¿Qué son los componentes electrónicos? ¿Cuáles son sus clasificaciones?

Conceptos básicos y diferencias fundamentales de los componentes electrónicos

Los componentes electrónicos son unidades fundamentales con funciones independientes que forman circuitos electrónicos y constituyen los elementos centrales de los equipos electrónicos y los instrumentos de maquinaria pequeña. Se pueden dividir en dos categorías principales: componentes electrónicos and dispositivos electrónicos, que difieren fundamentalmente:

• Componentes electrónicos: Productos cuya composición molecular permanece inalterada. sin cambios durante la fabricación, como resistencias, condensadores e inductores.
• Dispositivos electrónicos: Productos cuya estructura molecular es alterado durante la fabricación, como transistores y circuitos integrados.

Clasificación sistemática de componentes electrónicos

Clasificación por función y estructura

1. Componentes pasivos

Los componentes pasivos son elementos básicos que no poseen funciones como amplificación, control o generación de electrones en los circuitos. Solo se utilizan para acoplamiento, regulación, compensación y protección:

Tipo de componente	Funciones principales	Símbolo del circuito	Aplicaciones típicas
Resistencia	Limitación de corriente, división de tensión, adaptación de impedancia	R	Limitación de corriente en todos los circuitos
Condensador	Almacenamiento de carga, filtrado, acoplamiento	C	Filtrado de la fuente de alimentación, acoplamiento de señales
Inductor	Almacenamiento de energía, supresión de señales de alta frecuencia.	L	Circuitos osciladores LC, filtrado
Transformador	Transformación de tensión alterna	T	Adaptadores de corriente, conversión de voltaje

2. Dispositivos activos

Los dispositivos activos poseen funciones como amplificación, control y generación de electrones en circuitos:

Tipo de dispositivo	Funciones principales	Símbolo del circuito	Aplicaciones típicas
Diodo	Rectificación, conmutación y limitación de corriente	D	Rectificación de potencia, detección de señales
Transistor	Amplificación, control de conmutación	Q	Amplificación de señal, control de potencia
Circuito integrado	Integración de funciones complejas	U o IC	Microprocesadores, memoria
Dispositivos optoelectrónicos	Conversión fotoeléctrica	LED, etc.	Pantallas, comunicación óptica

Clasificación por grado de aplicación

Los diferentes escenarios de aplicación tienen requisitos muy distintos para los componentes electrónicos, en particular los semiconductores, que pueden clasificarse según el «entorno operativo» en:

• Calidad comercial: 0-70°C operating temperature, consumer electronics
• Grado industrial: -40 to 85°C operating temperature, industrial control equipment
• Automoción: -40 to 125°C operating temperature, automotive electronic systems
• Grado militar: -55 to 125°C operating temperature, military and aerospace applications
• Grado espacial: Rango de temperaturas extremas, fiabilidad ultraalta, satélites, naves espaciales.

Clasificación por certificación de calidad

• Certificación del sistema de calidad ISO: Como la norma ISO 9001, que indica procesos de control de la producción reconocidos internacionalmente.
• Certificaciones específicas del sector: Como la norma IATF 16949 para la industria automotriz, que cumple con los estrictos estándares electrónicos automotrices.
• Certificaciones profesionales en el ámbito laboral: Tales como la certificación CQC de China, las certificaciones UL y CUL de EE. UU., y las certificaciones VDE y TUV de Alemania.

Funciones detalladas de los componentes electrónicos comunes

Componentes básicos de los circuitos

Resistencia: Funciones principales para derivación de corriente, limitación, división de tensión y polarización en circuitos, indicadas con «R» más un número.

Condensador: Consiste en dos láminas metálicas muy próximas entre sí, separadas por un material aislante, y se caracteriza principalmente por bloquear la corriente continua (CC) mientras deja pasar la corriente alterna (CA).

InductorElemento de almacenamiento de energía que convierte la energía eléctrica en energía de campo magnético, a menudo funciona con condensadores para formar filtros LC y osciladores LC.

