Semiconductores
(77 124)Los componentes y sistemas denominados colectivamente "semiconductores" obtienen su nombre del tipo de materiales utilizados para construirlos. Se trata de sustancias con conductividad variable, en las que esta propiedad depende de factores externos (p. ej., la temperatura). Los componentes electrónicos llamados semiconductores utilizan cristales de estas sustancias (silicio, germanio). Las partículas de otros compuestos químicos (por ejemplo, derivados de galio, fósforo, aluminio) se introducen en su estructura en la etapa de producción. Este proceso se llama dopaje y provoca un exceso o deficiencia de electrones en relación con el nivel de conductividad (en pocas palabras: hay demasiados o muy pocos electrones para que el material conduzca libremente la electricidad). Así es como obtenemos, respectivamente, semiconductores de tipo n (a partir de una carga negativa causada por electrones adicionales) y de tipo p (carga positiva, escasez de electrones que provoca la formación de los llamados agujeros). Combinando dos o más elementos hechos de esta manera, se obtienen conectores (p.ej. el conector p-n).
Dependiendo de la configuración de los semiconductores que componen el conector, éste puede tener diferentes propiedades. En el caso de un diodo semiconductor ordinario, solo conducirá la corriente en una dirección. En el caso de los transistores bipolares entre semiconductores dopados (colector y emisor) se coloca una capa ligeramente dopada de diferente tipo, resultando dos uniones (n-p-n o p-n-p) cuya conductividad depende de los voltajes que se dan entre los pines.
En el caso de los transistores unipolares (FET del inglés: field-effect transistor) el flujo de electrones ocurre entre los electrodos de drenaje y fuente hechos de semiconductores. La corriente se controla cambiando el voltaje de la puerta de la fuente (el tercer electrodo). Cuando se aplica un voltaje, aparece un campo eléctrico en el material colocado entre el drenaje y la fuente, creando un área llamada canal, que permite que fluya la corriente. En reposo, el canal es la región n o p (según el tipo de transistor), siempre opuesta a la fuente y al drenaje, es decir, no conductora. Su resistencia alcanza los megaohmios.
El tipo más común de FET son los transistores, en los que la puerta está aislada de otras salidas (no fluye corriente a través de ella). Dichos productos incluyen componentes tipo MOSFET (metal-oxide-semiconductor). Deben su popularidad tanto a la velocidad de operación como al tamaño microscópico. La tecnología de emparejarlos para crear puertas lógicas se llama CMOS (complementary metal-oxide-semiconductor) y es la base de la electrónica digital (incluida la producción de circuitos integrados, memoria y microprocesadores).
Estos son los conceptos básicos que se pueden utilizar para describir la mayoría de los productos disponibles en la categoría de semiconductores. Ahora veamos la división de artículos según sus funciones y características.
¿Qué productos son semiconductores?
Lo que entendemos por electrónica a menudo significa simplemente: circuitos eléctricos construidos con semiconductores. No es de extrañar que sea uno de los departamentos más extensos del catálogo de TME y, al mismo tiempo, una gran rama de la industria. Echemos un vistazo rápido a este surtido, detallando sus subgrupos más importantes.
Diodos, puentes rectificadores y componentes relacionados
El primer grupo básico son diodos de varios tipos. Sobre todo universales y rectificadores, es decir, conductor en una sola dirección. Su aplicación frecuente, en el sistema de puentes, es la conversión de corriente alterna (procedente directamente de la red eléctrica o que aparece en el devanado secundario del transformador) en corriente continua, que puede utilizarse para alimentar circuitos electrónicos o ser procesado adicionalmente en, por ejemplo, circuitos por impulso. Por supuesto, los diodos también realizan otras funciones, como proteger los controladores de motores contra daños, trabajar en sistemas de conversión de frecuencia, etc. Este grupo de artículos también incluye elementos de Zener, para la regulación de voltaje, Schottky, módulos de diodos, así como productos relacionados como tiristores, diacs o triacs, permitiendo controlar líneas con voltaje relativamente alto.
Transistores
Ya hemos mencionado los transistores – el componente electrónico básico todavía se usa comúnmente para amplificar y controlar señales, crear fuentes de alimentación conmutadas, convertidores de voltaje, sistemas de comunicación (alámbricos y de radio). El catálogo de TME incluye elementos bipolares y unipolares, circuitos Darlington (con mucha mayor amplificación), así como módulos y elementos IGBT. Este grupo también incluye componentes de potencia fabricados en tecnología de carburo de silicio (SiC), lo que permite la construcción de componentes resistentes térmicamente y resistentes a altas corrientes.
