La electrónica está dentro de casi todo lo que usas: el móvil, el mando, la farola que se enciende sola al anochecer. Antes de ver los componentes uno a uno, mira el mapa completo: te ayudará a entender cómo se clasifican y para qué sirve cada familia. Vuelve aquí siempre que te pierdas.
Parte de la tecnología que usa la corriente eléctrica para manejar información y controlar otros aparatos, no solo para transportar energía.
No amplifican nada: solo se dejan atravesar por la corriente · 5 componentes + cómo se leen
Limita la corriente. Su valor no cambia
Las bandas dicen cuánto vale
Con más luz, menos resistencia
Su valor cambia con la temperatura
Resistencia que ajustas con un mando
Almacena carga y tarda en llenarse
Ni conductores ni aislantes: conducen cuando les conviene · 6 conceptos
Los dos materiales de siempre
Electrones libres o huecos
Donde se juntan: la clave del diodo
Solo conduce en un sentido
Un diodo que además da luz
Mantiene fija su tensión
Sí amplifican: con muy poco mandan sobre mucho · 5 conceptos
Base, colector y emisor
Las dos familias que existen
Según cómo se apilan las capas
Enciende sin tocar nada
Miles de millones, juntos
Por qué los chips salen en las noticias · 6 temas
Pocos países saben fabricarlos
Coches sin terminar por falta de chips
El doble de transistores cada 2 años
De una sala entera a tu bolsillo
La LDR que apaga las farolas de día
Qué se hace aquí cerca
¿Por dónde empiezo? Por el bloque 1, que explica qué es la electrónica y en qué se diferencia de la electricidad. Los de la izquierda del mapa son los componentes que más vas a usar; el de la derecha te cuenta por qué esto importa fuera del aula.
Una bombilla y un móvil funcionan los dos con corriente eléctrica. Pero la bombilla solo la usa para calentar un filamento, mientras que el móvil la usa para decidir cosas: encender la pantalla, sonar cuando te llaman, apagarse cuando lo guardas. Esa diferencia —usar la corriente para llevar energía o para llevar información— es la frontera entre la electricidad y la electrónica.
La electrónica es la parte de la tecnología que usa la corriente eléctrica para manejar información y controlar otros aparatos, no solo para transportar energía.
En la unidad de Electricidad viste circuitos que mueven energía de un sitio a otro: la pila la da, el cable la lleva y la bombilla la convierte en luz y calor. Eso es electricidad.
En electrónica la corriente es pequeña y lo que importa no es cuánta energía lleva, sino qué dice: si pasa o no pasa, si sube o baja, si llega antes o después. Con eso se toman decisiones.
Corrientes grandes (amperios). El objetivo es transportar energía: mover un motor, dar luz, calentar.
Ejemplo: la instalación de tu casa
Corrientes diminutas (miliamperios). El objetivo es manejar información: medir, decidir, controlar.
Ejemplo: el mando de la tele
Un miliamperio (mA) es la milésima parte de un amperio. Casi todo lo que vas a montar en esta unidad trabaja con entre 1 y 30 mA: mil veces menos que el horno de tu cocina.
Todos los componentes electrónicos se reparten en dos grupos, y la diferencia es una sola pregunta: ¿puede este componente amplificar?
No amplifican. Como mucho limitan, almacenan o reparten lo que les llega. Nunca sale más de lo que entra.
Resistencia · condensador · LDR · bobina (un hilo enrollado)
Sí amplifican. Una señal diminuta puede controlar otra mucho mayor. Necesitan alimentación propia para hacerlo.
Transistor · circuito integrado · microprocesador
Si al quitar la pila el componente sigue haciendo lo mismo (una resistencia sigue resistiendo), es pasivo. Si necesita alimentación para hacer su trabajo, es activo.
Toda esta unidad se apoya en una fórmula que ya viste en Electricidad. Aquí la vas a usar constantemente para proteger componentes, sobre todo el LED.
Despejando, las otras dos formas que vas a necesitar:
Abre el simulador y monta el circuito del ejemplo: la pila, una resistencia y un LED en serie. Toca un componente de la paleta y luego los dos agujeros donde va. Prueba a bajar la resistencia y mira qué pasa.
Cuando lo tengas, prueba el segundo reto, que es de cálculo puro:
Reto 2 · Ley de Ohm: consigue que pasen 10 mA →
Cubren las tres ideas del bloque: electricidad frente a electrónica, pasivo frente a activo y la ley de Ohm.
1. ¿Cuál es la diferencia principal entre la electricidad y la electrónica?
2. De estos cuatro componentes, ¿cuál es activo?
3. Une cada componente con lo que hace. Pulsa uno de la izquierda y luego su pareja de la derecha.
4. Rellena los huecos:
5. Pon en orden los pasos para calcular la resistencia que protege a un LED:
6. Conectas una pila de 9 V a una resistencia de 900 Ω, sin nada más. ¿Cuántos miliamperios pasan por el circuito?
Las farolas de tu calle se encienden solas al anochecer. Nadie las enciende: hay un componente que nota si hay luz y cambia de valor. Eso es un resistor no lineal, y en este bloque vas a montar uno.
Un resistor es un componente pasivo que limita el paso de la corriente. Su valor se mide en ohmios (Ω), y hay dos clases: los que valen siempre lo mismo (fijos) y los que cambian según algo del ambiente (no lineales).
Una resistencia fija es un cilindro con dos patillas. Como son diminutas, no cabe escribir el valor: se marca con bandas de colores. Cada color es una cifra, y una de las bandas dice cuántos ceros hay que añadir.
Las dos primeras bandas son cifras; la tercera dice cuántos ceros añadir. La cuarta (dorada o plateada) es la tolerancia: cuánto se puede desviar del valor marcado.
Estas son las interesantes: su valor depende del ambiente. Son la forma más sencilla que tiene un circuito de enterarse de lo que pasa fuera.
Más luz → menos resistencia. En el simulador va de 100 Ω con luz plena a 1 MΩ a oscuras: diez mil veces más.
Más calor → menos resistencia. Medido en el simulador: 28,7 kΩ a 0 °C y 987 Ω a 100 °C.
Más calor → MÁS resistencia. Al revés que la NTC. Se usa para proteger: si algo se calienta demasiado, corta. Ojo: el símbolo es el mismo que el de la NTC y solo cambia la marca, −t o +t.
La N de NTC es de negativo: la resistencia va al revés que la temperatura. La P de PTC es de positivo: van a la par. Y la LDR es «negativa» respecto a la luz, como la NTC.
Un potenciómetro es una resistencia con tres patillas: los dos extremos y un cursor que se mueve con un mando. Girándolo decides cuánta resistencia hay entre el cursor y cada extremo. Es el mando del volumen de toda la vida.
Cuatro retos, uno por componente. Tapa la LDR con el mando de luz y mira cómo cambia la corriente:
Reto 3 · Código de colores →
Reto 4 · La LDR: luz que enciende →
Reto 5 · La NTC: calor que enciende →
Reto 6 · El potenciómetro: regula el brillo →
Cubren el código de colores, los resistores no lineales y el potenciómetro.
1. ¿Cuál de estos símbolos es el de la LDR?
2. Tapas una LDR con la mano. ¿Qué le pasa a su resistencia?
3. Une cada resistor con lo que hace cambiar su valor:
4. Rellena los huecos:
5. Pon en orden los pasos para leer el código de colores:
6. Una resistencia lleva las bandas amarillo (4), violeta (7) y rojo (×100). ¿Cuánto vale en ohmios?
El flash de una cámara suelta un destello potentísimo, y lo hace con una pila pequeña que jamás podría dar tanta corriente de golpe. El truco: hay un componente que se va llenando despacio y luego lo suelta todo de una vez. Eso es un condensador.
Un condensador es un componente pasivo que almacena carga eléctrica. Por dentro son dos placas metálicas muy juntas separadas por un aislante: la carga se queda ahí retenida hasta que le das un camino por donde salir.
La capacidad es cuánta carga cabe dentro. Se mide en faradios (F), y aquí hay una trampa: el faradio es una unidad enorme. Un condensador de 1 F sería un armatoste. Los que vas a usar se miden en submúltiplos.
| Submúltiplo | Símbolo | Equivale a | Dónde lo ves |
|---|---|---|---|
| microfaradio | µF | 0,000001 F (una millonésima) | Electrolíticos: 100 µF, 2200 µF… |
| nanofaradio | nF | 0,000000001 F | Cerámicos: 100 nF es el típico |
| picofaradio | pF | 0,000000000001 F | Radio, sintonía, alta frecuencia |
De µF a nF y de nF a pF se salta siempre de mil en mil. Así que 1 µF = 1000 nF = 1 000 000 pF. En el simulador puedes escribir el valor en cualquiera de las tres unidades: la caja del componente las acepta.
No todos los condensadores se montan igual. Unos te dan igual por dónde los pinches; otros tienen un lado positivo y otro negativo, y si los pones al revés se estropean de verdad (en el laboratorio, reventando).
Las dos placas rectas, iguales. Da igual cómo lo montes. Son los pequeños, de pF y nF. En el simulador es el «Condensador», con 100 nF por defecto.
Una placa recta (+) y la otra curva, con la marca −. Guarda mucho más: µF y hasta mF. En el simulador es el «Electrolítico», con 2200 µF por defecto.
La placa curva es el negativo, y en el componente real ese lado va marcado con una franja y la patilla más corta. El simulador te dibuja la marca − para que te acostumbres a mirarla, pero no te castiga si lo montas al revés: eso ahórratelo para el taller, donde sí revienta.
Aquí está lo interesante, y lo que hace útil al condensador: tarda en cargarse. Y lo que tarda depende de dos cosas: de la resistencia que tenga delante (cuanto más estrecho el grifo, más lento) y de su propia capacidad (cuanto más grande el depósito, más tarda en llenarse).
Al principio entra mucha corriente y la tensión sube deprisa; según se va llenando, cada vez le cuesta más. Por eso la curva arranca empinada y se va tumbando:
Esa curva no termina nunca del todo: se va acercando a la tensión de la pila sin llegar a tocarla. Por eso se usa una medida práctica, la constante de tiempo τ (se lee «tau»), que vale R · C. Y el acuerdo de todo el mundo es que a los 5 τ ya está cargado, porque le falta menos del 1 %.
| Tiempo | Cuánto se ha cargado | Con 1 kΩ y 2200 µF |
|---|---|---|
| 1 τ | 63 % | 2,2 s → 5,70 V de los 9 |
| 2 τ | 86 % | 4,4 s → 7,78 V |
| 3 τ | 95 % | 6,6 s → 8,55 V |
| 4 τ | 98 % | 8,8 s → 8,83 V |
| 5 τ | 99,3 % — cargado | 11 s → 8,94 V |
Estos números están medidos en el simulador de la unidad, no calculados a mano.
