Electricidad Básica

1. ELÉCTRONICA BÁSICA
Centro de Entrenamiento Técnico de Chonan

2. Materia
Fundamentos de la materia
Ejemplo: Molécula de agua (H2O) = 2 átomos de hidrogeno (H2) + 1 átomo de oxigeno (O)
Materia Molécula Átomo Núcleo Atómico Núcleo
Protón
Electrón

3. Composición y esencia de la electricidad
Modelo de Átomo
Electrón
Protón
Neutrón Núcleo
Atómico
Orbita K
Orbita L
Orbita M
Electrón libre: Electrón de valencia fuera de orbita

4. Conductor & no-conductor
◐ Conductor: Cuando la electricidad fluye sin problemas.
Ej.) plata  cobre  oro  aluminio  tungsteno  zinc 
níquel ....
◐ No-conductor: Cuando la electricidad no fluye bien.
Ej.) cerámica, vidrio, goma, plástico, algodón, etc.
◐ Semiconductor: Cuando tiene características
intermedias entre un conductor y no-conductor
Ej.) silicio (Si), germanio (Ge), selenio (Se), etc.

5. Semiconductor
¿Qué es un semiconductor?
Semiconductor denota un material con propiedades medias
entre un conductor y un aislante.

6. Material Semiconductor
- Germanio
- Silicio
Tipo Resistencia especifica Material
Conductor
10-6 Plata, cobre
Platino
10-4 Níquel-cromo
Semiconductor
Pirita
1
Germanio
102
Silicio
No-conductor
1010 Baquelita
1015 Vidrio

7. Material del Semiconductor
Átomo Símbolo
Número
Atómico Valencia
Fósforo P 15
Arsénico As 33
Antimonio Sb 51
Silicio Si 14
Germanio Ge 32
Aluminio Al 13
Galio Ga 31
Indio In 49
Uso
5
4
3
Formación de un
semiconductor tipo N
al unir un semiconductor
Intrínseco con substancias
de estos átomos
Material del
Semiconductor Intrínseco
Formación de un
semiconductor tipo P
al unir un semiconductor
Intrínseco con substancias
de estos átomos

8. Clasificación de los Semiconductores
Semiconductor
Semiconductor Intrínseco
Semiconductor Extrínseco
Semiconductor tipo “P”
Semiconductor tipo “N”

9. Estructura del átomo de
Silicio
Unión del Semiconductor Intrínseco
-
-
-
-
-
-
- -
- -
-
-
-
-
Unión del átomo de Silicio
Si Si
Si
Si
Si
Electrón libre
Silicio

10. Semiconductor Tipo P
Estructura del semiconductor tipo “P”
Hueco

11. Semiconductor Tipo N
Electrón libre
Estructura del Semiconductor tipo “N”

12. Diodo (Diodo rectificador de circuitos)
Diodo general
El diodo es un parte de una sustancia semiconductora en la cual la
corriente eléctrica fluye siempre en una sola dirección.
Diodos y símbolo representativo
Símbolo del diodo
Ánodo (+)
Cátodo (-)
Ánodo (＋) Cátodo (－)
Polaridad del Diodo

13. Componentes del diodo
Diodo
Cátodo (-)
Tipo P Tipo N
Ánodo (+)
Capa de Depleción
(Barrera Iónica)
P N
+ -
+ -
+ -
+ -
+ -
+ -
+ -
+ -
+ -
+
+
+
-
-
-
+
-

14. Cuando se aplica voltaje inverso
Características del Diodo 1
+ -
P N
-
-
-
-
-
- - - -
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
- +
+
+
+
+ + +
+
+
+
+
Circuito del diodo en dirección inversa
Batería
Cátodo (－) Ánodo (＋)
Luz OFF

15. Características del Diodo 2
P N
Flujo de huecos Flujo de electrones
+
+ + + +
+ +
+
+
+
+
+
+
- - - -
-
-
-
-
-
+
+
+
+
+
+
+
+ - - - -
-
-
- -
-
- - - - -
-
-
Cuando se aplica voltaje directo
Batería
Ánodo (＋) Cátodo (－)
Luz ON
Circuito del diodo en dirección de avance

