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Mecánico de Mantenimiento Electrónica Industrial

“AÑO DEL “AÑO DEL BUEN SERVICIO AL CIUDADANO”

CARRERA: MECANICO DE MANTENIMIENTO TEMA: ELECTRÓNICA INDUSTRIAL INSTRUCTOR: RUBEN GOMEZ CCORAHUA INTEGRANTE: EDWIN QUISPE PALOMINO

SEMESTRE: IV ID:: 887927 ID AÑO:

2017 SENATI-ABANBAY

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DEDICATORIA

Esta monografía está dedicada a mis padres ya que gracias a ellos puedo estas en esta linda institución y poder aportar con mis conocimientos. También dedico a mis abuelos ya que con ellos sigo siendo una persona de bien pase a cualquier tipo de enfermedades. Y quiero dedicar también a un amigo muy especial que es mi Dios con el ago. Todo y está conmigo en las buenas y en las malas, y por eso se lo debo todo a él, ya que a pesar de mis errores en esta vida él supo perdonarme y comenzar nuevamente.

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DEDICATORIA

Esta monografía está dedicada a mis padres ya que gracias a ellos puedo estas en esta linda institución y poder aportar con mis conocimientos. También dedico a mis abuelos ya que con ellos sigo siendo una persona de bien pase a cualquier tipo de enfermedades. Y quiero dedicar también a un amigo muy especial que es mi Dios con el ago. Todo y está conmigo en las buenas y en las malas, y por eso se lo debo todo a él, ya que a pesar de mis errores en esta vida él supo perdonarme y comenzar nuevamente.

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AGRADECIMIENTO

Quiero agradecer a todo mis maestros ya que ellos me enseñaron valorar los estudios y a superar cada día, también agradezco a mis padres porque ellos estuvieron en los días más difíciles de mi vida como estudiante. estudiante. Y agradezco a Dios por darme la salud que tengo, por tener una cabeza con la que puedo pensar muy bien y además un cuerpo sano y una mente de bien, estoy seguro que mis metas planteadas darán fruto en el futuro y por ende me debo esforzar cada día para ser mejor en la universidad y en todo lugar sin olvidar el respeto que engrandece a la persona.

Resumen La electrónica es el campo de la ingeniería y de la física aplicada, relativo al diseño y aplicación de dispositivos, por lo general circuitos electrónicos, cuyo funcionamiento depende del flujo de electrones para la generación, transmisión, recepción, almacenamiento de información, entre otros: Esta información puede consistir en voz o música como en un receptor de radio, en una imagen en una pantalla de televisión, o en números u otros datos en un ordenador o computadora La electricidad es un fenómeno físico que se manifiesta naturalmente en los rayos, las descargas eléctricas eléctricas producidas por el rozamiento rozamiento "electricidad estática" es el flujo de electrones que que circula o pasa a través de un un conductor o circuito circuito eléctrico cerrado. La electricidad se presenta en dos formas básicas: ESTATICA cuando los electrones están en reposo y la DINAMICA cuando están en movimiento es la que usamos en casa para todo La primera se produce por fricción por ejemplo cuando nos peinamos, cuando frotamos un globo contra nuestro cabello, la fricción entre las nubes genera electricidad estática que da lugar lugar a los rayos.

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INTRODUCCIÓN A LA ELECTRÓNICA

Antes de adentrarnos en el mundo de la electrónica digital, debemos debemos entender el concepto de electrónica, además de otras nociones básicas. En este capítulo, haremos un repaso de los temas más importantes: veremos qué es la electrónica, algunos componentes electrónicos básicos y algunos otros temas importantes, para después poder entrar de lleno en el tema de la electrónica digital.

La función de las resistencias es dificultar el paso de la corriente eléctrica dentro de un circuito electrónico. Para fines didácticos, si usted imagina a un circuito electrónico como un circuito en el cual pasa corriente bajo la forma de fluido eléctrico, las resistencias cumplirían la función de ser válvulas limitadoras del paso de corriente. Pero son válvulas que pueden ser fijas o regulables. Algunas tienen un valor f ijado por el fabricante y que no puede alterarse, otras pueden ser reguladas. La capacidad de limitar el paso de corriente de una resistencia se mide en Ohm.

Un condensador es un dispositivo que sirve para almacenar carga y energía. Está constituido por dos conductores aislados uno de otro, que poseen cargas iguales y opuestas. Los condensadores tienen múltiples aplicaciones. El mecanismo de iluminación (« flash ») de las cámaras fotográficas posee un condensador que almacena la energía necesaria para proporcionar un destello súbito de luz. Los condensadores también se utilizan para suavizar las pequeñas ondas que surgen cuando la corriente alterna (el tipo de corriente que suministra un enchufe doméstico) se convierte en continua en una fuente de potencia, tal como la utilizada para cargar la calculadora o la radio cuando las pilas están bajas de tensión.

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ÍNDICE Temas………………………………………………………….págs. 1. Capítulo 1: antecedentes 1.1 Caratula………………………………………………………………... 1 1.2 Dedicatoria……………………………………………………..……… 2 1.3 Agradecimiento…………………………………………………….. …3 1.4 Introducción……………………………………………………..……..4 1.5 Índice…………………………………………………………….……. ..5 2 Capitulo2: marco teórico 2.1 Electrónica básica y tipos de resistencias……………………………..6 2.2 Símbolos…………………………………………………..……….…....7 2.3 Clasificación de los resistores fijos………………….……..……..…....9 2.4 Clasificación de los resistores variables………………………………11 2.5 Clasificación de resistores independientes………………….………...12 2.6 Condensador eléctrico…………………………………………........…15 2.7 Códigos de condensadores………………………………………..…...17 2.8 Diodo semiconductor……………………………………………….….18 2.9 El diodo zener………………………………………………………… ..20 3.0 Transistores………………………………………………………….....30 3.1 Circuitos integrados…………………………………………………...32 3.2 Amplificador diferencial………………………………………………35 3.3 Temporizadores clases y funcionamiento…………………...………..43 3.4 Conclusión………………………………………………………..…….45 3.5 Bibliografía……………………………………………………….……46 3.6 Anexos………………………………………………………………….47

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ELECTRONICA BÁSICA La electricidad es el flujo de electrones a través de un conductor. La electricidad se caracteriza por 4 conceptos que se relacionan entre sí. Voltaje, intensidad, resistencia y potencia. VOLTAJE: Nivel de energía de los electrones respecto a un punto de referencia (tierra, masa o ground). La unidad son Voltios. INTENSIDAD o CORRIENTE: Es la cantidad de carga que atraviesa el electrón por segundo. La unidad son Amperios. RESISTENCIA: Es la capacidad de oposición al paso de corriente que tiene un material. La unidad son Ohmios. Relaciona la corriente y el voltaje. POTENCIA: Es la energía consumida por un componente electrónico. La unidad es el Vatio (Watts). Relaciona el voltaje y la corriente. P=V·I

Clasificación de las resistencias Podemos clasificar las resistencias en tres grandes grupos:

Resistencias fijas: Son las que presentan un valor óhmico que no podemos modificar. Resistencias variables: Son las que presentan un valor óhmico que nosotros podemos variar modificando la posición de un contacto deslizante. Resistencias especiales: Son las que varían su valor óhmico en función de la estimulación que reciben de un factor externo (luz, temperatura...)

