PS ID DELL
Tres fuentes de voltaje que vas a tener enfrente todos los días.
Fuente de voltaje DC portátil, basada en reacciones químicas internas.
Equipo de laboratorio que entrega un voltaje DC regulado y ajustable.
Convierte los 120 V de la pared en un voltaje DC fijo y regulado para la laptop.
Un multímetro en modo voltímetro se conecta en paralelo al componente: una punta en cada extremo, sin abrir el circuito. Presiona el botón para simular la medición.
La punta roja (V/Ω) toca el extremo de mayor potencial y la punta negra (COM) el de menor potencial. El multímetro no consume corriente apreciable: no altera el circuito que está midiendo.
Para medir resistencia, el circuito debe estar desenergizado (sin batería). El multímetro en modo Ω se conecta en los dos extremos de la cadena de resistencias en serie.
En una conexión en serie, la resistencia total es la suma de cada resistencia individual: RT = R1 + R2. Aquí, 220 Ω + 100 Ω = 320 Ω.
Cada vez que presionas el botón, la punta negra avanza a la siguiente resistencia: primero mide R1, luego R1+R2, y por último R1+R2+R3. El voltaje se va sumando.
La punta roja se queda fija en (+). La punta negra avanza de nodo en nodo: cada resistencia que suma a la medición agrega su propia caída de voltaje al total — así se comprueba la Ley de voltajes de Kirchhoff.
En las resistencias de orificio pasante el valor va en bandas de color: las dos primeras son cifras, la tercera el multiplicador y la cuarta la tolerancia.
Cada color equivale a un dígito. Las dos primeras bandas forman el número y la tercera indica por cuánto se multiplica.
En una laptop o un celular no hay bandas de color: el valor viene impreso en cifras sobre el componente. Presiona el botón para recorrer los casos que te vas a encontrar.
Las dos primeras cifras son el número y la tercera indica cuántos ceros se le agregan.
El voltaje es la diferencia de potencial entre dos puntos. Igual que la altura del agua genera presión y empuja el líquido por la tubería, el voltaje empuja a los electrones por el circuito. Cambia el nivel y observa la diferencia.
Sin diferencia de altura el agua no fluye; sin diferencia de potencial (voltaje) los electrones no circulan. Por eso el voltaje siempre se mide entre dos puntos, nunca en uno solo.
Un osciloscopio dibuja el voltaje a lo largo del tiempo. Así se ve la diferencia entre una fuente continua y una alterna.
El voltaje se mantiene fijo y la corriente siempre va en el mismo sentido.
Pilas · baterías · USB · paneles solaresEl voltaje sube y baja invirtiendo su polaridad muchas veces por segundo.
Toma de pared · 127 V a 60 Hz (México)La corriente es la cantidad de carga que atraviesa un punto del conductor cada segundo. A más amperios, más electrones pasan por el mismo punto en el mismo tiempo.
1 amperio equivale a unos 6.24 × 10¹⁸ electrones cruzando ese punto cada segundo.
Por convención histórica, la corriente se dibuja saliendo del polo (+). En realidad los electrones — que tienen carga negativa — se mueven en sentido contrario. Ambas descripciones son válidas.
Los cálculos de circuitos usan siempre el sentido convencional; el movimiento real de electrones importa al estudiar los semiconductores.
A diferencia del voltaje, la corriente no se mide en paralelo: hay que abrir el circuito e intercalar el amperímetro, para que toda la corriente pase por él.
Nunca conectes un amperímetro en paralelo a una fuente: su resistencia interna es casi nula y provocaría un cortocircuito.
Dentro del material, los electrones chocan constantemente con los átomos. Esos choques frenan el flujo (eso es la resistencia) y convierten parte de la energía en calor.
A mayor resistencia, los electrones avanzan con más dificultad: pasa menos corriente y se genera más calor.
Dos placas conductoras separadas por un aislante (dieléctrico). Al aplicar voltaje se acumulan cargas opuestas en cada placa y aparece un campo eléctrico entre ellas: ahí queda guardada la energía.
Las cargas nunca cruzan el dieléctrico: se quedan enfrentadas en las placas. Por eso un capacitor bloquea la corriente continua.
Conectado a la batería el capacitor se llena de carga; conectado a la lámpara devuelve esa energía. Observa el nivel de carga y el sentido de la corriente.
Al cargarse, la corriente entra hasta llenarlo y luego se detiene. Al descargarse, esa energía sale y enciende la lámpara.
Se diferencian por su material dieléctrico, su capacidad y si tienen polaridad. Conectar al revés uno polarizado puede dañarlo.
Pequeño, económico y sin polaridad. El más común en circuitos digitales.
