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Resistencia negativa

En electrónica, la resistencia negativa es una propiedad de algunos circuitos y dispositivos eléctricos en los que un aumento de voltaje a través de los terminales del dispositivo provoca en una disminución de la corriente eléctrica a través de ella.[4]​[5]​

Lámpara fluorescente, un dispositivo con resistencia diferencial negativa.[1]​[2]​ En funcionamiento, un incremento de corriente a través del tubo fluorescente provoca una caída en el voltaje a través de él. Si el tubo se conectara directamente a la línea eléctrica, la caída del voltaje del tubo causaría que fluyera más y más corriente, causando que se inflamase y se destruyese.[1]​[3]​ Para evitar esto, los tubos fluorescentes se conectan a la línea eléctrica con un balasto, que agrega impedancia positiva (resistencia de CA) al circuito para contrarrestar la resistencia negativa del tubo, limitando la corriente.[1]​
Un diodo Gunn, un dispositivo semiconductor con resistencia diferencial negativa, usado en osciladores electrónicos para generar microondas

Esto se opone a lo que ocurre en una resistencia ordinaria, en la cual un aumento del voltaje aplicado causa un aumento proporcional de la corriente debido a la ley de Ohm, resultando en una resistencia positiva.[6]​ Mientras que una resistencia positiva consume energía de la corriente que pasa a través de ella, una resistencia negativa produce energía.[7]​[8]​ Bajo ciertas condiciones puede aumentar la potencia de una señal eléctrica, amplificándola.[3]​[9]​[10]​

La resistencia negativa es una propiedad poco común que ocurre en unos pocos componentes electrónicos no lineales. Se utiliza en osciladores y amplificadores electrónicos,[11]​ particularmente a frecuencias de microondas. La mayoría de la energía de microondas se produce con dispositivos de resistencia diferencial negativa.[12]​ También pueden tener histéresis[13]​ y ser biestables, y por lo tanto se utilizan en conmutación y circuitos de memoria.[14]​ Algunos ejemplos de dispositivos con resistencia diferencial negativa son los diodos túnel, diodos Gunn y tubos de descarga de gas tales como las lámparas de neón. Además, los circuitos que contienen dispositivos de amplificación tales como transistores y amplificadores operacionales con retroalimentación positiva pueden tener resistencia diferencial negativa, utilizanndose en osciladores y filtros activos.

Debido a que son no lineales, los dispositivos de resistencia negativa tienen un comportamiento más complicado que las resistencias "óhmicas" positivas usualmente encontradas en los circuitos eléctricos. A diferencia de la mayoría de las resistencias positivas, la resistencia negativa varía dependiendo de la tensión o corriente aplicada al dispositivo, y los dispositivos de resistencia negativa pueden tener resistencia negativa sólo en una parte limitada de su rango de voltaje o corriente. Por lo tanto no existe una "resistencia negativa" real, análoga a una "resistencia positiva", que tenga una resistencia negativa constante sobre una gama arbitrariamente amplia de corriente.

Lista de dispositivos de resistencia negativa editar

Los siguientes dispositivos tienen componentes electrónicos con resistencia diferencial negativa :

Las descargas eléctricas a través de gases también exhiben una resistencia diferencial negativa,[25]​[26]​ incluyendo estos dispositivos:

Además, los circuitos activos con resistencia diferencial negativa también pueden construirse con dispositivos de amplificación como transistores y amplificadores operacionales, usando retroalimentación.[16]​[29]​[30]​ En los últimos años se han descubierto varios nuevos materiales y dispositivos experimentales de resistencia diferencial negativa.[31]​ Los procesos físicos que causan resistencia negativa son diversos,[32]​[18]​[31]​ y cada tipo de dispositivo tiene sus propias características de resistencia negativa, especificadas por su curva de corriente-tensión.[10]​[16]​

Referencias editar

  1. ↑ a b c d Sinclair, Ian Robertson (2001). Sensors and transducers, 3rd Ed.. Newnes. pp. 69-70. ISBN 0750649321. 
  2. ↑ a b Kularatna, Nihal (1998). Power Electronics Design Handbook. Newnes. pp. 232-233. ISBN 0750670738. Archivado desde el original el 21 de diciembre de 2017. 
  3. ↑ a b Aluf, Ofer (2012). Optoisolation Circuits: Nonlinearity Applications in Engineering. World Scientific. pp. 8-11. ISBN 9814317004. 
  4. ↑ Amos, Stanley William; Amos, Roger S.; Dummer, Geoffrey William Arnold (1999). Newnes Dictionary of Electronics, 4th Ed.. Newnes. p. 211. ISBN 0750643315. 
  5. ↑ Graf, Rudolf F. (1999). Modern Dictionary of Electronics, 7th Ed.. Newnes. p. 499. ISBN 0750698667. 
  6. ↑ a b Shanefield, Daniel J. (2001). Industrial Electronics for Engineers, Chemists, and Technicians. Elsevier. pp. 18-19. ISBN 0815514670. 
  7. ↑ Carr, Joseph J. (1997). Microwave & Wireless Communications Technology. USA: Newnes. pp. 313-314. ISBN 0750697075. 
  8. ↑ Groszkowski, Janusz (1964). Frequency of Self-Oscillations. Warsaw: Pergamon Press - PWN (Panstwowe Wydawnictwo Naukowe). pp. 45-51. ISBN 1483280306. 
  9. ↑ a b Gottlieb, Irving M. (1997). Practical Oscillator Handbook. Elsevier. pp. 75-76. ISBN 0080539386. 
  10. ↑ a b Kaplan, Ross M. (diciembre de 1968). Equivalent circuits for negative resistance devices. Technical Report No. RADC-TR-68-356. Rome Air Development Center, US Air Force Systems Command. pp. 5-8. Archivado desde el original el 19 de agosto de 2014. Consultado el 21 de septiembre de 2012. 
  11. ↑ Shahinpoor, Mohsen; Schneider, Hans-Jörg (2008). Intelligent Materials. London: Royal Society of Chemistry. p. 209. ISBN 0854043357. 
  12. ↑ Golio, Mike (2000). The RF and Microwave Handbook. CRC Press. p. 5.91. ISBN 1420036769. 
  13. ↑ Kumar, Umesh (abril de 2000). «Design of an indiginized negative resistance characteristics curve tracer». Active and Passive Elect. Components (Hindawi Publishing Corp.) 23: 1-2. Consultado el 3 de mayo de 2013. 
  14. ↑ Beneking, H. (1994). High Speed Semiconductor Devices: Circuit aspects and fundamental behaviour. Springer. pp. 114-117. ISBN 0412562200. 
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  16. ↑ a b c d e f g Rybin, Yu. K. (2011). Electronic Devices for Analog Signal Processing. Springer. pp. 155-156. ISBN 9400722044. 
  17. ↑ Iezekiel, Stavros (2008). Microwave Photonics: Devices and Applications. John Wiley and Sons. p. 120. ISBN 0470744863. 
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  32. ↑ Iniewski, Krzysztof (2007). Wireless Technologies: Circuits, Systems, and Devices. CRC Press. p. 488. ISBN 0849379962. 
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