Electrnica Analgica Bsica Primera parte Componentes electrnicos Resistencias

Electrónica Analógica Básica Primera parte Componentes electrónicos: Resistencias. Condensadores. Bobinas Asociación de componentes pasivos Diodos Transistores Circuitos integrados

COMPONENTES ELECTRÓNICOS Componentes pasivos Se fabrican con carbón, acero, cobre. Resistencias. Condensadores Bobinas Componentes semiconductores Se fabrican con materiales específicos como: selenio, germanio y silicio. Diodos. Transistores. Circuitos integrados

RESISTENCIAS Función Valor Oponerse al paso de la corriente Depende de: longitud (l) sección (S) ρ = Resistividad Ohmio (Ω) Unidades Múltiplos: kΩ kiloohmio (1. 103 Ω) MΩ megaohmio (1. 106 Ω) Utilidad de las resistencias: Para ajustar la tensión. Montaje en serie. Para limitar la intensidad. Montaje en paralelo.

TIPOS DE RESISTENCIAS (I)

TIPOS DE RESISTENCIAS (II)

TIPOS DE RESISTENCIAS (y III)

PROBLEMAS I Para aplicar la fórmula del cálculo de la resistencia de un conductor: Donde: La resistividad ρ se expresa en Ω. m La longitud l se expresa en m. La sección en m 2. Ley de Ohm: V = diferencia de potencial en voltios (v) I = Intensidad en amperios (A) R = resistencia en ohmios (Ω).

CONDENSADORES (I) Función Almacenar carga eléctrica para suministrarla en un momento determinado. La capacidad C de un condensador depende de la superficie de las armaduras, de la distancia que las separa y de la naturaleza del diélectrico. C=є. S/d donde: є = constante dieléctrica d = distancia antre armaduras S = superfifice armaduras C=Q/V donde: Q = carga eléctrica que puede almacenar V = diferencia de potencial Valor faradio (F) Unidades Submúltiplos: μF = microfaradio (1. 10 -6 F). n = nanofaradio(1. 10 -9 F). p = picofaradio (1. 10 -12 F).

CONDENSADORES (II) Conexionado En serie con una resistencia y una fuente de tensión contínua Funcionamiento Tipos de condensadores (banco de imágenes CNICE) Condensador eléctrico (Wikipedia)

CONDENSADORES (III)

BOBINAS Función Valor Almacenar energía eléctrica de forma magnética para cederla en un momento determinado. La autoinducción L de una bobina depende del número de espiras que forman el arrollamiento (N), del flujo magnético que la atraviesa (Φ) y de la intensidad de corriente que la recorre (I). L = N. Φ / I Unidades Funcionamiento henrio (H) Submúltiplos: m. H = milihenrio (1. 10 -3 H) μH = microhenrio (1. 10 -6 H).

ASOCIACIÓN DE COMPONENTES PASIVOS serie paralelo Las bobinas interaccionan entre ellas generando inducciones parásitas. Sólo se asocian cuando interesa aprovechar este fenómeno.

COMPORTAMIENTO DE LOS COMPONENTES PASIVOS DESCRITOS Componente Periodo transitorio Periodo estacionario Resistencia No se distinguen diferencias entre ambos periodos. Condensador Permite un crecimiento progresivo de su tensión entre bornes Alcanza la tensión de la fuente a la que estaba conectado Bobina Permite un crecimiento progresivo de la intensidad a través de ella. Alcanza la intensidad máxima permitida por la resistencia y la fuente.