Mucha capacidad en poco espacio. La franja marca el terminal negativo.
Compacto y muy estable, pero delicado: no tolera inversión de polaridad.
Sin patitas: se suelda directo sobre la placa. Domina la electrónica moderna.
Compara la señal que entra al capacitor (ámbar) con la que sale (verde). Presiona el botón para recorrer sus cuatro usos más comunes.
El capacitor deriva a tierra las variaciones rápidas (el ruido) y deja pasar la señal útil.
Al circular corriente por el conductor enrollado se genera un campo magnético que rodea la bobina. Ahí queda almacenada la energía: a más corriente, campo más intenso.
Si la corriente se detiene, el campo se desploma y la bobina devuelve al circuito la energía que tenía guardada.
La bobina no deja que la corriente cambie de golpe: al encender sube poco a poco, y al apagar genera un pico de voltaje inverso (fuerza contraelectromotriz).
Es el comportamiento opuesto al capacitor: el capacitor se opone a cambios de voltaje, la bobina a cambios de corriente.
El material dentro de la bobina concentra el campo magnético. A mejor núcleo, más inductancia con el mismo número de vueltas.
Nada dentro del bobinado. Muy estable y sin pérdidas, pero de baja inductancia.
Multiplica mucho la inductancia. Se usa laminado para reducir pérdidas.
Buena inductancia con pocas pérdidas a alta frecuencia. La más común hoy.
Su capacidad de almacenar energía magnética y oponerse a los cambios rápidos la vuelve indispensable en potencia y en señales.
Junto a un capacitor deja pasar unas frecuencias y bloquea otras.
Dos bobinas acopladas suben o bajan el voltaje de corriente alterna.
Almacena y libera energía miles de veces por segundo para regular el voltaje.
Guarda energía en su campo magnético y la entrega cuando hace falta.
El diodo funciona como una válvula antirretorno: deja pasar el flujo en un sentido y lo bloquea en el contrario. Cambia el sentido y compara.
El triángulo del símbolo apunta hacia el sentido permitido; la barra representa la pared que bloquea el regreso.
Todo depende de cómo se conecte la batería respecto al diodo. Invierte la polaridad y observa qué pasa con la corriente y con la lámpara.
En directa, un diodo de silicio consume unos 0.7 V y deja pasar el resto al circuito.
Multímetro en modo diodo. Se mide en los dos sentidos y se comparan las lecturas. Elige cómo está el diodo:
Consejo: para una lectura confiable, mide con el equipo desconectado y, si puedes, levanta una pata del diodo: los otros componentes de la placa pueden engañar la medición. Valores de ejemplo.
Todos conducen en un solo sentido, pero cada uno está optimizado para una tarea distinta. Fíjate en cómo cambia su símbolo.
El más común. Convierte corriente alterna en continua dejando pasar solo un semiciclo.
Al conducir emite luz. El color depende del material semiconductor.
Diseñado para trabajar en inversa: mantiene fijo el voltaje al llegar a su valor.
Conmuta muy rápido y pierde menos energía gracias a su baja caída de voltaje.
Piensa en el transistor como una llave de paso: la base es la manija, y controla cuánta corriente pasa del colector al emisor.
Con poca fuerza en la manija se controla un caudal mucho mayor. Igual el transistor: una corriente pequeña en la base gobierna una grande entre colector y emisor.
La corriente de base (IB) es diminuta, pero multiplicada por la ganancia β del transistor produce una corriente de colector (IC) mucho mayor. Sube la base y observa.
Por eso se dice que el transistor amplifica: la señal débil que entra por la base se reproduce mucho más fuerte en el colector.
Según cuánta corriente reciba la base, el transistor se comporta como interruptor abierto, como amplificador, o como interruptor cerrado.
En corte y saturación el transistor trabaja como interruptor (electrónica digital); en región activa, como amplificador (electrónica analógica).
Sus dos grandes talentos —amplificar y conmutar— lo vuelven la pieza básica de casi toda la electrónica.
Al MOSFET le entran 20 V por el drenador. Si en el gate le ponemos un voltaje más alto (26 V), deja pasar los 20 V; si se lo quitamos, deja de pasar. Al poner y quitar una y otra vez, del MOSFET salen pulsos positivos que pasan por la bobina, y el capacitor los filtra.
Elige un ejemplo y mira en qué posición va la perilla, en qué borne va la punta roja y cómo se lee en la pantalla. Recuerda: para medir corriente, el multímetro va en serie, hay que abrir el circuito.
Consejo: si no sabes cuánta corriente vas a medir, empieza en A con la punta roja en 10A. Si mides muchos amperes en el borne de mA, se quema el fusible del multímetro. Valores de ejemplo.