Nomenclatura de las resistencias En todas las resistencias nos podemos encontrar tres características, el valor nominal expresado en óhmios (la tolerancia en % y la potencia en vatios (W).

a. Valor nominal: Es el que indica el fabricante. Este valor normalmente es diferente del valor real, pues influyen diferentes factores de tipo ambiental o de los mismos procesos de fabricación, pues no son exactos. Suele venir indicado, bien con un código de colores, bien con caracteres alfanuméricos. b. Tolerancia: Debido a los factores indicados anteriormente, y en función de la exactitud que se le dé al valor, se establece el concepto de tolerancia como un % del valor nominal

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c. Potencia nominal: Es el valor de la potencia disipada por el resistor en condiciones normales de presión y temperatura. Símbolos Nos podemos encontrar con dos símbolos, uno regulado por una norma americana y otro por una norma europea.

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-

Código de colores

Como ya se indicó con anterioridad, una de las formas de indicar el valor nominal de una resistencia es mediante un código de colores que consta, como norma general, de 3 bandas de valor y una de tolerancia. El código empleado es el siguiente:

1ª y 2ª Factor banda Color multiplicado s de r color Negro 0 x1 Marrón 1 x 10 Rojo 2 x 100 Naranja 3 x 1000 Amarill 4 x 10000 o Verde 5 x 100000 Azul 6 x 1000000 Violeta 7 x 10000000 Gris 8 x 100000000 x Blanco 9 1000000000 Oro : 10 Plata : 100

Toleranci Figura a ±1% ±2% ± 0'5 % ±5% ± 10 %

Cogiendo como ejemplo la resistencia de la figura, colores rojo - amarillo - naranja oro, tendremos: 2 4 x 1000 ±

±

± 5%

1. Clasificación de los resistores fijos En principio, las resistencias fijas pueden ser divididas en dos grandes grupos:

Bobinados: Están fabricados con hilos metálicos bobinados sobre núcleos cerámicos. Como regla general, se suelen utilizar aleaciones del Níquel. Podemos distinguir dos subgrupos: a. Resistores bobinados de potencia: Son robustos y se utilizan en circuitos de alimentación, como divisores de tensión. Están formados por un soporte de


porcelana o aluminio aglomerado, sobre el que se devana el hilo resistivo. La protección la aporta el proceso final de cementado o vitrificado externo. Las tolerancias son inferiores al 10 % y su tensión de ruido es prácticamente despreciable. Para garantizar su fiabilidad es conveniente que el diámetro no sea excesivo y que no se utilicen a más del 50 % de su potencia nominal.

b. Resistores bobinados de precisión: La precisión del valor óhmico de estos componentes es superior a + 1 por 100. Su estabilidad es muy elevada y presentan una despreciable tensión de ruido. El soporte, cerámico o de material plástico (baquelita), presenta gargantas para alojar el hilo resistivo. El conjunto se impregna al vacío con un barniz especial. Son estabilizados mediante un tratamiento térmico y se obtienen tolerancias del + 0,25 %, + 0,1 % y + 0,05 %. 

No bobinados: En estas resistencias el material resistivo se integra en el cuerpo del componente. Están previstos para disipar potencias de hasta 2 vatios. Son más pequeños y económicos que los bobinados, y el material resistivo suele ser carbón o película metálica. Dentro de este apartado caben resistores destinados a diversas finalidades, los cuales ofrecen características básicas muy dispares. Veamos ahora algunos tipos de resistencias no bobinadas:

a. Resistencias aglomeradas o de precisión: son pequeños, económicos y de calidad media. Los valores de tensión de ruido y coeficientes de temperatura y tensión son apreciables. Bien utilizados, tienen buena estabilidad. Se fabrican con una mezcla de carbón, aislante y aglomerante. Dependiendo de la cantidad de carbón, variará el valor óhmico de la resistencia. Son sensibles a la humedad y tienen una tolerancia entre el 5 y el 20 %. Se deben usar en circuitos que no necesiten mucha precisión y no usar más del 50 % de su potencia nominal. b. Resistencias de capa de carbón por depósitos : están fabricados en un soporte vidrio sobre el que se deposita una capa de carbón y resina líquida. El valor óhmico lo determina el porcentaje de carbón de la mezcla. El soporte se divide en partes, que componen las resistencias. Después se metalizan los extremos, para soldar los terminales, se moldea con una resina termoendurecible, se comprueba el valor del componente y se litografían los valores. c. Resistores pirolíticos: Sobre un núcleo de material cerámico se deposita carbón por pirolisis. El núcleo se introduce en un horno al que se inyecta un hidrocarburo (metano, butano...). Este se descompone y el carbono se deposita en el núcleo; cuanto más mayor cantidad de hidrocarburo se inyecte en el horno. Después de un proceso de esmaltado, se realiza el encasquillado de terminales, quedando preparado el resistor para el espiralado de la superficie resistiva. Para que haya un buen encasquillado, la metalización de los extremos se realiza con oro, plata o estaño. Dicho espesor condiciona el coeficiente de temperatura. De ahí que se tienda a espesores más gruesos y a espiralados de mayor longitud para incrementar la estabilidad del componente. Finalmente se sueldan los terminales, se aísla la superficie mediante sucesivas capas de pintura y se inscribe la codificación de sus valores característicos.

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d. Resistencias de capa metálica: Están fabricados con una capa muy fina de metal (oro, plata, níquel, cromo u óxidos metálicos) depositados sobre un soporte aislante (de vidrio, mica,..). Estas resistencias tienen un valor óhmico muy bajo y una estabilidad muy alta. e. Resistencias de película fotograbada: Puede ser por depósito de metal sobre una placa de vidrio o por fotograbado de hojas metálicas. Este tipo de resistencias tiene un elevado valor de precisión y estabilidad. f. Resistencias de película gruesa Vermet: El soporte es una placa cerámica de reducido espesor, sobre la que se deposita por serigrafía un esmalte pastoso conductor. El esmalte recubre los hilos de salida que ya se encontraban fijados sobre la placa soporte. Al introducir el conjunto en un horno, el esmalte queda vitrificado. 2. Clasificación de los resistores variables Este tipo de resistores presentan la particularidad de que su valor puede modificarse a voluntad. Para variar el valor óhmico disponen de un cursor metálico que se desliza sobre el cuerpo del componente, de tal forma que la resistencia eléctrica entre el cursor y uno de los extremos del resistor dependerá de la posición que ocupe dicho cursor. En esta categoría cabe distinguir la siguiente clasificación:

a. Resistencias ajustables: Disponen de tres terminales, dos extremos y uno común, pudiendo variarse la resistencia (hasta su valor máximo), entre el común y cualquiera de los dos extremos. Son de baja potencia nominal.

b. Resistencia variable (potenciómetro): Su estructura es semejante a la de los resistores ajustables, aunque la disipación de potencia es considerablemente superior. Se utilizan básicamente para el control exterior de circuitos complejos. Los potenciómetros pueden variar su resistencia de forma lineal (potenciómetros lineales) o exponencial (potenciómetros logarítmicos).

