• Author / Uploaded
• L Miguel Gonzalez Sanchez

Citation preview

Cuando encaramos una obra de este tipo, de inmediato nos preguntamos a qué público será dirigida y la respuesta es que debe contener temas interesantes para el hobbysta, provechosos para el técnico y útiles para el ingeniero. En este texto se han tenido en cuenta las críticas, siempre considerables, hechas a otros trabajos realizados, tratando de corregir algunos enfoques e incluir temas útiles para todos los amantes de la electrónica. El trabajo se divide en tres partes: primero se describen las herramientas e instrumentos útiles tanto para el armado, prueba, puesta a punto, verificación y reparación de cualquier equipo o sistema electrónico; luego se dan detalles de armado, calibración y verificación de componentes presentes en estos equipos donde el lector aprenderá a manejar instrumentos tales como multímetros, analizadores, inyectores, generadores, osciloscopios, barredores, etc. por último, incluimos una serie de técnicas de reparación que cubren un amplio espectro que va desde fuentes de alimentación y reguladas, hasta etapas con circuitos integrados digitales, tocando temas como la reparación de receptores de radio o equipos de audio de potencia, que serán vistos en la edición Nº 26 de la Colección del Club SE. Demás está decirles que es una obra introductoria que sirve como base para trabajos futuros, donde se analizarán en detalle los usos de los instrumentos recién mencionados. En suma, creemos que es una obra completa que resultará atractiva para todos aquellos interesados en este apasionante mundo que es la Electrónica. Gracias por volver a elegirnos!!!!

ISBN Nº: 987-1116-70-5 ISBN Nº: 978-987-1116-70-6 DIRECTOR DE LA COLECCION CLUB SE Ing. Horacio D. Vallejo

ADMINISTRACION MEXICO Patricia Rivero Rivero

PUBLICIDAD - ARGENTINA: 4301-8804 PUBLICIDAD - MEXICO: 5839-5277

JEFE DE REDACCION Pablo M. Dodero

COMERCIO EXTERIOR ARGENTINA: Hilda Jara MEXICO: Margarita Rivero Rivero

STAFF Víctor Ramón Rivero Rivero, Ismael Cervantes de Anda, Olga Vargas, Liliana Vallejo, Mariela Vallejo,

Club Saber Electrónica es una publicación de Saber Internacional SA de CV de México y Editorial Quark SRL de Argentina.

DIRECTOR CLUB SABER ELECTRONICA Luis Leguizamon

EDITOR RESPONSABLE EN ARGENTINA Y MEXICO Ing. Horacio D. Vallejo

RESPONSABLE DE ATENCION AL LECTOR Alejandro A. Vallejo

ADMINISTRACION ARGENTINA Teresa C. Jara

COORDINADOR INTERNACIONAL José María Nieves

AREAS DE APOYO Teresa Ducach, DISPROF - Pablo Candio, Fernando Flores, Claudio Gorgoretti, Paula Vidal, Raúl Romero. INTERNET: www.webelectronica.com.ar WEB MANAGER: Luis Leguizamón

Colección Club Saber Electrónica Nº 23. Fecha de publicación: Noviembre de 2006. Publicación mensual editada y publicada por Editorial Quark, Herrera 761 (1295) Capital Federal, Argentina (005411-43018804), en conjunto con Saber Internacional SA de CV, Av. Moctezuma Nº 2, Col. Sta. Agueda, Ecatepec de Morelos, México (005255-58395277), con Certificado de Licitud del título (en trámite). Distribución en México: REI SA de CV. Distribución en Argentina: Capital: Carlos Cancellaro e Hijos SH, Gutenberg 3258 - Cap. 4301-4942 - Interior: Distribuidora Bertrán S.A.C. Av. Vélez Sársfield 1950 - Cap. – Distribución en Uruguay: Rodesol SA Ciudadela 1416 – Montevideo, 901-1184 – La Editorial no se responsabiliza por el contenido de las notas firmadas. Todos los productos o marcas que se mencionan son a los efectos de prestar un servicio al lector, y no entrañan responsabilidad de nuestra parte. Está prohibida la reproducción total o parcial del material contenido en esta revista, así como la industrialización y/o comercialización de los aparatos o ideas que aparecen en los mencionados textos, bajo pena de sanciones legales, salvo mediante autorización por escrito de la Editorial. Revista Club Saber Electrónica, ISSN: 1668-6004

1

3

CAPÍTULO 1. HERRAMIENTAS PARA SU BANCO DE TRABAJO....... 3

Identificación de los bobinados........................................................ 38

Pinza de corte o alicate de corte .................................................... 3 Pinza de puntas o alicate de puntas ................................................ 4 Distintos tipos de destornilladores .................................................... 5 Llaves de tubo para ajustar tuercas ................................................. 6 Herramientas para soldaduras ......................................................... 7 Puntas para el soldador .................................................................. 8 Estaño o hilo para soldar ................................................................ 9 Herramientas para desoldar ............................................................10

Medición de motores ...................................................................... 38 Cómo interpretar las mediciones ...................................................... 38 Medición de relés........................................................................... 38 Cómo interpretar las mediciones ...................................................... 39 Comprobación de parlantes ............................................................ 40 Cómo interpretar las mediciones ...................................................... 41 Medición de auriculares.................................................................. 41 Cómo interpretar las mediciones ...................................................... 41 Medición de fonocaptores y micrófonos............................................ 42 Cómo interpretar las mediciones ...................................................... 42 Medición de cabezas grabadoras.................................................... 42 Cómo interpretar las mediciones ...................................................... 42 Medición de un LDR ....................................................................... 42 Cómo interpretar las mediciones ...................................................... 43 Medición de termistores .................................................................. 43 Cómo interpretar las mediciones ...................................................... 43 Medición de fotocélulas .................................................................. 44 Cómo interpretar las mediciones ...................................................... 44

CAPÍTULO 2. INSTRUMENTOS PARA SU BANCO DE TRABAJO .... 12 El Téster o Multímetro...................................................................... 12 El multímetro como voltímetro........................................................... 13 Cómo hacer mediciones con el voltímetro ......................................... 13 El multímetro como amperímetro ...................................................... 15 Cómo hacer mediciones con el amperímetro ..................................... 15 El multímetro como óhmetro............................................................. 16 Inyector de señales ........................................................................ 17 Analizador - Amplificador .............................................................. 20 Generador de AF - RF..................................................................... 22 Generador de funciones.................................................................. 23 Fuente de alimentación regulada ..................................................... 23 Osciloscopio.................................................................................. 25 Grid-Dip Meter............................................................................... 27 Puente de impedancias ................................................................... 27 Barredor marcador de televisión ...................................................... 28

CAPÍTULO 4. COMPROBACIÓN DE SEMICONDUCTORES .............. 46 Prueba de diodos........................................................................... 46 Prueba de transistores bipolares ...................................................... 48 Prueba de transistores unijuntura ..................................................... 53 Medición de RCSs y TRIACs ............................................................ 55 Prueba de transistores de efecto de campo (FET)................................ 60 Prueba de fototransistores................................................................ 60

CAPÍTULO 3. COMPROBACIÓN DE COMPONENTES .................... 30

CAPÍTULO 5. LOCALIZACION DE FALLAS EN RECEPTORES DE AUDIO. 64 Receptores de radio ...................................................................... 64

Prueba de resistores ...................................................................... 30 Prueba de potenciómetros .............................................................. 30 Medición de capacitores ................................................................ 32 Prueba de arrollamientos ................................................................ 35 Medición de fly-backs .................................................................... 37 Cómo interpretar las mediciones ..................................................... 37

Mediciones en receptores ............................................................... 67 Prueba de osciladores..................................................................... 71 Reemplazo de componentes defectuosos........................................... 73 Dispositivos de conmutación ............................................................ 76

2

E

n las siguientes páginas encontrará una serie de datos y pistas que le servirán para el armado y reparación de equipos electrónicos. Muchas veces para dar ejemplos debemos referirnos a algún circuito en particular, por ello preferimos dar tales explicaciones sobre receptores de radio por ser el primer equipo que abordarn los reparadores y cuyos principios pueden aplicarse a cualquier otro aparato. Para dedicarse al armado o reparación de equipos, el lector debe mentalizarse que la tarea consiste en hacerlo funcionar nuevamente sin modificar el esquema original (a menos que sea estrictamente necesario) de modo tal que quede igual que antes de producirse el inconveniente. Por ese motivo se debe rastrear el problema hasta localizar el o los elementos defectuosos y proceder a cambiarlos o restaurarlos si fuera posible. Muchas veces, un transistor o circuito integrado, no se consigue fácilmente en el mercado y se lo debe reemplazar por otro; en estos casos debe elegirse el sustituto tratando de introducir la menor cantidad posible de modificaciones en el circuito. Es muy común que todo reparador aficionado intente mejorar el funcionamiento de un equipo cambiando o quitando elementos; entonces estudia las

modificaciones y hace las pruebas necesarias que se traducen en tiempo y materiales invertidos que no podrá justificar ante el cliente. Si con el tiempo aspira a ser un "service" profesional no sólo es necesario tener un método de trabajo sino que se deben conocer las herramientas y aparatos necesarios para desarrollar una buena tarea, aunque en la práctica muchas veces se debe prescindir de algunos de ellos. Igual criterio cabe a los hobbystas para armar sus aparatos. Para efectuar el mantenimiento, la instalación o el armado de equipos se debe disponer de varias herramientas y útiles que permitan efectuar la tarea con un mínimo de esfuerzo y de tiempo. Sería casi imposible describir la cantidad de herramientas disponibles en el mercado, por lo tanto, mostraremos las más utilizadas.

PINZA DE CORTE O ALICATE DE CORTE Esta herramienta está destinada a cortar cables o restos de terminales de contacto que sobran al efectuar una soldadura en algún equipo. Para seleccionar un buen alicate deben tenerse en cuenta algunas consideraciones, como ser :

3

Figura 1 - Pinza de corte pequeña de no más de 120 mm con corte lateral.

a) La pinza de corte no deberá ser mayor que el tamaño de la mano extendida del técnico que hará uso de la misma. Para uso en electrónica se prefieren las pinzas de corte lateral, con un tamaño total no mayor de 12 cm como muestra la figura 1. b) La zona de corte es el principal elemento a tener en cuenta, para ello se la debe exponer a la luz verificando que en su extremo (punta del alicate) no haya traspaso alguno de luz tal como se muestra en la figura 2. c) Los brazos o mangos de la pinza deben tener fundas aislantes que no deben estar deterioradas ya que podrían ser causa de que el operador reciba una descarga eléctrica.

Si Ud. ya posee un alicate y no está aislado, puede proceder a hacerlo con dos trozos de manguera (comúnmente transparente) del tamaño apropiado para la sección de los brazos de la herramienta, normalmente de 7 a 11 mm. Para deslizar los trozos de manguera sobre los mangos puede utilizarse talco. Para realizar esta operación puede hacer referencia a la figura 3. Si no cuenta con una pinza pelacable, su alicate de corte puede realizar esta función, para ello hay que hacer un agujero circular sobre la base del corte empleando una lima "cola de ratón" de 2 ó 3 mm de diámetro teniendo en cuenta que el agujero sobre el corte del alicate no debe tener más de 1,5 mm de diámetro como se muestra en la figura 4. Para marcar la posición del agujero colocamos la lima en el lugar elegido y apretamos la herramienta, luego limamos ambas caras deslizando la lima suavemente hasta obtener el diámetro apropiado.

PINZA DE PUNTAS O ALICATE DE PUNTAS Son herramientas destinadas a sujetar piezas que, por ejemplo, deberán ser soldadas. El tamaño de las mismas no es Figura 4 - Agujero de 1,5 mm de crítico pero no diámetro para pelar cables. deben ser ex-

Figura 2 - El alicate debe poseer una buena zona de corte.

Figura 3 - Los mangos de un alicate pueden aislarse con trozos de manguera aislante.

Figura 5 - Pinza de puntas rectas.

4

tremadamente largas (el tamaño ideal es de 12 a 15 cm). Las pinzas de punta "no son pinzas de fuerza" por lo cual no deben usarse para ajustar tuercas o darle forma a alambres muy duros. Las puntas del alicate deben ser apropiadas para sujetar piezas o componentes sin ejercer demasiada presión en ellos. Para esta tarea, las puntas deben ser rectas como se muestra en la figura 5. Una de las aplicaciones de los alicates de puntas rectas es la de darle forma a los terminales de los componentes que deberán ser colocados en circuitos impresos, de modo de acomodarlos para que entren en los orificios de la plaqueta de conexión. También se emplean en el proceso de desoldadura para traccionar el elemento en el momento de calentarlos con la herramienta apropiada. Una variante de esta herramienta es el alicate de puntas redondas que se emplea para realizar tareas en zonas de difícil acceso y que se muestra en la figura 6. Esta herramienta también se emplea para realizar ojales en cables que se sujetarán usando tornillos, arandelas o tuercas. Al detallar estas herramientas, no podemos dejar

Figura 8 - Destornilladores de puntas planas.

de mencionar a la pinza de puntas curvas que posee aplicaciones similares a la anterior pero para realizar tareas específicas. Su forma se muestra en la figura 7.

DISTINTOS TIPOS DE DESTORNILLADORES Los destornilladores con puntas planas o espátula, son necesarios para la fijación de tornillos con punta ranurada, en las diferentes etapas del armado o reparación de un equipo electrónico. En general, es necesario disponer de varios tamaños tanto en su longitud como en el ancho de la "pala" para facilitar el acceso a todos los lugares necesarios y a los distintos modelos de tornillos que existen en todos los aparatos. Es recomendable poseer un destornillador perillero, llamado así porque se utiliza para ajustar los tornillos de las perillas de radios, televisores, etc., que es de tamaño pequeño; un destornillador mediano de 3 mm de pala por 100 mm de longitud y uno de tamaño más grande, por ejemplo, 4 mm de pala por 125 mm de longitud. En la figura 8 se detalla un juego de estos destornilladores. Para llevar en la valija de service, pueden recomendarse los juegos de destornilladores que poseen elementos de distintas longitudes y tamaños de pala utilizables con un solo mango que permite el encas-

Figura 6 - Alicate de puntas redondas.

Figura 7 - Alicate de puntas curvas.

5

tre de cualquier elemento del juego en función de la necesidad de cada momento. Una fotografía de este tipo de juegos se muestra en la figura 9. Los destornilladores de punta en estrella son una variante de los anteriores que pueden emplearse en todos aquellos casos que se usen tornillos con cabeza en estrella, también denominados como "cabeza Philips", existiendo de distintas longitudes y tamaño de puntas. Se pueden hacer las mismas aclaraciones que en el caso anterior, un modelo de este destornillador se ilustra en la figura 10. Otro destornillador muy empleado, es el perillero que posee una lámpara de neón, el cual tiene las mismas aplicaciones de un destornillador perillero

pero además permite detectar rápida y fácilmente el terminal "vivo" de la red eléctrica en cualquier toma de dicha red o en los conectores de los equipos ya alimentados. También sirve para revisar las posibles derivaciones de la red eléctrica en las cajas o estructuras metálicas de un edificio que pueden provocar un accidente por choque eléctrico sobre la persona que los esté utilizando. Este tipo de destornillador se muestra en la figura 11. Los destornilladores totalmente de plástico resultan imprescindibles para el calibrado y ajuste no sólo de receptores sino de cualquier equipo electrónico que opere con radiofrecuencia. Por estar fabricados de material aislante se evita con su uso, cualquier tipo de accidente que pudiera ocasionar un cortocircuito e incluso, al no ser de un material magnético no provoca perturbaciones electromagnéticas al ajustar bobinas de radiofrecuencia u otros circuitos que empleen acoplamientos magnéticos para su funcionamiento. Los destornilladores metálicos varían la permeabilidad del núcleo de la bobina obteniendo con su uso, una información errónea durante el ajuste. Por lo tanto, los destornilladores plásticos no varían la permeabilidad del medio. El juego de destornilladores plásticos incluye todo tipo de longitudes y anchos de hoja; algunos deben tener punta hexagonal de distintos espesores para el calibrado de bobinas de acoplamiento y de FI; si es posible, otro modelo debe incluir la pala metálica montada sobre un cuerpo plástico para poder utilizarlos en aquellos casos donde deba realizarse un esfuerzo mecánico mayor que no pudiera resistir el destornillador con pala plástica. En la figura 12 se ha reproducido un juego de éstos.

Figura 9 - Juego de destornilladores con un solo mango.

Figura 10 - Destornillador tipo Philips.

LLAVES DE TUBO PARA AJUSTAR TUERCAS Estas herramientas se emplean para facilitar el ajuste de Figura 12 - Destornilladores para ajuste. tuercas durante

Figura 11 - Destornillador con lámpara neón.

6

el montaje y tambien para fijarlas mientras se actúa sobre el tornillo que deberá enroscarse en ellos, para ello se usará también un destornillador. Suele necesitarse un juego de llaves de tubos que posean diferentes medidas, siendo recomendable poseer todas las variantes comprendidas entre 4 mm y 13 mm. Normalmente los equipos electrónicos de uso doméstico que poseen tuercas, las emplean de aproximadamente 6,5 mm (1/4") pero es más común encontrar tornillos para la sujeción de elementos sobre chapa o madera que poseen cabeza hexagonal de 1/4", que deben ajustarse o desajustarse con llaves de tubo exclusivamente. En la figura 13 se ilustra un modelo de éstas herramientas.

puede conseguir de varias formas y modelos pero los caracteriza el hecho de que están diseñados para que puedan funcionar continuamente durante varias horas sin que se destruyan. En la figura 14 se muestra cómo son físicamente estos soldadores. Para estos modelos, en la actualidad, suele proveerse un equipo con termostato para aquellos casos en que su uso debe ser continuo. El termostato interrumpe el paso de la corriente eléctrica sobre la resistencia del soldador cuando la punta ha alcanzado la temperatura necesaria. Si la temperatura desciende a un valor determinado, nuevamente pasará corriente por el resistor del soldador para que la punta alcance la temperatura apropiada. El sistema funciona en forma similar que el termostato de una plancha automática. De esta manera la temperatura del soldador oscilará entre 230° y 280° aproximadamente, que es el rango apropiado para realizar una buena soldadura. El inconveniente de estos soldadores es que la punta tarda algunos minutos en tomar la temperatura adecuada aunque hoy en día se ha disminuido lo suficiente dicho período y en algunos modelos las condiciones de trabajo se alcanzan en aproximadamente 1 minuto.