De la misma fórmula salen las tres preguntas que te pueden hacer:
t = 5·R·C · R = t5·C · C = t5·R
El fallo de siempre: meter los microfaradios tal cual. 2200 µF no son 2200, son 0,0022 F. Pasa siempre a faradios antes de multiplicar.
Si tocas solo una, el tiempo la sigue: doblas la resistencia y el tiempo se dobla. Pero R y C están multiplicándose entre sí, así que si doblas las dos a la vez el tiempo no se dobla: se multiplica por 4.
Compruébalo con números: 5 · 1000 · 0,001 = 5 s, y 5 · 2000 · 0,002 = 20 s. El doble de cada una, cuatro veces el tiempo.
En el simulador, coloca la pila, una resistencia y un condensador, y pulsa «Ver la carga»: aparece la curva de verdad y una barra de tiempo que puedes arrastrar para ver la tensión en cada instante.
Te pide 5 segundos, y no hay una respuesta única: 1 kΩ con 1000 µF valen, y 10 kΩ con 100 µF también. Fíjate en lo que pasa: al multiplicar la resistencia por 10 y dividir la capacidad entre 10, el producto R·C no cambia. Eso es lo que de verdad manda. Prueba las dos y compruébalo.
Y cuando lo tengas, el segundo reto es reproducir el ejemplo de clase:
Reto 8 · El ejemplo del tema: 11 segundos →
Los tres últimos son los tres despejes de la misma fórmula: tiempo, capacidad y resistencia.
1. ¿Cuál de estos es el símbolo del condensador electrolítico?
2. Un circuito tarda 4 segundos en cargarse. Cambias la resistencia por otra del doble y no tocas el condensador. ¿Qué pasa?
3. Une cada cantidad con su equivalencia:
4. Rellena los huecos:
5. El tiempo. Montas una resistencia de 1,5 kΩ con un condensador de 400 µF. ¿Cuántos segundos tarda en cargarse?
6. La capacidad. Quieres que tarde 10 segundos y solo tienes una resistencia de 500 Ω. ¿Qué condensador necesitas, en µF?
7. La resistencia. Tienes un electrolítico de 2200 µF y quieres que tarde 22 segundos. ¿Qué resistencia hace falta, en ohmios?
El material del que están hechos todos los chips del mundo es, básicamente, arena. El silicio es el segundo elemento más abundante de la corteza terrestre. Lo que lo vuelve valioso no es el material: es lo que sabemos hacerle para que conduzca solo cuando nos interesa.
Un semiconductor es un material que ni conduce bien ni aísla bien. Está justo en medio, y esa es su gracia: podemos decidir en qué condiciones deja pasar la corriente. Toda la electrónica moderna está construida sobre esa idea.
Ya conoces los dos extremos: el cobre deja pasar la corriente sin problema y el plástico no la deja pasar. Los semiconductores están en tierra de nadie.
| Tipo | Qué hace con la corriente | Ejemplos |
|---|---|---|
| Conductor | La deja pasar siempre | Cobre, aluminio, plata |
| Aislante | No la deja pasar nunca | Plástico, vidrio, goma |
| Semiconductor | Depende: la deja pasar según cómo lo tratemos | Silicio (Si) y germanio (Ge) |
El silicio es el que se usa hoy casi siempre: es barato, abundante y aguanta bien el calor. El germanio fue el primero, en los años 50, y hoy es casi una rareza.
Y hay un detalle curioso: lo que conduce un semiconductor depende de la temperatura. Muy frío, sus electrones no tienen energía para moverse y el silicio se comporta como un aislante; al calentarse, cada vez conduce mejor. Es exactamente lo que hace la NTC del bloque 2 —a más calor, menos resistencia—, y ahora ya sabes por qué.
Un semiconductor puro (lo llamamos intrínseco) no sirve para gran cosa: conduce fatal y punto. Lo que lo convierte en un componente es ensuciarlo a propósito.
Dopar es añadir al silicio puro una cantidad diminuta de otro elemento —unos pocos átomos por cada millón— para cambiarle el comportamiento. Un semiconductor dopado se llama extrínseco. Hay dos formas de hacerlo, y son opuestas:
Se añade un elemento con electrones de más (fósforo, arsénico). Quedan electrones libres paseando, que son cargas negativas. De ahí la N.
Se añade un elemento con electrones de menos (boro, galio). Quedan huecos: sitios vacíos que se comportan como cargas positivas. De ahí la P.
Un hueco no es una partícula: es la ausencia de un electrón. Pero se mueve como si lo fuera —cuando un electrón salta a un hueco, deja otro hueco detrás— y por eso se cuenta como una carga positiva. Y ojo: los dos materiales son neutros. Ni el N tiene carga negativa ni el P positiva; lo que cambia es quién transporta la corriente.
