Interruptor electrónico

En electrónica , un interruptor electrónico es un interruptor controlado por un componente o dispositivo electrónico activo . Al no utilizar partes móviles, se denominan interruptores de estado sólido , lo que los distingue de los interruptores mecánicos. ^{[ 1 ]}

Los interruptores electrónicos se consideran dispositivos binarios porque cambian drásticamente la conductividad de un camino en un circuito eléctrico entre dos extremos cuando cambian entre sus dos estados de encendido y apagado .

Diversos dispositivos que, conceptualmente, conectan o desconectan señales y vías de comunicación entre dispositivos eléctricos se denominan "interruptores", de forma análoga a como los interruptores mecánicos conectan y desconectan las vías por las que fluyen los electrones entre dos conductores.

El relé tradicional es un interruptor electromecánico que utiliza un electroimán controlado por una corriente para accionar un mecanismo de conmutación mecánico. También se utilizan otros principios de funcionamiento (por ejemplo, los relés de estado sólido inventados en 1971 controlan circuitos de potencia sin partes móviles, utilizando en su lugar un dispositivo semiconductor para realizar la conmutación, a menudo un rectificador controlado de silicio o un triac ).

Los primeros sistemas telefónicos utilizaban un conmutador Strowger accionado electromagnéticamente para conectar a los usuarios; las centrales telefónicas posteriores incorporan uno o más conmutadores de barras cruzadas electromecánicos . Por lo tanto, el término «conmutado» se aplica a las redes de telecomunicaciones y designa una red conmutada por circuitos , que proporciona circuitos dedicados para la comunicación entre nodos finales, como la red telefónica pública conmutada .

Desde entonces, el término interruptor se ha extendido a una variedad de dispositivos digitales activos , como transistores y puertas lógicas , cuya función es cambiar su estado de salida entre estados lógicos o conectar diferentes líneas de señal .

La característica común de todos estos usos es que se refieren a dispositivos que controlan un estado binario de encendido o apagado , cerrado o abierto , conectado o no conectado , conductor o no conductor , de baja impedancia o de alta impedancia .

Existe una gran variedad de diferentes tipos de interruptores que se pueden clasificar en función de diversas características, como el factor de amplificación o factor de potencia, el tipo de alimentación, los materiales de los que están hechos, etc.:

• Los tubos de vacío pueden utilizarse en aplicaciones de alto voltaje .

• El diodo puede considerarse un interruptor que conduce significativamente solo cuando está polarizado en directa y, de lo contrario, permanece prácticamente desconectado ( alta impedancia ). Los tipos específicos de diodos que pueden cambiar rápidamente de estado de conmutación, como el diodo Schottky y el 1N4148 , se denominan "diodos de conmutación".
• El transistor puede funcionar como un interruptor . Las regiones de corte y saturación del transistor de unión bipolar (BJT) pueden considerarse, respectivamente, como un interruptor cerrado y abierto.
• El interruptor electrónico más utilizado en los circuitos digitales es el transistor de efecto de campo de metal-óxido-semiconductor (MOSFET). ^{[ 2 ]}
• El interruptor analógico utiliza dos transistores MOSFET en una configuración de puerta de transmisión , funcionando como un interruptor muy similar a un relé, con algunas ventajas y varias limitaciones en comparación con un relé electromecánico.
• En un regulador de voltaje conmutado , como por ejemplo una fuente de alimentación , los transistores de potencia se utilizan como un interruptor para permitir o bloquear alternativamente el flujo de energía.
• Los interruptores Hall son un tipo de sensor Hall que combina el efecto Hall analógico con la detección de umbral para producir un interruptor accionado magnéticamente .
• El optoacoplador utiliza la luz de un LED controlado por una corriente que es recibida por un fototransistor para conmutar un circuito aislado galvánicamente .
• El transistor bipolar de puerta aislada (IGBT) combina las ventajas de los transistores bipolares (BJT) y los MOSFET de potencia .
• Un rectificador controlado de silicio (SCR) se puede utilizar para la conmutación de alta velocidad en aplicaciones de control de potencia (por ejemplo, para controladores de motores ).
• Un TRIAC (triodo de CA), equivalente a dos SCR conectados en serie, es un dispositivo de conmutación bidireccional.
• DIAC significa interruptor de CA de diodo .
• Un tiristor de desconexión por puerta (GTO) es un dispositivo de conmutación bipolar.
• Los interruptores electrónicos también pueden constar de configuraciones complejas que se activan mediante contacto físico, por ejemplo, pantallas táctiles con sensores resistivos o capacitivos .
• Los conmutadores de red reconfiguran las conexiones entre los diferentes puertos de los ordenadores en una red informática .

Los interruptores electrónicos se utilizan en todo tipo de aplicaciones comunes e industriales, desde generadores de oscilación hasta control de potencia y entrada.

• Relé