HERRAMIENTAS PARA SOLDADURAS Los soldadores son las herramientas que se utilizan para derretir el elemento fundente (hilo para soldar o estaño) sobre los componentes que deben soldarse, por ejemplo, sobre circuitos impresos, terminales, chasis, etc. Todo técnico reparador, aprendiz y hobbysta, debe tener en su banco de trabajo uno o varios soldadores de distinta potencia. En electrónica se prefiere el uso de soldadores con potencias entre 20 y 45 watt, especialmente para el caso de tener que trabajar con componentes semiconductores, donde es necesario fijar a las pistas de cobre de un circuito impreso los terminales de componentes delicados que podrían destruirse cuando son calentados excesivamente. Debe tenerse en cuenta que muchas veces se deben soldar elementos sobre chasis o piezas metálicas de gran tamaño que requieren el uso de soldadores de mucha potencia para que puedan entregar el calor necesario sin que baje demasiado la temperatura de la herramienta, y así poder derretir al estaño o elemento soldante con facilidad. Para estas aplicaciones se debe contar con un soldador de 100 watt. Los soldadores tipo lápiz son herramientas rectas que presentan una forma alargada cuyo tamaño dependerá en gran medida de su potencia. Se los

Figura 13 - Llave de tubo para ajustar tornillos y tuercas de cabeza hexagonal.

Figura 14 - Soldadores tubulares tipo "lápiz" .

7

En régimen de trabajo, un soldador alcanza en su punta temperaturas superiores a los 300°C (de 350°C a 400°C) lo cual es más que suficiente para derretir el hilo de soldar. En el momento en que la punta se pone en contacto con una superficie metálica con el objeto de calentarla para realizar la soldadura, la herramienta debe entregar parte de su potencia calorífica a dicha superficie, con lo que bajará la temperatura del soldador mientras se calienta la zona a soldar hasta alcanzar una temperatura de equilibrio en la unión (punta-superficie) que será inferior que la temperatura inicial de la punta, pero que debe ser la suficiente para fundir la soldadura. Si la superficie de la zona a calentar es muy grande, habrá una alta disipación térmica al ambiente y necesitará mayor potencia. En base a lo dicho hasta el momento se pueden clasificar los soldadores en tres grandes grupos según su potencia.

Figura 15 - Los soldadores tipo pistola aprovechan la corriente de cortocircuito del secundario de un transformador para calentar la punta.

Otros elementos son los soldadores de calentamiento rápido, denominados soldadores tipo pistola. Poseen un pulsador que al ser presionado calentará casi en forma instantánea (en apenas algunos segundos) a la punta. En general basan su funcionamiento en un transformador con primario de 220V y secundario de 1 ó 2 volt con gran capacidad de entregar corriente, del orden de los 50 a 70 amperes, aunque para herramientas de potencias superiores a los 150W esta corriente puede ser superada ampliamente. La punta del soldador forma parte del secundario del transformador, cortocircuitándolo. Cuando circula corriente, debido a que la misma es muy grande, calentará rápidamente a la punta. Ese transformador se muestra en la figura 15. En general se construyen soldadores tipo pistola con potencias de 40 watt, 60 watt, 100 watt, 150 watt o más. El principal inconveniente de estos soldadores es que no pueden emplearse en régimen continuo ya que se destruiría el transformador que lo forma. Al elegir un soldador, el factor más importante a tener en cuenta es la potencia necesaria para hacer la mayoría de los trabajos.

BAJA POTENCIA = inferiores a 30 watt MEDIA POTENCIA = de 30 a 60 watt ALTA POTENCIA = más de 60 watt Los soldadores de baja y media potencia son los comúnmente empleados en electrónica para realizar cualquier tipo de soldaduras en componentes, circuitos impresos, etc.

PUNTAS PARA EL SOLDADOR La punta del soldador es un elemento muy importante a tener en cuenta, ya que si la misma no es apropiada o no se encuentra en buenas condiciones de uso costará demasiado trabajo realizar una soldadura y lo más probable es que el resultado sea una unión deficiente de alta resistencia eléctrica y quebradiza. En general, las puntas se fabrican de cobre recubiertas de un baño químico que incrementa la resistencia a la oxidación, ya que de lo contrario con la alta temperatura se corroerían rápidamente. Además, como la punta es la encargada de irradiar calor a la superficie a soldar, si está oxidada,

Figura 16 - Puntas de soldador

8

dicho óxido actúa como un aislante que entorpecería el paso del calor impidiendo así el buen trabajo. Por esta razón la punta del soldador debe estar siempre limpia y estañada (para evitar la oxidación del cobre), libre de restos de resina quemada y suciedad. Cuando la punta se ha gastado, ha perdido el baño químico que prolonga su uso y, por lo tanto, se la debe reemplazar. Es posible reacondicionarla pero el tiempo de uso será limitado. Distintos tipos de punta pueden observarse en la figura 16.

60% de estaño y 40% de plomo; esta aleación funde aproximadamente a 190°C. El "alma" del hilo, llamada así porque es el centro de la aleación, es de resina, la cual se agrega para quitar la grasitud que posee el cobre o los terminales de los componentes necesarios por el simple contacto con el aire; de esta manera se facilita el proceso de soldado. El estaño puede tener un diámetro de 1 mm; 1,5 mm o 2 mm empleando el adecuado en cada caso. En electrónica el más utilizado es el de 1 mm por la escasa separación existente entre los puntos de soldadura. En la figura 17 se muestra un carrete de estaño. En síntesis la aleación más conveniente, por razones de temperatura de fusión y características de la soldadura, que debe poseer el hilo de soldar es la siguiente: alambre de soldar 60% estaño 40% plomo alma de resina ø = 1 mm (para electrónica) Cuando se desea efectuar una soldadura sobre una superficie que no haya sido estañada nunca, se recomienda limpiar dicha superficie empleando un trapito embebido con ácido clorhídrico o una esponja de lana de acero. Si se emplea ácido clorhídrico se debe evitar el contacto con la ropa o con la piel ya que es sumamente corrosivo. Para efectuar una buena soldadura nos debemos cerciorar de que la punta del soldador tenga la temperatura adecuada, luego se apoya el soldador sobre la zona que se debe "rellenar" con estaño y se espera unos instantes para que exista transferencia de calor desde la punta hacia los elementos a sol-

ESTAÑO O HILO PARA SOLDAR El hilo o alambre de soldar utilizado para unir componentes entre sí o en circuitos impresos es el comúnmente llamado estaño. Está compuesto por una aleación de plomo, estaño y resina. La mejor proporción para obtener mínima temperatura de fusión y una soldadura de buena calidad, flexible, conductora y brillante, consiste en colocar

Figura 17 - Generalmente el estaño tiene un alma de resina.

Figura 18 - Al soldar componentes, el estaño debe colocarse entre la punta del soldador y los elementos a soldar.

Figura 19 - Soldadura bien hecha.

9

do una pequeña carpa que abraza al terminal del componente. El aspecto físico que presentan algunos componentes soldados sobre placas de circuito impreso se muestra en la figura 20.

HERRAMIENTAS PARA DESOLDAR

Figura 20 - Componentes soldados sobre placas de circuitos impresos. a) transistor, b) capacitor cerámico, d) resistor, e) diodo.

dar; acto seguido se coloca el alambre de estaño entre la punta del soldador y la zona a soldar. Deberá observar que el estaño se funde y fluye abrazando los materiales que deben ser unidos, tal como puede observarse en la figura 18. En la figura mencionada puede verse el corte transversal de un circuito impreso que posee orificios donde se inserFigura 21 - Desoldador a tarán los terminales de pistón. los componentes a soldar, como resistores, capacitores, bobinas, transistores, cables, transformadores, etc. El aspecto que presenta una soldadura bien hecha es el mostrado en la figura 19. Si la soldadura sale opaca es porque no se ha aplicado el calor suficiente o las superficies no se han calentado lo suficiente; en ambos casos queda una unión deficiente de alta resistencia eléctrica, o sea, traerá futuros inconvenientes. Se ha aplicado la soldadura suficiente cuando la misma fluye forman-

Para reemplazar un componente en mal estado se lo debe remover del lugar donde se encuentre para colocar otro en buen estado, ésta es la función de los desoldadores. En realidad existen varios métodos para realizar una remoción de componentes sin inconvenientes. En la actualidad se han popularizado los denominados "chupadores", que consiste en colocar una herramienta sobre un soldador tipo lápiz que contiene una perita de goma que es presionada, luego se apoya este elemento sobre la soldadura a remover y se suelta la ampolla, de modo tal que absorba todo el estaño existente en la soldadura. Otro desoldador consiste en un cilindro sobre el que se desplaza un pistón que es comprimido por medio de un resorte. Con un soldador se calienta la soldadura; y se apoya el aspirador de soldadura y al presionar un botón se produce la regresión rápida del pistón absorbiendo todo el estaño existente en el lugar (vea la figura 21). Las dadas son sólo algunas de las herramientas comunes utilizadas en electrónica. El técnico puede contar, si así lo desea, con otras que pueden ser de suma utilidad en determinados casos como ser: lima de punta plana fina, lima redonda fina; sierra pequeña para cortar metales, máquina de taladrar miniatura, perforadora de circuitos impresos, cuchilla con mango, morza de banco, etc. No es objeto de esta obra profundizar en el tema.

10

E

n el taller no pueden faltar una serie de instrumentos que a continuación detallaremos. Prestaremos mayor atención en el multímetro por tratarse de un instrumento básico que no puede faltar del banco de trabajo o la valija de todo técnico.

EL TESTER O MULTIMETRO El téster (de aquí en más lo denominaremos multímetro) es un instrumento múltiple, pues está formado por un voltímetro que permite medir tensión continua y alterna; un amperímetro, que permite medir corriente continua; y un óhmetro, que puede medir resistencia.

Figura 1 - Circuito de un galvanómetro.

El instrumento de bobina móvil común para todos los casos, está formado por un arrollamiento en forma de cuadro que puede girar alrededor de un eje vertical que pasa por su centro; dicha bobina está situada entre los polos norte y sur de un imán permanente en forma de herradura. Al circular corriente por la bobina, aparecen un par de fuerzas que tienden a hacer girar a la bobina en sentido horario, y junto con ella también gira una aguja que se desplaza sobre una escala graduada que es donde se realiza la lectura. La deflexión de la aguja es proporcional a la intensidad de la corriente que circula por la bobina como se muestra en la figura 1. Para que la posición de la aguja se estabilice en algún punto de la escala, es necesaria la presencia de un par de fuerzas antagónicas, que se generan por la actuación de un resorte en forma de espiral, para alcanzar el equilibrio cuando ambas cuplas son iguales. Las características más importantes del galvanómetro son la resistencia de la bobina en forma de cuadro y la corriente de deflexión necesaria para alcanzar plena escala, que es la máxima corriente que puede circular por la bobina para hacer girar a la aguja desde cero hasta fondo de escala. La sensibilidad del galvanómetro,es la inversa de la corriente:

12

Figura 2 - Circuito de un Voltímetro.

galvanómetro, o sea, la que produce deflexión a plena escala. En la figura 2 se muestra el circuito de un multímetro empleado como voltímetro. Si el galvanómetro tiene las características indicadas en la figura 2, sin el resistor, sólo podría medir hasta una tensión de (0,1mA) x (1kΩ) = 0,1V. Veamos qué valor debe tener Rs para poder medir una tensión de 10V.

1 S = –––––––––– Idpe

V = Vdpe x Rs + Idpe x Rg 10V = 0,1mA x Rs + 0,1V 0,1mA x Rs = 10V - 0,1V = 9,9V

Donde S: sensibilidad Idpe: corriente de deflexión a plena escala Por ejemplo, si la corriente es Idpe = 50µA, entonces: 1 1 1 S= ––––––– = ––––––– = –––––– = 20.000ΩV 50µA 50 10-6 5 10-5 Cuanto más pequeña es la corriente de deflexión a plena escala, mayor será la sensibilidad del téster porque en ese caso el instrumento podrá detectar corrientes más pequeñas, y eso hace que el instrumento sea más sensible.

9,9 Rs= –––––––––– = 99kΩ 0,1mA En la práctica se utilizan voltímetros de varias escalas para poder medir distintas tensiones, como por ejemplo 2,5V; 10V; 50V; 250V, 500V y 1000V en corriente continua. Al respecto, en la figura 3 se muestra el circuito de un voltímetro de continua donde los resistores limitadores se han calculado como se ha indicado recientemente. El circuito del voltímetro de tres escalas es seleccionable mediante una llave giratoria.

COMO HACER MEDICIONES CON EL VOLTIMETRO

EL MULTIMETRO COMO VOLTIMETRO Un instrumento de bobina móvil se convierte en voltímetro cuando está en serie con un resistor de valor adecuado para que limite la corriente a un valor que sea el máximo que puede circular por la bobina del

Debemos poner la llave selectora de funciones en alguno de los rangos para medir tensión continua (DCV), si no conocemos el valor a medir, empezamos por el más alto para luego bajar de rango, si es necesario, hasta que la aguja se ubique desde el centro hasta la parte superior de la escala.

Figura 3 - Voltímetro de continua de tres escalas.

Figura 4 - Conexión de un Voltímetro.

13

Si queremos medir tensión, el voltímetro debe conectarse en paralelo con el componente cuya tensión queremos determinar según lo indicado en la figura 4. Si queremos medir la tensión sobre R2, en el circuito de la figura 4, el voltímetro debe conectarse como se indica; si por error conectamos al revés las puntas de prueba, la aguja girará en sentido contrario indicando que se las debe invertir. El voltímetro debe tomar poca corriente del circuito, como consecuencia su resistencia interna debe ser alta (cuanto más alta mejor). Si queremos averiguar la resistencia del instrumento, multiplicamos la sensibilidad del mismo en continua por el rango de tensión que estamos usando. Por ejemplo: S = 10000 Ω y Rango = 10V V Reemplazando, RV = 10000 Ω x 10V = 100kΩ V Por el contrario, la resistencia del amperímetro debe ser muy baja para que no modifique en gran medida la corriente que circula por el circuito. La forma de leer en la escala correcta y cómo determinar el valor correcto de tensión continua, si usamos el multímetro del ejemplo, será: Escalas 0 - 25 0 - 10 0 - 25 0 - 10 0- 5 0 - 25

Rangos del Voltímetro 0 - 0 ,25V 0 - 1V 0 - 2,5V 0 - 10V 0 - 50V 0 - 250V

Si usamos el rango de 0 a 1V, debemos utilizar la escala de 0 a 10 y dividir la lectura por 10 ; o sea, que si la aguja marca 7, la tensión de medida es de 0,7V. Como de 0 a 1, que es la primera marca importante en esa escala, hay 10 divisiones, cada una vale en realidad 0,01V, de manera que si la aguja marca

3 divisiones por encima de 7 (0,7V), la tensión medida será de 0,7V + 3 div. 0,01V = 0,7V + 0,03V = 0,73V. Si usamos el rango de 0 a 0,25V, debemos usar la escala de 0 a 25 y dividir la lectura por 100; si la aguja marca 50, son 0,5V. Si usamos el rango de 0 a 2,5V, debemos usar la escala de 0 a 25 y dividir la lectura por 10 ; o sea, que si la aguja marca 30, la tensión medida es de 3V. Como de 0 a 5 hay 10 divisiones, cada una vale 0,5; pero, como debemos dividir por 10, en realidad cada una vale 0,05V. Por lo tanto, si la aguja indica 2 divisiones por encima de 3, la tensión será: 0,3V + 2 div. x 0,05V = 0,3V + 0,1V = 0,4V. Si usamos el rango de 0 a 10V, debemos usar la escala de 0 a 10 y leer directamente el valor de la tensión; si la aguja marca 4, son 4V. Como entre 0 y 2 hay 10 divisiones, cada una vale 0,2V. De modo que si la aguja marca 7 divisiones por encima de 4, la tensión valdrá: 4V + 7 div. x 0,2V = 4V + 1,4V =5,4V. Si usamos el rango de 0 a 50V, debemos utilizar la escala que va de 0 a 5 y multiplicar la lectura por 10. Cada división vale 0,1V x 10 = 1V. Si la aguja marca 6 divisiones por encima de 4, la tensión vale: 40V + 6V = 46V. Si usamos el rango de 0 a 250V, debemos usar la escala de 0 a 25 y multiplicar la lectura por 10. Cada división vale 0,5V x 10 = 5V. Si la aguja marca 7 divisiones por encima de 20, la tensión medida valdrá: 200V + 7div. x 5V = 200V + 35V = 235V. Si se debe efectuar una medición de tensión alterna, no importa la polaridad de las puntas de prueba, pero debemos tener en cuenta todo lo dicho anteriormente con respecto a comenzar a medir por el rango más alto cuando se ignora el valor de la tensión a medir, además, debe conectar el instrumento en paralelo con el circuito o fuente de tensión alterna. Antes de realizar la medición, la llave selectora de funciones debe colocarse en alguno de los rangos específicos de ACV ( normalmente están marcados en rojo en el multímetro), por ejemplo 2,5V, 10V, 25V, 100V, 250V y 1000V, ACV. Al hacer la lectura, debemos utilizar la escala roja del cuadrante en lugar de la negra, utili-

14

zando los números en negro de las escalas de continua, para determinar el valor correspondiente de tensión que se está midiendo en alterna. Si usamos el rango de 0 a 10V de alterna y la aguja marca 5 cuando se ubica justo sobre la rayita roja, la tensión será de 5V de alterna ( se está midiendo el valor eficaz de la tensión). Para saber cuánto vale cada división de la escala usada según el rango indicado por la llave, deben tenerse en cuenta las mismas consideraciones realizadas anteriormente . En algunos multímetros existe una escala especial de tensión alterna para usar con el rango de 2,5V (AC 2,5V). En ese rango, cada división vale 0,05V.

La tensión a través del galvanómetro se calcula: V = Idpe x Rb = 0,1mA x 500Ω = 0,05V Donde Rb = Resistencia de la bobina. V 0,05V Rshunt = ––––––––– = –––––––––– = 0,5005Ω Ishunt 99,9mA Se utilizan amperímetros de varias escalas, por ejemplo, 5mA, 50mA, 500mA, 10A, etc. y los rangos pueden seleccionarse mediante una llave selectora como muestra la figura 7.

COMO HACER MEDICIONES CON EL AMPERIMETRO

EL MULTIMETRO COMO AMPERIMETRO Para transformar un instrumento de bobina móvil en un amperímetro para medir corrientes mayores que la corriente de deflexión a plena escala, debe conectarse un resistor "shunt" en paralelo con el galvanómetro, de forma similar a lo mostrado en la figura 5. Si queremos que el amperímetro mida como máximo 100mA, cuando la bobina soporta 100µA, será: I = Ishunt+ Idpe 100mA = Ishunt+ 0,1mA → Ishunt= = 100 - 0,1 = 99,9mA

En primer lugar se coloca la punta roja en el terminal positivo del instrumento y la punta negra en el terminal negativo. Luego debemos intercalar el amperímetro en el circuito de modo que la corriente pase por él; es decir que el amperímetro debe conectase en serie con los demás componentes del circuito en los que se quiere medir la corriente tal como se muestra en la figura 8. En la figura 8 vemos que el circuito fue abierto a fin de conectar las puntas de prueba del amperímetro, de manera que el instrumento quede en serie con el circuito. Cuando no conocemos el valor de la corriente que vamos a medir, debemos colocar la llave selectora en el rango más alto de corriente y luego ver como deflexiona la aguja; si es muy poco, significa que la co-

Figura 5 - Multímetro como amperímetro.

Figura 6 - Amperímetro de una sola escala.

