodiodos vienen equipados con un lente que concentra la cantidad de luz que lo incide, de manera que su reacción a la luz sea más evidente. A diferencia del LDR o fotorresistencia, el fotodiodo responde a los cambios de oscuridad a iluminación y viceversa con mucha más velocidad, y puede utilizarse en circuitos con tiempo de respuesta más pequeño.

Si se combina un fotodiodo con una transistor bipolar, colocando el fotodiodo entre el colector y la base del transistor (con el cátodo del diodo apuntado al colector del transistor), se obtiene el circuito equivalente de un fototransistor.