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3. Resistencias Dependientes (I) Las resistencias dependientes son resistencias cuyo valor óhmico varía en función de diferentes características, como la luz ambiental, la temperatura y la tensión. Distinguiremos dos tipos de resistencias dependientes: 

Fotorresistencias



Termistores

FOTORESISTORES o LDR LDR son las siglas en inglés de Light Dependant Resistor (resistencia que varía con la luz). Pero el nombre más común es LDR. Son resistencias variables como los potenciómetros, pero tienen la propiedad de que su valor varía en función de la luz que reciben. Cuando no reciben luz, tienen una

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gran resistencia; en cambio si reciben mucha luz su resistencia baja y dejan pasar la corriente. Su símbolo es el de la resistencia, pero con unas flechas que representan la luz que incide sobre ellas. Su valor se medirá igualmen te en Ω o kΩ, como cualquier resistencia. Se las suele utilizar en las fotocélulas.

TERMITORES Son resistencias temperatura.

de

valor

variable. En esta ocasión, varían con la Existen dos tipos: • Los NTC (Negative Tem perature Coefficient), cuya resistencia disminuye con la temperatura. • Los PTC (Positive Temperature Coefficient), cuya resistencia aumenta con la temperatura. A simple vista no se puede distinguir los NTC de los PTC. Naturalmente, su valor se mide en Ω o kΩ. Se los utiliza para variar el funcionamiento de un circuito en función de la temperatura

VARISTORES Estos resistores normalmente poseen una muy alta resistencia pero cuando llegan a una determinada tensión se ponen en corto circuitos y explotan. Se utilizan para proteger a los equipos sobre tensión provenientes de la red de alimentación, ejemplo para 220 volt o de supresión de altas tensiones transitorias.

Símbolos NTC

Resistor LDR

PTC

VDL

LDR

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Termistor PTC

Termistor NTC 

Varistor

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CONDENSADOR ELECTRICO Un condensador, también llamado capacitor, es un componente eléctrico que almacena carga eléctrica, para liberarla posteriormente. También se suele llamar capacitor eléctrico. En la siguiente imagen vemos varios tipos diferentes.

Recuerda que la carga eléctrica es la cantidad de electricidad . Si no tienes claro lo que es la carga o quieres saber más sobre carga y otras magnitudes te Eléctricas. recomendamos el siguiente enlace: Magnitudes Veamos el funcionamiento de los condensadores y los tipos que existen.

¿Cómo

almacena

la

Carga

el

Condensador?

Para almacenar la carga eléctrica, utiliza dos placas o superficies conductoras en forma de láminas separadas por un material dieléctrico (aislante). Estas placas son las que se cargarán eléctricamente cuando lo conectemos a una batería o a una fuente de tensión. Las placas se cargarán con la misma cantidad de carga (q) pero con distintos signos (una + y la otra -). Una vez cargado ya tenemos entre las dos placas una d.d.p o tensión, y estará preparado para soltar esta carga cuando lo conectemos a un receptor de salida.

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Veamos

como

son

algunos

de

los

diferentes tipos

de

capacitores:

Ahora veamos algunos de los símbolos usados en los circuitos en función del tipo de condensador:

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Código

de

los

Condensadores

Los condensadores tienen un código de colores, similar al de las resistencias, para calcular el valor de su capacidad, pero OJO en picofaradios (10 -12 Faradios).

El primer color, nos dice el valor de la primera cifra de la capacidad, el segundo el de la segunda y el tercero el del factor de multiplicación, que es 10 elevado al número del código del color. El cuarto color nos indica la tolerancia, el porcentaje que puede variar del valor teórico (el sacado de los 3 primeros colores) de su capacidad. Por ejemplo 10%, 20%, etc. Si un condensador tiene un valor de 1000pF y una tolerancia del 10%, quiere decir que el valor real puede oscilar entre un 10% más o un 10% menos. Podría valer entre 900 y 1100 pF, aunque normalmente se ajustan bastante al valor teórico, en este caso 1000pF. El quinto color nos indica la tensión de trabajo del condensador, es decir tensión a la que se carga. El valor de los colores vienen en una tabla, iguales a los de las resistencias, que Colores Resistencia. puedes ver aquí: Código Sabiendo

el

valor

de

los

colores,

veamos

un

ejemplo:

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¿Qué valor tendría un condensador con los siguientes colores verde-azulnaranja? Verde = 5; azul = 6, Naranja = 3; por lo tanto tendrá una capacidad = 56 x 103 picofaradios = 56000 pF = 56 nF. Si

te

ha

quedado

alguna

duda

fíjate

en

este

otro

ejemplo:

DIODO SEMICONDUCTOR ¿Qué es un diodo semiconductor? El diodo semiconductor es el dispositivo semiconductor más sencillo y se puede encontrar, prácticamente en cualquier circuito electrónico. Los diodos se fabrican en versiones de silicio (la más utilizada) y de germanio. Constan de dos partes una llamada N y la otra llamada P, separados por una ju n tu ra también llamada barrera o unión . Esta barrera o unión es de 0.3 voltios en el germanio y de 0.6 voltios aproximadamente en el diodo de silicio. Viendo el símbolo del diodo en el gráfico se observan: A – ánodo, K – cátodo.

El diodo se puede hacer funcionar de 2 maneras diferentes:


Polarización directa Es cuando la corriente que circula por el diodo sigue la ruta de la flecha (la del diodo), o sea del ánodo al cátodo. En este caso la corriente atraviesa el diodo con mucha facilidad comportándose prácticamente como un corto circuito.

Polarización inversa Es cuando la corriente en el diodo desea circular en sentido opuesto a la flecha (la flecha del diodo), o sea del cátodo al ánodo. En este caso la corriente no atraviesa el diodo, y se comporta prácticamente como un circuito abierto.

Principio de operación de un diodo: El semiconductor tipo N tiene electrones libres (exceso de electrones) y el semiconductor tipo P tiene huecos libres (ausencia o falta de electrones). Cuando una tensión positiva se aplica al lado P y una negativa al lado N, los electrones en el lado N son empujados al lado P y los electrones fluyen a través del material P más allá de los límites del semiconductor. De igual manera los huecos en el material P son empujados con una tensión negativa al lado del material N y los huecos fluyen a través del material N. En el caso opuesto, cuando una tensión positiva se aplica al lado N y una negativa al lado P, los electrones en el lado N son empujados al lado N y los huecos del lado P son empujados al lado P. En este caso los electrones en Aplicaciones del diodo Los diodos tienen muchas aplicaciones, pero una de las más comunes es el proceso de conversión de corriente alterna (C.A.) a corriente continua (C.C.). En este caso se utiliza el diodo como rectificador.