15

Figura 7 - Amperímetro de tres escalas.

rriente es más baja de lo que esperábamos y entonces pasamos al rango inmediato inferior; si ocurre lo mismo, volvemos a bajar de rango, y así sucesivamente hasta que la aguja se ubique aproximadamente en la parte superior de la escala. También debemos observar en qué sentido tiende a girar la aguja: si lo hace hacia la izquierda, por debajo de cero, debemos invertir la conexión de las puntas de prueba para que la deflexión de la aguja ocurra en sentido horario. Para leer el valor de la corriente debemos utilizar las escalas marcadas en negro. Supongamos que nuestro multímetro tiene las siguientes escalas y rangos del amperímetro: Escalas 0-5 0 - 10 0-5 0-5 0 - 10

Rangos del Amperímetro 0 - 50µA 0 - 5mA 0 - 50mA 0 - 500mA 0 - 10mA

marca 2 divisiones por encima de 4, el valor de la corriente será de 4,2mA, ya que cada división vale 0,1mA. Si usamos el rango que va de 0 a 50mA, debemos usar la escala de 0 a 5 y multiplicar el resultado obtenido por 10. Como de 0 a 1 hay 10 divisiones, cada una vale 0,1mA, pero como debemos multiplicar por 10, cada división vale 1mA. Por ejemplo, si la aguja indica 3 divisiones por encima de 2, el valor será: 20mA + (3 div) x 1mA = 23mA. Si usamos el rango que va de 0 a 10A, debemos insertar la punta de prueba roja en la entrada correspondiente a 10A, y leer directamente en la escala que va de 0 a 10 . El mismo procedimiento debe ser aplicado para cualquier otro rango.

EL MULTIMETRO COMO OHMETRO

Si usamos el rango de 0 a 50µA, debemos usar la escala que va de 0 a 5 y multiplicar el resultado de la medición por 10, corriendo la coma un lugar hacia la derecha. Para el caso en que la aguja se ubique en una posición intermedia entre dos marcas de corriente; debemos conocer el valor de cada división, como de 0 a 1 existen 10 divisiones, cada una valdrá 0,1µA, pero como además debemos multiplicar por 10, cada una valdrá 1µA. Por ejemplo, si la aguja indica tres divisiones por encima de 3, el valor será: 30µA + (3 div) x 1µA = 33µA. Si usamos el rango de 0 a 5mA, se usa directamente la escala que va de 0 a 5, de manera que si la aguja

Para esta función el instrumento tiene una fuente de tensión continua de 1,5V (pila de cinc-carbón) u otro valor, para generar una corriente cuyo valor dependerá de la resistencia del circuito, y que será medida por la bobina. En la figura 9 se muestra el circuito del instrumento como óhmetro. Siempre se debe calibrar el instrumento con la perilla "ajuste del óhmetro". Se usa la escala superior, que crece numéricamente de derecha a izquierda para leer los valores de resistencia expresados en Ω. Para realizar la calibración las puntas de prueba deben ponerse en contacto, lo cual significa poner un cortocircuito entre los terminales del instrumento, esto implica que la resistencia conectada externamente al óhmetro es nula en estas condiciones, y por lo tanto la aguja debe marcar 0Ω. Para ello se varía el potenció-

Figura 8 - Forma de conectar un Amperímetro.

Figura 9 - Circuito del instrumento como Ohmetro.

16

metro "ohm adjust" -en inglés-, hasta que la aguja, se ubique justo en el "0"; en ese momento, estará circulando por la bobina del instrumento, la corriente de deflexión a plena escala. Cuando se conectan las puntas de prueba a un resistor R, la corriente por el galvanómetro disminuirá en una proporción que depende del valor de R; de ahí que la escala de resistencia aumente en sentido contrario al de corriente. Para medir resistores de distinto valor, existen 2 ó 3 rangos en la mayoría de los óhmetros marcados de la siguiente manera: x 1, x 10, x 100 y x 1k. Si la llave selectora está en "x 1", el valor leído será directamente en Ω; si está en "x 10", de-

bemos multiplicar el valor medido por 10 para tener el valor correcto en Ω; y si está en "x 1k", la lectura directa nos da el valor correcto de resistencia en kΩ. Puede suceder que al calibrar el óhmetro, la aguja no llegue a cero; en ese caso, es necesario medir la tensión de la pila porque puede estar gastada, y si ese no es el caso, el problema puede deberse a la bobina o a un componente del circuito del óhmetro en mal estado. Si la pila está gastada, debemos reemplazarla por una nueva. Los multímetros pueden ser digitales o analógicos. Los tésters digitales presentan la medida sobre un display que es una pequeña pantalla que muestra números y unidades. En general poseen características superiores a los analógicos. La figura 10 muestra el aspecto de un téster digital. Estos instrumentos, al igual que los analógicos, poseen varios rangos de medida seleccionables por medio de una llave selectora o botonera. Otros modelos son "AUTO RANGO", es decir, el instrumento "sabe" cuando debe cambiar de rango en función de lo que está midiendo y automáticamente cambia de rango de medida; en estos casos sólo hay que darle al instrumento la indicación de lo que se está midiendo (tensiones, corrientes, resistencias).

INYECTOR DE SEÑALES

Figura 10 - Aspecto de un multímetro digital.

Figura 11 - Circuito de un inyector de señal.

Un inyector de señales es un oscilador que entrega una señal cuya frecuencia se encuentra dentro del rango del oído humano. Generalmente es de forma de onda cuadrada lo que permite, debido al gran contenido armónico que posee, su empleo en etapas de audio y radiofrecuencia de equipos electrónicos, para determinar su estado de funcionamiento permitiendo así, localizar etapas defectuosas o que poseen excesivo consumo. Por lo dicho, es un instrumento sumamente útil y práctico para el técnico electrónico. En general son muchas las aplicaciones de este generador, por ejemplo, permite comprobar el estado de etapas amplificadoras de audiofrecuencias, grabadores, radio receptores, distintas etapas de receptores de televisión, videocassetteras,

17

etc. y con ayuda de otros elementos, hasta la verifica- plo); si el sonido sale por el parlante es señal de que ción del estado de otros electrodomésticos. la etapa de audio funciona correctamente, caso conPermite determinar la etapa donde se encuentra el trario es un indicio de que algo anda mal en audio. problema. En las figura 11 se muestra un circuito típi- Para saber si el problema está en la etapa de salida, co para ser empleado como inyector de señal. En las figuras 12 y 13 se grafican otros dos circuitos con sugerencias de armado en puente de terminales y placa de circuito impreso. Luego de hacer comprobaciones previas, cuando se decide el uso del inyector de señales, primero se debe verificar el estado de la etapa de audiofrecuencia; para ello, si estamos verificando el funcionamiento de las etapas de una radio, con el receptor encendido, se coloca el clip cocodrilo en la "masa" y con la punta del inyector se aplica señal a la entrada de la etapa (en la base del Figura 12 - Otro circuito para inyector de señal con armado en puente de terminales. preamplificador, por ejem-

Figura 13 - Generador de ruido blanco.

18

se inyecta señal a la salida del excitador en el driver, si es que el circuito tiene salida a transformador; si se escucha el sonido por el parlante, entonces la etapa de salida está presumiblemente bien y la que está fallando es la etapa excitadora.

Si en la primera inyección de señal se hubiese detectado que la etapa de audio funciona correctamente, se debe verificar el estado de las etapas anteriores de una forma similar a la explicada. En las figs. 14 y 15 se muestran las formas de utilizar el inyector de señales.

Figura 14 - Forma de utilizar un inyector de señales.

Figura 15 - Uso del inyector en un receptor Philips.

19

ANALIZADOR - AMPLIFICADOR Cuando nos encontramos con un problema de falta de señales debemos hacer uso del analizador - amplificador también conocido como analizador dinámico,

que no reemplaza al inyector, sino que ambos instrumentos se complementan. El analizador dinámico cumple la función de extraer señal del aparato que se está reparando, la procesa convenientemente y la envía a un parlante. No es más que un amplificador de audiofrecuencia

Figura 16 - Circuito de un analizador dinámico.

20

Figura 17 - Otra variante para un analizador dinámico.

de alta impedancia de entrada que posee un detector de A.M. a la entrada. En las figuras 16 y 17 se dan dos circuitos empleados como analizadores dinámicos con las correspondientes placas de circuito impreso. Este equipo es ideal para comprobar, por ejemplo, si la etapa mezcladora, conversora u oscilador local, de un equipo de comunicaciones funcionan correctamente. Por ejemplo, si colocamos el analizador a la salida de la etapa conversora y dichas etapas funcionan correctamente, al mover el tandem se deberá escuchar por lo menos una emi-

sora. Si no existe sonido, es señal de que en esas etapas hay problemas y se debe verificar el estado de la bobina osciladora, la bobina de antena, el transistor conversor y los componentes asociados. Podría ocurrir que exista un cortocircuito en los bobinados de la osciladora o en el primer transformador de FI. En la figura 18 se dá el circuito de un analizador dinámico con circuito integrado. De la misma manera, se pueden analizar fallas en cualquier otra etapa de un equipo de comunicaciones u otro aparato electrónico.

Figura 18 - Analizador dinámico con circuito integrado.

21

Figura 19 - Circuito de un generador de AF-RF.

GENERADOR DE AF - RF Se utiliza en la reparación y calibración de receptores de radio equipos de comunicaciones, amplificadores de audiofrecuencia y otras etapas de equipos electrónicos. Resulta ideal para calibrar un receptor de radio en las bandas de ondas medias, tratando de localizar una emisora comercial de AM, o en las bandas de onda corta ya sea en SW o HF, donde se pueden sintonizar emisoras comerciales, radioaficionados, teletipos, etc. Para ajustar las bandas de ondas medias, en general no existen inconvenientes ya que para el ajuste se puede tomar como referencia una emisora de frecuencia conocida (por ejemplo, en Bs. As.en 590kHz se puede sintonizar Radio Continental, en 630kHz transmite Radio Rivadavia, en 790kHz emite Radio Mitre, etc.) El inconveniente se presenta generalmente al

intentar localizar emisoras conocidas en otras bandas y en especial si tenemos en cuenta que necesitamos emisora que se encuentren cerca de los extremos de las bandas. En ondas cortas este problema se acentúa ya que no en todos los lugares se captan las mismas emisoras, razón por la cual no se conoce la frecuencia de la portadora que se está sintonizando y el ajuste se complica. Empleando un generador de radiofrecuencia el ajuste se simplifica, ya que el mismo genera señales con las frecuencias que necesitamos para realizar el calibrado de los receptores. En la figura 19 se muestra el circuito de un generador de AF-RF. Este instrumento está formado por un oscilador de audiofrecuencia que generalmente es de frecuencia fija y un oscilador de radiofrecuencia de frecuencia variable que puede recibir la señal de audio para generar una señal modulada como se muestra en la figura 19.

22

Figura 20 - Circuito de un generador de funciones.

Entre los usos que se le pueden dar a este instrumento podemos mencionar los siguientes: calibración de receptores de radio, verificación de etapas de audiofrecuencia, verificación de etapas de radiofrecuencia, comprobación del oscilador local de un receptor, etc.

genera señales de forma de onda senoidal, triangulares y cuadrada de frecuencia y amplitud variable. En la figura 20 se dá el circuito de un generador de funciones típico y en la figura 21 otro con un circuito integrado.

FUENTE DE ALIMENTACIÓN REGULADA GENERADOR DE FUNCIONES También suele llamarse generador de audio y resulta útil en tareas de calibración de amplificadores de audio, verificación de la respuesta en frecuencia de un equipo, análisis de sistemas digitales y comprobación de circuitos electrónicos en general. Es un equipo que

Es el equipo de mayor necesidad en todo banco de trabajo de un service o técnico en electrónica. Se emplea para la alimentación de los equipos que se están reparando. La fuente de alimentación debe poder entregar una tensión de salida variable y regulada.

23

Figura 21 - Circuito de otro generador de audio.

Figura 22 - Circuito de una fuente de alimentación.

24

Figura 23 - Fuente de alimentación con circuito integrado.

Figura 24 - Fuente partida.

Debe poder alimentar cualquier aparato que requiera una tensión continua de hasta 15volt con un consumo inferior a los 3A, es decir, se deberá poder alimentar con ella la gran mayoría de los receptores de radio, grabadores, amplificadores, prototipos, etc. En general es conveniente que posean una protección contra cortocircuitos y sobrecargas. En las figuras 22, 23, 24 y 25 se dan cuatro circuitos de fuentes de alimentación.

En la figura 26 se da el circuito de una fuente típica con el armado en puente de terminales.

OSCILOSCOPIO Es un instrumento necesario pero no imprescindible para la reparación de receptores de radio, grabadores y amplificadores; sí es muy útil, por ejemplo, para

25

la reparación, calibración y puesta a punto de televisores, sistemas de control, equipos digitales, etc. Se trata de un "voltímetro" que permite observar en una

pantalla como es la señal que se está midiendo, así se puede saber no sólo la tensión de la señal, sino que también se conocerá la forma de onda y su frecuencia.

Figura 25 - Fuente con indicación digital.

26

Existen de distintos modelos con posibilidad de reconocer señales de hasta un tope de frecuencias (10MHz, 20MHz, 40MHz, etc.), con uno o varios canales. La figura 27 muestra el aspecto físico de un osciloscopio.

GRID-DIP METER Se emplea para la calibración en frío o en funcionamiento de transmisores y receptores de radio. En general puede trabajar junto con un Puente de impedancias para calibrar bobinas, medir circuitos resonantes, ajustar trampas y antenas, líneas de transFigura 26 - Fuente típica y su armado en puente de terminales. misión, etc. También permite comprobar el estado de capacitores y bobinas y puede ser usado como generador de RF y monitor. No es imprescindible para tareas de reparación pero facilita ciertas tareas enormemente. La figura 28 reproduce el circuito de un Grid- Dip Meter. PUENTE DE IMPEDANCIAS

Figura 27 - Aspecto físico de un osciloscopio.

Permite la medición de resistencias, capacidades e inductancias. Es posible incluso conocer hasta con qué tolerancia se fabricó el componente en medición. En

27

general se compone de un "puente" en el cual se tiene que encontrar la condición de equilibrio para realizar la medición. El instrumento que detecta e indica la condición de equilibrio puede ser un voltímetro o cualquier otro instrumento apropiado. Este instrumento posee, además, un oscilador que genera la señal necesaria para la medición de inductancias y capacidades como se muestra en la figura 29.

De esta manera hemos dado algunos de los instrumentos necesarios para encarar la reparación de equipos electrónicos, por supuesto existen otros que no detallamos por ser mas específicos y no imprescindibles. *******************

BARREDOR MARCADOR DE TELEVISION Es un instrumento vital para ajustar las etapas de frecuencia intermedia de video (FIV) del televisor pero no posee aplicaciones en reparación de radios al igual que el Generador de Barras y el Probador de Yugos y Fly-Back, razón por la cual no daremos detalles de usos.

Figura 28 - Circuito de un Grid-Dip Meter.

Figura 29 A - Circuitos de distintos puentes de impedancias

Figura 29 B - Más circuitos de distintos puentes de impedancias.

28

E

ste capítulo y los siguientes están destinados a sugerir las formas más sencillas de comprobación de componentes electrónicos tanto pasivos como activos. Comenzaremos explicando los métodos de verificación de componentes pasivos tanto fuera como dentro de circuitos.

PRUEBA DE RESISTORES Leyendo el código de colores del elemento se sabe la lectura que se debe obtener, al me-

dir el componente con un multímetro, luego se coloca la llave selectora del instrumento en la posición adecuada, se ajusta el "cero ohm" con el potenciómetro del multímetro según lo explicado en el capítulo 2, juntando las puntas de prueba y se mide el componente colocando una punta de prueba en cada terminal del resistor "sin tocar ambas puntas con las manos". La figura 1 muestra la forma de hacer la medición. Si el valor del resistor no coincidiera con el que indica el código de colores o el circuito del que se lo ha sacado, si es que se ha borrado el código de colores, significa que el componente está en mal estado. Los resistores normalmente "se abren", es decir, presentan resistencias muy elevadas al deteriorarse.

PRUEBA DE POTENCIOMETROS

Figura 1 - Medición de resistores.

Son resistores variables que se deben probar en forma similar a lo recientemente explicado, es decir, se elige la escala adecuada en el multímetro de acuerdo con la resistencia del

30

terminales con las manos.Es aconsejable tener un juego de cables para el multímetro con clips cocodrilo en las puntas para la mejor sujeción de los terminales a medir según se muestra en la figura 2. Luego se debe medir el estado de la "pista" del resistor variable para saber si la misma no se encuentra deteriorada o sucia. Para ello se coloca un terminal del multímetro en un extremo y el otro terminal en el cursor, se gira el eje del potenciómetro lentamente y se observa que la resistencia aumente o disminuya sin que se produzFigura 2 - Medición de potenciómetros. a) medición de los terminales. can saltos. Si el potenciómetro es b) verificación de la pista. lineal, entonces, a igual giro depotenciómetro (por ejemplo, un potenciómetro be haber igual aumento o disminución de rede 10kΩ debe ser medido en R x 100; otro de sistencia; en cambio si el potenciómetro es lo50kΩ debe medirse en R x 1k), se hace el garítmico, al comienzo de giro la resistencia ajuste "cero ohm" y se miden los extremos del varía poco y luego de golpe o al revés . elemento o terminales fijos; sin tocar ambos Si existen bruscos saltos u oscilaciones en la aguja del multímetro es una indicación de la suciedad o deterioro de la pista resistiva y se debe proceder al recambio o limpieza del potenciómetro tal como se muestra en la figura 3. Para limpiarlo se lo debe desarmar con cuidado enderezando los salientes de la carcasa que sujetan la tapa "portapista", lo que permitirá liberar la pista de carbón y el cursor que generalmente es de bronce o alguna otra aleación.

Figura 3 - Limpieza de un potenciómetro.

Figura 4 - Restablecimiento de la pista de un potenciómetro.

31

Para realizar la limpieza puede emplear un lápiz de mina blanda pasando la mina por toda la pista, como si estuviese escribiendo sobre ella, tal como muestra la figura 4. Para un mejor trabajo, debe limpiar la pista con alcohol isopropílico antes de cubrirla con el grafito del lápiz. El alcohol isopropílico es útil también para la limpieza del cursor de metal. Normalmente, los potenciómetros resisten pocas operaciones de limpieza ya que las aletas que sostienen la tapa porta-pista se quiebran con facilidad, además, la pista sufre un lógico deterioro con el uso.

en el interior del capacitor no hiciera contacto con la placa. Para confirmar con seguridad el estado del capacitor e incluso conocer su valor, se puede averiguar su valor empleando el circuito de la figura 6. Para conocer el valor de la capacidad se deben seguir los pasos que explicamos a continuación: 1) Armado el circuito se mide la tensión V1 y se la anota. 2) Se calcula la corriente por el resistor que será la misma que atraviesa al capacitor por estar ambos elementos en serie. V

V1

I = –––––––– = ––––––––– = I2 10kΩ

MEDICION DE CAPACITORES Como existe una gran variedad de capacitores explicaremos cómo comprobar cada uno de ellos, por ejemplo, la prueba de capacitores de bajo valor se limita a saber si los mismos están o no en cortocircuito. Valores por debajo de 100nF en general no son detectadas por el multímetro y con el mismo en posición R x 1k se puede saber si el capacitor está en cortocircuito o no según muestra la figura 5. Si el capacitor posee resistencia infinita significa que el componente no posee pérdidas excesivas ni está en cortocircuito. Generalmente esta indicación es suficiente para considerar que el capacitor está en buen estado, pero en algún caso podría ocurrir que el elemento estuviera "abierto" o que un terminal

3) Se mide la tensión V2 y se lo anota. 4) Se calcula la reactancia capacitiva del componente en medición. V2 Xc = ––––– = I 5) Se calcula el valor de la capacidad del capacitor con los valores obtenidos.