16. Características del diodo
Curva característica del diodo
ID(mA)
VD(Volt)
Silicio: 0.6~0.7 volt
Dirección de avance
Dirección inversa
Voltaje de ruptura

17. Características de Voltaje-Corriente
Operación de Corte en voltios
60
40
20
[mA]
0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
Corriente
Dirección de polaridad directa
Punto de conductividad del diodo
Volt

18. Funcionamiento del Diodo Rectificador 1
Rectificador de Media Onda
Tiempo
Tiempo
Volt
Volt
Entrada
de voltaje
Salida de
voltaje
AC
DC
Diodo
Entrada de
Voltaje
AC VR = DC
R
IR
Salida de
Voltaje
Entrada AC Salida DC

19. Funcionamiento del Diodo Rectificador 2
Rectificador de Onda Completa
Tiempo
Tiempo
Volt
Volt
Entrada
de Voltaje
Salida de
Voltaje
R
V = DC
V =
AC
D1
D2
D3 D4

20. Diodo utilizado en Circuitos
[Circuito Regulador de Voltaje Constante]
[Circuito Rectificador]
Salida
Entrada
Entrada
Salida

21. Ejemplo de diodos usados en el automóvil
Rectificador del Alternador
Voltaje A: DC 13.7 voltios
Voltaje B: AC voltaje p-p = 13.7 voltios × 2 = 27.4 voltios

22. Diodo instalado en relé para prevenir sobre voltaje
Relé con diodo incorporado
M
Relé
Controlador
Motor
Batería
A
B
C

23. Método de chequeo del diodo usando multímetro - 1
Chequeo utilizando un multímetro digital = Condición Normal
+ -
Resistencia: ∞ Ω
Resistencia: ≒ 0 Ω
Pinza
Roja
Pinza
Negra
Pinza
Roja
Pinza
Negra
0 Ω ∞ Ω
Ánodo(+) Cátodo(－) Cátodo(－) Ánodo(+)

24. Método de chequeo del diodo usando multímetro - 2
Chequeo utilizando un multímetro análogo = Condición Normal
Resistencia: ≒ 0 Ω Resistencia : ∞ Ω
Pinza
Negra
Pinza
Roja
Ánodo(+)
Cátodo(-)
Pinza
Roja
Pinza
Negra
Ánodo(+) Cátodo(-)

25. Encender la lámpara ① usando los siguientes
componentes.
Lámpara ①
Lámpara ②
Practica – Diodo usado en un circuitos
12V BAT.
+
-

26. Diodo Zener
Símbolo & Características del Diodo Zener
Cátodo(－) Ánodo(＋)
Símbolo Características
El voltaje
permanece
constante a
pesar del
aumento de
corriente
Polarización directa
Polarización
inversa
－
＋
＋
Corriente
V2 Voltaje
0
Punto de
ruptura del
diodo Zener

27. Diodo Zener usado en Circuitos
[Regulación de Voltaje Constante]
[Protección por sobre voltaje en el Circuito]
12 BAT.
M
T/R de potencia
Motor del
Ventilador
A/C ECU
Energía de
entrada

28. Diodo Zener usado en Circuitos
Evaluación
B
C
E
Resistencia
Variable B
C
E
DZ 6.2
12V BAT.
+
-

29. Uso del Diodo Zener en Circuitos
Explicar el uso del diodo Zener en el circuito
ZD 12Volt Condensador
R1
R2
R3
R4 Controlador
Alimentación
de Voltaje
TR
Tierra
Tierra
C1

30. Foto Diodo - 1
Símbolo & Características del Foto diodo
§ Si recibe un rayo de luz, el diodo se ilumina y produce conductividad.
§ El flujo de corriente eléctrica es proporcional a la cantidad de luz del
momento.
Símbolo
Características
Cátodo(－) Ánodo(＋)

