¿Cómo funciona un circuito electrónico?

Antes de explicar lo que es un circuito electrónico, daremos un repaso a lo que es un circuito eléctrico primero. Cuando estás usando una batería, un grupo electrógeno o una placa solar para producir electricidad, hay tres cosas que siempre son iguales:

• El origen de la electricidad tendrá dos terminales: un terminal positivo y un terminal negativo.
• El origen del flujo eléctrico – ya sea un generador,batería, etc. – querrá empujar los electrones fuera de su terminal negativo a un cierto voltaje. Por ejemplo, una pila AA normalmente quiere empujar esos electrones  a 1,5 voltios.
• Los electrones tendrán que fluir desde el terminal negativo al terminal positivo por medio de un cable de cobre u otro tipo de conductor. Cuando hay un camino que va desde el terminal negativo al positivo, tienes un circuito, y los electrones pueden fluir por el cable.
• Puedes incluir una carga de cualquier tipo (una bombilla, un motor, una televisión, etc.), en el centro del circuito. La fuente de electricidad alimentará la carga, y la carga hará su función (crear luz, generar imágenes, arrancar un motor, etc.).

Los circuitos electrónicos se pueden volver muy complejos, pero a un nivel muy básico, siempre tienes la fuente de la electricidad (batería), la carga y dos cables para conducir la electricidad entre la batería y la carga. Los electrones se mueven desde el origen, por la carga y de vuelta al origen.

Los electrones que se mueven tienen energía. Según los electrones se mueven de un punto a otro, pueden realizar un trabajo. Por ejemplo, en una bombilla de filamento incandescente, la energía de los electrones se usa para crear calor, y el calor a su vez para crear luz. En un motor eléctrico, la energía en los electrones crea un campo magnético, y este campo puede interactuar con otros (por atracción y repulsión magnética) para crear movimiento.

El circuito electrónico

Basándonos en lo explicado hasta el momento, un circuito electrónico es un circuito eléctrico que también contiene dispositivos tales como transistores, válvulas y otroselementos electrónicos. Los circuitos electrónicos pueden hacer funciones complejas utilizando las cargas eléctricas, aunque se gobiernan con las mismas leyes que los circuitos eléctricos. Los circuitos electrónicos se pueden clasificar en tres grupos, los cuales son:

• Circuitos analógicos – Son aquellos en que las señales eléctricas varían continuamente para corresponderse con la información representada. El equipamiento electrónico como losamplificadores de voltaje o de potencia, radios, televisiones, suelen ser analógicos con la excepción de muchos dispositivos modernos que suelen usar circuitos digitales. Las unidades básicas de los circuitos analógicos son pasivos – resistencias,capacitadores, inductores – y activos, fuentes de energía independientes y fuentes de energía dependientes.
• Circuitos digitales – En estos circuitos, las señales eléctricas obtienen unos valores discretos para mostrar valores numéricos y lógicos que representen la información a procesar. Los transistores se utilizan principalmente como conmutadores para crear pasarelas lógicas. Algunos ejemplos de equipos electrónicos que utilizan circuitos digitales son las calculadoras, PDAs y losmicroprocesadores.

Circuitos mixtos – Estos circuitos son híbridos y contienen elementos tanto analógicos como digitales. Algunos ejemplos de estos circuitos son los convertidores de analógico a digital y viceversa.

Componentes

Figura 1: circuito ejemplo.

• Componente: Un dispositivo con dos o más terminales en el que puede fluir interiormente una carga. En la figura 1 se ven 9 componentes entre resistores y fuentes.
• Nodo: Punto de un circuito donde concurren más de dos conductores. A, B, C, D, E son nodos. Nótese que C no es considerado como un nuevo nodo, puesto que se puede considerar como un mismo nodo en A, ya que entre ellos no existe diferencia de potencial o tener tensión 0 (V_A - V_C = 0).
• Rama: Conjunto de todas las ramas comprendidos entre dos nodos consecutivos. En la figura 1 se hallan siete ramales: AB por la fuente, BC por R1, AD, AE, BD, BE y DE. Obviamente, por un ramal sólo puede circular una corriente.
• Malla: Cualquier camino cerrado en un circuito eléctrico.
• Fuente: Componente que se encarga de transformar algún tipo de energía en energía eléctrica. En el circuito de la figura 1 hay tres fuentes: una de intensidad, I, y dos de tensión, E1 y E2.
• Conductor: Comúnmente llamado cable; es un hilo de resistencia despreciable (idealmente cero) que une los elementos para formar el circuito.

Clasificación de los contadores de circuito secuencial

• Según la forma en que conmutan los biestables, podemos hablar de contadores síncronos (todos los biestables conmutan a la vez, con una señal de reloj común) o asíncronos (el reloj no es común y los biestables conmutan uno tras otro).
• Según el sentido de la cuenta, se distinguen en ascendentes, descendentes y UP-DOWN o bidireccionales (alterna en ascendentes o descendentes según la señal de control).
• Según la cantidad de números que pueden contar, se puede hablar de contadores binarios de n bits (cuentan todos los números posibles de n bits, desde 0 hasta ), contadores BCD (cuentan del 0 al 9).

El número máximo de estados por los que pasa un contador se denomina módulo del contador(Número MOD). Este número viene determinado por la expresión 2^n donde n indica el número de bits del contador. Ejemplo, un contador de módulo 4 pasa por 4 estados, y contaría del 0 al 3. Si necesitamos un contador con un módulo distinto de 2^n, lo que haremos es añadir un circuito combinacional.

Simulacion de contador en cocodrile clips.

Un circuito es una red eléctrica (interconexión de dos o más componentes, tales como resistencias, inductores, condensadores, fuentes, interruptores y semiconductores) que contiene al menos una trayectoria cerrada. Los circuitos que contienen solo fuentes, componentes lineales (resistores, condensadores, inductores) y elementos de distribución lineales (líneas de transmisión o cables) que pueden analizarse por métodos algebraicos para determinar su comportamiento en corriente directa o en corriente alterna. Un circuito que tiene componentes electrónicos es denominado un circuito electrónico. Estas redes son generalmente no lineales y requieren diseños y herramientas de análisis mucho más complejos.

Componentes

Figura 1: circuito ejemplo.

• Componente: Un dispositivo con dos o más terminales en el que puede fluir interiormente una carga. En la figura 1 se ven 9 componentes entre resistores y fuentes.
• Nodo: Punto de un circuito donde concurren más de dos conductores. A, B, C, D, E son nodos. Nótese que C no es considerado como un nuevo nodo, puesto que se puede considerar como un mismo nodo en A, ya que entre ellos no existe diferencia de potencial o tener tensión 0 (V_A - V_C = 0).
• Rama: Conjunto de todas las ramas comprendidos entre dos nodos consecutivos. En la figura 1 se hallan siete ramales: AB por la fuente, BC por R1, AD, AE, BD, BE y DE. Obviamente, por un ramal sólo puede circular una corriente.
• Malla: Cualquier camino cerrado en un circuito eléctrico.
• Fuente: Componente que se encarga de transformar algún tipo de energía en energía eléctrica. En el circuito de la figura 1 hay tres fuentes: una de intensidad, I, y dos de tensión, E1 y E2.
• Conductor: Comúnmente llamado cable; es un hilo de resistencia despreciable (idealmente cero) que une los elementos para formar el circuito.