Figura 5 - Prueba de capacitores de bajo valor.

32

1 C = ––––––––––––––––––– Xc . 6,28 . f

Figura 6 - Circuito que permite averiguar la capacidad de un capacitor.

La frecuencia será 50Hz para Argentina, para otros países será la correspondiente a la frecuencia de la red eléctrica, ya que el transformador se conecta a la red de energía eléctrica. Con este método pueden medirse capacitores cuyos valores estén comprendidos entre 0,01µF y 0,5µF. Para medir capacidades menores debe reemplazarse R por un valor de 100kΩ pudiendo así medir valores del orden del nanofarad; si se desean medir capacidades menores debe tenerse en cuenta la resistencia que posee el multímetro, usado como voltímetro, cuando se efectúa la medición. Para medir capacidades mayores, por el contrario, se debe disminuir el valor de R a 1kΩ pudiendo así comprobar capacitores de hasta unos 10µF siempre y cuando el componente no posea polaridad debido a que la prueba se realiza con corriente alterna. Los capacitores electrolíticos pueden medirse directamente con el multímetro utilizado como óhmetro, ya que el circuito equivalente del multímetro corresponde al esquema de la figura 7: Cuando se conecta un capacitor entre los terminales de un multímetro, queda formado un circuito RC que hará que el componen-

te se cargue con una constante de tiempo dada por su capacidad y la resistencia interna del multímetro. Por lo tanto la aguja deflexionará por completo y luego descenderá hasta "cero" indicando que el capacitor está cargado totalmente, para ello utilice el diagrama de la figura 8. El tiempo que tarda la aguja en descender hasta 0 dependerá del rango en que se encuentra el multímetro y de la capacidad del capacitor. En la prueba es conveniente respetar la tabla I.

Figura 7 - Circuito correspondiente a un ohmetro.

Figura 8 - Prueba de capacitores electrolíticos.

TABLA I VALOR DEL CAPACITOR

RANGO

HASTA 5µF HASTA 22µF HASTA 220µF MAS DE 220µF

R R R R

x x x x

1k 100 10 1

Si la aguja no se mueve, indica que el capacitor está abierto, si va hasta cero sin retornar indica que está en cortocircuito y si retorna pero no a fondo de escala, entonces el condensador tendrá fugas. En la medida que la capacidad del componente es mayor, es normal que sea "menor" la resistencia que debe indicar el instrumento.

33

La tabla II indica la resistencia de pérdida que deberían tener los capacitores de buena calidad. TABLA II Resistencia de pérdida que tienen capacitores de buena calidad. CAPACITOR RESISTENCIA DE PERDIDA 10µF 47µF 100µF 470µF 1000µF 4700µF

mayor mayor mayor mayor mayor mayor

que que que que que que

5MΩ 1MΩ 700kΩ 400kΩ 200kΩ 50kΩ

desgaste natural que puede hacer que las chapas se "toquen" entre sí provocando un cortocircuito que inutiliza al componente. Por las razones expuestas la prueba de estos componentes se limita a verificar si las chapas se tocan entre sí o no. Para ello se coloca el multímetro en posición R x 1 o R x 10 con una punta en el terminal de las chapas fijas y la otra en el terminal correspondiente a las chapas variables, se mueve el eje del capacitor y se comprueba que no haya cortocircuito entre las placas. La figura 10 indica cómo debe hacerse esta medición. Si el variable posee 2 o más secciones en tandem, se prueban alternativamente cada una de las ellas. Sería el caso de los capacito-

Se debe hacer la prueba dos veces, invirtiendo la conexión de las puntas de prueba del multímetro.Para la medición de la resistencia de pérdida interesa el que resulta menor, según muestra la figura 9. Figura 9 - Medición de las pérdidas de un capacitor. Se puede verificar el estado de los capacitores variables; que son componentes de baja capacidad y están compuestos por un conjunto de chapas fijas que se enfrentan a otro conjunto de chapas móviles, por lo tanto, con Figura 10 - Prueba de un capacitor variable. el uso existe un

34

res de sintonía de un receptor de AM que poseen dos secciones como mínimo.

Una bobina o inductor, es un conductor arrollado en forma de espiras sobre un núcleo que puede ser de aire, hierro, ferrite, etc. Poseen muchas aplicaciones como ser: "bobina de filtro" en fuentes de alimentación, bobinas de antena, bobinas que fijan la frecuencia de un oscilador, transformadores, etc. Su resistencia eléctrica es baja razón por la cual, al hacer la medición con el multímetro, sólo se deben medir algunos ohm tal como se muestra en la figura 11. Si se pone en cortocircuito alguna espira no podría ser detectada con el multímetro, ya que el instrumento seguiría acusando una baja resistencia. Por lo tanto, la medición de bobinas con el multímetro se limita a saber si el elemento está abierto o no, es decir, si en algún lugar de la bobina se ha cortado el cable. Por razones de calentamiento excesivo o mala aislación pueden ponerse en cortocircuito una o varias espiras del elemento, lo cual elimina toda posibilidad de creación de campo magnético ya que una espira en corto es un camino perfecto para las corrientes magné-

ticas, por lo cual el inductor se comportará como un cable. Hay muchos circuitos que permiten detectar espiras en cortocircuito y algunas se basan en el principio de colocar al elemento bajo prueba en el camino de la realimentaicón de un oscilador mediante un acoplamiento "magnético"; si la bobina no está en cortocircuito, por más que en ella se induzca tensión, no circulará corriente y, por lo tanto, no quitará energía del oscilador con lo cual seguirá oscilando tal como se muestra en la figura 12. Si hay una espira en cortocircuito, la tensión inducida hará que circule una corriente que quitará energía del circuito disminuyendo la amplitud del oscilador y hasta haciendo desaparecer la oscilación en algunos casos. En general, estos circuitos poseen un instrumento que reconoce una disminución en la señal del oscilador para indicar que la bobina posee espiras en cortocircuito. Si la bobina está bien, entonces la oscilación se mantendrá evidenciándose en otro indicador. En el circuito dado como ejemplo en la figura 12, antes de colocar la bobina bajo prueba, el voltímetro dará una indicación que estará de acuerdo con la amplitud de la señal generada por el oscilador, si la bobina bajo prueba tiene espiras en cortocircuito, disminuirá la amplitud de la señal produciéndose una caída en la

Figura 11 - Medición de la resistencia de un arrollamiento.

Figura 12 - Medición de cortocircuitos en bobinas.

PRUEBA DE ARROLLAMIENTOS

35

TABLA III BOBINADO Primario de un transformador de fuente Secundario de un transformador de fuente de baja tensión Secundario de un transformador de fuente de media tensión Primario y secundario de un transformador de FI Primario y secundario de un transformador driver Primario de un transformador de salida de audio Secundario de un transformador de salida de audio aguja del voltímetro. La construcción en placa de cobre del circuito propuesto se muestra en la figura 13. Un transformador es un grupo de bobinas acopladas magnéticamente como por ejemplo un transformador de poder, transformadores de audio, transformadores de frecuencia intermedia, transformadores de acoplamiento, etc., por lo que su prueba es similar a las explicadas para los inductores. La tabla III dá una idea del valor de las resistencias que pueden tener los primarios y secundarios de los transformadores. Para averiguar si un transformador posee espiras en cortocircuito el instrumento debe ser más sensible ya que la señal generada por el oscilador-medidor no sería tan evidente. En

RESISTENCIA 10Ω a 200Ω 0,1Ω a 2Ω 1Ω a 20Ω 0Ω a 2Ω 15Ω a 200Ω 30Ω a 600Ω 2Ω a 10Ω

general cuando existen espiras en corto la temperatura que adquiere el núcleo del componente es elevada luego de un tiempo de estar funcionando en vacío, por lo tanto, si calienta demasiado es porque hay espiras en cortocircuito. Tambien debe probarse la aislación del transformador, para ello se mide la resistencia entre el núcleo y cada uno de los bobinados, como se muestra en la figura 14. A continuación explicaremos cómo se miden determinados componentes pasivos, en forma metódica, indicando lo que se debe hacer y cómo interpretar los resultados. Este método será aplicado en capítulos futuros, razón por la cual comenzaremos a aplicarla para que se vaya familiarizando con él.

Figura 13 - Construcción del probador de bobinas.

36

Qué se debe hacer: a) Coloque la llave selectora del multímetro en la escala más baja de resistencia: R x 1 o R x 10. b) Calibre el óhmetro. c) Conecte la punta de prueba roja al terminal de alta tensión del fly-back. La otra punta debe probar secuencialmente los terminales restantes del bobinado del fly-back tal como se vé en la figura 15.

COMO INTERPRETAR LAS MEDICIONES Figura 14 - Prueba de aislación de un transformador.

MEDICION DE FLY-BACKS Son transformadores elevadores de tensión empleados generalmente, en todos aquellos circuitos que requieran una extra alta tensión para su funcionamiento, por ejemplo, tubos de rayos catódicos, electrificadores de cerca, etc. Poseen un bobinado primario de pocas vueltas y uno o varios secundarios; el de extra alta tensión es aquél que posee mayor cantidad de espiras.

Si en todas las mediciones se verifican bajas resistencias, el fly-back presenta continuidad, pero la prueba no indica cortocircuitos. Si una de las mediciones o todas son altas o infinitas, entre esos puntos existe una interrupción del bobinado. La resistencia más alta se mide entre el terminal de alta tensión y los demás terminales. Si se deja de lado el terminal de alta tensión y solamente se prueban los demás, las mediciones serán de bajas resistencias.

Figura 15 - Prueba de fly-backs.

37

Figura 16 - Cómo identificar los secundarios de un fly-back.

IDENTIFICACION DE LOS BOBINADOS Además del bobinado primario y el de alta tensión, estos componentes poseen bobinados adicionales para proveer pulsos y/o tensiones a distintas etapas del equipo. Se debe medir la secuencia de las derivaciones a partir del terminal de alta tensión y anotar los valores. La colocación de estos valores en orden creciente indica su forma de conexión en el fly-back, partiendo de la idea de que cuanto más distante del terminal de alta tensión esté la derivación, mayor será la resistencia.

etc. Para efectuar la prueba se debe hacer lo siguiente: a) Coloque la llave selectora del multímetro en la escala más baja de resistencias: Rx1 o R x 10. b) Ponga en condiciones el instrumento. c) Conecte las puntas de prueba del multímetro a los terminales del motor bajo prueba, el cual no debe estar alimentado. d) Debe hacer la medición de resistencias al mismo tiempo en que se gira con la mano el eje del motor, tal como se muestra en la figura 17.

COMO INTERPRETAR LAS MEDICIONES MEDICION DE MOTORES Muchos equipos electrónicos poseen motores de corriente continua para su funcionamiento, razón por la cual daremos una idea para la verificación de su estado. Se pueden detectar interrupciones de la bobina o problemas de escobillas de pequeños motores de corriente continua, como los usados en tocadiscos, grabadores, compact disc,

Si la resistencia medida es baja para toda el giro del eje del motor, con pequeñas oscilaciones durante el movimiento, el motor está en perfectas condiciones. Si la resistencia medida es infinita o muy alta, el motor tiene la bobina abierta o existen problemas de escobillas. Si la resistencia oscila entre valores bajos e infinito durante el movimiento, pueden haber inconvenientes de contactos internos en las escobillas, las cuales deben ser verificadas. Las bajas revoluciones o pérdida aparente de fuerza de un motor a veces puede ser debido a suciedad en el sistema colector y no a fallas eléctricas.

MEDICION DE RELES

Figura 17 - Prueba de motores de corriente continua.

Para la medición de relés se pueden hacer varias pruebas tanto en la bobina como en los contactos, comenzaremos con la verificación del estado de la bobina. 1) Comprobando continuidad de la bobina.

38

Figura 18- Medición de la bobina de un relé.

Qué se debe hacer: a) Coloque la llave selectora del multímetro en la escala más baja de resistencias: R x 1 generalmente. b) Calibre el instrumento para la medición de resistencias. c) Conecte las puntas de prueba en los terminales de la bobina del relé, que debe estar fuera del circuito tal como se vé en la figura 18.

COMO INTERPRETAR LAS MEDICIONES Si la resistencia está entre 10 y 600Ω, la bobina del relé está en buen estado. Si la resistencia es infinita o muy alta, la bobina del relé está cortada. 2) Comprobando el cierre de contactos. Antes de realizar esta prueba se debe comprobar qué tipo de juegos de contactos posee el relé; puede tener un juego de contactos interruptores simples, contactos inversores, doble juego de contactos inversores, etc. En todos los casos debe realizar el siguiente procedimientro:

Qué se debe hacer: a) Coloque la llave selectora en la escala más baja de resistencia: R x 1 generalmente. b) Calibre el instrumento para la medición de resistencias. c) Arme el circuito de la figura 19 para que se produzca el disparo del relé con una fuente de alimentación adecuada. d) Identifique los contactos a probar y conecte el multímetro como se muestra en la figura 19. e) Anote los valores de resistencia con la fuente desconectada y luego conectada. f) Debe escuchar el chasquido que deben dar los contactos del relé en el momento de la conexión de la fuente, para poder efctuar las mediciones.

COMO INTERPRETAR LAS MEDICIONES Para contactos NA -normal abiertos-, si la lectura antes del disparo es de alta resistencia, cayendo a cero cuando el relé cierra, el relé está bueno. Para contactos NC -normal cerrados-, si la lectura antes del disparo es de baja resistencia, elevándose a infinito cuando el relé se dispara, el relé está bueno. Si la resistencia no se altera con el cierre del relé, manteniéndose en valores muy altos o

39

Figura 19 - Verificación del estado de los contactos de un relé.

COMO INTERPRETAR LAS MEDICIONES

Figura 20 - Medición de un reed-relé.

muy bajos tanto en la prueba de contactos NA como NC, el relé está defectuoso en sus contactos. Un reed-relé, es una variante de un relé convencional, es un componente que cierra sus contactos cuando está delante de un campo magnético. Generalmente está constituido por dos hojuelas metálicas enfrentadas, encerradas al vacío o con gases inertes. Qué se debe hacer: a) Coloque la llave selectora del multímetro en la escala más baja de resistencias: R x 1 generalmente. b) Calibre el instrumento para medición de resistencias. c) Conecte las puntas de prueba, preferentemente con cocodrilos, a los terminales del reed-relé fuera del circuito. d) Mida la resistencia y luego acerque un imán pequeño al cuerpo del componente. Anote la nueva resistencia con las láminas cerradas tal como se muestra en la figura 20.

Figura 21 - Cómo se acciona un reed relé.

Si la resistencia es muy baja cuando el reed-relé se encuentra bajo la acción del imán y es infinita cuando está abierto, el componente está bien. Si la resistencia es muy alta en las 2 pruebas, el reed-relé tiene problemas de contacto. Si la resistencia es muy baja en las 2 pruebas, el reed-relé debe ser reemplazado. Los reed-relé normalmente manejan corrientes muy pequeñas y se los fabrica también con contactos inversores. Las corrientes mayores de 500mA queman de los contactos. En la figura 21, se muestra el modo de acción del campo magnético del imán sobre las láminas de un reed-relé para que ocurra el accionamiento, ya que la posición de los polos del imán es importante.

COMPROBACION DE PARLANTES Los parlantes poseen una bobina que se desplaza dentro de un campo magnético permanente provocado por un imán, cuando por ella circula una corriente eléctrica. Una prueba estática de este componente consiste en medir el bobinado del parlante, que suele llamarse bobina móvil. Para verificar el estado de un parlante se debe hacer lo siguiente: a) Coloque la llave selectora del multímetro en la escala más baja de resistencias: x 1 OHM . b) Calibre el instrumento utilizado como óhmetro. c) Conecte las puntas de prueba a los terminales del parlante, tal que quede fuera del circuito como muestra la figura 22.

40

COMO INTERPRETAR LAS MEDICIONES Si la bobina móvil presenta baja resistencia, el componente está presuntamente en buen estado, pero si hubiera un cortocircuito generalmente no puede ser detectado. Si la resistencia fuera infinita indica que la bobina está cortada. La medición no permite conocer la impedancia del parlante; esta última se expresa para frecuencias de 400kHz o 1kHz y tiene un valor mayor que la resistencia óhmica de la bobina. Para medir la impedancia de un parlante se debe aplicar una señal de 1000Hz y verificar cuál es la corriente que atraviesa al parlante. Dicha medición no se puede realizar con un multímetro común, ya que en general éstos no permiten la medición de corrientes alternas de alta frecuencia.

MEDICION DE AURICULARES Los auriculares son equipos que contienen dos parlantes pequeños que se colocan en los oídos para independizar, en cierta medida,

del medio ambiente al sistema que se desea escuchar. Para su medición debe procederse de la siguiente manera: a) Coloque la llave selectora del multímetro en la escala de resistencias R x 10 b) Calibre el óhmetro. c) Conecte las puntas de prueba a los terminales del auricular como se muestra en la figura 23.

COMO INTERPRETAR LAS MEDICIONES Si la resistencia está entre 0 y 5kΩ, el auricular es magnético y está en buen estado. Si la resistencia es infinita o muy alta , el auricular es de cristal o es magnético y está abierto. Si en el momento de la conexión se oyera un chasquido en el auricular, entonces es de cristal, si no se oye nada significa que está en mal estado. Si el auricular posee parlantes magnéticos y la resistencia está entre 0 y 20Ω, el auricular es de baja impedancia. Si la resistencia está entre 20 y 500Ω, el auricular es magnético de alta impedancia.

Figura 22 - Medición de un parlante.

41

Figura 23 - Medición de auriculares.

Si la resistencia es infinita, la bobina del auricular está abierta. Si el auricular es de cristal y la resistencia es infinita o muy alta, el componente está en buen estado, si ocurre un chasquido al conectar las puntas de prueba. Si la resistencia está por debajo de 1MΩ pero de todos modos ocurre un chasquido al conectar las puntas de prueba, el auricular puede estar con problemas de sensibilidad debido a absorción de humedad.

COMO INTERPRETAR LAS MEDICIONES Si la resistencia es inferior a 100Ω, el micrófono tiene la bobina en buen estado. Esta prueba no indica si existen cortocircuitos entre espiras. Si la resistencia es alta o infinita, la bobina está interrumpida . Con el multímetro la única prueba que podemos hacer es la de continuidad de la bobina, pero no se pueden detectar cortocircuitos porque las resistencias son muy bajas.