La punta del cargador Dell tiene tres conexiones. Dos llevan la energía y la del centro, el PS ID, lleva los datos del cargador.
El EC (el controlador de la laptop) es el maestro: él empieza la plática. La memoria dentro del cargador es el esclavo: solo contesta. Todo viaja por el pin PS ID. Avanza paso por paso:
Los datos son reales de cargadores Dell: la laptop lee 3 caracteres a partir de la dirección 08 de la memoria, que dicen la potencia del cargador. La señal está simplificada y en cámara lenta.
Cada terminal tiene dos nombres que vas a encontrar en libros y datasheets. A la izquierda, cómo se ven en el símbolo; a la derecha, dónde quedan en el encapsulado SO-8, el más común en laptops.
La compuerta está separada del silicio por una capa de óxido aislante. Al aplicarle voltaje, su campo eléctrico atrae portadores y forma un canal conductor entre drenador y surtidor.
Por eso se llama "efecto de campo": no es la corriente de la compuerta la que controla, sino su campo eléctrico.
La compuerta y el canal, separados por el óxido, forman un pequeño condensador. Por eso no consume corriente mientras está encendido: solo pide un golpe de corriente en el instante de encender y de apagar, para cargar y descargar esa capacitancia.
Mantener el MOSFET encendido no cuesta corriente. El golpe aparece solo al cargar o descargar la compuerta.
por eso se mide su carga (Qg)De 100 Ω a 1 kΩ entre el control y la compuerta: limita ese pico y protege al circuito que la maneja.
además reduce el ruido eléctricoSin una resistencia que la fije, la compuerta guarda carga y el MOSFET puede encender solo, de forma errática.
a tierra en canal N, al positivo en canal PEl óxido es delgadísimo. Suele soportar unos ±20 V entre compuerta y surtidor, y la estática lo puede perforar.
maneja la placa con pulsera antiestáticaEn resumen: el MOSFET se controla con voltaje, no con corriente. Esa corriente que ves en los picos es solo la que llena y vacía el condensador de la compuerta.
Los dos conmutan y amplifican, pero no de la misma forma. Estas diferencias explican por qué el MOSFET domina la electrónica moderna.
| Característica | BJT | MOSFET |
|---|---|---|
| Se controla con | Corriente de base | Voltaje de compuerta |
| Consumo de control | Milésimas de amperio | Prácticamente cero |
| Velocidad | Buena | Muy alta |
| Pérdidas al conducir | Caída fija ≈ 0.2 V | Resistencia muy baja |
| Integración en chips | Limitada | Altísima (CMOS) |
| Sensible a estática | Poco | Sí, hay que manejarlo con cuidado |
Por su bajísimo consumo y su facilidad de integración, prácticamente todos los procesadores y memorias actuales están hechos de MOSFET.
Su velocidad y su control por voltaje lo vuelven ideal tanto para manejar potencia como para construir circuitos digitales.
Mueve el voltaje de entrada y compáralo con la referencia. No importa qué tan pequeña sea la diferencia: la salida solo puede estar ALTA o BAJA, nunca a medias.
V+ está por debajo del umbral: la salida se mantiene en bajo.
Un sensor entrega un voltaje proporcional a la temperatura. El comparador lo enfrenta contra la referencia del termostato y enciende el ventilador cuando se pasa del límite.
24 °C está por debajo del límite: el ventilador permanece apagado.
Ejemplo real en laptop: el cargador entrega 19 V, así que el gate necesita unos 25 V. En el lado alto la regla práctica es: unos 6 V más de lo que va a circular.
Nota: esto sucede cuando el MOSFET canal N va arriba de la carga (lado alto), como en muchas fuentes de laptop. Por eso ahí se usan circuitos que elevan el voltaje del gate por encima de la alimentación. Si en cambio va del lado de tierra (low-side), el surtidor está en 0 V y bastan de 5 a 10 V en el gate.
Comparación: en el canal N el gate va más alto que lo que circula (20 V → 26 V). En el canal P va más bajo que el surtidor (20 V → 8.0 V).
Nota: el canal P empieza a conducir en cuanto el gate queda unos volts por debajo del surtidor. Para que conduzca completo y sin calentarse, conviene que quede entre 5 y 10 V por debajo, sin pasar de 20 V de diferencia (el límite de la compuerta).
Es el componente más usado de toda la electrónica. Estos son sus cuatro trabajos más comunes dentro de un circuito.
Por dentro se parecen, pero se usan al revés. Con la misma señal de entrada (ámbar), mira qué sale de cada uno (verde).
