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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

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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

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  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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  32. ↑ Iniewski, Krzysztof (2007). Wireless Technologies: Circuits, Systems, and Devices. CRC Press. p. 488. ISBN 0849379962. 
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