MEDICION DE FONOCAPTORES Y MICROFONOS

MEDICION DE CABEZAS GRABADORAS

Los fonocaptores son elementos encargados de convertir desniveles en el surco de un disco, en señales eléctricas. Los micrófonos convierten energía acústica en energía eléctrica. Qué se debe hacer: a) Coloque la llave selectora del multímetro en la escala más baja de resistencias: R x 1 generalmente. b) Calibre el óhmetro. c) Conecte las puntas del óhmetro a los terminales del micrófono o fonocaptor que se quiere probar tal como muestra la figura 24. La verificación realizada en la figura 24 es válida también para fonocaptores.

Pasos a seguir: a) Coloque la llave selectora del multímetro en la escala más baja de resistencia: R x 1 generalmente. b) Calibre el óhmetro. c) Mida la resistencia de la bobina . Si es estereofónica, mida la resistencia de las 2 bobinas. Es probable que haya un terminal común que sirve de referencia para las 2 lecturas tal como se indica en la figura 25.

COMO INTERPRETAR LAS MEDICIONES Si la resistencia está entre 50 y 800Ω, la cabeza grabadora se encuentra bien, pero no podemos saber si existen cortocircuitos. Si la resistencia es extremadamente alta, la bobina está abierta.

MEDICION DE UN LDR

Figura 24 - Medición de un micrófono.

Qué se debe hacer: a) Ponga la llave selectora del multímetro en la escala más alta de resistencias: x 1k o x 10k.

42

en una proporción mayor de 50 a 1. Por ejemplo, un LDR común puede tener una resistencia de 1kΩ cuando está iluminado por una lámpara de 100W a 3 m de distancia, y una resistencia de 200kΩ en la oscuridad absoluta.

MEDICION DE TERMISTORES

Figura 25 - Medición de cabezas grabadoras.

b) Calibre el óhmetro. c) Conecte las puntas de prueba al LDR y cubra su superficie sensible para medir la resistencia en la oscuridad. d) Coloque la llave selectora del multímetro en una escala intermedia de resistencias: x 10 o x 100Ω (OHM). e) Calibre el instrumento. f) Permita que la luz ambiente incida sobre la superficie sensible y mida la resistencia según lo visto en la figura 26.

Los termistores son componentes que varían su resistencia frente a cambios de temperatura. Los NTC son elementos cuya resistencia disminuye con el aumento de la temperatura. Qué se debe hacer: a) Coloque el multímetro en la escala más baja de medición de resistencias. b) Calibre el óhmetro. c) Mida la resistencia del NTC a temperatura ambiente. d) Caliente ligeramente el NTC tomándolo entre los dedos y vuelva a medir su resistencia como vé en la figura 27.

COMO INTERPRETAR LAS MEDICIONES Si a temperatura ambiente la resistencia es aproximadamente el valor indicado en el componente, en principio el NTC está bien. Si al

COMO INTERPRETAR LAS MEDICIONES En la oscuridad, si la resistencia es superior a 100kΩ indica que el LDR se encuentra en buen estado. Con el componente iluminado, si la resistencia es inferior a 10kΩ indica que el LDR se encuentra en buen estado. Si la resistencia es alta, tanto en la oscuridad como iluminado, o existe una variación pequeña, el LDR se encuentra defectuoso. Si la resistencia es baja, tanto iluminado como en la oscuridad, el LDR está defectuoso. Para un LDR común, la variación de resistencia en el pasaje de luz a oscuridad debe estar

43

Figura 26 - Medición de un LDR.

a) Coloque la llave selectora del multímetro en la escala apropiada de tensión continua, según la cantidad de fotocélulas a medir. b) Conecte la punta de prueba roja al terminal (+) de la fotocélula, y la negra al polo (-). c) Haga incidir luz intensa en la superficie sensible de la fotocélula tal como se ve en la figura 28.

COMO INTERPRETAR LAS MEDICIONES Figura 27 - Medición de termistores.

tomarlo entre los dedos, se observa el movimiento de la aguja del multímetro, lo que indica variación de resistencia, entonces el NTC funciona correctamente. Las resistencias a temperatura ambiente de los termistores comunes pueden variar entre algunos ohm hasta centenas de kΩ, de acuerdo con el componente. Los termistores no pueden ser calentados en exceso. El máximo que se recomienda para una visualización de su acción es colocar el termistor a una distancia apropiada de un soldador caliente. En estas condiciones, el calentamiento servirá para verificar la variación de resistencia.

Si la tensión medida en las fotocélulas está cercana a 0,6V para una sola célula, y proporcional a este valor cuando están asociadas en serie, la o las fotocélulas están en buen estado. Si la tensión es nula, por lo menos una fotocélula está defectuosa, en cuyo caso conviene medir cada uno de los elementos por separado. Para fotocélulas de silicio, la tensión es de alrededor de 0,6V, pero otros materiales tendrán tensiones diferentes. De esta manera dimos un reseña sobre la medición de componentes pasivos empleando a los multímetros como instrumento básico, por supuesto, existen otros componentes que no especificamos, en cuyo caso deberá realizar procedimientos similares.

MEDICION DE FOTOCELULAS Existen semiconductores que generan cargas eléctricas entre sus caras cuando sobre ellos incide luz; en otras palabras convierten energía lumínica en energía eléctrica. Las fotocélulas están dentro de este grupo y comúnmente generan una tensión entre sus bornes de 0,6V por unidad; la capacidad de entregar corriente depende en gran medida del área sensible a la luz del componente. Qué se debe hacer:

44

Figura 28 - Medición de fotocélulas.

E

n el capítulo anterior explicamos los métodos básicos para la medición de componentes pasivos, dejando para esta oportunidad el detalle sobre las pruebas de componentes activos tales como diodos, transistores bipolares, transistores unijuntura, transistores de efecto de campo, tiristores triacs, circuitos integrados, etc. En este caso indicaremos como se mide el componente fuera del circuito, y como se debería comportar cuando está debidamente polarizado. Como hicimos oportunamente, primero haremos una explicación general para luego completar el detalle en forma ordenada a título de guía.

PRUEBA DE DIODOS Debemos recordar que los diodos son componentes que conducen la corriente en un solo sentido, teniendo en cuenta ésto, se pueden probar con un multímetro en la posición "óhmetro" ya que para hacer la prueba de resistores, por él circula una pequeña corriente que suministra el propio instrumento. En otras palabras, el multímetro como óhmetro no es más que un microamperímetro en serie con una batería y una resistencia limitadora tal como se muestra en la figura 1. Cuando el terminal positivo de la batería del multímetro se conecta en serie con el áno-

Figura 1 - Circuito del multímetro como óhmetro.

Figura 2 - Prueba del diodo en sentido directo.

46

Figura 4 - En los multímetros analógicos el borne positivo corresponde al negativo de la batería.

Figura 3 - Prueba del diodo en inversa.

do del diodo bajo ensayo y el otro terminal del instrumento se conecta al cátodo, la indicación debe mostrar una baja resistencia, mayor deflexión se conseguirá cuanto más grande sea el rango, según se indica en la figura 2. Al invertir los cables del óhmetro, el diodo quedará polarizado en inversa por lo cual el instrumento acusará alta resistencia. En teoría la resistencia inversa debería ser infinita, con lo cual la aguja del multímetro no se debería mover, como lo sugiere la figura 3, pero en algunos diodos, especialmente los de germanio, cuando se los mide en rangos superiores a R x 100 en sentido inverso, provocan una deflexión notable llegando hasta un tercio de la escala, lo cual podría desorientar a los principiantes creyendo que el diodo está defectuoso cuando en realidad está en buenas condiciones. Por lo tanto, para evitar confusiones, la prueba de diodos debe realizarse en el rango más bajo del óhmetro tal que al estar polarizado en directa la aguja deflexione indicando baja resistencia y cuando se lo polariza en inversa la aguja del instrumento casi no se mueva, lo que indicará resistencia muy elevada. Si se dan estas dos condiciones, entonces,el diodo está en buen estado y se lo puede emplear en circuitos. Si al realizar ambas mediciones, el instrumento acusa muy baja resistencia, significa que el diodo está en cortocircuito, en cambio

si ambas lecturas indican muy alta resistencia, es indicio de que el diodo está abierto. En ambos casos se debe desechar el componente. Note que con el multímetro puede encontrar el ánodo y el cátodo del elemento si es que no lo conoce, ya que en la indicación de baja resistencia el terminal conectado al polo positivo de la batería interna del multímetro corresponderá al ánodo y el otro terminal será entonces, el cátodo. La prueba es válida para la mayoría de los multímetros analógicos, en los cuales el negativo del "multímetro" corresponde al terminal positivo de la batería interna, cuando el multímetro funciona como óhmetro, ésto se ejemplifica en la figura 4. El método aplicado es igualmente válido para todos los diodos sin incluir los rectificadores de alta tensión empleados en televisores

47

Figura 5 - Prueba de un diodo zener.

do esto ocurre V2 está indicando la tensión zener del diodo. No se debe aumentar excesivamente la tensión de la fuente, ya que podría sobrepasarse la máxima corriente que soporta el zener ocasionando la destrucción del mismo.

PRUEBA DE TRANSISTORES BIPOLARES

Figura 6 - Prueba de las junturas de un transistor NPN.

transistorizados, como por ejemplo diodos de potencia para fuentes de alimentación, diodos de señal, diodos varicap, diodos zener, etc, ya sean de germanio o de silicio. Al hacer la prueba de un diodo zener, es necesario conocer la tensión de estabilización, para ello se emplea un circuito que requiere de una fuente de tensión variable cuya tensión sea mayor que la tensión de zener a medir, un resistor de unos 330Ω ó 470Ω y un par de multímetros empleados como voltímetros tal como se indica en la figura 5. Para hacer la prueba deben seguirse los siguientes pasos: 1º) Arme el circuito de prueba asegurándose de ajustar la tensión de la fuente al valor mínimo posible, por debajo de la tensión del zener. 2º) Conecte la fuente. 3º) Aumente la tensión de la fuente mirando simultáneamente los dos voltímetros, se verá que ambas mediciones son iguales, ya que no circula corriente por el zener y por lo tanto, no hay caída de tensión en el resistor de 470Ω, pues no se ha alcanzado la tensión de estabilización. 4º) Lentamente se sigue aumentando la tensión hasta que aumente la indicación en V1 y permanezca constante la tensión en V2. Cuan-

En general los transistores están en buen estado o no sirven, es muy raro que presenten condiciones intermitentes de funcionamiento, salvo que existan falsos contactos en los terminales o alguna anomalía media extraña. Esta razón hace que la prueba de transistores sea sencilla con un óhmetro. Para probar un transistor se debe conocer su polaridad, la ubicación de sus terminales y la polaridad del multímetro empleado como óhmetro. Convengamos de aquí en más, que en el multímetro a usar como ejemplo, el terminal marcado con (+) corresponde al negativo de la batería interna. Se deben comprobar primero las junturas base-emisor y base-colector del transistor los cuales se comportarán como diodos, es decir, cuando se polarizan en directa el instrumento debe acusar baja resistencia y en sentido inverso tendrá alta resistencia. Un transistor NPN, con la punta roja del óhmetro en el emisor y la punta negra en la base, debe indicar baja resistencia y con la punta roja en base y negra en emisor, la aguja no deflexionará indicando resistencia elevada. El multímetro debe ser empleado en la escala más baja de resistencia, tal como se muestra en la figura 6. Con un sólo multímetro es suficiente, realizando las mediciones alternativamente. La prueba es válida tanto para transistores de si-

48

Figura 7 - Prueba de las junturas de un transistor PNP.

licio como de germanio. El mismo procedimiento se emplea para los transistores PNP, las indicaciones que deben obtenerse se muestran en la figura 7. Si la medición de una juntura indica baja resistencia en ambos sentidos, entonces dicha juntura está en cortocircuito. Si da una lectura de alta resistencia en las dos direcciones, la juntura estará abierta. La última prueba consiste en medir la resistencia entre colector y emisor, la cual debe ser muy alta para cualquier conexión de los terminales al multímetro. Lo dicho se grafica en la figura 8.

En muchas ocasiones desconocemos cuáles son los terminales de un transistor. El procedimiento que daremos es válido para cualquier transistor que funcione correctamente: Primero identificamos la base, para ello con el multímetro en R x 100 colocamos una punta del multímetro en un terminal y con la otra punta tocamos alternativamente los otros dos. Hacemos esto con los tres terminales, la base será aquella en que la aguja haya deflexionado tanto si la restante punta del multímetro está en un terminal como en el otro. Para entender mejor el procedimiento, supongamos que el negativo (marcado "+" en el

Figura 8 - Prueba de los terminales colector y emisor de un transistor NPN.

49

Figura 9 - Identificación de la base de un transistor.

multímetro) es el que usamos para hallar la base y se presentan los casos mostrados en la figura 9. Como en ningún caso de la figura la aguja deflexiona, invertimos las puntas del instrumento; es decir, buscamos la base usando como punto común al extremo positivo, tal como se muestra en la figura 10. Una vez encontrada la base y, como en el ejemplo hizo falta colocar en ella la punta positiva para que haya deflexión cuando medimos con los otros dos terminales, el transistor es NPN. Si se hubiese encontrado la base teniendo en ella la punta negativa, el transistor sería PNP. Por medio del multímetro podemos localizar el emisor y el colector. Si conectamos el multímetro entre colector y emisor y, por ejemplo, una resistencia entre lo que creemos que es el colector y la base, entonces el transistor estaría polarizado en "polarización fija" y habría corriente de colector que sería acusada por la aguja del multímetro. Como la resistencia de base debe ser de un valor alto, directamente podríamos utilizar

los dedos de nuestra mano como si fuese la resistencia de polarización de la base. Para localizar los terminales, elegimos una patita del transistor como emisor y la polarizamos como corresponde. Si ya sabemos que el transistor es NPN, ponemos la punta negativa (marcada "+" en el multímetro) en lo que supongo que es el emisor. La punta positiva la conectamos al supuesto colector y con los dedos de la mano polarizamos entre base y colector. El selector de escala debe estar en R x 100, tal como se indica en la figura 11. Hecha la prueba, si la aguja deflexiona lo suficiente, el elemento elegido como emisor es

50

Figura 10 - Segundo procedimiento para localizar la base de un transistor.

Figura 11 - Identificación del emisor de un transistor.

realmente el emisor, en caso contrario será el colector. Esta prueba es válida tanto para transistores NPN como PNP, respetando las polaridades. Proponemos ahora el armado de un sencillo pero eficaz instrumento teniendo en cuenta lo que hemos aprendido hasta el momento. En este aparato con sólo colocar el componente bajo prueba en un zócalo y con el movimiento de una llave, sabrá de inmediato si el elemento está en buen estado o no. La teoría de funcionamiento consiste en que el transistor bajo prueba es parte de un pequeño amplificador que hará circular una corriente de colector de unos 10mA a 15mA provocando el encendido de un diodo emisor de luz. Con una llave se cambia la polaridad

de la batería para permitir la prueba de transistores NPN y PNP. La prueba se realiza presionando un pulsador, el circuito se muestra en la figura 12: Los puntos B, E y C corresponden a la base (B), el emisor (E) y el colector (C) del transistor que se desea probar, ya sea de silicio o de germanio, NPN o PNP. Si el transistor es NPN, debe ubicarse la llave inversora en posición "NPN", luego se pulsa S2 y debe encenderse el LED verde. Luego se pasa la llave S1 a posición "PNP" y se vuelve a presionar S2 con lo que no se debe encender ningún LED. Si luego de colocar el transistor en el zócalo (E, B y C respectivamente), colocar la llave inversora en posición NPN y presionar el pulsador no se enciende el LED puede ocurrir que el transistor esté abierto o que no sea NPN. Si al pasar la inversora a posición "PNP" y presionar S2 no se enciende el LED, entonces el transistor no "sirve" pues está abierto, en cambio si se enciende el LED rojo indica que se trata de un transistor PNP. Si tanto para posición NPN como PNP de la llave inversora se encienden los LEDs verde y rojo respectivamente, entonces el transistor está en cortocircuito por lo cual no sirve. Por lo sencillo del circuito puede armarse en una caja pequeña sobre un circuito impreso o bien en puente de terminales para lo cual damos el esquema de montaje en la figura13.

Figura 12 - Probador de transistores.

51

Figura 13 - Armado del probador en puente de terminales

Existen otros probadores de transistores que se basan en principios de funcionamiento distintos y dan una seguridad mayor sobre el estado del componente bajo prueba. La limitación fundamental de este probador está en la corriente de fuga o inversa que pueden presentar ciertos transistores (en especial de RF), lo que hará encender los dos LEDS aunque el componente esté en buen estado. En ese caso uno encenderá más que otro y en esos casos vale la destreza del técnico para saber reconocer la situación en que se encuentra. Este práctico instrumento sirve también para verificar el estado de diodos conectando sus patitas a los terminales "C" (correspondiente a colector) y "E" (correspondiente a emisor). Al hacer la prueba, en una posición de la llave inversora deberá encender un LED y en la otra posición no debe encender ninguno. Si en ambas posiciones de S1 encienden los LED (rojo y verde alternadamente) el diodo está en cortocircuito y si no enciende ninguno es porque está abierto. En muchas ocasiones se debe comprobar el componente sin poder sacarlo del circuito en que se encuentra, en tales casos pueden realizarse algunas mediciones con el multímetro que nos permitirán verificar si el componente funciona o no. Muchas veces por no tener el circuito o por desconocer la función que cumple el compo-

nente, no se sabe si el mismo está operando en su zona lineal, en el corte o en la saturación, pues si se supiera bastaría con medir la tensión colector-emisor para tener una idea de su estado. La tabla I resume las tensiones que deberían medirse entre colector y emisor de un transistor, de acuerdo con la clase de operación en que se encuentra. Por ejemplo, si la tensión de alimentación o fuente de un circuito fuera de 15 volt, cuando el transistor opera en su zona lineal debe tener entre emisor y colector una tensión comprendida entre 4 y 11volt. Si se midieran 0,8 volt estaría saturado y si tuviera 14 volt estaría al corte. Si no se midiera tensión alguna entre colector y emisor puede ocurrir que el resistor de polarización de colector estuviera cortado o, lo que es más probable, que el transistor estuviera en mal estado, por lo cual hay que reemplazarlo. La tensión base-emisor debe estar comprendida entre 0,5 y 0,9 volt para transistores de silicio y entre 0,1 y 0,3 volt para transistores de germanio. El método más convincente para saber si un transistor está en buen estado o no, es comprobar si reacciona a cambios de polarización, cambiando por ejemplo, el valor de algún resistor. Una forma es disminuir la resistencia de polarización de TABLA I base con lo cual aumenEstado Tensión a medir tará la corriente de base, tal como sugiere la figuTransistor al corte..............mínima = 90% de la tensión de fuente ra 14, también la comáxima = tensión de fuente rriente de colector y, por ende, disminuirá la tenTransistor en zona lineal ....mínima = 30% de la tensión de fuente sión colector-emisor. máxima = 70% de la tensión de fuente Para disminuir la resistencia de base se coloTransistor saturado ............mínima = 0,5 volt ca en paralelo con el ya máxima = 20% de la tensión de fuente existente otro resistor Rx,

52

PRUEBA DE TRANSISTORES UNIJUNTURA

Figura 14 - Cambio de polarización para saber el estado de un transistor.

cuyo valor conviene que sea igual al primario. En el caso de la figura 14 que estamos analizando, Rx debería ser de 22kΩ aunque su valor no es crítico. Otra prueba que se puede realizar es cortocircuitar la juntura base-emisor con lo cual la indicación del voltímetro que mide la tensión colector-emisor debe ser cercana a la tensión de fuente ya que con ésto llevamos el transistor a la condición de "corte", tal como se muestra en la figura 15. No se recomienda hacer mediciones de transistores de potencia en circuitos, ya que una mala operación podría provocar una corriente excesiva que podría destruir al componente. Es aconsejable que cuando quiera comprobar un transistor de potencia (salida de audio, por ejemplo) lo retire del equipo en que se encuentra.

Con el procedimento que describiremos se puede determinar el estado general de un transistor unijuntura, tomando como base el tipo más común que es el 2N2646. Se puede detectar el estado del sustrato y de la juntura. Para probar el estado del sustrato se debe hacer lo siguiente: a) Coloque el multímetro en la escala de resistencia R x 10. b) Calibre el multímetro como óhmetro. c) Mida la resistencia entre las bases (B1 y B2) del transistor unijuntura, tal como se especifica en la figura 16 . Si el valor medido está entre 2kΩ y 10kΩ, el transistor unijuntura tiene el sustrato en buenas condiciones. Si la resistencia detectada es infinita o muy alta, el sustrato está abierto. Para verificar el estado de la juntura del transistor se debe proceder de la siguiente manera: a) Coloque el multímetro en el rango R x 10. b) Calibre el óhmetro. c) Mida la resistencia en sentido directo entre la base B1 o la base B2 y el emisor E, según lo mostrado en la figura 17.

Figura 15 - Cómo llevar al estado de corte a un transistor.

53

Figura 16 - Prueba del sustrato de un transistor unijuntura.

d) Mida la resistencia en sentido inverso entre la base B1 o la base B2 y el emisor E, tal como se muestra en la figura 18. Si en inversa se mide una resistencia infinita y en directa una resistencia baja, el transistor está en buenas condiciones. Si la resistencia en las 2 mediciones es alta o infinita, el transistor está abierto. Si la resistencia en las 2 mediciones es muy baja, el transistor está en cortocircuito. Como entre el emisor y el sustrato que une las bases existe una juntura que se comporta como un diodo común, se pueden seguir los mismos pasos de prueba que los explicados para estos elementos.

Si se desean identificar los terminales de un transistor unijuntura, puede proceder de la manera que se explica a continuación: a) Coloque la llave selectora del multímetro en el rango R x 10. b) Calibre el óhmetro. c) Mida la resistencia entre todos los terminales hasta encontrar dos en que el valor medido sea el mismo en sentido directo e inverso. Este par corresponde a las bases B1 y B2, "aún no identificadas individualmente". El tercer terminal es el emisor. d) Mida la resistencia directa entre el emisor y los 2 terminales restantes. La resistencia entre la base B1 y el emisor será mayor que la resistencia entre la base B2 y el emisor, presentando los valores que se indican en la figura 19. En resumen podemos afirmar lo siguiente: Si la resistencia en los 2 sentidos está entre 3 y 10 kΩ, el emisor es el terminal restante. La resistencia es más baja entre el emisor y la base B2 y más alta entre el emisor y la base B1. Para ampliar sus conocimientos, digamos que la diferencia entre la base B1 y emisor y la base B2 y emisor se debe a la llamada "relación intrínseca", que varía entre 0,45 y 0,8; esta relación indica en qué punto del sustrato está localizada la juntura de emisor, y, por lo

Figura 18 - Medición inversa de un transistor unijuntura.

Figura 19 - Localización de los terminales de un transistor unijuntura.

Figura 17 - Medición directa de un transistor unijuntura.

54

tanto, las resistencias a ambos lados de éste punto, tal como se ve en la figura 20. El punto está ubicado encima del medio, y entonces la resistencia entre el emisor y la base B2 normalmente es menor que la resistencia entre el emisor y la base B1.

MEDICION DE RCSS Y TRIACS Los rectificadores controlados de silicio (RCS) y Triacs son reles electrónicos, es decir, conducen luego de ser excitada la compuerta. Los RCSs se comportan como diodos, ya que conducen la corriente en un sólo sentido luego de aplicar una tensión positiva en compuerta respecto de cátodo durante un instante. Mientras circule una corriente entre ánodo y cátodo superior a la de mantenimiento, el componente permanecerá activo por más que haya desaparecido la corriente de disparo. Para que el RCS funcione, la tensión de ánodo debe ser positiva respecto de la del cátodo. Los Triacs se pueden considerar como RCSs bidireccionales, ya que se comportan como tiristores que conducen la corriente en ambos sentidos; ahora la excitación de compuerta podrá ser tanto negativa como positiva.

Figura 21 - Prueba del estado de triacs.

La prueba se limita a la verificación de la juntura compuerta (gate) - terminal principal 1 (MT1). Si el triac estuviera abierto o en corto, eventualmente podemos tener una idea, situaciones especiales no podrán ser detectadas. Para la prueba se deben seguir los siguientes pasos. a) Coloque la llave selectora del multímetro en el rango: R x 1 o R x 10. b) Calibre el óhmetro. c) Mida la resistencia entre los terminales principales en sentido directo y en sentido inverso (MT1 y MT2), haciendo referencia al circuito de la figura 21. d) Mida la resistencia directa e inversa entre los terminales de compuerta (G) y principal 1 (MT1), tal como se muestra en la figura 22.

Figura 20 - Relación intrínseca de un transistor unijuntura.

55

Figura 22 - Otra prueba para saber el estado de triacs.

Se deduce lo siguiente: Si la resistencia entre los terminales principales en una de las mediciones o en las dos es baja, el triac está en corto. Si la resistencia entre los terminales principales en las 2 medidas es alta, el triac, en principio, está bien. Si la resistencia en una de las mediciones entre compuerta (G) y MT1 es baja y en la otra es alta, la compuerta está bien. Si en las 2 mediciones la resistencia entre G y MT1 es alta o baja, el triac puede estar abierto o en corto, respectivamente. Tenga en cuenta que en el mercado hay Triacs de distintas corrientes y potencias por lo cual aunque lo dicho pareciera indicar lo contrario, dos componentes que manejen la misma capacidad de corriente pueden no resultar equivalentes. Es muy común encontrar un resistor de 1kΩ entre G y MT1 de un TIC 226 con lo cual se estandarizan sus características. La resistencia directa entre G y MT1 de un TIC 226, en la escala R x 1 de un instrumento de sensibilidad 50.000Ω/V es del orden de 60Ω. Los Triacs se pueden considerar como 2 RCSs en oposición conectados en paralelo, por lo tanto el comportamiento esperado para

Figura 23 - Cómo medir la corriente de disparo de un RCS.

la prueba es semejante, debiendo ser observada una baja resistencia entre G y MT1 con polarización directa. Como en general las corrientes de disparo son algo elevadas, variando entre 15mA y varios cientos de mA, en ciertas ocasiones el multímetro no puede establecer condiciones de disparo. Si se desea probar la corriente de disparo o la sensibilidad de estos componentes fuera del circuito se necesita, además del medidor, una fuente de alimentación. La prueba permite determinar la corriente mínima necesaria para el disparo de un RCS y también la corriente mínima que podemos mantener entre ánodo y cátodo del RCS sin que se desconecte y sin excitación en la compuerta luego de disparado. Para medir la corriente de disparo de un RCS, deben seguirse los siguientes pasos: a) Se arma el circuito de la figura 23 y se conecta el multímetro en la escala de corriente continua de 50mA o más. b) Debe tenerse en cuenta la polaridad de las puntas de prueba y el potenciómetro de la fuente debe estar en la posición de mínima tensión. c) La carga puede ser una lámpara de 12V x 5W. d) Se gira lentamente el eje del potenciómetro, notando el aumento de la corriente de compuerta del RCS hasta el instante en que ocurre el disparo del RCS y la lámpara se enciende. En ese momento, podemos leer directamente en el amperímetro el valor de la corriente buscado. El circuito empleado para la medición de la corriente de disparo se muestra en la figura 24. Se puede usar el mismo procedimiento para medir la tensión para la cual se produce el disparo, en esta medición, el multímetro debe colocarse en la escala más baja de tensiones tal como se muestra en la figura 25.

56

Figura 24 - Circuito para la medición de la corriente de disparo.

La tensión de disparo para los RCSs del tipo TIC 106, por ejemplo es típicamente de 0,6V, pero puede variar entre 0,4V y 1V. Para darle datos adicionales, digamos que la corriente medida se denomina IGT (corriente de disparo) y varía entre 50 y 200µA para los RCSs del tipo TIC106. El disparo también ocurrirá cuando la tensión entre compuerta y cátodo alcance un determinado valor llamado VOT. Expliquemos ahora cómo se mide la corriente de mantenimiento de un RCS. Para que un RCS o un Triac permanezca activo, por él debe circular una corriente mínima denominada corriente de mantenimiento. Un valor menor al de la corriente de mantenimiento, que circule entre ambos terminales principales del Triac o a través de ánodo y cátodo de un RCS, hará que el componente vuelva a sus condiciones de reposo. La corriente mínima de mantenimiento en RCSs o Triacs de baja potencia es de apenas algunas centenas de µA aunque para componentes de mayor tamaño, puede alcanzar valores del orden de los 100mA o más. Si se desea saber el valor de esta corriente de mantenimiento, se deben seguir los siguientes pasos: a) Se arma el circuito de la figura 26 y se conecta el multímetro en la escala de corrientes DC 10mA. b) Se coloca el potenciómetro de la fuente

Figura 25 - Verificación de la tensión de disparo de un RCS.

en la posición de máxima resistencia, inicialmente, y se pone en marcha el circuito. c) Abrimos el botón de disparo y observamos si ocurre el disparo del RCS, lo cual es indicado por la subida de la corriente medida por el multímetro. d) Se activa el pulsador de disparo y si la corriente cae a cero, es porque el RCS no mantiene la corriente entre ánodo y cátodo, si ésto ocurre aumentamos ligeramente su valor girando un poco el potenciómetro P. e) Conectamos el pulsador de disparo y verificamos si la corriente se mantiene, o sea, si

Figura 26 - Medición de la corriente de mantenimiento e RCSs.

57

Figura 27 - Cómo identificar los terminales de un RCS.

el RCS se mantiene conectado. La corriente de mantenimiento será aquella para la cual se mantiene en el RCS al soltar el pulsador. La corriente de mantenimiento se denomina IH (holding current) o corriente de enganche, y es la corriente mínima que el RCS puede controlar en funcionamiento normal. Por debajo de este valor, el RCS no puede mantenerse disparado. Para los RCSs del tipo TIC 106, esta corriente varía entre 3 y 10mA. Un RCS de mayor corriente, como el TIC 116 o el TIC 126 tienen corrientes de mantenimiento entre 40 y 70mA. Para la prueba de tales RCSs, el potenciómetro en serie con el multímetro debe tener su valor pequeño y ser de alambre. En muchas ocasiones es necesario conocer los terminales de un RCS o un Triac, si no se tiene un manual de componentes apropiado, puede averiguarlo procediendo de la siguiente manera: a) Coloque la llave selectora del multímetro en la escala más baja de resistencias: R x 1 generalmente. b) Calibre el instrumento. c) Mida la resistencia entre terminales, tomándolos de a 2 patitas hasta encontrar un par que tenga baja resistencia (100Ω o menos). El terminal que quedó fuera de esta medición es el ánodo. Los 2 terminales que fueron usados en esta medición son el cátodo (K)

y la compuerta (G), sin poder identificarlos hasta el momento. d) Coloque la punta de prueba positiva al terminal identificado como ánodo y la negativa en uno de los otros dos terminales. Cortocircuite momentáneamente los terminales que se cree que son compuerta y cátodo, tal como se ejemplifica en la figura 27. El instrumento debe indicar baja resistencia. e) Si al deshacer el cortocircuito, la aguja permanece en baja resistencia, o sea, el RCS se mantiene disparado, entonces el terminal que está libre es la compuerta (G). f) Si al deshacer el cortocircuito, la aguja vuelve a indicar alta resistencia, entonces el terminal libre es el cátodo. Para asegurarse conéctele la punta de prueba negativa y rehaga la prueba para comprobar el disparo. Debe ocurrir lo indicado en el ítem e). Una vez encontrada la baja resistencia, el terminal sobrante es el ánodo. Conectamos la punta positiva al ánodo y la negativa al supuesto cátodo. Si esto es correcto, el dispositivo se disparará. Si no se consiguiera el disparo de ningún modo, el RCS puede no tener características que permitan la prueba, o podría ocurrir que esté defectuoso. Si bien la disposición de los RCSs más comunes, como los de la serie 106, es bien conocida, pueden aparecer otros tipos con configuraciones diferentes. En estos casos, se puede aplicar la prueba de identificación anterior, ya que son de pequeñas dimensiones y sus corrientes de disparo también son bajas. Esta prueba no revela la capacidad de corriente del RCS y tampoco su tensión máxima. En definitiva, si se hacen las pruebas mencionadas y no se tiene seguridad sobre el buen funcionamiento del dispositivo, conviene verificar si el mismo funciona correctamente o no. Podemos probar principalmente los RCSs de la serie 106 como los MCR 106, C 106,

58

TIC 106 e IR 106 con tensiones máximas de trabajo entre 20 y 400V. La prueba determina el estado de las junturas y también permite verificar las condiciones de disparo. Comencemos por indicar los pasos a seguir para la medición de las junturas: a) Coloque la llave selectora del multímetro en las escalas más bajas de resistencias: R x 1 generalmente. b) Calibre el óhmetro. c) Identifique los terminales del óhmetro y haga las siguientes mediciones de resistencias: Resistencia directa e inversa entre ánodo (A) y cátodo (K). Resistencia directa e inversa entre cátodo (K) y compuerta (G). Resistencia directa e inversa entre ánodo (A) y compuerta (G).

Los pasos mencionados se ilustran en la figura 28. La resistencia directa entre compuerta y cátodo debe presentar bajo valor. Todas las demás resistencias medidas deben ser altas.Si la resistencia entre ánodo y cátodo es baja, el RCS está en corto. Si la resistencia entre compuerta y cátodo es alta, el RCS está abierto. En la escala R x 1 de un multímetro de 50.000Ω/V la resistencia directa de la juntura compuerta-cátodo tiene un valor comprendido entre 10 y 100Ω; para multímetros de otras sensibilidades es conveniente que realice pruebas previas con componentes en buen estado para asegurarse de los resultados obtenidos. Los valores de resistencia medidos en las junturas de un RCS dependen tanto de la sensibilidad del instrumento como de su tensión de operación. Lo importante a tener en cuenta es que la baja resistencia existe y debe ser inferior a 1kΩ para cualquier RCS. Resta ahora verificar si el dispositivo dispara correctamente o no. Son muchos los procedimientos que pueden hacerse efectivos para la prueba del disparo de un tiristor con el empleo de un multímetro, pasemos a describir uno de ellos: a) Coloque la llave selectora del multímetro en el rango de más baja resistencias: R x 1 generalmente. b) Calibre el instrumento.

Figura 28 - Verificación del estado de RCSs.

Figura 29 - Forma de probar el disparo de un RCS.

59

c) Conecte la punta de prueba positiva al ánodo y la negativa al cátodo del RCS bajo prueba. d) Lea la resistencia y luego provoque el disparo cortocircuitando momentáneamente los terminales entre ánodo y compuerta tal como se indica en la figura 29. Anote el valor de la resistencia medida. Si la resistencia medida, que inicialmente era muy alta, cae a un valor bajo (entre 40 y 50Ω) permaneciendo así, incluso después de quitado el cortocircuito, el RCS está en buen estado, o sea, en condiciones normales de disparo. Cortocircuite el ánodo y el cátodo del mismo modo y la resistencia debe volver al valor inicial. Si la resistencia no cae a cero en el momento en que se establece el cortocircuito, el RCS no se dispara y por lo tanto no está en condiciones de uso. Si la resistencia cae a cero, pero vuelve a infinito cuando se quita el cortocircuito, el RCS tiene problemas de disparo. Para RCSs de mayores corrientes de disparo, la corriente que es capaz de suministrar el óhmetro no es suficiente para permitir el disparo. Para el TIC 106, C 106, MCR 106 esta prueba es válida en instrumentos comunes. Para RCSs de mayor potencia, es posible que no se produzca el disparo y su mantenimiento, e incluso pue-

de producirse el disparo pero no el mantenimiento. Antes de efectuar la prueba debe verificar en el manual del RCS la corriente mínima de disparo de mantenimiento, y vea si en la escala usada, su óhmetro puede proveerla. No siempre los valores de resistencia medidos no corresponden a los valores que realmente el RCS va a presentar en el circuito. Generalmente, hay una tensión constante a través del RCS de alrededor de 2V. De este modo, dividiendo los 2V por la corriente que conduce, podemos calcular su resistencia usando la ley de Ohm.

PRUEBA DE TRANSISTORES DE EFECTO DE CAMPO (FET) Para probar los transistores de efecto de campo se sugiere seguir los siguientes pasos: a) Coloque la llave selectora del multímetro en la escala más baja de resistencias: R x 1 generalmente. b) Calibre el instrumento. c) Identifique los terminales del FET y haga las siguientes mediciones, tomando como referencia las indicaciones dadas en la figura 30: Mida la resistencia directa e inversa entre drenaje (D) y fuente (S).

Figura 30 - Prueba del estado de FETs.