Por separado, un trozo de silicio N y uno P no tienen nada de especial. Lo interesante pasa cuando se juntan: los electrones de la zona N que están junto a la frontera saltan a rellenar los huecos de la zona P, y en esa franja de en medio se acaban las cargas libres. Esa franja se llama zona de deplexión, y se comporta como una barrera.
Y aquí está el truco. Si conectamos la pila en un sentido, la barrera se estrecha y la corriente pasa. Si la conectamos al revés, la barrera se ensancha y no pasa nada. Una unión P-N con dos patillas es exactamente eso: un diodo.
Un diodo es un componente que solo deja pasar la corriente en un sentido. En el otro, la corta. Es el equivalente eléctrico de la válvula que impide que el agua vuelva atrás.
Sus dos patillas tienen nombre y no son intercambiables: el ánodo (la del lado P) y el cátodo (la del lado N). La corriente pasa del ánodo al cátodo, nunca al revés.
Y cada forma de montarlo tiene su nombre, que es el que vas a oír en clase y encontrar en cualquier libro:
| Cómo lo montas | Se llama | Qué hace |
|---|---|---|
| El + de la pila hacia el ánodo | Polarización directa | Conduce. La barrera se estrecha y la corriente pasa |
| El + de la pila hacia el cátodo (la franja) | Polarización inversa | Bloquea. La barrera se ensancha y no pasa nada |
El triángulo apunta hacia donde puede ir la corriente, y choca contra la barra. La barra es el cátodo: es la pared, el lado por donde no se vuelve.
El diodo de verdad lleva una franja pintada cerca de una patilla. Esa franja es el cátodo, igual que la barra del símbolo. Es lo único que tienes que mirar para montarlo bien.
La barra del símbolo y la franja del componente son lo mismo: el cátodo. Y la corriente entra por el otro lado. Si montas un diodo y no pasa nada de corriente, lo primero que hay que comprobar es si está del revés.
El de toda la vida. Sirve para proteger (si conectas la pila al revés, no pasa nada) y para convertir corriente alterna en continua: es lo que hay dentro de cualquier cargador.
Un diodo que, al conducir, emite luz. Las siglas lo dicen: Light Emitting Diode. Siempre con resistencia en serie, o se quema — lo viste en el bloque 1.
El raro: está hecho para trabajar al revés. Montado en inversa, mantiene fija su tensión aunque la de entrada cambie. Su símbolo es el del diodo con la barra doblada.
| Pila | Da el Zener | Corriente |
|---|---|---|
| 12 V | 5,55 V | 6,45 mA |
| 9 V | 5,52 V | 3,48 mA |
| 7 V | 5,48 V | 1,52 mA |
| 6 V | 5,43 V | 0,57 mA |
| 5,1 V | 5,10 V — ya no regula | 0,00 mA |
Dos retos. En el primero el simulador hace algo que no puedes hacer tú a la vez: le da la vuelta al diodo por su cuenta y comprueba que entonces no pasa corriente.
Con 470 Ω, un diodo y un LED en serie a 9 V pasan 13,78 mA y el LED luce. Al invertir el diodo: 0,00 mA, el LED se apaga, y si mides con el polímetro verás que el diodo aguanta él solo 8,64 de los 9 V. No es que «no haga nada»: está frenando toda la tensión.
Y el segundo es el del ejemplo de arriba, para que compruebes tú la regulación:
Reto 10 · El Zener regula: baja la pila y mira qué pasa →
Cubren el dopaje, la unión P-N, el diodo y su polaridad y los tres tipos.
1. ¿Cuál de estos es el símbolo del Zener?
2. Montas un diodo en serie con un LED y no se enciende nada: el polímetro marca 0,00 mA. ¿Qué compruebas primero?
3. Une cada término con lo que le corresponde:
4. Rellena los huecos:
5. Pon en orden los pasos que convierten arena en un diodo:
6. Una pila de 9 V, una resistencia de 470 Ω y un diodo en serie. El diodo se queda con 0,73 V, así que a la resistencia le llegan 9 − 0,73 = 8,27 V. ¿Cuántos miliamperios pasan?
Bajas el volumen del móvil con un roce del dedo, y el altavoz obedece moviendo aire de verdad. Entre tu dedo —que casi no gasta energía— y el altavoz hay algo que convierte una señal minúscula en una grande. Ese algo es un transistor, y es el componente más importante que se ha inventado.
Un transistor es un componente activo: con una corriente diminuta en una de sus patillas controla otra mucho mayor entre las otras dos. Sirve para amplificar y para encender y apagar sin tocar nada.
Todo lo que has visto hasta ahora —resistencias, condensadores, diodos— es pasivo: como mucho limita, almacena o deja pasar. Ninguno puede dar más de lo que recibe.
El transistor sí. No crea energía de la nada —la saca de la pila—, pero una corriente pequeñísima decide cuánta corriente grande pasa. Eso es amplificar, y es exactamente lo que un componente pasivo no puede hacer.