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¿Qué aplicaciones tiene el diodo? Los diodos tienen muchas aplicaciones, pero una de las más comunes es el proceso de con versión de corriente alterna (C.A.) a corriente continua (C.C.) . En este caso se utiliza el diodo como rectificador.

Símbolo del diodo (A - ánodo K - cátodo)

EL DIODO ZENER Es un tipo especial de diodo que diferencia del funcionamiento de los diodos comunes, como el diodo rectificador , en donde se aprovechan sus características de polarización directa y polarización inversa, el diodo Zener siempre se utiliza en polarización inversa, en donde la corriente desea circular en c o n t r a de la flecha que representa el mismo diodo.

Flujo normal de corriente en un diodo zener En este caso analizaremos el diodo Zener , pero no como un elemento ideal, si no como un elemento real y debemos tomar en cuenta que cuando éste se polariza en modo inverso si existe una corriente que circula en sentido contrario a la flecha del diodo, pero de muy poco valor.

Curva característica del diodo Zener Analizando la curva del diodo zener vemos que en el lugar donde se marca como región operativa, la corriente (Ir, en la línea vertical inferior ) puede variar en un amplio margen, pero el voltaje ( Vz) no cambia. Se mantiene aproximadamente en 5.6 V. (para un diodo zener de 5.6 V).

¿Qué aplicaciones tiene el diodo Zener ? La principal aplicación que se le da al diodo Zener es la de regulador. ¿Qué hace un regulador con Zener?, Un regulador con zener ideal mantiene un voltaje fijo predeterminado, a su salida, sin importar si varía el voltaje en la fuente de

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alimentación y sin importar como varíe la carga que se desea alimentar con este regulador.

Nota: En las fuentes de voltaje ideales (algunas utilizan, entre otros elementos el diodo zener ), el voltaje de salida no varía conforme varía la carga. Pero las fuentes no son ideales y lo normal es que la tensión de salida disminuya conforme la carga va aumentado, o sea conforme la demanda de corriente de la carga aumente.

Símbolo del diodo zener (A - ánodo K - cátodo) EL DIODO LED (Light Emiter Diode - diodo emisor de luz)

Si alguna vez has visto, unas pequeñas luces de diferentes colores que se encienden y apagan, en algún circuito electrónico, sin lugar a dudas has visto los diodos LED en funcionamiento. El LED es un tipo especial de diodo, que trabaja como un diodo común, pero que al ser atravesado por la corriente emite luz. Existen diodos LED es de varios colores y estos dependen del material con el cual fueron construidos. Hay de color rojo, verde, amarillo, ámbar , infrarrojo. Debe de escogerse bien la corriente que atraviesa el LED para obtener una buena intensidad luminosa. El LED tiene un voltaje de operación que va de 1.5 V a 2.2 Voltios. Aproximadamente y la gama de corrientes que debe circular por él va de 10 mA a 20 mA en los diodos de color rojo y de entre 20 mA y 40 mA para los otros LEDs. Tiene enormes ventajas sobre las lámparas indicadoras comunes, como son su bajo consumo de energía, su mantenimiento casi nulo y con una vida aproximada de 100,000 horas.

Qué Aplicaciones tiene el diodo LED? Se utiliza ampliamente en aplicaciones visuales, como indicadoras de cierta situación específica de funcionamiento.

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Ejemplos: Se utilizan para desplegar contadores Para indicar la polaridad de una fuente de alimentación de corriente directa. Para indicar la actividad de una fuente de alimentación de corriente alterna.

Polarización inversa de un diodo

Polarización inversa del diodo pn. En este caso, el polo negativo de la batería se conecta a la zona p y el polo positivo a la zona n, lo que hace aumentar la zona de carga espacial, y la tensión en dicha zona hasta que se alcanza el valor de la tensión de la batería, tal y como se explica a continuación: 

El polo positivo de la batería atrae a los electrones libres de la zona n, los cuales salen del cristal n y se introducen en el conductor dentro del cual se desplazan hasta llegar a la batería. A medida que los electrones libres abandonan la zona n, los átomos pentavalentes que antes eran neutros, al verse desprendidos de su electrón en el orbital de conducción, adquieren estabilidad (8 electrones en la capa de valencia, ver semiconductor y átomo) y una carga eléctrica neta de +1, con lo que se convierten en iones positivos.

Curva característica del diodo

Curva característica del diodo.

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

Tensión umbral, de codo o de partida (Vγ).

La tensión umbral (también llamada barrera de potencial) de polarización directa coincide en valor con la tensión de la zona de carga espacial del diodo no polarizado. Al polarizar directamente el diodo, la barrera de potencial inicial se va reduciendo, incrementando la corriente ligeramente, alrededor del 1 % de la nominal. Sin embargo, cuando la tensión externa supera la tensión umbral, la barrera de potencial desaparece, de forma que para pequeños incrementos de tensión se producen grandes variaciones de la intensidad de corriente.



Corriente máxima (Imax). Es la intensidad de corriente máxima que puede conducir el diodo sin fundirse por el efecto Joule. Dado que es función de la cantidad de calor que puede disipar el diodo, depende sobre todo del diseño del mismo.







Corriente inversa de saturación (Is) Es la pequeña corriente que se establece al polarizar inversamente el diodo por la formación de pares electrón-hueco debido a la temperatura, admitiéndose que se duplica por cada incremento de 10 °C en la temperatura.

Corriente superficial de fugas. Es la pequeña corriente que circula por la superficie del diodo (ver polarización inversa), esta corriente es función de la tensión aplicada al diodo, con lo que al aumentar la tensión, aumenta la corriente superficial de fugas. Tensión de ruptura (Vr ).

Es la tensión inversa máxima que el diodo puede soportar antes de darse el efecto avalancha. Teóricamente, al polarizar inversamente el diodo, este conducirá la corriente inversa de saturación; en la realidad, a partir de un determinado valor de la tensión, en el diodo normal o de unión abrupta la ruptura se debe al efecto avalancha; no obstante hay otro tipo de diodos, como los Zener, en los que la ruptura puede deberse a dos efectos: 

Efecto avalancha (diodos poco dopados). En polarización inversa se generan pares electrón-hueco que provocan la corriente inversa de saturación; si la tensión inversa es elevada los electrones se aceleran incrementando su energía cinética de forma que al chocar con electrones de valencia pueden provocar su salto a la banda de conducción. Estos electrones liberados, a su vez, se aceleran por efecto de la tensión, chocando con más electrones de valencia y libe rándolos a su vez. El resultado es una avalancha de electrones que provoca una corriente grande. Este fenómeno se produce para valores de la tensión superiores a 6 V.