60

Mida la resistencia directa e inversa entre compuerta (G) y drenaje (D). Cuando la resistencia directa e inversa entre drenaje y fuente son del mismo orden ,alrededor de 200Ω para el MPF 102 y valores próximos para otros tipos, el canal tiene continuidad. Cuando la resistencia entre compuerta (G) y drenaje (D) polarizadas directamente, es del orden de 60Ω o menos e infinita con polarización inversa, el FET tiene la juntura G-D en buen estado. Caso contrario el FET está defectuoso. Por ejemplo, si la resistencia entre drenaje y fuente es muy alta o infinita, el transistor está abierto. Si la resistencia es muy baja o nula entre compuerta y drenaje (con polarización directa e inversa), el transistor tiene elevadas fugas o está en cortocircuito. Con estas pruebas, también se puede determinar si el FET es de canal N o canal P, para ello tenga en cuenta lo siguiente: a) Si la resistencia de la juntura compuertadrenaje es baja con polarización directa (polo (+) a G y polo (-) al D), el FET es de canal N. b) Si la resistencia de la juntura compuertadrenaje es alta con polarización directa (polo (+) a G y polo (-) a D), el FET es de canal P. Para identificar los terminales del dispositivo proceda de la siguiente manera: a) Coloque la llave selectora del multímetro en el rango menor de resistencias: R x 1 ó generalmente. b) Calibre el instrumento. c) Mida las resistencias en sentido directo e inverso de los terminales. Si se encuentra un par en el que la resistencia directa e inversa es la misma, el tercer terminal, es decir, el que no se usó en esta prueba, es la compuerta (G). Los otros 2 terminales corresponden a drenaje (D) y fuente (S). En FETs, como el MPF 102, estos terminales son intercambiables, ya que se

Figura 31 - Identificación de los terminales de un transistor de efecto de campo.

pueden invertir sin inconvenientes en la mayoría de las aplicaciones. Si en un circuito el funcionamiento no fuese el esperado, basta con efectuar la inversión de los terminales. Para efectuar las pruebas mencionadas puede referirse a la figura 31. Como los FETs son sensibles a las descargas estáticas de tensiones elevadas que pueden dañarlos, en las pruebas no se los puede tomar con las manos directamente si trabaja sobre alfombras o usa zapatos de suelas aislantes, ya que las suelas aislantes acumulan cargas estáticas en el cuerpo de la persona, las cuales pueden dañar el componente.

PRUEBA DE FOTOTRANSISTORES Un fototransistor es un transistor bipolar que normalmente conduce cuando se le hace incidir luz. Para la prueba de las junturas se debe seguir el mismo procedimiento explicado para transistores bipolares. La prueba se especifica en la figura 32. Por ser un dispositivo activado por luz,debemos saber ahora qué corriente circula por el transistor en función de la intensidad de la luz que recibe. Esta prueba no permite obtener resultados concretos pero sí dá una idea de la

61

Figura 32 - Prueba de fototransistores.

sensibilidad del fototransistor. Debe seguir los siguientes pasos: a) Coloque la llave selectora del multímetro en el mayor rango de resistencias: R x 1K o R x 10K. b) Calibre el óhmetro. c) Ponga la punta de prueba (+) al colector y la (-) al emisor para transistores NPN, y a la inversa para transistores PNP, tal como se muestra en la figura 33. d) Haga incidir luz en la parte sensible del transistor y luego póngalo en la sombra. Anote las resistencias medidas. Si al no estar iluminado la resistencia medida es de 5 a 20 veces mayor que la resistencia en la luz, el fototransistor se encuentra en buen estado. Si no hay variación de resis-

Figura 33 - Prueba de un fototransistor.

tencia tanto en la oscuridad como en la claridad, el transistor puede estar dañado o bien puede estar conectado en forma incorrecta. Para un fototransistor como el BPW42 la variación de resistencia en las condiciones mencionadas, medida con un multímetro de 50.000Ω/V en la escala R x 10k, es de 10kΩ a 500kΩ, la iluminación fué una lámpara de 100W a 2 m de distancia. Los valores dependen mucho del instrumento y del tipo de fototransistor probado. De esta manera culminamos este capítulo recordándole que los dados son solo algunos conceptos de los componentes más empleados y que nos servirán como base para la medición de distintas etapas electrónicas. ****

62

E

n este capítulo dedicado a la localización de fallas en etapas electrónicas daremos una guía rápida para la localización de fallas en receptores de radio por tratarse de equipos que poseen distintos tipos de circuitos, como ser: osciladores, mezcladores, amplificadores de RF, detectores, amplificadores de audio, etc. En otra edición tomaremos como base las instrucciones que daremos a continuación para realizar mediciones específicas sobre determinadas etapas. El técnico reparador puede utilizar una gran cantidad de métodos que permitan localizar averías en receptores a transistores. En genera,l los semiconductores no son los princi-

Figura 1 - Prueba del chasquido con punta de prueba.

pales causantes de falla, salvo que sean sometidos a manipulaciones indebidas, a excesivo calor, tensiones incorrectas o condiciones de trabajo inadecuadas. Una prueba preliminar, cuando se desea saber rápidamente cuál es el elemento o la etapa que provoca un desperfecto, consiste en realizar un rastreo de emergencia, en tal caso el técnico se encuentra con que debe reparar un circuito sin tener las herramientas apropiadas. En estas condiciones normalmente se emplea el método de chasquido que los técnicos antiguamente empleaban en receptores a válvula y que es aplicable en radios a transistores si se aplican algunas modificaciones. Este método permite la prueba de etapas amplificadoras, tanto de audio como de radiofrecuencia y consiste en aplicar momentáneamente una tensión continua en el colector y base de los transistores de la etapa bajo prueba, utilizando una punta de prueba munida de un "clip cocodrilo", una resistencia limitadora y un cable del tipo de los empleados en multímetros, tal como se muestra en la figura 1.

64

Para llevar a cabo esta prueba se debe conectar el clip cocodrilo al potencial positivo de la batería, en general al potencial distinto del correspondiente a la masa del circuito, y luego con la punta de prueba se tocan los colectores de los transistores que se están ensayando comenzando por el más cercano al parlante, o sea, los transistores de salida de audio, hasta llegar al transistor conversor. Si al tocar con la punta de prueba el colector del transistor conversor se escucha un chasquido por el parlante, es señal que el camino de la señal es bueno desde la entrada hasta la salida; luego si el receptor no funciona, debe buscarse la falla en el oscilador local o la etapa de antena, tal como se muestra en la figura 2. El chasquido emitido por el parlante se producirá cuando se "raspa" la punta contra el colector del transistor, ya que con ello se estará quitando y aplicando alternativamente un potencial al elemento, tratándose como si fuera una señal variable. El método de rastreo se torna más confiable si en lugar de usar la punta de prueba se emplea un generador de ruido que es un instrumento que proporciona señales de AF y RF tales que, al ser amplificadas, provocarían en el parlante un sonido similar al de la lluvia o el mar, se lo conoce como generador de ruido blanco, y se trata de un oscilador cuyo esquema se muestra en la figura 3. En la figura 3 vemos un circuito que se encarga de amplificar la señal de ruido generada por la juntura baseemisor de un transistor (Q1) polarizado cerca del corte, con la posibilidad de cambiar el "timbre" del sonido producido variando un potenciómetro que en este caso es de 250kΩ.

Figura 2 - La emisión de un chasquido es señal de que el canal amplificador funciona correctamente.

La ventaja fundamental de emplear este método es evitar colocar en cortocircuito a los componentes semiconductores para generar chasquidos en el parlante, que podrían dañar a los transistores. Cualquier técnico o aficionado que lo desee, puede construir fácilmente el generador de ruido blanco en un puente de terminales, como muestra la figura 4, o en una placa de circuito impreso universal si es que hace el diseño correspondiente. Utilizando el generador de ruido se inyecta señal primero en el parlante, para ello se debe conectar el generador en la bobina del mismo, debiéndose oír un sonido similar al de la lluvia pero con muy baja potencia, hasta puede ocurrir que deba acercar el parlante al

65

Figura 3 - Circuito de un generador de ruido blanco.

transistor conversor o al mezclador si es que esa etapa fuera de dos transistores. En general, el sonido a ser escuchado deberá ser mínimo en los transistores de salida ya que en esos puntos se requiere de una señal de buen nivel por tratarse de zonas de baja ganancia donde la señal ingresa con buen nivel. Cuando se inyecta señal al transistor preamplificador de audio, al detector y al primer amplificador de FI, el volumen del sonido aumentará consideFigura 4 - Montaje en puente de terminales del generador de ruido blanco. rablemente. Muchas veces suele emplearoído para escuchar dicha señal. Si se tratara se un inyector de señales en lugar de un genede un parlante de alta impedancia -25 ohm, rador de ruido blanco, por ser un instrumento por ejemplo-, muy usados en la actualidad, que entrega una señal de AF muy rica en armayor será el volumen del tono emitido. mónicas y en general es de buen nivel. Como Si el parlante funciona, el paso siguiente se ha visto en el capítulo 2 se trata de un mulconsiste en inyectar la señal del generador a tivibrador que opera con una frecuencia funlas bases de los transistores de salida, tal que damental de aproximadamente 400Hz produuna punta del generador se conecta a la ma- ciendo armónicas que podrían cubrir una amsa del receptor y la otra a las bases, luego a plia gama, aunque con un nivel muy reducido. la base del preamplificador, posteriormente al La principal ventaja de su uso radica en que detector y más adelante a las bases de los en el parlante se escucharía un tono nítido, a transistores de FI, hasta llegar por último al diferencia del ruido producido por el generador de ruido blanco. La ventaja del generador de ruido blanco es que genera señales en toda la banda de frecuencias con intensidad apreciable. Existen inyectores de señal que se basan en el empleo de un oscilador de autobloqueo con un solo transistor y transformador que utiliza cualquier transistor de baja o media potencia tal como se muestra en la figura 5. Los valores del circuito de la figura 5 no son críticos y pueden emFigura 5 - Inyector de señales con oscilador de autobloqueo. plearse tanto transistores de silicio co-

66

mo de germanio, ya sean NPN o PNP, con la precaución de que si se emplea un transistor NPN se debe invertir la polaridad de la pila. Con R1 se puede cambiar la frecuencia de trabajo. Si después de armado el circuito, el oscilador no funciona se deberán invertir los terminales de conexión del secundario del transformador para tratar de corregir una posible falla en la fase con que se realimenta la señal. Figura 6 - Armado del oscilador de autobloqueo en puente de terminales. Se puede armar el circuito propuesto, en puente de terminales como se ve en la figura 6. El multivibrador que mencionamos en este tema posee un esquema comúnmente empleado en base a dos transistores con acoplamiento por colector que puede admitir cambios de frecuencia variando la resistencia que "ven" las bases y se lo puede alimentar con una pila de 1,5 volt debido a su bajo consumo tal como se grafica en la figura 7. Los técnicos normalmente emplean este circuito para armarse su inyector de señales Figura 7 - Multivibrador como inyector de señales. pero con frecuencia fija y sin variación del nivel de salida. El circuito propuesto con las modificaciones mencionadas, puede armarse en puente de terminales siguiendo el esquema mostrado en la figura 8. MEDICIONES EN RECEPTORES Explicaremos ahora cuáles son las mediciones, tanto de tensión como de corriente, necesarias para la localización de fallas. Las mediciones de tensiones en receptores de radio, que nos permitirán saber cómo funciona cada etapa, se realizan sobre

Figura 8 - Inyector en puente de terminales.

67

Si al hacer la medición de las tensiones de los transistores, se detecta que todas son nulas, o en más de un transistor es nula, debe verificarse el suministro de corriente del aparato. Para efectuar esta prueba no basta con medir la tensión en bornes de las pilas sino que se deFigura 9 - Medición de la tensión de los transistores de un receptor. ben seguir los caminos de cirla polarización de los transistores. Una prime- cuito impreso, hasta encontrar una pista cortara idea sobre el funcionamiento nos la da la da o algún falso contacto; es muy común que lectura de la tensión base-emisor, la cual tiene la llave de corte de corriente esté sucia o deque estar comprendida entre 0,1 y 0,3 volt pa- fectuosa. Esta llave, en la mayoría de los rera transistores de germanio y entre 0,4 y 0,8 ceptores se encuentra unida al potenciómetro volt para transistores de silicio. Si la tensión de volumen, por lo cual se la debe verificar mimedida no está entre los valores medidos, se- diendo la tensión antes y después del corte tal guramente habrán fallas con lo cual el rendi- como se muestra en la figura 10. miento del receptor disminuirá considerableSi existen problemas con la llave de corte, mente y casi con seguridad aumentará el con- lo más práctico es cambiar la unidad, es desumo por excesiva corriente o el sonido saldrá cir, el potenciómetro con llave. distorsionado; indicaciones de cómo realizar Al medir la tensión de las pilas, no debe estas mediciones se dan en la figura 9. ser inferior al 90% de la especificada, es deSi los valores medidos no son los espera- cir, para radios de dos pilas (3 volt), la tensión dos, se debe realizar un examen más detalla- medida no debe ser inferior a 2,7 volt, caso do para saber con certeza el estado del com- contrario se las debe reemplazar. ponente. La tensión colector-emisor de un tranPuede ocurrir que los transistores de la etasistor varía en función de la tensión de polari- pa de audio sean los únicos que tengan tenzación y del estado de funcionamiento, es decir, depende de que se encuentre en el corte, zona lineal o saturación. Por lo tanto, su medida de por sí no nos ayuda mucho si no sabemos de antemano qué función cumple el transistor en el circuito.

Figura 10 - Se debe medir la llave de corte si se detecta falta de suministro.

68

Figura 11

sión, si es así debemos desconfiar del resistor de desacople de la etapa de RF que puede estar abierto, o de una mala soldadura del elemento. Con el téster se verifica la tensión antes y después del mismo, la caída de tensión en dicho resistor no debe ser superior a 1 volt según se muestra en la figura 11. De estar abierto se lo debe reemplazar, pero si la tensión entre sus terminales es alta y el elemento está bien, significa que hay algún cortocircuito en la etapa de RF (conversora o FI) que debemos localizar, ya que ocasiona una corriente excesiva que a su vez provoca la elevada tensión en el receptor. La medición del consumo de un equipo defectuoso indicará si algún elemento está provocando una corriente excesiva convirtiéndose así en un potencial cortocircuito. En general las causas típicas que provocan elevados consumos pueden ser transistores en corto, capacitores electrolíticos con fugas excesivas, mala polarización de transistores a causa de la rotura de resistores, soldaduras mal hechas, que el parlante toque con el circuito del receptor, etc. Cuando se produce alguno de los casos mencionados la corriente normal del receptor aumenta sustancialmente. La corriente total del receptor se debe medir colocando el téster como miliamperímetro, en general para medir unos 200mA a fondo de escala. El instrumento debe estar en serie con la batería. Para conectar el instrumento se debe cortar la pista de circuito impreso que une el portapila con el resto del circuito o apagar el receptor y colocar el miliamperímetro en los bornes de la llave de corte del aparato, en paralelo con dichos bornes. Aunque no es lo aconsejable, para cortar la pista de circuito impreso debe emplear cuchillas afiladas como la mostrada en la figura 12. Esta herramienta permite realizar un surco pequeño que después puede unirse con facilidad con una gota de estaño.

Figura 12 - Cuchilla para efectuar tareas de corte.

En la figura 13 se grafica el corte efectuado en una plaqueta para verificar el consumo del receptor. La corriente a medir con el instrumento con mínimo volumen no debe superar los 15mA sea cual fuere el receptor . En general estos valores estarán comprendidos entre 5 y 10mA. Cuanto mayor es el volumen del receptor, más se incrementará la corriente suministrada por la fuente. El valor máximo de esta corriente dependerá de la potencia del receptor, por ejemplo, para receptores portátiles la corriente podrá alcanzar unos 25mA con 3V de tensión de batería y en algunos casos podrá llegar hasta 40mA. Si hay una circulación excesiva de corriente sin señal, existe algún cortocircuito que se debe detectar. Quitando el resistor de desacople de la etapa de RF que se ubica en el camino de la alimentación, se podrá saber si dicho cortocircuito se encuentra en la etapa de audio o en la de RF. Si al remover el resistor el consumo disminuye a valores por debajo de 10mA, es señal de que el problema está en las etapas

69

Figura 13 - Medición del consumo de un receptor.

Figura 14 - Medición del consumo desde la llave de corte.

de RF, en cambio si persiste el alto consumo implica que el cortocircuito se encuentra en la etapa de audio. Cuando en condiciones de reposo el consumo es normal y se incrementa demasiado al darle volumen al receptor, alcanzando valores por encima de los 80mA, existe una polarización deficiente en los transistores de la etapa de audio o alguno de estos semiconductores está defectuoso. Este método posee la ventaja que permite variar el volumen del sonido y ver cómo se comporta el consumo. La desventaja es tener que realizar un corte en el impreso, aunque en ocasiones basta con desconectar un cable, pero luego de realizadas las pruebas se lo puede reparar con una gota de estaño o soldando un pequeño alambrecito si fuera necesario. Otra forma de medir el consumo consiste en colocar el miliamperímetro sobre la llave de corte del receptor, con lo cual se cerrará el circuito a través del instrumento pudiendo medir

Figura 15 - Medición de resistencias dentro del circuito.

el consumo a mínimo volumen tal como se muestra en la figura 14. Con este método sólo se puede medir la corriente a mínimo volumen, ya que si se pretende aumentar el mismo, se cerrará la llave de corte y ya no pasará corriente por el instrumento. Para localizar un cortocircuito por haberse detectado excesivo consumo no conviene utilizar directamente un miliamperímetro, ya que la corriente que circularía sería tan grande que podría sobrecalentar a algún componente lo que haría descargar rápidamente las pilas. En tal caso lo que se debe hacer es medir la resistencia que "verían" las pilas quitando las pilas y con un óhmetro se verifica que la resistencia total del aparato no sea inferior a los 500Ω. Si la resistencia medida es inferior a ese valor, se debe encontrar el elemento causante de la falla antes de proceder a medir el consumo. En resumen, el primer paso para una reparación consiste en medir la resistencia del aparato bajo prueba. Cuando se debe medir un resistor de un circuito "no debe haber tensión de alimentación", ya que dicho elemento puede estar incluido en la red de polarización de algún transistor y la tensión que aparece a través de las puntas de prueba del multímetro podría dañar al instrumento y hasta al semiconductor por excesivo consumo. Siempre conviene levantar una patita del componente para no obtener lecturas equivocadas como consecuencia de quedar algún otro componente en paralelo con el resistor bajo prueba, tal como se muestra en la figura 15. Los transistores, circuitos integrados y semiconductores en general poseen una vida en teoría ilimitada, pero se inutilizan fácilmente cuando son sometidos a excesos de calor o por aplicación de tensiones incorrectas. El calor excesivo en general, provoca daños irreversibles en la estructura cristalina del semi-

70

conductor siendo las tensiones incorrectas, las causas más frecuentes que generan ese exceso de calor en el material. Se deduce entonces, que los semiconductores poseen capacidades limitadas de disipación de calor, ligada exclusivamente con las reducidas dimensiones de estos componentes. La primera medida a tomar consiste en el empleo de un soldador de pequeña potencia (no más de 40 watt) y punta apropiada tal como se vió en el capítulo 1. Los elementos activos (transistores, diodos, circuitos integrados, etc.) deben ser los últimos en ser soldados en un circuito y al hacerlo conviene tomar los extremos del elemento con una pinza de puntas para que el calor generado durante la soldadura se disipe en la herramienta y no en el componente, tal como se ve en la figura 16. Lo mismo se debe hacer cuando se debe desoldar un componente para su prueba, tratando en lo posible de usar un desoldador para extraer el estaño que lo mantiene unido al circuito impreso. En los procesos de soldado y desoldado se debe actuar tan rápido como sea posible, empleando estaño de bajo punto de fusión, normalmente 60% de estaño y 40% de plomo. Tambien se deben estañar las partes a soldar una vez que el soldador haya adquirido la temperatura adecuada antes de la operación (más de 220°). Al realizar alguna operación de soldadura o desoldadura, se debe asegurar de que no haya tensión en el circuito con que se está trabajando. Cuando efectúe mediciones de corriente o tensión en circuitos de receptores, se debe tener mucho cuidado en no cortocircuitar pistas accidentalmente con la punta del multímetro, ya que un descuido puede alterar considerablemente la polarización de un transistor circulando una corriente excesiva que podría llegar a destruirlos.