El diodo y el LED están hechos de semiconductor, igual que el transistor, pero no amplifican: uno corta la corriente en un sentido y el otro la convierte en luz. Con el criterio que usamos aquí —¿amplifica?— son pasivos. Ojo, porque algunos libros los llaman activos por estar hechos de semiconductor: son dos formas de clasificar distintas. En esta unidad usamos siempre la de «¿amplifica?».
| Componentes pasivos | Componentes activos | |
|---|---|---|
| Quiénes son | Resistencia, condensador, diodo, LDR… | Transistor, circuitos integrados |
| Qué hacen | Limitan, almacenan, reparten, cortan | Amplifican y controlan |
| La prueba | Lo que sale nunca es mayor que lo que entra | Una señal pequeña manda sobre una grande |
El diodo tenía dos patillas. El transistor tiene tres, y ahí está la diferencia: la tercera es la que manda.
| Patilla | Para qué sirve |
|---|---|
| Base (B) | La que manda. Con una corriente minúscula aquí decides si el transistor conduce y cuánto |
| Colector (C) | Por donde entra la corriente grande, la que hace el trabajo |
| Emisor (E) | Por donde salen las dos juntas, la de base y la de colector |
Un transistor son tres capas de silicio dopado apiladas. Según el orden en que se apilan salen dos familias:
Capas N-P-N. Conduce cuando le llega tensión positiva a la base. Es el que usarás casi siempre, y el del simulador.
Capas P-N-P. Funciona al contrario: conduce cuando la base se pone a masa. Se usa cuando hay que cortar por el lado positivo.
Los dos símbolos son idénticos salvo por dónde apunta la flecha del emisor. Si sale hacia fuera, es NPN. Si entra hacia la base, es PNP. Truco: NPN = la flecha No entra.
Y hay otra división, esta por cómo funcionan por dentro: los BJT (los de siempre, los que estás viendo) se controlan con corriente de base; los MOSFET se controlan con tensión y casi no consumen nada en la puerta. Por eso los chips modernos —donde hay que meter miles de millones sin que se derritan— son de MOSFET.
| Rb | Corriente de base | Corriente del LED | Ganancia |
|---|---|---|---|
| 470 Ω | 17,52 mA | 15,27 mA | 0,9 😬 |
| 10 kΩ | 0,83 mA | 15,17 mA | 18 |
| 100 kΩ | 0,083 mA | 14,93 mA | 180 ✅ |
| 1 MΩ | 0,0083 mA | 1,67 mA | 200 |
| 10 MΩ | 0,0008 mA | 0,17 mA | 200, pero el LED ya no luce |
Masa es el polo negativo del circuito, el punto que tomamos como «cero voltios» y con el que comparamos todo lo demás. Decir «se va a masa» es decir «cae a 0 V».
Un divisor de tensión son dos resistencias en serie entre el positivo y masa: la tensión de la pila se reparte entre las dos, y se lleva más la que más resistencia tiene. Si una de las dos es una LDR, ese reparto cambia con la luz — y de ahí sale la farola automática.
Además de amplificar, el transistor sirve para algo más sencillo y más útil todavía: encender y apagar. Si le das a la base corriente de sobra, conduce a tope (decimos que está en saturación); si no le das nada, corta del todo (corte). Encendido o apagado, sin partes móviles y millones de veces por segundo.
Un interruptor de pared lo tienes que mover con el dedo. Un transistor se enciende con una señal eléctrica, así que un circuito puede encender a otro. Encadena eso miles de millones de veces y tienes un microprocesador: el chip de un móvil actual lleva más de 15.000 millones de transistores, cada uno haciendo de interruptor.
| Luz | Resistencia de la LDR | Corriente del LED | Farola |
|---|---|---|---|
| 0 % (noche) | 1 MΩ | 14,92 mA | Encendida |
| 40 % | 25,1 kΩ | 10,86 mA | Encendida, más floja |
| 50 % | 10 kΩ | 2,98 mA | Casi apagándose |
| 55 % | 6,3 kΩ | 0,01 mA | Se apaga |
| 100 % (día) | 100 Ω | 0,00 mA | Apagada |
El reto 11 no se aprueba encendiendo el LED de cualquier manera: exige que por la base pase al menos 20 veces menos corriente que por el LED. O sea, que amplifique de verdad. Con la resistencia que trae puesta el simulador no te va a valer: esa es la gracia.
Para calcular la ganancia, no leas la corriente que el panel muestra para el transistor: solo coincide con la de base en unas condiciones concretas. Usa el polímetro y mide la corriente en la resistencia de base por un lado y en el LED por otro. Esas dos sí son las buenas.
Y el reto 12 es el proyecto entero, el del ejemplo de arriba:
Reto 12 · Alumbrado automático: la farola que se enciende sola →
Cubren pasivo vs. activo, las tres patillas, NPN y PNP y el transistor como interruptor.
1. ¿Cuál de estos dos es el NPN?
2. Montas el circuito del ejemplo con Rb = 470 Ω. El LED se enciende, pero por la base pasan 17,52 mA y por el LED 15,27 mA. ¿Qué está pasando?
3. Une cada cosa con lo que le corresponde:
4. Rellena los huecos:
5. Pon en orden lo que ocurre en la farola automática cuando anochece:
6. Por la base de un transistor pasan 0,08 mA y por el colector 16 mA. ¿Cuál es su ganancia? (Divide la del colector entre la de la base.)
En 2021 podías entrar en un concesionario con el dinero en la mano y salir sin coche. No faltaban ruedas, ni chapa, ni motores: faltaban chips. Fábricas enteras pararon en media Europa por unas piezas de silicio que caben en una uña.