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

Efecto Zener (diodos muy dopados). Cuanto más dopado está el material, menor es la anchura de la zona de carga. Puesto que el campo eléctrico E puede expresarse como cociente de la tensión V entre la distancia d; cuando el diodo esté muy dopado, y por tanto d sea pequeño, el campo eléctrico será grande, del orden de 3·10 5 V/cm. En estas condiciones, el propio campo puede ser capaz de arrancar electrones de valencia incrementándose la corriente. Este efecto se produce para tensiones de 4 V o menores.

Tipos de diodos semiconductores

Varios diodos semiconductores, abajo: un puente rectificador . En la mayoría de los diodos, el terminal cátodo se indica pintando una franja blanca o negra. Existen varios tipos de diodos, que pueden diferir en su aspecto físico, impurezas, uso de electrodos, que tienen características eléctricas particulares usados para una aplicación especial en un circuito. El funcionamiento de estos diodos es fundamentado por principios de la mecánica cuántica y teoría de bandas. Los diodos normales, los cuales operan como se describía más arriba, se hacen generalmente de silicio dopado o germanio. Antes del desarrollo de estos diodos rectificadores de silicio, se usaba el óxido cuproso y el selenio: su baja eficiencia le dio una caída de tensión muy alta (desde 1,4 a 1,7 V) y requerían de una gran disipación de calor mucho más grande que un diodo de silicio. La gran mayoría de los diodos pn se encuentran en circuitos integrados CMOS, que incluyen dos diodos por pin y muchos otros diodos internos. 

Diodo avalancha (TVS): Diodos que conducen en dirección contraria cuando el voltaje en inverso supera el voltaje de ruptura, también se conocen como diodos TVS. Eléctricamente son similares a los diodos Zener, pero funciona bajo otro fenómeno, el efecto avalancha. Esto sucede cuando el campo eléctrico inverso que atraviesa la unión p-n produce una onda de ionización, similar a una avalancha, produciendo una corriente. Los diodos avalancha están diseñados para operar en un voltaje inverso definido sin que se destruya. La diferencia entre el diodo avalancha (el cual tiene un voltaje de reversa de aproximadamente 6.2 V) y el diodo zener es que el ancho del canal del primero excede la "libre asociación" de los electrones, por lo que se producen colisiones entre ellos en el camino.

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









Diodo de Silicio: Suelen tener un tamaño milimétrico y, alineados, constituyen detectores multicanal que permiten obtener espectros en milisegundos. Son menos sensibles que los fotomultiplicadores. Es un semiconductor de tipo p (con huecos) en contacto con un semiconductor de tipo n (electrones). La radiación comunica la energía para liberar los electrones que se desplazan hacia los huecos, estableciendo una corriente eléctrica proporcional a la potencia radiante. Diodo de cristal: Es un tipo de diodo de contacto. El diodo cristal consiste de un cable de metal afilado presionado contra un cristal semiconductor, generalmente galena o de una parte de carbón . El cable forma el ánodo y el cristal forma el cátodo. Los diodos de cristal tienen una gran aplicación en los radio a galena. Los diodos de cristal están obsoletos, pero puede conseguirse todavía de algunos fabricantes. Diodo de corriente constante: Realmente es un JFET, con su compuerta conectada a la fuente, y funciona como un limitador de corriente de dos terminales análogo al diodo Zener, el cual limita el voltaje. Permiten una corriente a través de ellos para alcanzar un valor adecuado y así estabilizarse en un valor específico. También suele llamarse CLDs (por sus siglas en inglés) o diodo regulador de corriente. Diodo túnel o Esaki: Tienen una región de operación que produce una resistencia negativa debido al efecto túnel, permitiendo amplificar señales y circuitos muy simples que poseen dos estados. Debido a la alta concentración de carga, los diodos túnel son muy rápidos, pueden usarse en temperaturas muy bajas, campos magnéticos de gran magnitud y en entornos con radiación alta. Por estas propiedades, suelen usarse en viajes espaciales. Diodo Gunn: Similar al diodo túnel son construidos de materiales como GaAs o InP que produce una resistencia negativa. Bajo condiciones apropiadas, las formas de dominio del dipolo y propagación a través del diodo, permitiendo osciladores de ondas microondas de alta frecuencia.

Ledes de distintos colores.

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

Diodo emisor de luz o LED del acrónimo inglés, light-emitting diode: Es un diodo formado por un semiconductor con huecos en su banda de energía, tal como arseniuro de galio, los portadores de carga que cruzan la unión emiten fotones cuando se recombinan con los portadores mayoritarios en el otro lado. Dependiendo del material, la longitud de onda que se pueden producir varía desde el infrarrojo hasta longitudes de onda cercanas al ultravioleta. El potencial que admiten estos diodos dependen de la longitud de onda que ellos emiten: 2.1V corresponde al rojo, 4.0V al violeta. Los primeros ledes fueron rojos y amarillos. Los ledes blancos son en realidad combinaciones de tres ledes de diferente color o un led azul revestido con un centelleador amarillo. Los ledes también pueden usarse como fotodiodos de baja eficiencia en aplicaciones de señales. Un led puede usarse con un fotodiodo o fototransistor para formar un optoacoplador. Diodo láser: Cuando la estructura de un led se introduce en una cavidad resonante formada al pulir las caras de los extremos, se puede formar un láser . Los diodos láser se usan frecuentemente en dispositivos de almacenamiento ópticos y para la comunicación óptica de alta velocidad. Diodo térmico: Este término también se usa para los diodos convencionales usados para monitorear la temperatura a la variación de voltaje con la temperatura, y para refrigeradores termoeléctricos para la refrigeración termoeléctrica. Los refrigeradores termoeléctricos se hacen de semiconductores, aunque ellos no tienen ninguna unión de rectificación, aprovechan el comportamiento distinto de portadores de carga de los semiconductores tipo P y N para transportar el calor. Fotodiodos: Todos los semiconductores están sujetos a portadores de carga ópticos. Generalmente es un efecto no deseado, por lo que muchos de los semiconductores están empacados en materiales que bloquean el paso de la luz. Los fotodiodos tienen la función de ser sensibles a la luz (fotocelda), por lo que están empacados en materiales que permiten el paso de la luz y son por lo general PIN (tipo de diodo más sensible a la luz). Un fotodiodo puede usarse en celdas solares, en fotometría o en comunicación óptica. Varios fotodiodos pueden empacarse en un dispositivo como un arreglo lineal o como un arreglo de dos dimensiones. Estos arreglos no deben confundirse con los dispositivos de carga acoplada. Diodo con puntas de contacto: Funcionan igual que los diodos semiconductores de unión mencionados anteriormente aunque su construcción es más simple. Se fabrica una sección de semiconductor tipo n, y se hace un conductor de punta aguda con un metal del grupo 3 de manera que haga contacto con el semiconductor. Algo del metal migra hacia el semiconductor para hacer una pequeña región de tipo p cerca del contacto. El muy usado 1N34 (de fabricación alemana) aún se usa en receptores de radio como un detector y ocasionalmente en dispositivos analógicos especializados.