31. Foto Diodo - 2
Contacto
Tipo P
Silicio Silicio
Tipo N
Contacto
Hueco
Electrón Libre
+
+
-
-
-
+
+
-

32. Foto Diodo - 3
Ejemplo: Uso del foto diodo en un circuito
Foto diodo
Batería 12 voltios Lámpara

33. LED (Diodo Emisor de Luz) - 1
Símbolo & características del LED
Ánodo(＋) Cátodo(－)
Este diodo se ilumina con la corriente que fluye al aplicar voltaje directo
sobre el empalme del diodo PN.
Características
Símbolo

34. Diodo Emisor de Luz (LED) - 2
Tipo N
Tipo P
Cuerpo Plástico
Cable de oro
Terminal de plomo
LED
Reflector
Contacto

35. LED (Diodo Emisor de Luz) - 3
Ejemplo: Uso del diodo Zener en un circuito
Batería
9Volt 3Volt
Interruptor
LED

36. Transistor
Clasificación del Transistor de acuerdo a la estructura
▶ Transistor NPN
▶ Transistor PNP
Clasificación del Transistor de acuerdo a la función
◆ Función de Amplificación
◆ Función de Interruptor

37. Funcionamiento Básico del Transistor
Funcionamiento básico del transistor tipo NPN
Corriente Ib
Emisor (E)
Base (B)
Vbe
Tipo NPN
Vcb
Corriente Ic
Colector (C)
Transistor NPN de polarización directa: La mayor parte
de los electrones del Emisor se mueven por el colector
Ib
[uA]
Ic [mA]
<Corriente eléctrica de la Base y
corriente eléctrica del colector>
※ Circulación de Corriente
Ib : 5%
Ic : 95%

38. Transistor Tipo NPN
Colector (C) Emisor (E)
Base (B)
Tipo
N
Tipo P
Tipo
N
Base (B)
Emisor (E)
Colector (C)
P : Positivo
N : Negativo
Estructura
Símbolo
Estructura & Símbolo

39. [Tipo NPN]
Principio de Funcionamiento del Transistor Tipo NPN
Hueco
Electrón Libre
+
-
B
E C
Voltaje Directo
E
B
Voltaje Directo
N P N
C
- - -
- - -
- - - -
-
+
+
+

40. Principio de Funcionamiento del Transistor Tipo NPN
B
E C
Voltaje Directo
(Voltaje bajo)
Voltaje inverso (Corriente alta)
Hueco
Electrón Libre
+
-
B
Voltaje Directo
N P N
C
E
- - - - - -
+
+
+
-
-
-
- -
- -
- -

41. C E
B
[NPN]
C
B
E
Transistor
C E
B
N P N

42. Transistor de Tipo PNP
Colector (C) Emisor (E)
Base (B)
Tipo
P
Tipo N
Colector (C) Tipo
P
Emisor (E)
Base (B)
P : Positivo
N : Negativo
Estructura
Símbolo
Estructura & Símbolo

43. Principio de Funcionamiento del Transistor Tipo PNP
[Tipo PNP]
E
B
Voltaje directo
P N P
C
+ + +
+ + +
+ + +
+
+
-
-
-
B
E C
Voltaje directo
Hueco
Electrón libre
+
-

44. B
E C
Voltaje directo (Corriente Baja)
Voltaje inverso (Corriente Alta)
Principio de Funcionamiento del Transistor Tipo PNP
B
Voltaje directo
P N P
C
E
+ + + + + +
+
+ + +
+ + +
+ +
+
- -
-
Hueco
Electrón libre
+
-

45. Estructura & Símbolo del Transistor Tipo PNP
Tipo PNP
C
B
E
C E
B
C E
B
P N P

46. Función de Amplificación del Transistor - 1
Explicar la Acción de Amplificación con cálculo en el tipo NPN
C
B
E I
I
I +
=
B
C
I
I
hFE  100
1
100