Circuitos integrados
Los circuitos integrados actualmente forman parte del campo más importante de la electrónica. En busca de la miniaturación y eficiencia energética, los fabricantes buscan circuitos integrados en carcasas estandarizadas. Su producción en masa permite reducir significativamente los precios de los dispositivos electrónicos, por lo que la mayoría de los componentes típicos están disponibles en esta forma, por ejemplo, amplificadores operacionales o circuitos lógicos (compuertas, comparadores, inversores, etc.). Los grupos más numerosos aquí representados son varios tipos de conductores (de motor, PWM, MOSFET/IGBT, LED) y transformadores A/D i D/A (es decir, DAC), permitiendo una fácil conexión de la electrónica digital con componentes analógicos como sensores, micrófonos o altavoces. Aquí puede encontrar estabilizadores de tensión en miniatura (ajustables y no regulados), así como una serie de productos dedicados a aplicaciones de audio, radio y televisión etc.
Microcontroladores
El campo dominante de la electrónica, es decir, la electrónica digital, está asociado al acceso común a sistemas que permiten el procesamiento de información almacenada en forma de señales lógicas. Estos incluyen elementos que pueden realizar una serie de funciones (dependiendo del programa cargado). Aquí, ofrecemos soluciones de los principales fabricantes del mundo (por ejemplo, Microchip), destinadas a la construcción y producción no solo de dispositivos complejos que procesan grandes cantidades de datos, sino también circuitos en miniatura, circuitos móviles, alimentados por batería, etc.
Los sistemas comúnmente utilizados incluyen: microcontroladores AVR, PIC o NXT, con arquitectura de 8-bits y 32-bits, e incluso ARM, permitiendo la construcción de ordenadores altamente miniaturizados y soluciones IoT autónomas (Internet of Things). Su gran ventaja es la integración en una carcasa: memoria operativa/no volátil, unidad de cálculo, así como numerosos periféricos (convertidores, comparadores, generadores PWM, interfaces de comunicación). De esta forma, los diseñadores reciben un sistema de microprocesador listo para usar, gracias al cual sus esfuerzos pueden enfocarse en diseñar el dispositivo de destino. Es relativamente fácil de programar porque hay una serie de entornos de desarrollo fáciles de usar (IDE) disponibles en el mercado, en su mayoría basados en lenguajes relacionados con C y desarrollados por los propios fabricantes. La conexión con otros sistemas (por ejemplo, controladores o sensores) se realiza mediante bibliotecas dedicadas. Esto permite no solo acortar el tiempo de desarrollo de nuevos productos, sino que también facilita su adaptación a los estándares internacionales (p.ej. USB, WiFi, Bluetooth, SD), traduciéndose en comodidad de uso y satisfacción del cliente.
En una sección separada del catálogo están los programadores y debuggers para microcontroladores. Estas son soluciones originales de los fabricantes, así como una oferta de dispositivos de otros proveedores.
Memorias
Los semiconductores también son diferentes tipos de memoria: operativa (SRAM, DRAM etc.) y no volátil (EEPROM, FLASH etc.). Están disponibles en varias capacidades, tamaños, equipados con interfaces paralelo y serie. Permitirán la construcción de dispositivos que agreguen información y almacenen datos (no solo información sobre configuraciones, sino también registros de actividad completos o, por ejemplo, imágenes de cámaras).
Módulos de comunicación
El siguiente apartado de la categoría de semiconductores son los módulos de comunicación, que permiten la transmisión bidireccional de datos en diferentes estándares. Son un método conveniente para conectar circuitos controlados por un microcontrolador con redes inalámbricas (WiFi/GPRS/HSPA/LTE), así como otros dispositivos, por ejemplo, usando tecnologías Bluetooth o ZigBee. También les pertenecen los sistemas LoRa (long range) que se utilizan para construir redes extensas que cubren grandes espacios, así como receptores de señales de geolocalización (por ejemplo, GPS, Galileo) y elementos adaptados para soportar RFID (sistemas de comunicación de proximidad, como identificadores). Los módulos de comunicación más complejos se basan en microcontroladores, que (junto con los periféricos y elementos externos presentes en la PCB) pueden actuar como un sistema de control independiente de dispositivos complejos. Son programables y adecuados para la integración en sistemas más grandes.
Conjuntos de arranque
Los conjuntos de arranque son módulos dedicados a sistemas específicos (generalmente microcontroladores) que facilitan el aprendizaje y la creación de prototipos. Contienen todos los componentes necesarios para el funcionamiento de un elemento determinado (fuente de alimentación, condensadores de desacoplamiento, a menudo también conectores USB, LAN, etc.), por lo que el constructor puede centrarse en la programación y las pruebas. En esta rama también encontramos productos populares como Arduino o ESP32, es decir, soluciones perfectamente descritas, de uso gratuito y muy flexibles. Se pueden adaptar a numerosas aplicaciones – desde proyectos de aficionados hasta controladores industriales profesionales.
Hardware de semiconductores
También vale la pena señalar que el grupo de semiconductores incluye hardware y accesorios, que los incluyen radiadores (un elemento esencial de la termorregulación de los componentes de alta potencia), bases para montar los circuitos en la PCB, bases de prueba (utilizadas, entre otros, en programadores), y también en módulos Peltier.
Almacén:
