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AC cambia la polaridad muy a menudo. La mayoría de los dispositivos semiconductores se han diseñado teniendo en cuenta unas condiciones de polaridad muy particulares. Si se invirtiera la polaridad entre dos entradas en muchos componentes diferentes, saldría un humo mágico.

Por ejemplo, tome la operación mosfet. Se espera que un NMOS bloquee la corriente desde el drenaje hasta la fuente hasta que se active la puerta. Si tiene CA a través del drenaje a la fuente, entonces permite que la corriente fluya hacia atrás (perdiendo el control de la puerta).

No es imposible diseñar un circuito electrónico con dispositivos activos alrededor de CA, pero lo hace mucho más desafiante . También debería calificar esta afirmación: muchos circuitos electrónicos tienen señales con componentes de CA, pero generalmente tienen una compensación de CC para evitar el cambio de polaridad. Eso sería algo así como 5VppAC con un desplazamiento de 2.5V DC sería una señal de CA de 0-5 V. Eso permanece con la misma polaridad en todo momento aunque esté pasando una señal de CA.

Una palabra clave, en contexto con la pregunta, es LINEALIDAD.

Tomemos el ejemplo simple de un circuito electrónico, que se usa ampliamente: Amplificadores "lineales" basados ​​en transistores (circuitos agrupados o integrados ). Los transistores son dispositivos altamente no lineales.

Para producir señales de salida sinusoidales que presenten una distorsión de señal baja, es necesario utilizar solo una cierta parte de la característica de entrada-salida. Por lo tanto, usamos un voltaje de CC / corriente de CC para BIAS el dispositivo en un punto de funcionamiento adecuado (dentro de una parte cuasi-lineal limitada de la función de entrada-salida). Entonces, la señal de entrada provoca una oscilación alrededor de este punto de funcionamiento que da como resultado una calidad de salida aceptable.

Tienes razón, el circuito rara vez se alimenta con CA. Algunos circuitos analógicos pueden funcionar con CA, pero los digitales no. Esto se debe a la naturaleza misma de cómo se ha diseñado y cómo ha demostrado ser eficiente y fácil de implementar. Hay sistemas que utilizan señales de CA para codificar datos en algunos sistemas muy antiguos, pero requieren muchos componentes de alta potencia, lo que no es práctico con la tecnología actual. Un ejemplo serían las antiguas máquinas tragamonedas de casino que usaban una señal analógica para hacer girar los carretes y el dispensador de monedas soltaba las monedas una a una. Además, algunos contadores mecánicos utilizaban alternancia de señales de CA para contar.

Los transistores, tal como están ahora, están diseñados para ser eficientes con señales CC (si considera los datos digitales como CC, ya que algunos purista diría que en realidad es AC compensado). Es el más eficiente en cuanto a energía y espacio en los circuitos integrados. Además, la codificación de datos en la señal de CA (si bien es posible) es mucho más compleja que con la señal de CC, ya que puede utilizar un mecanismo de detección de bordes simple. Para hacerlo con CA, necesita usar detectores de picos o circuitos como ese, lo cual no es práctico.

Ahora, si quiere entender por qué la tecnología se movió hacia CC, considere esto: imagine que está intentando encender / apagar circuitos complejos con CC, es fácil, porque su señal tiene solo dos estados: completamente encendido y completamente apagado. Con CA, tendría (como suposición): una señal de CA o ninguna señal. Los relés pueden ser compatibles con su señal de CA, pero funcionan simplemente debido al campo magnético. Para que su relé permanezca firmemente encendido, necesitaría rectificar su señal (para que no oscile), produciendo CA rectificada ...

En resumen, se debe a factores históricos y tecnológicos razones.

El primer tubo de electrones fue el diodo y la propiedad principal es producir voltaje CC a partir de CA (unidireccional). El tubo de triodo se basa en diodos (CC) y fue el primer dispositivo con propiedades estables de amplificación o conmutación. Esto se realizó controlando el flujo de electrones desde un cátodo negativo a un ánodo positivo a través de una rejilla. Entonces, el voltaje de red débil modula un voltaje de CC (oscilación de CC) y esos se hacen un amplificador. Este dispositivo lo necesitaba principalmente el área de Telegrafía y Radios tempranas. El uso de una fuente de alimentación de CA hace que la amplificación sea extremadamente compleja y finalmente inútil.

Después de eso, se introdujeron muchas aplicaciones con tubos de electrones en el mercado y la industria de todo el mundo.

Transistor inventado como un reemplazo directo de los tubos de triodo, basado exactamente en el mismo concepto, y hoy en día los circuitos integrados constan de millones de transistores que necesitan alimentación de CC.

Sin embargo, existe un dispositivo semiconductor como Thiristor o Triac que se puede alimentar con alimentación de CA, pero en la mayoría de los casos necesita un circuito de cruce por cero con una señal de entrada adecuada que debería estar relacionada de alguna manera con la frecuencia del Alimentación de CA, etc.

Los circuitos más interesantes mantienen algún estado interno, es decir: almacenan información. Para hacer esto, los circuitos necesitan energía eléctrica. La CA pura (corriente y voltaje en fase) por su naturaleza pasa regularmente por un período en el que no se suministra energía. Esto dificulta la creación de un circuito que pueda almacenar el estado: es como si el circuito tuviera que comenzar de nuevo cada período de CA. Puede evitar este problema almacenando energía en alguna otra forma (magnética, mecánica, en un condensador, etc.) pero ¿para qué molestarse? La CC puede suministrar energía todo el tiempo, por lo que la mayoría de los circuitos funcionan con CC.

Lo anterior trata principalmente sobre circuitos digitales. Un circuito analógico podría ser alimentado por CA, pero luego el componente de CA estaría presente en la salida, lo que en la mayoría de los casos presentaría un problema (especialmente cuando la salida se alimenta a un oído humano).