Ic=100mA
Ib=1mA
B
E
C
hFE=100
IE : Corriente del Emisor,
IB : Corriente de la Base,
Ic : Corriente del colector
hFE: Relación de amplificación de corriente eléctrica,

47. Función de Amplificación del Transistor - 2
Explicar la función de amplificación del transistor NPN
R1=1㏀
12V D235 (NPN TR)
1~100Ω
Resistencia
Variable
Base
Emisor
Colector
M
Motor

48. Función de Amplificación del Transistor - 3
Explicar la función de amplificación del transistor PNP
R1=1㏀
12V D235 (NPN TR)
1~100Ω
Resistencia
Variable
Base
Emisor
Colector
M
Motor

49. Función de Conmutación del Transistor - 1
ENTRADA ON = CARGA ON, Corriente IB ON = CARGA ON
B
E
C
Corriente
Ic
Batería
Señal de entrada
ON/OFF
Carga
Transistor de Conmutación
Batería
Señal de entrada
ON/OFF
Carga
Relé de Conmutación

50. Función de Conmutación del Transistor - 2
Explicar la función de conmutación del transistor NPN
1.5 ㏀
12V
D235
B
E
C
M
Interruptor

51. Voltaje, Corriente de Control del Transistor - 1
Valor de Resistencia Corriente B Corriente C Relación AMP (Ic/Ib) Volt. B Volt. C
[Resultados]
A
B
C
E
Resistencia
Variable
12V BAT.
+
-

52. Voltaje, Corriente de Control del Transistor - 2
Chequeo de Voltaje & Corriente del Emisor, Base y Colector
A
V
Resistencia
Fija
Resistencia
Variable
12V BAT
B
C
E
Carga
¿Corriente de la Base?
¿Corriente del Emisor?
¿Voltaje del Colector?

53. Voltaje, Corriente de Control del Transistor - 3
[Características: Corriente de la BASE – Corriente del COLECTOR]
Corriente del Colector 50
◆ Relación de Amplificación = --------------------------------- = -------- = 250(%)
Corriente de la BASE 0.2
Corriente del
Colector
50mA
0
0.2mA
Corriente
de la Base

54. Transistor usado en Circuitos
Control del Motor del Ventilador
T/R de potencia
Motor del
Ventilador
A/C ECM
Relé del Ventilador
12V BAT.
M
+
-
Resistencia para
Compensar Temp.

55. Configuración del Transistor E, C, B
C E C E
B
B
Tipo NPN
2SC
E C B

56. C E C E
B
B
2SA
E C B
Tipo PNP
Configuración del Transistor E, C, B

57. Mediciones del Transistor - 1
Tipo NPN
C E C E
B
B [Resultados]
Conexión del Tester Valor Evaluación
Negro ↔ Rojo
Rojo ↔ Negro
Negro ↔ Rojo
Rojo ↔ Negro
Negro ↔ Rojo
Rojo ↔ Negro
E↔C
B↔C
B↔E
2SC
E C B

58. Mediciones del Transistor - 2
Tipo PNP
C E C E
B
B
2SA
E C B
Conexión del Tester Valor Evaluación
Negro ↔ Rojo
Rojo ↔ Negro
Negro ↔ Rojo
Rojo ↔ Negro
Negro ↔ Rojo
Rojo ↔ Negro
E ↔C
B ↔C
B ↔E
[ Resultados ]

59. ◆ 1mA B1 Corriente → 100mA C1 Corriente de Control →100mA
Corriente B2 → 10A Corriente de Control C2
◆ Aplicando corriente baja a la Base (B1), se realiza el control de
corriente alta a la base (B2), esto es necesario para el control del
sistema de encendido, en el cual la corriente alta debe ser por un
corto periodo de tiempo.
B1
C2
TR1
E1
C1
TR2
E2
B2
B
C
E
Transistor Darlington

60. Corriente, Voltaje de control del Transistor Darlington
[Resultados]
Valor de Resistencia Corriente B Corriente C Relación AMP (Ic/Ib) Volt. B Volt. C
A
B
C
E
Resistencia
Variable
B
C
E
12V BAT
+
-