DIODOS Función Composición Polarización Actúa como un componente unidireccional, es decir, deja pasar la corriente sólo en un sentido Está formado por la unión de dos cristales semiconductores uno de tipo N, llamado cátodo, y otro de tipo P, llamado ánodo

TRANSISTORES Función El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor que puede funcionar, bien como interruptor, bien como amplificador de una señal eléctrica de entrada. Clasificación Bipolares Formados por la unión de tres cristales semiconductores. Se clasifican en dos grandes grupos: Bipolares: NPN y PNP Unipolares: o de efecto campo

Modelo sencillo del funcionamiento de un transistor

+ + + + N + N - - + - - - - + + Concentración de huecos + P + - + - + - - - + + - - - + - + Principio de funcionamiento del transistor bipolar - - - P

Principio de funcionamiento del transistor bipolar P N N N P Si la zona central es muy ancha el comportamiento es el dos diodos en serie: el funcionamiento de la primera unión no afecta al de la segunda

Principio de funcionamiento del transistor bipolar P N P

Principio de funcionamiento del transistor bipolar P N P

Principio de funcionamiento del transistor bipolar P N P El terminal central (base) maneja una fracción de la corriente que circula entre los otros dos terminales (emisor y colector): EFECTO TRANSISTOR

Principio de funcionamiento del transistor bipolar Base Emisor Colector Transistor PNP P N P El terminal de base actúa como terminal de control manejando una fracción de la corriente mucho menor a la de emisor y el colector. El emisor tiene una concentración de impurezas muy superior a la del colector: emisor y colector no son intercambiables

Principio de funcionamiento del transistor bipolar Transistor NPN N P N Se comporta de forma equivalente al transistor PNP, salvo que la corriente se debe mayoritariamente al movimiento de electrones. En un transistor NPN en conducción, la corriente por emisor, colector y base circula en sentido opuesto a la de un PNP.

Principio de funcionamiento del transistor bipolar Transistor NPN Base Emisor Colector Transistor NPN N P N La mayor movilidad que presentan los electrones hace que las características del transistor NPN sean mejores que las de un PNP de forma y tamaño equivalente. Los NPN se emplean en mayor número de aplicaciones.

Ejemplo de Transistores

TRANSISTORES (II) Efecto campo Están formados por un sustrato de material semiconductor sobre el que se funden dos islas de material semiconductor de diferente dopado.

CIRCUITOS INTEGRADOS En un único soporte físico, generalmente de silicio, se integran diferentes componentes individuales, pasivos y/o semiconductores, que constituyen en conjunto un sistema electrónico. Los hay de dos tipos: De carácter general: se pueden utilizar en multitud de aplicaciones. La denominación de los circuitos se corresponde con un prototipo aceptado por los fabricantes. Específico: se encargan a medida para cada aplicación concreta. Su denominación responde a códigos propios del cliente que los solicita.

Direcciones y enlaces de interés: http: //es. wikipedia. org/wiki/ http: //electronred. iespana. es/electronred/diodo. htm http: //www. simbologia-electronica. com/ http: //www. sc. ehu. es/sbweb/fisica/elecmagnet/campo_electrico/agrupacion. htm http: //www. monografias. com/trabajos 16/componentes-electronicos. shtml http: //www. arrakis. es/~fon/simbologia/_private/colores. htm http: //www. asifunciona. com/electrotecnia/ke_induc_elecmagnetica_1. htm http: //descartes. cnice. mecd. es/Documentacion_3/fisica/electromag/Induccion. htm http: //www-etsi 2. ugr. es/alumnos/mlii/transistor. htm http: //perso. wanadoo. es/chyryes/componentes. htm

Electrónica Básica Segunda parte Conceptos básicos: Ganancia. Realimentación.

- El estudio de redes eléctricas basadas en circuitos electrónicos permite encontrar relaciones entre las distintas magnitudes (tensiones, intensidades, potencias, etc. ) - Para el análisis de los componentes pasivos, ya sea de forma aislada o dentro de un circuito. Basta aplicar las fórmulas que los relacionan. Para el análisis de los componentes semiconductores, es necesario buscar un -modelo que nos permita predecir el comportamiento del circuito. - Por este motivo, la mayoría de los circuitos se suelen representar por un cuadripolo. Es decir, un elemento que dispone de dos conexiones de entrada y dos de salida

GANANCIA Ganancia: relación entre la señal de entrada y la señal de salida. Ganancia = Señal de salida Señal de entrada Es una magnitud adimensional. Sin embargo, se expresa en decibelios (d. B)

REALIMENTACIÓN Para qué Para evitar que, al disponer varios semiconductores conectados adecuadamente, la respuesta con la frecuencia no sea la más adecuada y el sistema se desestabilice. En qué consiste En tomar un parte de la señal de salida de un componente e introducirla de nuevo a su entrada.