Los semiconductores no son solo un tema de clase: son un recurso estratégico. Quien sabe fabricarlos tiene una ventaja enorme, y cuando faltan se para todo lo demás. Este bloque va de eso: de lo que la electrónica significa fuera del aula.
Fabricar un chip moderno es probablemente lo más difícil que hace la especie humana en serie. Hace falta una fábrica que cuesta miles de millones, salas más limpias que un quirófano y máquinas que solo construye un puñado de empresas en el mundo. El resultado: poquísimos sitios pueden hacerlo.
La mayor parte de los chips más avanzados del mundo salen de muy pocas fábricas, concentradas sobre todo en Taiwán y Corea del Sur, con máquinas que fabrica prácticamente una sola empresa europea, en los Países Bajos. Cuando algo tan crítico depende de tan pocos sitios, deja de ser un asunto técnico y pasa a ser geopolítico.
Por eso los chips salen en los telediarios: no porque la gente se haya vuelto aficionada a la electrónica, sino porque un país sin acceso a semiconductores no puede fabricar casi nada —ni coches, ni electrodomésticos, ni equipos médicos, ni sistemas de defensa—.
Esto no es una hipótesis: pasó hace poco, y merece la pena entender por qué pasó, porque no fue por falta de fábricas.
| Cuándo | Qué ocurrió |
|---|---|
| Marzo 2020 | Llega la pandemia. Los fabricantes de coches, dando por hecho que nadie iba a comprar, cancelan sus pedidos de chips. |
| Resto de 2020 | Con medio mundo encerrado en casa, se dispara la compra de portátiles, móviles, consolas y webcams. Las fábricas de chips reasignan a esos clientes la capacidad que la automoción había soltado. |
| 2021 | Los coches vuelven a venderse… pero ya no hay hueco en las fábricas de chips: encargar uno pasa a tardar meses. Las plantas de automoción paran, con ERTE incluidos en España. |
| 2022 en adelante | La situación se normaliza poco a poco, pero el susto deja una conclusión política: hay que fabricar más cerca de casa. |
No faltaron chips porque no supiéramos hacerlos: faltaron porque la capacidad de fabricación no se improvisa. Montar una fábrica nueva lleva años, así que cuando la demanda cambia de golpe, no hay forma de reaccionar deprisa. Las estimaciones del sector hablan de varios millones de coches que no se llegaron a fabricar en 2021.
¿Y qué se hizo? Europa y Estados Unidos respondieron con dinero público para atraer fábricas a su territorio. La Unión Europea aprobó la Ley Europea de Chips, que moviliza unos 43.000 millones de euros con el objetivo de que Europa llegue al 20 % de la producción mundial. Estados Unidos hizo lo propio con su CHIPS Act.
Fuentes: Comisión Europea, «European Chips Act» · Ministerio de Industria (PERTE Chip). Conviene comprobar las cifras actualizadas: es un tema vivo.
En 1965, Gordon Moore —entonces en Fairchild Semiconductor; fundaría Intel tres años después— se fijó en una tendencia y se atrevió a predecir que seguiría. Su formulación de 1965 hablaba de duplicar cada año; él mismo la corrigió en 1975 a cada dos años, que es la versión que se usa hoy: el número de transistores que caben en un chip se duplica aproximadamente cada dos años. No es una ley física, es una observación… y ha aguantado más de cincuenta años.
El eje vertical no es normal: es logarítmico. Cada marca no suma, multiplica por 100 (10³ → 10⁵ → 10⁷…). Por eso un crecimiento brutal sale como una línea casi recta: si la dibujáramos con un eje normal, los primeros cincuenta años serían una raya pegada al suelo y el último punto se saldría del papel.
| Año | Chip | Transistores |
|---|---|---|
| 1971 | Intel 4004 | 2.300 |
| 1982 | Intel 80286 | 134.000 |
| 1993 | Pentium | 3.100.000 |
| 2006 | Core 2 | 290.000.000 |
| 2020 | Apple M1 | 16.000.000.000 |
De 2.300 a 16.000 millones en 49 años: unas 7 millones de veces más.
Esa gráfica tiene una consecuencia muy física. Los primeros ordenadores de válvulas ocupaban salas enteras, pesaban toneladas y consumían como un barrio. El móvil que llevas encima es muchísimo más potente, cabe en una mano y funciona con una batería.
Y no es solo cuestión de espacio: cuanto más pequeño es un transistor, menos energía gasta en conmutar. Miniaturizar es, a la vez, hacerlo más potente y más eficiente. Ese es el motor de casi todo lo que ha cambiado en tecnología desde 1970.
La ley de Moore se está agotando: los transistores actuales miden ya unos pocos nanómetros —unas decenas de átomos— y no se puede seguir encogiendo indefinidamente. La industria busca otras vías: apilar chips en 3D, diseñar piezas especializadas para cada tarea o cambiar de material. Es una predicción, no una ley de la naturaleza.
Aquí es donde vuelve todo lo que has montado en esta unidad. ¿Recuerdas el alumbrado automático del bloque 5? Una LDR, un transistor y un LED. Pues eso, multiplicado por todas las farolas de un municipio, es una política de ahorro energético.
Una farola con LDR no gasta ni un vatio de día. Sin electrónica, o la enciende alguien a mano o se queda encendida de más. El sensor es el ahorro.