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

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

Diodo PIN: Un diodo PIN tiene una sección central sin doparse o en otras palabras una capa intrínseca formando una estructura p-intrínseca-n. Son usados como interruptores de alta frecuencia y atenuadores. También son usados como detectores de radiación ionizante de gran volumen y como foto detectores. Los diodos PIN también se usan en la electrónica de potencia y su capa central puede soportar altos voltajes. Además, la estructura del PIN puede encontrarse en dispositivos semiconductores de potencia, tales como IGBTs, MOSFETs de potencia y tiristores. Diodo Schottky: El diodo Schottky están construidos de un metal a un contacto de semiconductor. Tiene una tensión de ruptura mucho menor que los diodos pn. Su tensión de ruptura en corrientes de 1mA está en el rango de 0.15V a 0.45V, lo cual los hace útiles en aplicaciones de fijación y prevención de saturación en un transistor. También se pueden usar como rectificadores con bajas pérdidas aunque su corriente de fuga es mucho más alta que la de otros diodos. Los diodos Schottky son portadores de carga mayoritarios por lo que no sufren de problemas de almacenamiento de los portadores de carga minoritarios que ralentizan la mayoría de los demás diodos (por lo que este tipo de diodos tiene una recuperación inversa más rápida que los diodos de unión pn. Tienden a tener una capacitancia de unión mucho más baja que los diodos pn que funcionan como interruptores veloces y se usan para circuitos de alta velocidad como fuentes conmutadas, mezclador de frecuencias y detectores. Stabistor: El Stabistor (también llamado Diodo de Referencia en Directa) es un tipo especial de diodo de silicio cuyas características de tensión en directa son extremadamente estables. Estos dispositivos están diseñados especialmente para aplicaciones de estabilización en bajas tensiones donde se requiera mantener la tensión muy estable dentro de un amplio rango de corriente y temperatura. Diodo Varicap: El diodo Varicap conocido como diodo de capacidad variable o varactor, es un diodo que aprovecha determinadas técnicas constructivas para comportarse, ante variaciones de la tensión aplicada, como un condensador variable. Polarizado en inversa, este dispositivo electrónico presenta características que son de suma utilidad en circuitos sintonizados (L-C), donde son necesarios los cambios de capacidad.

TRANSISTORES Un transistor es un componente que tiene, básicamente, dos funciones: - Deja pasar o corta señales eléctricas a partir de una PEQUENA señal de mando. - Funciona como un elemento AMPLIFICADOR de señales. Hay dos tipos básicos de transistor: a) Transistor bipolar o BJT (Bipolar Junction Transistor) b) Transistor de efecto de campo, FET (Field Effect Transistor) o unipolar

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A) Transistor bipolar Consta de tres cristales semiconductores (Usualmente de silicio) unidos entre sí. Según como se coloquen los cristales hay dos tipos de transistores bipolares. - Transistor NPN: en este caso un cristal P está situado entre dos cristales N. Son los más comunes. - Transistor PNP: en este caso un cristal N está situado entre dos cristales P La capa de en medio es mucho más estrecha que las otras dos. En cada uno de estos cristales se realiza un contacto metálico, lo que da origen a tres terminales:

Emisor (E): Se encarga de proporcionar portadores de carga. Colector (C): Se encarga de recoger portadores de carga. Base (B): Controla el paso de corriente a través del transistor. Es el cristal de en medio. El conjunto se protege con una funda de plástico o metal. Nos centraremos en el transistor NPN: B) Polarización del transistor Se entiende por polarización del transistor las conexiones adecuadas que hay que realizar con corriente continua para que pueda funcionar correctamente. Si se conectan dos baterías al transistor como se ve en la figura, es decir, con la unión PN de la base-emisor polarizada directamente y la unión PN de la basecolector polarizado inversamente. Siempre que la tensión de la base emisor supere 0,7 V, diremos que el transistor esta polarizado, es decir, que funciona correctamente.

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a) Corte: En este caso la corriente de base es nula (o casi), es decir, IB = 0, por lo tanto, IC= β IB= β 0 = 0 IC= 0 En este caso, el transistor no conduce en absoluto. No está funcionando. Se dice que el transistor se comporta como un interruptor abierto. ・

・

b) Activa: En este caso el transistor conduce parcialmente siguiendo la segunda expresión (IC= β IB). La corriente del colector es directamente proporcional a la corriente de la base. Ejemplo: Si β = 100, la corriente del colector es 100 veces la corriente de la base. Por eso se dice que el transistor amplifica la corriente. ・

c) Saturación: En este caso, el transistor conduce totalmente y se comporta como un interruptor cerrado. Este estado se alcanza cuando la corriente por la base (IB) alcanza un valor alto. En este caso la expresión (IC= β IB) ya no tiene sentido pues, por mucho que aumente el valor de la corriente de base (IB), no aumenta el valor de la corriente de colector. ・

CIRCUITO INTEGRADO

Un circuito integrado (CI), también conocido como chip o microchip, es una estructura de pequeñas dimensiones de material semiconductor , normalmente silicio, de algunos milímetros cuadrados de superficie (área), sobre la que se fabrican circuitos electrónicos generalmente mediante fotolitografía y que está


protegida dentro de un encapsulado de plástico de cerámica. El encapsulado posee conductores metálicos apropiados para hacer conexión entre el Circuito Integrado y un circuito impreso. Existen al menos tres tipos de circuitos integrados:

1. Circuitos monolíticos: Están fabricados en un solo monocristal, habitualmente de silicio, pero también existen en germanio, arseniuro de galio, silicio-germanio, etc. 2. Circuitos híbridos de capa fina: Son muy similares a los circuitos monolíticos, pero, además, contienen componentes difíciles de fabricar con tecnología monolítica. Muchos conversores A/D y conversores D/A se fabricaron en tecnología híbrida hasta que los progresos en la tecnología permitieron fabricar resistencias precisas. 3. Circuitos híbridos de capa gruesa: Se apartan bastante de los circuitos monolíticos. De hecho suelen contener circuitos monolíticos sin cápsula, transistores, diodos, etc., sobre un sustrato dieléctrico, interconectados con pistas conductoras. Las resistencias se depositan por serigrafía y se ajustan haciéndoles cortes con láser. Todo ello se encapsula, en cápsulas plásticas o metálicas, dependiendo de la disipación de energía calórica requerida. En muchos casos, la cápsula no está "moldeada", sino que simplemente se cubre el circuito con una resina epoxi para protegerlo. En el mercado se encuentran circuitos híbridos para aplicaciones en módulos de radio frecuencia (RF), fuentes de alimentación, circuitos de encendido para automóvil, etc. Clasificación Atendiendo al nivel de integración -número de componentes- los circuitos integrados se pueden clasificar en: 











SSI (Small Scale Integration) pequeño nivel: de 10 a 100 transistores MSI (Medium Scale Integration) medio: 101 a 1. 000 transistores LSI (Large Scale Integration) grande: 1. 001 a 10. 000 transistores VLSI (Very Large Scale Integration) muy grande: 10. 001 a 100. 000 transistores ULSI (Ultra Large Scale Integration) ultra grande: 100. 001 a 1. 000. 000 transistores GLSI (Giga Large Scale Integration) giga grande: más de un millón de transistores

En cuanto a las funciones integradas, los circuitos se clasifican en dos grandes grupos:

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Circuitos integrados analógicos. Pueden constar desde simples transistores encapsulados juntos, sin unión entre ellos, hasta circuitos completos y funcionales, como amplificadores, osciladores o incluso receptores de radio completos.