Dispositivos semiconductores

Diodo: Presenta conductividad unidireccional, se utiliza principalmente en circuitos rectificadores, circuitos de detección y circuitos reguladores de voltaje.

Transistor: Tiene tres pines, proporciona amplificación de corriente, se utiliza para el control de interruptores y la amplificación de señales.

Circuito integrado: Formado mediante la integración de transistores, resistencias, condensadores y otros elementos en un sustrato de silicio utilizando procesos especiales, creando dispositivos funcionales.

Otros componentes importantes

Sensor: Dispositivo de detección que convierte la información medida en una señal eléctrica de salida, clasificado en diez categorías principales según su función de detección: térmica, fotosensible, sensible al gas, sensible a la fuerza, etc.

Relé: Dispositivo de control eléctrico que utiliza una corriente pequeña para controlar una operación de corriente grande, funcionando como un «interruptor automático».

Oscilador: Componente electrónico utilizado para generar señales electrónicas repetitivas (normalmente ondas sinusoidales o cuadradas), que convierte señales de corriente continua (CC) en señales de corriente alterna (CA) de una frecuencia específica.

Selección y fiabilidad de componentes electrónicos

La «fiabilidad» de los componentes consta de dos partes:

• Fiabilidad inherente: Derivado del diseño, los procesos, las materias primas, etc. del fabricante.
• Fiabilidad de la aplicación: Depende de la selección del usuario, la adquisición, la protección contra descargas electrostáticas y los procesos de selección de soldadura.

Según datos exhaustivos de análisis de fallos, aproximadamente el 50 % de los fallos se deben a defectos inherentes, mientras que el otro 50 % se debe a un uso inadecuado. Esto significa que, incluso cuando se utilizan componentes de alta calidad, pueden surgir problemas si los procesos de uso no están estandarizados.

Preguntas frecuentes

1. ¿Cuál es la diferencia fundamental entre los componentes pasivos y los dispositivos activos?
Los componentes pasivos pueden funcionar sin alimentación externa y solo pueden atenuar o almacenar señales, sin amplificarlas ni controlarlas. Los dispositivos activos requieren alimentación externa para realizar sus funciones básicas y pueden amplificar señales o controlar el flujo de corriente.

2. ¿Cómo seleccionar el grado de calidad adecuado de los componentes electrónicos para un proyecto?
La selección depende del entorno de aplicación: los productos comerciales eligen la calidad comercial; los entornos industriales requieren la calidad industrial; la electrónica automotriz debe utilizar la calidad automotriz; las aplicaciones militares y aeroespaciales necesitan componentes de calidad militar o espacial correspondientes.

3. ¿Cuáles son las ventajas y desventajas de los circuitos integrados frente a los componentes discretos?
Los circuitos integrados ofrecen alta integración, tamaño reducido, gran fiabilidad y rendimiento constante, pero tienen un diseño complejo y poca flexibilidad. Los componentes discretos proporcionan flexibilidad de diseño, bajo coste y gran capacidad de manejo de potencia, pero dan como resultado un sistema de mayor tamaño y fiabilidad relativamente menor.

4. ¿Qué es el diseño de reducción de potencia de los componentes y por qué es importante?
El diseño de reducción de potencia implica operar los componentes a niveles de tensión inferiores a sus valores nominales máximos, como por ejemplo utilizar resistencias a no más del 60 % de su potencia nominal. Esto mejora significativamente la fiabilidad del sistema y la vida útil de los componentes, especialmente en entornos difíciles.

5. ¿Cómo establecer un sistema eficaz de gestión y trazabilidad de componentes?
Establecer un sistema de gestión integral que abarque la selección, adquisición, aceptación, almacenamiento, distribución y uso de los componentes, registrando los números de lote, las fechas de producción, la información de los proveedores, etc., para permitir un rápido rastreo y aislamiento cuando surjan problemas.