Cambiar las lámparas antiguas por LED —que son diodos, bloque 4— reduce muchísimo el consumo para la misma luz. Los dos ahorros se suman.
Fabricar chips consume muchísima agua y energía, y los aparatos que tiramos son residuos electrónicos difíciles de reciclar. La electrónica ahorra… y también cuesta.
Murcia no fabrica chips —casi nadie lo hace—, pero sí es un sitio donde la electrónica se aplica a lo grande, y en un sector muy nuestro: la agricultura.
El riego por goteo automatizado es electrónica de principio a fin: sensores de humedad en el suelo y de temperatura, un control que decide cuándo y cuánto regar, y actuadores —electroválvulas— que abren y cierran. Exactamente la cadena que has montado en el simulador, pero con hectáreas de por medio. En una región con el agua contada, esa cadena no es un lujo: es supervivencia.
Lo mismo vale para los invernaderos (control de temperatura, humedad y ventilación), para las líneas de envasado de la industria agroalimentaria y para la industria de Cartagena, donde el control automático de procesos es la norma.
Busca una empresa o un proyecto de tu comarca que use automatización o sensores: una cooperativa agrícola, una planta de envasado, una instalación de riego, un centro de investigación. Averigua qué mide, qué decide y qué acciona. Verás que casi siempre puedes dibujar la cadena sensor → control → actuador.
Este bloque no tiene simulador, así que aquí se trabaja leyendo la gráfica, analizando el caso de la escasez y argumentando por escrito.
1. En la gráfica de la ley de Moore, el eje vertical va 10³ · 10⁵ · 10⁷ · 10⁹ · 10¹¹. ¿Qué significa pasar de una marca a la siguiente?
2. La línea de la gráfica sale casi recta. ¿Qué quiere decir eso, sabiendo cómo es el eje vertical?
3. El Intel 4004 (1971) tenía 2.300 transistores y el Pentium (1993), 3.100.000. ¿Por cuánto se multiplicó, aproximadamente, en esos 22 años? (Divide el segundo entre el primero y redondea.)
4. Pon en orden lo que ocurrió entre 2020 y 2021:
5. Une cada idea con lo que le corresponde:
6. Rellena los huecos:
7. El móvil medio se cambia cada dos o tres años. ¿Te parece sostenible? Da al menos un argumento a favor y uno en contra, y termina con tu postura.
Veinticuatro preguntas que mezclan los seis bloques, y al final cuatro montajes en el simulador. Las partes A, B y D repasan lo que ya trabajaste, con otros componentes y otra forma de preguntar; la C usa números nuevos, y la E son dos casos que juntan varias cosas a la vez. Si algo falla, el propio comentario te dice adónde volver.
1. La fórmula del tiempo de carga completa de un condensador es t = 5 · R · C.
2. La unidad microfaradio (μF) equivale a 10⁻⁶ faradios.
3. Un diodo en polarización inversa deja pasar toda la corriente.
4. Un potenciómetro es una resistencia cuyo valor no se puede modificar.
5. El silicio se comporta como aislante a temperaturas muy bajas.
6. Los semiconductores son la base de la fabricación de los microprocesadores.
7. ¿Cuál de estos símbolos corresponde a un condensador?
8. ¿Cuál representa un diodo rectificador (el normal, no el LED ni el Zener)?
9. Selecciona el símbolo de un termistor NTC.
10. ¿Cuál es el símbolo del LED?
11. ¿Cuál corresponde a un potenciómetro?
12. Y este, el más básico de todos: ¿cuál es la resistencia fija?
Todos los números son distintos a los que has visto en el bloque 3. Acuérdate de pasar los microfaradios a faradios.
13. El circuito antirrebotes de un pulsador lleva 2 kΩ y 100 µF. ¿En cuántos segundos queda el condensador cargado del todo?
14. Ahora 330 Ω con 3000 µF. ¿Cuántos segundos?
15. En un temporizador quieres 15 segundos y el condensador que tienes es de 2500 µF. ¿Qué resistencia hay que poner, en ohmios?
16. Y al revés: quieres 2 segundos con una resistencia de 250 Ω. ¿Qué condensador, en µF?
17. Si en un circuito RC duplicamos R y también C, ¿qué le ocurre al tiempo de carga?
18. ¿Qué significa que un componente sea «activo» en electrónica?
19. Un condensador electrolítico se clasifica como:
20. Un LED, ¿es activo o pasivo?
21. ¿Cuál es la diferencia principal entre un resistor lineal y uno no lineal?
22. ¿Cuál de estos tríos son todos componentes PASIVOS?
23. Montas la farola automática del bloque 5 y resulta que luce también de día. El LED, la pila y el transistor están bien. ¿Qué es lo más probable?
24. Quieres una lámpara que se encienda al detectar calor y que, además, tarde 3 segundos en llegar a su brillo máximo. ¿Qué tres piezas necesitas, como mínimo, además de la pila y el LED?
Las 24 de arriba se contestan sentado. Estas cuatro hay que montarlas, y el simulador te corrige solo: verás las casillas marcarse mientras colocas las piezas. No puntúan en el marcador —no son de test—, pero son las que de verdad demuestran que lo has entendido.
Ya visitaste estos retos en Desarrollo. Aquí van con una vuelta de tuerca: hazlos sin volver a mirar el bloque.