61. 12V BAT.
+
-
Foto Transistor

62. Características del Foto Transistor
12V BAT.
+
-
Evaluación

63. NTC: Coeficiente de Temperatura Negativa
● Característica
Si la temperatura sube,
la resistencia disminuye
PTC: Coeficiente de Temperatura Positiva
● Característica
Si la temperatura sube,
la resistencia se incrementa
Termistor
Resistencia
(R)
Temp. (T)
Temp.
(T)
Resistencia
(R)

64. Circuito indicador de nivel de combustible
Luz indicadora de
nivel
NTC
12V BAT.
NTC utilizado en Circuito - 1
Flotador

65. Circuito detector de Temperatura del Refrigerante
NTC utilizado en Circuito - 2
Sensor ETC
tipo NTC
Amplificador (Conversor A/D)
5
V
E C M

66. NTC utilizado en Circuito - 3
Explicar el uso del termistor NTC en el circuito
TR NPN
Batería
12Volt
Lámpara
R1
Termistor
NTC
1. En el circuito, la polarización
de voltaje del transistor NPN
depende del Termistor
2. Si la temperatura aumenta,
el voltaje entre la base y el
emisor se incrementa
3. Por lo tanto, el TR esta en ON
y la lámpara es puesta en “ON”.

67. PTC utilizado en Circuito - 1
M M
ETACSCM
Relé de bloqueo
de puertas
Int. del Actuador de
bloqueo de puertas
(Puerta del
Acompañante)
Int. del Actuador de
bloqueo de puertas
(Puerta del
Conductor)
5V

68. PTC utilizado en Circuito - 2
Explicar el uso del termistor PTC en el circuito
Batería
Lámpara Termistor
Interruptor
Temp.(T)
Resistencia
(R)

69. Voltaje & Corriente debido al Termistor
A
NTC
12V BAT.
+
-

70. Activar la lámpara indicadora de combustible utilizando
los siguientes componentes:
Aplicaciones del Termistor NTC
12V BAT.
+
-
Termistor PTC
Lámpara
Interruptor

71. Celda Foto Conductiva - 1
Características
La resistencia disminuye si el brillo de la luz es intenso, por otra parte, si la
luz es débil la resistencia aumenta
1 10 100 1,000 Lux
KΩ
10,000
1,000
100
10
1

72. Celda Foto Conductiva - 2
Explicar el uso de la Celda Foto Conductiva en el circuito
R1=10㏀
R4=4.7
㏀
R2=4.7㏀
R3=1㏀
cds
Lámpara
NPN TR1
2SC372
Batería
12volt
NPN TR2
2SC372

73. Efecto Hall

74. < Sensor de Referencia >
Sensor Hall utilizado en Circuitos
5V
12V BAT.

75. Sistema Digital
Análoga & Digital
C
P
U
Amplificador
Operacional
Conversor
A/D
Análoga (Señal Minuto) Análoga (Señal Amplificada) Digital (Señal de Reconocimiento)
V
T
V
T T
V

76. Puntos Principales del Sistema Digital
◆ Fácil diseño
- Activo, depende de una señal exacta por lo que es innecesario
detectar apropiadamente las variaciones de voltaje
- Es posible de fabricar con la combinación de varios circuitos
lógicos simples y básicos
◆ Posibilidad de memorizar datos por mucho tiempo
→ Facilidad para el control lógico
◆ Posibilidad de fabricar Circuitos Integrados (IC) con conexión de cada
celda digital

77. Puntos Principales del Sistema Digital
Señal Digital
Tiempo (T)
Voltaje (V)
1
2
3
4
5
0.8
2.5
Rango de salida 1
Rango de salida 0 Rango de salida 0
Voltaje (V)
Tiempo (T)
1
2
3
4
5
1 1 1 1 1
0
0
0
0
0
(ALTO)
(BAJO)

78. Constitución del Circuito Lógico
Circuito AND
(ENTRADA)
C
A
B
(SALIDA)
SALIDA
A B C
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
ENTRADA
INT. A/C
INT. VENTILADOR
Compresor
12V BAT.