Circuitos integrados digitales Pueden ser desde básicas puertas lógicas (AND, OR, NOT) hasta los más complicados microprocesadores o microcontroladores. Algunos son diseñados y fabricados para cumplir una función específica dentro de un sistema mayor y más complejo. En general, la fabricación de los CI es compleja ya que tienen una alta integración de componentes en un espacio muy reducido, de forma que llegan a ser microscópicos. Sin embargo, permiten grandes simplificaciones con respecto a los antiguos circuitos, además de un montaje más eficaz y rápido. Limitaciones de los circuitos integrados Existen ciertos límites físicos y económicos al desarrollo de los circuitos integrados. Básicamente, son barreras que se van alejando al mejorar la tecnología, pero no desaparecen. Las principales son: Disipación de potencia Los circuitos eléctricos disipan potencia. Cuando el número de componentes integrados en un volumen dado crece, las exigencias en cuanto a disipación de esta potencia, también crecen, calentando el sustrato y degradando el comportamiento del dispositivo. Además, en muchos casos es un sistema de realimentación positiva, de modo que cuanto mayor sea la temperatura, más corriente conduce, fenómeno que se suele llamar " embalamiento térmico" y, que si no se evita, llega a destruir el dispositivo. Los amplificadores de audio y los reguladores de tensión son proclives a este fenómeno, por lo que suelen incorporar protecciones térmicas. Los circuitos de potencia, evidentemente, son los que más energía deben disipar. Para ello su cápsula contiene partes metálicas, en contacto con la parte inferior del chip, que sirven de conducto térmico para transferir el calor del chip al disipador o al ambiente. La reducción de resistividad térmica de este conducto, así como de las nuevas cápsulas de compuestos de silicona, permiten mayores disipaciones con cápsulas más pequeñas. Los circuitos digitales resuelven el problema reduciendo la tensión de alimentación y utilizando tecnologías de bajo consumo, como CMOS. Aun así en los circuitos con más densidad de integración y elevadas velocidades, la disipación es uno de los mayores problemas, llegándose a utilizar experimentalmente ciertos tipos de criostatos. Precisamente la alta resistividad térmica del arseniuro de galio es su talón de Aquiles para realizar circuitos digitales con él. Capacidades y autoinducciones parásitas

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Este efecto se refiere principalmente a las conexiones eléctricas entre el chip, la cápsula y el circuito donde va montada, limitando su frecuencia de funcionamiento. Con pastillas más pequeñas se reduce la capacidad y la autoinducción de ellas. En los circuitos digitales excitadores de buses, generadores de relo j, etc., es importante mantener la impedancia de las líneas y, todavía más, en los circuitos de radio y de microondas. Límites en los componentes Los componentes disponibles para integrar tienen ciertas limitaciones, que difieren de sus contrapartidas discretas.

Resistores. Son indeseables por necesitar una gran cantidad de superficie. Por ello sólo se usan valores reducidos y en tecnologías MOS se eliminan casi totalmente. Condensadores. Sólo son posibles valores muy reducidos y a costa de mucha superficie. Como ejemplo, en el amplificador operacional μA7 41, el condensador de estabilización viene a ocupar un cuarto del chip. Inductores. Se usan comúnmente en circuitos de radiofrecuencia, siendo híbridos muchas veces. En general no se integran. Densidad de integración; Durante el proceso de fabricación de los circuitos integrados se van acumulando los defectos, de modo que cierto número de componentes del circuito final no funcionan correctamente. Cuando el chip integra un número mayor de componentes, estos componentes defectuosos disminuyen la proporción de chips funcionales. Es por ello que en circuitos de memorias, por ejemplo, donde existen millones de transistores, se fabrican más de los necesarios, de manera que se puede variar la interconexión final para obtener la organización especificada.

EL AMPLIFICADOR DIFERENCIAL • El Amplificador Diferencial dispone de dos señales de entrada (aplicadas a los

terminales inversor y no inversor), produciendo una tensión de salida proporcional a la diferencia entre las tensiones de entrada. • Notación: Departamento de Ingeniería de la Información y Comunicaciones

Universidad de Murcia 4 – La diferencia entre las tensiones de entrada se llama tensión de entrada diferencial Vid. – La ganancia diferencial (Ad) es la ganancia del amplificador. – La tensión de entrada de modo común (Vicm) es la media de las tensiones de entrada.

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Amplificador operacional

Amplificador operacional modelo LM741CN de National Semiconductor con encapsulado plástico DIP

Tipo

Circuito integrado

Invención

Robert John Widlar

Primera producción

1964

Símbolo electrónico

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Terminales











V+: Entrada inversora V−:

Entrada

inversora Vout: Salida VS+: Fuente positiva VS−:

no

Fuente

DC DC

negativa

Un amplificador operacional, a menudo conocido op-amp por sus siglas en inglés (operational amplifier ) es un dispositivo amplificador electrónico de alta ganancia acoplado en corriente continua que tiene dos entradas y una salida. En esta configuración, la salida del dispositivo es, generalmente, de cientos de miles de veces mayor que la diferencia de potencial entre sus entradas.

ALIMENTACION DEL AMPLIFICADOR OPERACIONAL • Al menos es necesario aplicar una fuente de alimentac ión continua, pudiendo ser

las dos fuentes de tensión iguales pero de signo contrario respecto a masa (alimentación simétrica), o diferentes (alimentación asimétrica). • La selección de los valores de tensión de alimentación y el tipo de alimentación

depende de la aplicación en la que deba trabajar. • Las dos alimentaciones representan los límites del Departamento de Ingeniería de

la Información y Comunicaciones Universidad de Murcia 7 rango de valores posibles de la tensión de salida del amplificador operacional, es decir, nunca la salida podrá alcanzar el valor de tensión dado por la fuente de alimentación (ver Excursión de la Tensión de Salida).


• Se debe tener en cuenta que muchas veces no se muestran explícitamente las

conexiones con las fuentes de alimentación en los esquemas de circuitos electrónicos. Este montaje.

