Un detector de cristal es un componente electrónico obsoleto utilizado en algunos receptores de radio de principios del siglo XX que consiste en una pieza de mineral cristalino que rectifica la señal de radio de corriente alterna . [1] Se empleó como detector ( demodulador ) para extraer la señal de modulación de audio de la portadora modulada, para producir el sonido en los auriculares. [2] [3] Fue el primer tipo de diodo semiconductor , [2] [4] y uno de los primerosdispositivos electrónicos semiconductores . [5] El tipo más común fue el llamado detector de bigotes de gato , que consistía en una pieza de mineral cristalino, generalmente galena ( sulfuro de plomo ), con un alambre fino tocando su superficie. [1] [5] [6]
La "conducción asimétrica" de la corriente eléctrica a través de los contactos eléctricos entre un cristal y un metal fue descubierta en 1874 por Karl Ferdinand Braun . [7] Los cristales fueron utilizados por primera vez como detectores de ondas de radio en 1894 por Jagadish Chandra Bose en sus experimentos de microondas . [2] [8] [9] Bose patentó por primera vez un detector de cristal en 1901. [10] El detector de cristal fue desarrollado en un componente de radio práctico principalmente por GW Pickard , [5] [11] [12] quien comenzó a investigar sobre el detector. materiales en 1902 y encontraron cientos de sustancias que podrían usarse para formar uniones rectificadoras. [3][13] Los principios físicos por los que trabajaron no se entendieron en el momento en que se utilizaron, [14] pero la investigación posterior de estas primitivas uniones semiconductoras de contacto puntualen las décadas de 1930 y 1940 condujo al desarrollo de la electrónica de semiconductores moderna. [1] [5] [15] [16]
Los receptores de radio no amplificados que usaban detectores de cristal se llamaban radios de cristal . [17] La radio de cristal fue el primer tipo de receptor de radio que fue utilizado por el público en general, [15] y se convirtió en el tipo de radio más utilizado hasta la década de 1920. [18] Se volvió obsoleto con el desarrollo de receptores de tubo de vacío alrededor de 1920, [1] [15] pero continuó usándose hasta la Segunda Guerra Mundial y sigue siendo un proyecto educativo común hoy en día gracias a su diseño simple.
El contacto entre dos materiales diferentes en la superficie del cristal semiconductor del detector forma un diodo semiconductor crudo , que actúa como un rectificador , conduciendo bien la corriente eléctrica en una sola dirección y resistiendo la corriente que fluye en la otra dirección. [3] En una radio de cristal , estaba conectado entre el circuito sintonizado , que pasaba la corriente oscilante inducida en la antena desde la estación de radio deseada, y el auricular. Su función era actuar como demodulador , rectificando la señal de radio, convirtiéndola de corriente alterna a pulsante.corriente continua , para extraer la señal de audio ( modulación ) de la onda portadora de radiofrecuencia . [3] [5] Un demodulador AM que funciona de esta manera, rectificando la portadora modulada, se llama detector de envolvente. La corriente de frecuencia de audio producida por el detector pasa a través del auricular haciendo que el diafragma del auricular vibre, empujando el aire para crear ondas sonoras.. El auricular era típicamente un tipo de cristal piezoeléctrico, tan sensible que el receptor de radio podía funcionar sin una fuente de alimentación eléctrica, utilizando solo la energía de la onda de radio incidente para impulsar el auricular directamente, sin amplificación electrónica. Este diagrama muestra una explicación simplificada de cómo funciona: [7] [19] [20]
Las radios de cristal no tenían componentes amplificadores para aumentar el volumen de la señal de radio; la potencia sonora producida por el auricular provenía únicamente de las ondas de radio de la estación de radio que se estaba recibiendo, interceptadas por la antena. Por lo tanto, la sensibilidad del detector fue un factor importante que determinó la sensibilidad y el rango de recepción del receptor, lo que motivó muchas investigaciones para encontrar detectores sensibles.