Electrónica Básica Tercera parte Amplificador operacional: Amplificador operacional. Circuitos básicos. - Circuito inversor. - Circuito no inversor. - Circuito sumador. Temporizadores.

AMPLIFICADOR OPERACIONAL Se trata de un conjunto de componentes (más de 50) conectados entre sí (circuito integrado). El componente más importante que contiene es el transistor. Ajuste offset 8 +Vcc Entrada inversora 2 - Entrada no inversora 3 + -Vcc Circuito inversor 1 4 Circuito no inversor 7 6 5 salida Ajuste offset Circuito sumador

Ejemplo de Amplificador Operacional LM 741 Amplificador operacional de propósito general

Conceptos básicos de AO Encapsulado: Inserción SMD

El amplificador Operacional ● Básicamente el Amp. Op. (Op. Amp. ) es un dispositivo amplificador de la diferencia de sus dos entradas, con una alta ganancia, una impedancia de entrada muy alta y una baja impedancia de salida Como se mencionó antes, el amplificador tiene 2 entradas: una de ellas es la entrada inversora (-) y la otra es la entrada no inversora (+) y tiene una sola salida. Este amplificador se alimenta usualmente por una fuente de voltaje de doble polaridad que está en los rangos de +/- 5 voltios a +/- 15 voltios, también se puede alimentar con una sola fuente con ayuda de un arreglo adicional. Ver las siguientes figuras: ● Fuente de doble polaridad desde una sola fuente

En la segunda figura las resistencias Ra y Rb deben ser exactamente iguales, para que V+ y V- tengan el mismo valor absoluto ● - El Amplificador Operacional utilizado como inversor ● ¿Por qué el nombre de inversor? La razón es muy simple: la señal de salida es igual en forma (no necesariamente en magnitud) a la señal de entrada, pero invertida, ver los dos gráficos siguientes. (cuando la señal de entrada se mueve en un sentido, la de salida se mueve en sentido opuesto). ● entrada salida invertida El amplificador se conecta como se muestra en la siguiente figura, donde tenemos una resistencia R 1, conectada entre la entrada de la señal y la entrada inversora (-) del amplificador y una resistencia R 2 conectada entre la salida del amplificador y la entrada no inversora (-). La entrada no inversora (+) ● se conecta a tierra en el caso de que el circuito amplificador esté alimentado con una fuente de doble polaridad o a la tierra virtual en el caso de que esté alimentado con una fuente de una sola polaridad.

La ganancia del amplificador o lo que es lo mismo la relación de magnitudes entre la señal de salida y la de entrada, depende de los valores de las resistencias R 1 y R 2 y está dada por la fórmula: Av = - R 2 / R 1 (El signo negativo indica que la señal de salida es la invertida de la señal de entrada) Por ejemplo si R 1 = 1 K y R 2 = 10 K, la ganancia del amplificador será: Av = 10 K / 1 K = 10 y la señal de salida será de – 10 Voltios (el signo negativo se pone porque la salida es invertida), entregando la misma corriente a la salida, a través de la resistencia R 2. I

El Amplificador Operacional utilizado como No inversor A este tipo de amplificador la señal le entra directamente a la entrada no inversora (+) y la resistencia de entrada R 1 se pone a tierra. En este caso la impedancia de entrada es mucho mayor que en el caso del amplificador inversor. Aquí, si la señal de entrada se mueve en un sentido, la señal de salida se mueve en el mismo sentido o sea la señal de salida sigue a la de entrada (están en fase). Ver los gráficos siguientes. entrada Av = 1 + R 2 / R 1 salida

Seguidor de voltaje entrada Av = 1 ; es decir salida Vin = Vout

TEMPORIZADORES Es un dispositivo que permite retardar o activar una señal al cabo de un tiempo determinado. Los hay de dos tipos: mecánicos y eléctricos.