El operacional devuelve parte de la salida a su entrada para controlarse; el comparador trabaja sin ella.
por eso uno amplifica y el otro conmutaEl operacional entrega cualquier valor intermedio; el comparador solo dos estados: alto o bajo.
una es analógica, la otra digitalEl comparador está hecho para saltar entre estados lo más rápido posible, sin importar la forma de la señal.
cambia en microsegundosUn operacional puede hacer de comparador si se usa sin realimentación, pero será más lento.
al revés no funciona bienSiempre hace lo mismo —decidir cuál de dos voltajes es mayor— pero eso sirve para muchas cosas distintas.
| Dato | Qué significa | Qué revisar |
|---|
Para reemplazarlo busca uno con el mismo o mayor VDS, la misma o más corriente y una RDS(on) igual o menor. Y siempre del mismo canal: un canal N no sustituye a un canal P.
Es el reparto estándar del SO-8 doble: cada transistor recibe su compuerta y su surtidor en un pin, y los drenadores se llevan dos pines cada uno para soportar la corriente.
Surtidor en el pin 1, compuerta en el pin 2 y drenador repartido en los pines 7 y 8.
S1 · G1 · D1 D1Surtidor en el pin 3, compuerta en el pin 4 y drenador en los pines 5 y 6.
S2 · G2 · D2 D2En uno de un solo MOSFET los pines 1, 2 y 3 son todos surtidor y el 4 la compuerta. Aquí no: el 2 y el 4 son compuertas distintas.
mide siempre antes de concluirDos canal N de 30 V en un SOIC-8, con 27 mΩ por transistor. El FDS6982 es otro clásico, vendido justo como MOSFET para fuente de notebook.
AO4800 · FDS6982Revisa cada mitad por separado, en modo diodo entre su propio drenador y surtidor. Un transistor puede estar bueno y el otro en corto.
son independientesEn la fuente conmutada de una laptop: los dos MOSFET se turnan para generar cada riel de la placa a partir de los 19 V del cargador.
Los dos trabajan en el mismo punto del circuito, así que meterlos en un solo encapsulado ahorra espacio y acorta las pistas.
una sola pieza en la placaCuando uno entra en corto, el riel desaparece o el cargador entra en protección. Es una de las fallas más comunes de placa.
revisa el riel con el ohmímetroSe cambia el encapsulado completo, aunque solo una mitad esté dañada: no se puede sustituir un solo transistor interno.
siempre la pieza enteraSi la placa tiene dos encapsulados sencillos en lugar de uno doble, el circuito es exactamente el mismo.
cambia la presentación, no la funciónAsí viene dibujada la línea PS_ID en el diagrama, desde el conector del cargador hasta el EC, con las referencias y los valores que trae la placa.
La línea PS ID circula de derecha a izquierda: parte del EC y va hacia el conector del cargador. En el camino se encuentra con varios componentes que la protegen, y todos están ahí con un mismo fin: proteger al IC EC.
La línea está en reposo arriba, en 3.3 V. Para hablar, cada parte la jala a tierra durante distintos tiempos: esos pulsos son los unos y los ceros.
El EC es el maestro: solo él inicia la conversación. El cargador responde cuando se le pregunta.
nadie habla al mismo tiempoMientras la línea está arriba, el chip del cargador toma de ahí la poca energía que necesita para responder.
datos y alimentación juntosSu identificación y su potencia. Con eso la laptop decide si carga, a qué velocidad, o si solo enciende.
de ahí el mensaje del arranqueAhorra un pin en el conector y abarata el cargador. Por eso el conector lleva positivo, tierra y este cable de datos.
tres contactos nada másEstos son los voltajes marcados en el circuito. Se miden en V⎓ con la laptop conectada al cargador y el negro del multímetro a tierra.
| Punto | Debe marcar | Si no marca eso |
|---|---|---|
| Línea PS ID en reposo | 3.3 V | La sostiene arriba la resistencia de 2.2 kΩ. Si mides 0 V, revisa esa resistencia o busca un corto a tierra, empezando por el transistor de protección. |
| Alimentación del transistor | 5 V | Llegan por una resistencia de 10 kΩ. Si del lado del riel hay 5 V pero del otro no, esa resistencia está abierta. |
| Compuerta del transistor G1 | 0.4 V | Sale de un divisor: 3.2 V con 33 kΩ arriba y 4.7 kΩ abajo. Si lo mides distinto, revisa esas dos resistencias antes que el transistor. |
| Entrada del EC | 3.3 V | Si llega a la resistencia en serie de 33 Ω pero no sale, esa resistencia está abierta: es una falla muy común y fácil de confirmar. |
Con el cargador puesto, la línea no está quieta: sube y baja mientras se conversa. Por eso un multímetro puede mostrar un valor intermedio; lo importante es que en reposo se sostenga arriba.