Vuelve al flash de 5 segundos y consíguelo con la pareja de valores que NO usaste la primera vez. Si hiciste 1 kΩ + 1000 µF, ahora 10 kΩ + 100 µF. Piensa antes de montarlo: multiplicas la resistencia por 10 y divides la capacidad entre 10, ¿por qué sale el mismo tiempo?
▶ Abrir el reto 7Monta el diodo en serie con el LED. Pero antes de pulsar comprobar, escribe en un papel qué corriente esperas en los dos sentidos. Luego míralo con el polímetro. Piensa: cuando bloquea, ¿dónde se queda toda la tensión de la pila?
▶ Abrir el reto 9Consigue que el transistor amplifique de verdad: por la base tiene que pasar al menos 20 veces menos corriente que por el LED. Sin volver a la tabla del bloque 5: elige tú la resistencia de base y mide con el polímetro. Piensa: si te pasas de grande, ¿qué le ocurre al LED?
▶ Abrir el reto 11El alumbrado automático, de memoria: una farola que se encienda sola al anochecer. Junta tres bloques —la LDR que detecta, el transistor que conmuta y el LED con su resistencia— y compruébalo moviendo el mando de luz de un extremo al otro. Piensa: ¿por qué la LDR tiene que ir hacia masa y no arriba?
▶ Abrir el reto 12Las farolas de tu calle se encienden solas al anochecer, y no hay nadie pulsando un interruptor. Al empezar la unidad eso era casi magia. Ahora tienes las tres piezas para construirlo: algo que detecta, algo que decide y algo que se enciende.
Diseña, simula y documenta una farola automática: un circuito que encienda un LED cuando oscurezca y lo apague cuando haya luz. Sin interruptores. Sin tocar nada.
No es un ejercicio nuevo: es juntar lo que ya sabes. La LDR sale del bloque 2, el transistor del 5, el LED con su resistencia del 1, y el porqué —el ahorro energético— del 6. Lo que se evalúa aquí no es montar piezas, sino tomar decisiones y justificarlas.
Este es el circuito, con los valores medidos en el simulador. Puedes copiarlo tal cual… pero antes tienes que entender por qué cada pieza está donde está: en la fase 1 te lo van a preguntar.
«Laboratorio de electrónica». Ahí lo montas y lo pruebas sin gastar un solo componente.
El sensor. En el simulador va de 100 Ω con luz plena a 1 MΩ a oscuras.
El que decide. Con una corriente diminuta en la base controla la del LED.
Rb = 100 kΩ para la base y Rc = 470 Ω para proteger el LED. Estos valores funcionan; otros también, y en la fase 2 vas a probarlo.
La luz de la farola y su alimentación.
Para el esquema de la fase 1 y la tabla de medidas de la fase 3. La memoria no se improvisa al final.
⏱ 1 sesión
Antes de montar nada, explica el circuito: qué hace cada componente y, sobre todo, por qué la LDR va hacia masa y no arriba. Dibuja tú el esquema con la simbología correcta.
Entrega: esquema dibujado a mano + tres frases: qué detecta, qué decide y qué acciona.
⏱ ½ sesión
No copies Rb y Rc: justifícalas. ¿Qué pasa si Rb es de 470 Ω en vez de 100 kΩ? ¿Y si Rc es de 220 Ω? Pruébalo en el simulador antes de decidir.
Entrega: los dos valores elegidos, con una razón cada uno y qué falla si te pasas.
⏱ 1 sesión
Móntalo en el simulador y mueve el mando de luz de 0 a 100 %. Anota con el polímetro la corriente del LED en al menos cinco puntos y encuentra a qué porcentaje se apaga.
Entrega: tabla de medidas + el porcentaje de luz al que conmuta.
⏱ 1 sesión
Con los componentes en la mano, en placa de prototipos. Ojo a lo que el simulador te perdona: en el LED la patilla larga es el ánodo (va hacia el +) y la corta el cátodo; y el transistor tiene sus tres patillas en un orden fijo — míralo en su hoja de datos antes de pincharlo, porque del revés no funciona.
Entrega: foto del montaje funcionando, tapando la LDR con la mano.
⏱ ½ sesión
Escribe la memoria: qué querías, cómo lo hiciste, qué falló y cómo lo arreglaste. Y cierra con lo del bloque 6: ¿cuánta energía ahorra una farola así frente a una encendida toda la noche?
Entrega: memoria de 1-2 páginas con esquema, tabla, foto y la reflexión final.
El reto 12 es exactamente este montaje, y se corrige solo: comprueba que a oscuras luce y con luz de día se apaga. Úsalo para validar tu diseño antes de tener los componentes en la mano — que es justo para lo que sirve simular.
▶ Abrir el reto 12La nota sale de 5 dimensiones. Que la farola se encienda es necesario, pero es solo una quinta parte: aquí se valora sobre todo que sepas explicar por qué.
Si te sobra tiempo, sube el listón. Cambia la LDR por una NTC y tendrás un aviso de temperatura. Añade un potenciómetro en lugar de Rb y podrás ajustar a qué oscuridad se enciende, que es lo que hacen las farolas de verdad. O mete un condensador para que tarde unos segundos en encender y no parpadee cada vez que pasa un coche con las luces puestas.