Un componente electrónico es todo aquel elemento físico que forma parte de un circuito electrónico y que ayuda en su funcionamiento. Existen diversos componentes y estos se clasifican en: pasivos, activos, semiconductores, optoelectrónicos, electromagnéticos, etc. Todo componente electrónico es diseñado para permitir su interconexión eléctrica, bien sea a través del uso de un protoboard, de soldadura eléctrica, o a través de su montaje en un PCB.
Algunos componentes electrónicos simples son los capacitores, resistencias, diodos, transistores, etc. Aunque también pueden haber más complejos como circuitos integrados (amplificadores, puertas lógicas, FPGA, etc.).
Para poder comprender el funcionamiento de los circuitos electrónicos es necesario entender como funcionan sus componentes, los cuales se encargan de procesar la electricidad y las señales en los circuitos. A continuación, estudiamos de forma básica alguno de los principales componentes electrónicos.
Resistor o Resistencia eléctrica
Imagen 1. Ejemplos de resistencias eléctricas.
El flujo de carga a través de cualquier material encuentra una fuerza opuesta que es similar en muchos aspectos a la fricción mecánica. A esta oposición, debida a las colisiones entre electrones y entre electrones y otros átomos en el material, que convierte la energía eléctrica en otra forma de energía como el calor, se le llama resistencia del material.
En materiales eléctricos la resistencia es la oposición a que la corriente eléctrica fluya con tranquilidad y libertad. La resistencia eléctrica es representada con la letra R y su unidad de medición es el ohm (Ω).
En los resistores se emplea un sistema de código de color para poder indicar su valor, esto sucede únicamente en el caso de los componentes tipo THT (Through-Hole Technology), y para las resistencias de tipo SMD (surface mount device) llevan impreso un código numérico.
En la imagen 2 podemos apreciar el código numérico utilizado en las resistencias SMD, este va impreso en el cuerpo de la resistencia eléctrica; en algunos casos se usan 3 dígitos y en otros 4 dígitos. Para el caso de un resistor con 3 dígitos los dos primeros números representan los dígitos y el último número la cantidad de ceros que se deben agregar; en el caso de tener impreso 4 números, los tres primeros son los dígitos y el último número es la cantidad de ceros por agregar.
Imagen 2. Código de resistencias SMD.
Otro aspecto en las resistencias SMD es su tamaño, hay varios tipos de encapsulados y los más comunes son los siguientes: 0402, 0603, 0805 y 1206. Estos códigos contienen el ancho y la altura del encapsulado, estas dimensiones están expresadas en pulgadas y corresponden al sistema imperial. En el caso de las medidas expresadas en milímetros el código cambia y se denomina sistema métrico. Lo usual es utilizar las resistencias del código imperial.
Imagen 3. Diferentes tamaños de encapsulados de resistencias SMD.
Capacitor
Imagen 4. Capacitor.
Los capacitores son dispositivos de almacenamiento de energía que son esenciales para los circuitos electrónicos tanto analógicos como digitales. El capacitor es un dispositivo electrónico que almacena energía en un campo eléctrico interno. Para no complicarnos con el capacitor debemos verlo como un componente que se dedica a almacenar energía eléctrica; sería como una especie de tanque de agua.
El capacitor o condensador como también se le llama se representa con la letra C, su unidad de medición es el faradio, aunque frecuentemente los condensadores tienen un rango habitual entre picofaradio (pF) y micro faradio (uF). Mientras más grande sea su capacidad tendrán un mayor volumen, por ello no es común utilizar capacitores en el orden de milifaradio (mF) o incluso faradios, ya que ocupan un gran espacio y su costo sería muy elevado.
¿Qué es un led?
Imagen 5. Diodos led.
En términos sencillos LED es la abreviatura de diodo emisor de luz, probablemente has escuchado este término en algún momento, son muy populares en la actualidad y están presentes en cualquier dispositivo eléctrico, incluso hay ampolletas de bajo consumo eléctrico, cuya luz proviene de varios leds. El led es el típico elemento que ilumina prácticamente todos los aparatos presentes en nuestras vidas.
Como su nombre lo implica, el diodo emisor de luz es un diodo que emite luz visible o invisible (infrarroja) cuando se energiza. Los diodos led corresponden a la categoría de componentes semiconductores, el material del cual están formados tiene la propiedad de conducir corriente eléctrica de acuerdo a varios factores, esto significa que el material puede comportarse como un conductor de corriente eléctrica o como un material aislante.
Para que un diodo led pueda emitir su luz debe polarizarse en directa. En la imagen 14 podemos ver el circuito básico para permitir el encendido de un led, pero debemos considerar el voltaje del led (Vf ) que va desde los 1.2V hasta los 4V dependiendo del color.
Imagen 6. Circuito básico para energizar un led.
No hay una letra específica que represente los leds, se pueden usar como identificador: D o led; cualquiera de las dos formas es válida.
Tecnología de los componentes electrónicos
Desde hace ya muchos años la tecnología de montaje superficial de componentes o SMT (Surface Mount Technology) ha ido desplazando en gran parte a su antecesora, la tecnología de agujeros pasantes o THT (Through-Hole Technology), también conocida como de montaje “convencional” o de “inserción”
THT
Así abreviado del inglés, la tecnología de agujeros pasantes, hizo su aparición con las Placas de Circuito Impreso, PCI o PCB del inglés Printed Circuit Boards, en reemplazo de la tecnología de montaje de componentes sobre chasis metálicos y/o sobre regletas aislantes con terminales de soldar y cableados estructurados como bien habremos visto en algún equipo de TV o radio antiguo.
Los materiales base de las PCB son de buenas propiedades aislantes y adecuada estabilidad térmica, química y mecánica, como ser fenólicos del tipo pértinax o la combinación de velos de fibra de vidrio con epoxi. Sobre esta base se halla laminado el circuito eléctrico en cobre. Los caminos conductores poseen islas con agujeros pasantes (o Through-Holes) a través de los cuales asomarán los terminales de los componentes montados y en donde se llevará a cabo la soldadura para la fijación mecánica y unión eléctrica de los componentes al circuito.
Existen PCB de una o dos capas y multicapas. En las PCB de doble capa y multicapa los Through-Holes están metalizados por dentro y estañados e interconectan las diferentes caras y/o capas del circuito.
¿Por qué SMD?
La evolución de los encapsulados de componentes electrónicos y su marcada tendencia a la miniaturización está ligada tanto a cuestiones técnicas como al gusto de los consumidores, ávidos por obtener sistemas cada día más compactos, livianos y portátiles, sin que esto vaya en detrimento de la funcionalidad y la alta performance.
Los nuevos desarrollos de IC´s demandan gran cantidad de terminales lo cual en encapsulados THT resultaría extremadamente grande, imagínese por ejemplo un IC convencional con 232 terminales, bueno, con un encapsulado QFP esto solo ocuparía unos 40x40mm en su placa de circuito. El menor tamaño y las conexiones más cortas benefician también a las aplicaciones en alta frecuencia así como ayudan a una mayor robustez mecánica del conjunto.
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