79. Constitución del Circuito Lógico
Circuito OR
(ENTRADA)
A
B
C
(SALIDA)
SALIDA
A B C
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
ENTRADA
M Motor Limpia
parabrisas
Int. Lavador Int. Limpiador
12V BAT.

80. Constitución del Circuito Lógico
Circuito NOT
12V BAT.
B
A
(ENTRADA) (SALIDA)
ENTRADA SALIDA
A B
0 1
1 0

81. Constitución del Circuito Lógico
Circuito NAND
Circuito NOR
C
A
B
( ENTRADA ) ( SALIDA )
B
A
C
( ENTRADA ) ( SALIDA )
SALIDA
A B C
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 0
ENTRADA
SALIDA
A B C
0 0 1
1 0 1
1 0 1
1 1 0
ENTRADA

82. IC para Vehículos
IC TTL (Transistor - Transistor Lógico)
Transistor de empalme IC, principalmente se utiliza
gracias a que tiene gran resistencia al ruido de la onda
eléctrica y la alta velocidad de funcionamiento.
Sobre 2.5V
ON
Bajo 0.8V
OFF
V
(V)
3
5
4
2
1
ALTO (1)
2.5(V)
0.8(V)
(T)
BAJO (0)

83. Sobre 8V
ON
Bajo 4V
OFF
V
IC para Vehículos
IC CMOS
Empalme IC FET (Transistor de Efecto de Campo), no es
apropiado para utilizarlo en el control de sensitivo, debido
a la baja velocidad de funcionamiento.
Tiene menor consumo eléctrico que el IC TTL.
8
4
ALTO (1)
8 (V)
4 (V)
(T)
BAJO (0)
12
(V)

84. Comparador IC
Circuito No - Inversor
Voltaje de ENTRADA (V2) > Voltaje Estándar (V1) = SALIDA
ENTRA
DA
Estándar
Voltaje de
ENTRADA (V2)
Voltaje
ESTANDAR (V1)
SALIDA

85. Comparador IC
Circuito Inversor
Voltaje de ENTRADA (V2) < Voltaje Estándar (V1) = SALIDA
ENTR
ADA
Estándar
Voltaje de
ENTRADA (V2)
Voltaje
Estándar (V1)
SALIDA

86. Inversor Comparador IC usado en Circuitos
＋
－
B+
IG Compresor
Relé del
Compresor
Int. de presión
doble
Salida 12V(24V)
Int. termo sensor de aleta: ON
Termo sensor de aleta
Tr 1
(ON)
Tr 2
(ON)

87. Análisis del Circuito Eléctrico Básico
Circuito de control del desempañador trasero ETACS
Int. del
Desempañador
Fusible
eslabón
OFF
ON
Tr
AND
Int. IG
(IG2)
Int. IG
(IG1)
IND
UNIDAD
ETACS
Int.
del
desempañador
Relé
del
desempañador
Circuito
Temporizador
ON
OFF
ON
OFF
11
Minutos
11
Minutos

88. 1 ㏀
12V
D235
1~100Ω
B
E
C
M
Circuito de Control de Velocidad del Motor del Ventilador

89. Circuito de la Luz de Habitáculo de tipo Foto Sensitiva
10㏀
15㏀
D471
A1015
12V
12V
1.2W
10D1
10D1
330Ω
33㎌ 25V

90. 10㏀
4.7㏀
4.7㏀
1㏀
cds
LED
2SC372
2SC372
6V
Circuito de Luces Automáticas

91. Circuito de la Señal de Viraje
2SC372 2SC372 2SC372 2SC372
Q1 Q2 Q3 Q4
470
470 470
33k 33k 470
＋ － － ＋
100㎌/
10V
100㎌/
10V
6V
Q1 Q2 Q3 Q4
IN60 IN60
LED LED LED LED