Un dispositivo controlado por voltaje funciona utilizando un voltaje de entrada para regular o controlar un parámetro eléctrico, como corriente, frecuencia o resistencia. La idea básica es que el comportamiento o la salida del dispositivo está directamente influenciado por la magnitud del voltaje aplicado. Por ejemplo, en una resistencia controlada por voltaje, la resistencia cambia según el voltaje de entrada. De manera similar, en los transistores, el flujo de corriente a través del dispositivo está controlado por el voltaje de entrada aplicado a terminales específicos, como la puerta en los transistores de efecto de campo (FET).
El control de voltaje funciona modulando una propiedad eléctrica de un dispositivo mediante la aplicación de una señal de voltaje. Cuando se aplica voltaje al terminal de control del dispositivo, influye en un parámetro interno como la conductividad del canal en los transistores o la frecuencia de oscilación en los osciladores. Este cambio dependiente del voltaje permite una regulación precisa de la salida del dispositivo, permitiendo funcionalidades como amplificación, conmutación y modulación de señal. El voltaje de control dicta efectivamente el comportamiento del dispositivo, haciéndolo responder de manera predecible a los cambios en el voltaje aplicado.
Un dispositivo controlado por voltaje es aquel en el que un voltaje de entrada determina su estado operativo o salida. Los ejemplos incluyen osciladores controlados por voltaje (VCO), amplificadores controlados por voltaje (VCA) y FET. En estos dispositivos, el voltaje de entrada influye directamente en un parámetro crucial, como la frecuencia en los VCO, la ganancia en los VCA o el flujo de corriente en los FET. Esta dependencia del voltaje permite un control y una modulación precisos de las señales en diversas aplicaciones electrónicas, desde el procesamiento de señales hasta los sistemas de comunicación.
El principio de funcionamiento de un oscilador controlado por voltaje (VCO) implica generar una señal oscilante cuya frecuencia está determinada por el voltaje de control de entrada. Un VCO generalmente incluye un circuito que produce una forma de onda periódica (como una onda sinusoidal o una onda cuadrada), y la frecuencia de esta forma de onda se puede variar cambiando el voltaje de entrada. El circuito VCO ajusta la frecuencia de oscilación alterando parámetros como capacitancia o inductancia en respuesta al voltaje de control, lo que permite aplicaciones en modulación de frecuencia (FM), bucles de bloqueo de fase (PLL) y síntesis de señales.
El voltaje es una diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos, que impulsa el flujo de corriente eléctrica en un circuito. Se mide en voltios (V) y representa la energía por unidad de carga disponible para mover electrones a través de un conductor. El voltaje funciona creando un campo eléctrico que ejerce fuerza sobre las partículas cargadas, haciendo que se muevan y formen una corriente eléctrica. En términos prácticos, el voltaje es lo que alimenta los dispositivos y circuitos eléctricos, proporcionando la energía necesaria para realizar trabajos como encender una bombilla o alimentar un motor.
Un transistor de efecto de campo (FET) se denomina dispositivo controlado por voltaje porque el flujo de corriente entre sus terminales de drenaje y fuente está controlado por el voltaje aplicado al terminal de compuerta. A diferencia de los transistores de unión bipolar (BJT), donde la corriente de base controla la corriente del colector, los FET funcionan utilizando el voltaje puerta-fuente para modular la conductividad de un canal semiconductor. Este mecanismo de control de voltaje permite que los FET tengan una alta impedancia de entrada y un bajo consumo de energía, lo que los hace adecuados para diversas aplicaciones de amplificación y conmutación.
La función principal de un oscilador controlado por voltaje (VCO) es generar una señal oscilante cuya frecuencia se puede ajustar en función de un voltaje de control de entrada. Los VCO se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, incluida la modulación de frecuencia, la generación de señales y los bucles de bloqueo de fase. Al variar el voltaje de control, la frecuencia de salida del VCO se puede sintonizar con precisión, lo que permite el control dinámico de la frecuencia en sistemas de comunicación, sintetizadores y otros dispositivos electrónicos que requieren señales de frecuencia variable.