Figura 16 - Forma de evitar el calor excesivo en un componente.

Vamos a indicar ahora cómo se efectúan pruebas en una etapa de RF utilizando un multímetro y un diodo detector; este análisis nos servirá de modelo para explicar futuras pruebas. El multímetro junto con un diodo, puede ser un muy buen medidor de señales de RF, permitiendo así la verificación del funcionamiento de osciladores en receptores de radio y el ajuste de pequeños y grandes transmisores.

PRUEBA DE OSCILADORES Un oscilador es un amplificador realimentado que entrega una señal de salida con sólo aplicar una fuente de alimentación de tensión continua, sin que sea necesario aplicar una señal a la entrada. La señal de salida es repetitiva, de frecuencia fija y con forma de onda definida. Un oscilador de RF genera una salida senoidal y se usa en prácticamente todos los receptores . También se usa en transmisores, sistemas de radar, equipos de comunicaciones,hornos de microondas, etc. Para la medición se necesita un diodo de señal tipo 1N4148 o equivalente y una pequeña bobina de captación que se puede hacer con 5 a 10 espiras de alambre común. Debe hacer lo siguiente: a) Coloque la llave selectora del multímetro en la escala más baja para la medición de tensión continua.

71

Figura 17 - Medición de un oscilador de RF.

b) Coloque las puntas de prueba al diodo y a la bobina de captación como muestra la figura 17 y acérquelos a la bobina del oscilador. c) Ponga en funcionamiento el oscilador. Si la aguja deflexióna levemente, lo que depende de la potencia del oscilador, de su frecuencia y del acoplamiento, el oscilador funciona correctamente. Si la aguja no deflexiona, el oscilador no funciona. El grado de acoplamiento que debe tener la bobina dependerá de la potencia del oscilador. Para osciladores transistorizados de pequeña potencia, la bobina captadora debe estar literalmente pegada a la bobina osciladora, pero para transmisores de 200mW ó más, la bobina captadora debe quedar a cierta distancia.

Figura 18 - Forma de ajustar un transmisor.

Como los transmisores poseen una etapa osciladora y una ó más etapas amplificadoras de señales de RF ya sea que se trate de equipos de AM o FM, puede hacerse un ajuste bastante aceptable, con la sola utilización de un multímetro. Como se sabe, las etapas de RF están formadas por transistores bipolares o de efecto de campo, los cuales poseen como carga, circuitos resonantes constituídos por bobinas y capacitores. Dicho circuito resonante debe ajustarse para obtener el mayor rendimiento posible. Para ello usamos el mismo lazo de captación de la prueba anterior y el diodo de señal. Debe hacer lo siguiente: a) Coloque la llave selectora del multímetro en la escala más baja para la medición de tensión continua. b) Coloque las puntas de prueba al diodo y al lazo de captación. c) Acerque el instrumento al primer circuito resonante después del oscilador y conecte el transmisor al que se debe ajustar utilizando como base el esquema del figura 18. d) Trate de colocar la bobina de modo de tener en el instrumento una lectura del 10% al 20% de la escala. e) Ajuste el circuito resonante con la herramienta adecuada para obtener la mayor lectura posible. f) Haga lo mismo con las etapas siguientes, si las hubiere. Para realizar el ajuste, el oscilador debe ser ajustado para la frecuencia de operación. Siguiendo con el desarrollo de este tema tendiente a clarificar como se efectúan pruebas varias en receptores de radio, daremos un breve resumen de cómo se debe proceder cuando es necesario reemplazar un componente y no se consigue otro de igual denominación.

72

REEMPLAZO DE COMPONENTES DEFECTUOSOS Cuando se desean cambiar resistores en casos de emergencia, las siguientes observaciones pueden ser muy útiles: No interesa la potencia del resistor sustituto siempre y cuando sea mayor que la del componente original, sólo debe tenerse en cuenta que el elemento pueda colocarse en el espacio dejado por el resistor deteriorado. Normalmente, resistores de hasta 1 watt pueden ser colocados en receptores portátiles acomodándolos adecuadamente. Tenga en cuenta que es preferible colocar un elemento sustituto del original y que estos consejos son válidos cuando no se consigue el elemento sustituto. Lo que acabamos de decir puede verse en la figura 19. El valor de los resistores, en receptores comerciales, generalmente no es crítico , lo que permite que se puedan reemplazar elementos deteriorados por otros de igual valor y tolerancias de hasta un 50%, aunque el resistor extraído sea de menor tolerancia. En casos límites, se pueden emplear grupos de dos resistores en serie o paralelo si es que no se cuenta con el valor original. Así, por ejemplo, un resistor de 100kΩ se puede reemplazar por dos resistores de 220kΩ conectados en paralelo o dos resistores de 47kΩ conectados en serie, tal como se muestra en la figura 20. El valor resultante no será exacto pero estará dentro de las tolerancias especificadas. Cuando deba recurrir a esta alternativa, debe realizar un trabajo prolijo y hasta podría emplear elementos de la mitad de potencia del componente original, ya que ahora la misma será repartida por dos componentes. Cuando se necesita reemplazar capacitores, los únicos críticos son los de radiofrecuencia tales como el capacitor de sintonía en tandem con el de osciladora y los capacitores de

Figura 19 - Reemplazo de un resistor por otro de mayor potencia.

sintonía de los transformadores de frecuencia intermedia los cuales se deben sustituir por otros del mismo material y valor, ya que de no hacerlo se modificará el calibrado del equipo. La sustitución de los demás capacitores no es tan estricta, en general se admiten tolerancias superiores al 50%. Los capacitores de acoplamiento de RF tales como acoplamiento de antena, capacitor de desacoplamiento de emisor de amplificadores de FI, capacitor de realimentación del oscilador local, etc., pueden ser de cualquier valor comprendido entre 0,005µF y 0,05µF y de cualquier material (cerámicos, poliéster, mica, etc.). Por tal motivo todo técnico debe contar entre sus materiales de repuesto con capacitores cerámicos de 0,01µF x 50 volt. Los capacitores de acoplamiento de audio pueden tomar cualquier valor entre 4,7µF y 47µF; para el control automático de ganancia se puede emplear un capacitor comprendido entre 47µF y 220µF y en fuentes de alimentación se prefieren capacidades superiores a los 470µF. En cuanto a las tensiones de trabajo, el capacitor sustituto debe tener una tensión superior o igual que la del elemento a reemplazar. En este caso también puede emplear com-

73

Figura 20 - Conexión alternativa para reemplazar un resistor.

binaciones serie o paralelo para obtener el valor apropiado, tal como se ejemplifica en la figura 21. En cuanto a transformadores, en receptores de radio se pueden encontrar: • Transformadores de frecuencia intermedia. • Transformadores de salida de audio. • Transformadores driver. Los transformadores de los receptores están normalizados, por lo cual no hay problemas para conseguir sus sustitutos en caso de ser necesario. Existen en el mercado transformadores de distintos tamaños que deben respetarse por razones de espacio, pero no habría problema en colocar uno de mayor tamaño si el espacio lo permite, tal como se muestra en la figuFigura 21 - Combinación de ra 22. capacitores que puede Para las bobinas reemplazar a un componente. de FI hay que tener

en cuenta que en el juego –1ºFI, 2ºFI, 3ºFI y osciladora– las unidades no son reemplazables entre sí y que existen juegos de bobinas para transistores de silicio y también para transistores de germanio que difieren en la impedancia que presentan a los transistores a los cuales serán conectadas. Muchas veces, al sustituir una bobina de FI el receptor no funciona porque posee dos capacitores de sintonía o ninguno como consecuencia de que al reemplazar la bobina no se tuvo en cuenta este detalle, razón por la cual se debe tener cuidado con esto, en la figura 23 se da un detalle de lo expuesto. Los transistores, quizá sean los componentes que traen mayores problemas al tener que reparar receptores de AM portátiles cuando en realidad su sustitución no debe traer inconvenientes. En un receptor encontramos transistores que cumplen con las siguientes funciones: • Mezcladores o conversores. • Amplificadores de RF. • Excitadores de audio. • Salida de audio. En realidad no interesa la denominación que posea el componente a sustituir sólo se deben saber de él las características que damos a continuación: • Tensión máxima de trabajo VCEO. • Corriente máxima de trabajo ICmax. • Ganancia de corriente hFE o ß. • Polaridad NPN o PNP. • Material Si o Ge.

Figura 22 - Transformadores de mayor tamaño se pueden colocar en un receptor portátil.

74

Figura 23 - Debe fijarse si la bobina a reemplazar posee el capacitor de sintonía.

Para la mayoría de los receptores sólo basta con conocer "la función, la polaridad y el material", sea cual fuere la denominación o procedencia del componente defectuoso, ya que en general la tensión de alimentación no supera los 15V. Para que tenga un panorama más amplio, supongamos que el transistor conversor de un receptor es de germanio y PNP alimentándose con 4 pilas de 1,5V, pero no se conoce la denominación que lo identifica. En general, según lo dicho, no interesa desconocer su identidad pues se sabe que cualquier transistor que reúna esas tres características será buen sustituto; por ejemplo podría colocarse un 2SA49, el cual funcionará a la perfección en el circuito. En la tabla I se dá un juego de transistores que pueden emplearse en receptores portátiles con sólo conocer la función que cumplen, la polaridad y el material de construcción. Los transistores dados en la tabla I son de fácil obtención en el mercado argentino Función y en la mayoría de los países americanos, siendo aplica- Conversor bles a cualquier receptor tanto o Mezclador en las etapas de RF como en las etapas de audiofrecuencia. Amplificador En receptores de radio de de FI o RF mayor tamaño, puede ocurrir que se necesiten transistores de audio de mayor potencia en cuyo caso se debe anali- Excitador de zar cuales son los componen- Audio tes más adecuados. En la figura 24 se da la disposición de los terminales de los transistores dados en la Salida de tabla I, para facilitar la tarea Audio de reemplazo de ser necesario.

Figura 24 - Disposición de terminales para los transistores de la tabla 1.

Hasta aquí hemos dado una reseña de reparación que nos servirá de base para la explicación de los próximos temas. Como en todos los casos, los semiconductores operaban en su zona lineal, para finalizar este capítulo, daremos una explicación de cómo funcionan los dispositivos de conmutación. Tabla 1 - Material Silicio NPN Silicio PNP BF494 2A37 2A216 2A38 2A407

75

BF494 BF495 2A217 2A408

2A37 2A38

BC548 BC549 2A238 BC337

BC558 BC559 2A258 BC307

BC548 BC549 2A238 BC338

BC558 BC559 2A258 BC327

Germanio PNP 2SA49

2SA52

2SB54

2SB56 AC188

DISPOSITIVOS DE CONMUTACION Muchas veces, los semiconductores son excitados por señales muy grandes, que hacen que se comporten como interruptores. Un transistor puede actuar como un interruptor cuando opera entre el corte y la saturación. Los semiconductores como interruptores o conmutadores se usan en aplicaciones tan diversas como equipos de televisión, automatismos industriales, bioelectrónica, instrumentación electrónica, telefonía, aviación, computadoras digitales, etc. La representación gráfica de la corriente de colector IC como respuesta a la señal de entrada, cuando un transistor bipolar opera en conmutación, se puede ver en la figura 25. Se deduce de la figura 25 que la respuesta a la señal de entrada no es inmediata, sino que esta sujeta a una demora propia del semiconductor.

Quedan definidos dos tiempos, uno de conexión (tON) o de subida, y otro de desconexión (tOFF) o de bajada. Las demoras producidas en el proceso de conmutación se deben a que en la saturación existen cargas en exceso de portadores minoritarios almacenados en la base del componente. Este tiempo se denomina generalmente de almacenamiento y se lo debe reducir especialmente cuando se debe trabajar en altas frecuencias. Los dispositivos que poseen un reducido tiempo de almacenamiento poseen características especiales, entre ellos se encuentra el diodo schottky, el cual veremos a continuación. La teoría sobre el funcionamiento de este diodo, si bien se conoce desde hace mucho tiempo, no comenzó a fabricarse en forma industrial hasta la década del 60, debido a que entre la teoría y la comprobación experimental existían diferencias por causas tecnológicas. En la superficie de los semiconductores existen estados de energía adicionales, que surgen de la rotura de las uniones de la estructura cristalina. Las cargas que son atrapadas en esos estados, que generalmente son rápidos, frenaron durante mucho tiempo la posibilidad de la comprobación práctica que permitiera disminuir esos estados y cargas adicionales a límites que no entorpecieran el efecto normal de

Figura 25 - Un transistor operando en conmutación.

76

Figura 26 - Estructura y símbolo de un diodo schottky.

una juntura. En la figura 26 se muestra la estructura interna de un diodo Schottky que permite reducir los tiempos de almacenamiento y el símbolo correspondiente. Debe observarse que la curva de respuesta de este dispositivo es similar a la de un diodo de juntura convencinal, con la diferencia que la tensión de ruptura ahora es de aproximadamente 0,3V, como puede observarse en la figura 27. Si bien existe un retardo en la conmutación desde la conexión (ON) hasta la desconexión (OFF) debido a los portadores minoritarios almacenados en la unión, los diodos Schottky tienen un tiempo de almacenamiento despreciable, porque la corriente es causada principalmente por portadores mayoritarios ya que los electrones entran desde el lado n hacia el aluminio y por lo tanto no pueden diferenciarse de los electrones del metal, lo que no permite el almacenamiento de cargas en la proximidad de la unión. Una vez que fue posible reducir el retardo en la conmutación empleando un diodo metalsemiconductor, tal como el diodo Schottky, se pensó en reducir el retardo de propagación de una compuerta lógica, por ejemplo de la familia TTL, o sea lógica transistor-transistor, con el objeto de eliminar el tiempo de retardo de todos los transistores que la componen. Para ello se pensó que tal propósito podría cumplirse si los transistores no trabajaran totalmente saturados. En la figura 28 se muestra la técnica empleada para reducir el tiempo de almacenamiento de un transistor, conocido como transistor schottky, y su símbolo correspondiente. Para entender el funcionamiento, digamos que al saturar el transistor por un aumento de la corriente de base, disminuirá la tensión del colector, por lo cual el diodo Schottky conducirá; y como la unión del colector está polari-

77

Figura 27 - Comparación entre la respuesta de un diodo schottky y un diodo convencional.

Figura 28 - Transistor schottky y su símbolo.

Figura 29 - Compuerta NAND con tecnología schottky.

Figura 30 - Circuito de conmutación típico.

zada en sentido directo a una tensión menor que la de umbral (0,3V), el transistor satura pero no como consecuencia de la saturación de la juntura colector-base. La mayoría de los circuitos integrados digitales, se clasifican en familias lógicas. Cada familia lógica posee un tipo particular de "circuito lógico" que se emplea en los circuitos integrados para todas las compuertas, inversores, biestables, contadores y otras aplicaciones. A modo de ejemplo, en la figura 29 se reproduce el esquema circuital de una compuerta NAND con tecnología Schottky. Esta tecnología es la más rápida de las subfamilias TTL. Utiliza diodos Schottky y se las denomina con el prefijo 74SXXX. Esta subfamilia es más rápida que la TTL de alta velocidad ya que la ausencia de cargas almacenadas reduce el tiempo de conmutación del transistor, aumentando así la respuesta del componente. Debido a estas características se obtienen tiempos de propagación típicos de 2 nanosegundos, un consumo de unos 20mW y una frecuencia máxima del orden de los 100MHz. Veamos ahora cómo se produce la conmutación. El régimen transitorio para activar una juntura PN representa el tiempo necesario para

que la tensión y la corriente se establezcan, para llevar al sistema a un régimen permanente. Por el contrario, durante la desconexión se reduce a un mínimo la tensión y cae considerablemente la corriente en el circuito. De esta manera, el transitorio en la desconexión representa el tiempo necesario para que se anule la corriente en la juntura hasta que el sistema entre en régimen permanente. Para graficar lo dicho, en la figura 30 se dibuja un circuito clásico de conmutación. Se aplica al circuito una tensión de forma de onda cuadrada. Para graficar los parámetros digamos que en el tiempo "Ø" el generador aplica una tensión +V y en el tiempo "Ø1" se introduce una tensión -V. Con esto se busca que a partir del tiempo t = Ø1 circule corriente por la juntura, tal como se ve en la figura 31. En la figura 31 se han representado casos ideales, pero se debe tener en cuenta que cuando el transistor conduce, presenta una resistencia como consecuencia del almacena-

Figura 31 - Establecimiento de los parámetros en un circuito de conmutación.

78

Figura 32 - Formas de onda reales durante la conmutación.

miento de cargas, por lo cual las formas de onda reales se modifican según como se muestra en la figura 32. Note que a partir del tiempo t = Ø se establece la conexión, si suponemos que la resistencia R del circuito es superior a la resistencia de la juntura base-emisor, y la tensión V aplicada es mucho mayor que la tensión V del diodo schottky, puede decirse que i = V/R . Para explicar ahora cómo se produce el establecimiento de cargas, supondremos que la juntura PN está compuesta por una zona P, fuertemente dosificada, y una zona N con poca contaminación. De esta manera, la inyección de portadores en la juntura consistirá en lagunas que irán de la zona P+ hacia la zona N. Los electrones que se inyectan en sentido contrario son muy pocos, como consecuencia de la baja contaminación de la zona N. La corriente que circula a través de la juntura es igual a la carga que por unidad de tiempo se inyecta en la zona N; o sea: QP I = –––––– TP Para entender la explicación, podemos suponer a la juntura como un circuito RC paralelo tal como se muestra en la figura 33. Se deduce que: q I = –––––– C y

T = CR El tiempo de establecimiento de la corriente de colector dependerá del tiempo necesario para almacenar en la base del transistor una carga QB, esto se expresa como: Ic = QB/TB Si analizamos el circuito de la figura 34 como VG >> VBE, puede considerarse que el capacitor CB soporta la totalidad de la tensión del escalón +V . La carga almacenada en el capacitor CB está dada por: QB = CB . V En la base del transistor, que está en serie con el capacitor CB, se almacena una carga igual, por tratarse de dos capacitores conectados en serie. Para realizar este análisis hemos considerado al transistor, entre base y emisor, de naturaleza puramente capacitiva, por lo que: TB = CB . RB Condición fundamental que debe cumplir la constante de tiempo del circuito CR de entrada para compensar la constante de tiempo intrínseca del transistor y, así anular el tiempo de establecimiento. De esta manera terminamos con este capítulo, donde se han dado todas las herramientas necesarias para encarar la prueba y reparación de distintas etapas electrónicas. ****

Figura 33 - Circuito RC equivalente de una juntura.

79

Figura 34 - Circuito para interpretar los tiempos de establecimiento.