AMPLIFICADOR OPERACIONAL IDEAL Y REAL • Características AO ideal: – Impedancia entrada (Zi) infinita. – Ganancia en bucle abierto (Avo) infinita para la entrada diferencial. – Ganancia nula para la señal en modo común. – Impedancia de salida (Zo) nula. – Ancho de banda WD infinito. • Características AO real (u741): – Zi=100MOhm – Avo=100000 – Zo=40 Ohm. – WD [1Hz, 1MHz]

Departamento de Ingeniería de la Información y Comunicaciones Universidad de Murcia 6 – Ausencia de desviación de características con la temperatura.

CARACTERÍSTICAS DEL AMPLIFICADOR OPERACIONAL

Circuito equivalente de un amplificador operacional.

Amplificador operacional ideal 

Infinita ganancia en lazo abierto

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  

Infinita resistencia de entrada, Corriente de entrada cero. Voltaje de desequilibrio de entrada cero. Infinito rango de voltaje disponible en la salida. Infinito ancho de banda con desplazamiento de fase cero. Rapidez de variación de voltaje infinita.

 

Resistencia de salida Ruido cero.

  



cero.

Infinito rechazo de modo común (CMRR)

Infinito factor de rechazo a fuente de alimentación (PSRR). Estas características se pueden resumir en dos "reglas de oro": 

En el lazo cerrado la salida intenta hacer los necesarios para hacer cero la diferencia de voltaje entre las entradas. Las corrientes de entrada al dispositivo son cero. 3 Amplificador operacional real El amplificador real difiere del ideal en varios aspectos: 





Ganancia en lazo abierto, para corriente continua, desde 100.000 hasta más de 1.000.000. Resistencia de entrada finita, desde 0,3 MΩ en adelante.

























Resistencia de salida no cero. Corriente de entrada no cero, generalmente de 10 nA en circuitos de tecnología bipolar. Voltaje de desequilibrio de entrada no cero, en ciertos dispositivos es de ±15 mV Rechazo de modo común no infinito, aunque grande, en algunos casos, de 80 a 95 dB. Rechazo a fuente de alimentación no infinito. Características afectadas por la temperatura de operación. Deriva de las características, debido al envejecimiento del dispositivo. Ancho de banda finito, limitado a propósito por el diseño o por características de los materiales. Presencia de ruido térmico. Presencia de efectos capacitivos en la entrada por la cercanía de los terminales entre sí. Corriente de salida limitada. Potencia disipada limitada.

APLICACIONES Las aplicaciones más comunes de los amplificadores operacionales son las siguientes: 4

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Comparador Artículo principal: Aplicación sin retroalimentación que compara señales entre las dos entradas y presenta una salida en función de qué entrada sea mayor. Se puede usar para adaptar niveles lógicos. 

Una aplicación simple pero útil, es la de proporcionar un sistema de control ONOFF. Por ejemplo un control de temperatura, cuya entrada no inversora se conecta un termistor (sensor de temperatura) y en la entrada inversora un divisor resistivo con un preset (resistencia variables) para ajustar el valor de tensión de referencia. Cuando en la pata no inversora exista una tensión mayor a la tensión de referencia, la salida activara alguna señalización o un actuador.

Seguidor de voltaje o tensión

Amplificador operacional en modo seguidor de tensión Es aquel circuito que proporciona a la salida la misma tensión que a la entrada. Presenta la ventaja de que la impedancia de entrada es elevada, la de salida prácticamente nula, y es útil como un buffer, para eliminar efectos de carga o para adaptar impedancias (conectar un dispositivo con gran impedancia a otro con baja impedancia y viceversa) y realizar mediciones de tensión de un sensor con una intensidad muy pequeña que no afecte sensiblemente a la medición. Amplificador no inversor

Amplificador operacional en modo no inversor En el modo amplificador no inversor, el voltaje de salida cambia en la misma dirección del voltaje de entrada. La ecuación de ganancia para esta configuración es sin embargo, en este circuito V − es una función de V out debido a la realimentación negativa a través de la red constituida por R 1 y R 2, donde R 1 y R 2 forman un divisor de tensión, y como V − es una entrada de alta impedancia, no hay efecto de carga. Por consiguiente:

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Sustituyendo esto en la ecuación de ganancia, se obtiene resolviendo para: si es muy grande Sumador inversor

Aplicación en la cual la salida es de polaridad opuesta a la suma de las señales de entrada.   

Para resistencias independientes R 1, R2,... Rn La expresión se simplifica bastante si se usan resistencias del mi smo valor Impedancias de entrada: Z n = Rn Restador Inversor o

Para resistencias independientes R 1, R2, R3, R4 la salida se expresa como: 



Donde representa la resistencia de entrada diferencial del amplificador, ignorando las resistencias de entrada del amplificador de modo común. Este tipo de configuración tiene una resistencia de entrada baja en comparación con otro tipo de restadores como el amplificador de instrumentación.

Integrador ideal

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Este montaje integra e invierte la señal de entrada produciendo como salida: 

Este integrador no se usa en la práctica de forma discreta ya que cualquier señal pequeña de corriente directa en la entrada puede ser acumulada en el condensador hasta saturarlo por completo; sin mencionar la característica de desplazamiento de tensión del amplificador operacional, que también es acumulada. Este circuito se usa de forma combinada en sistemas retroalimentados que son modelos basados en variables de estado (valores que definen el estado actual del sistema) donde el integrador conserva una variable de estado en el voltaje de su condensador

Derivador ideal

Amplificador derivador. Este circuito deriva e invierte la señal de entrada, produciéndose como salida:

Además de lo anterior, este circuito también se usa como filtro, sin embargo no es estable. Esto se debe a que al amplificar más las señales de alta frecuencia, se termina amplificando mucho el ruido. Conversor de corriente a tensión

Amplificador de transresistencia o transimpedancia. El conversor de corriente a tensión, se conoce también como amplificador de transresistencia, en el cual una corriente de entrada , produce a la salida una tensión proporcional a esta, con una impedancia de entrada muy baja, ya que está diseñado para trabajar con una fuente de corriente. Con la resistencia como factor de proporcionalidad, la relación resultante entre la corriente de entrada y la tensión de salida es: Función exponencial y logarítmica

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Amplificador logarítmico.

Amplificador anti logarítmico o exponencial. El logaritmo y su función inversa, la función exponencial, pueden ser implementados mediante amplificadores operacionales aprovechando el funcionamiento exponencial de un diodo, logrando una señal de salida proporcional al logaritmo o a la función exponencial a la señal de entrada.

Temporizadores: Clases y funcionamiento Un temporizador es un aparato con el que podemos regular la conexión o desconexión de un circuito eléctrico después de que se ha programado un tiempo. El elemento fundamental del temporizador es un contador binario, encargado de medir los pulsos suministrados por algún circuito oscilador, con una base de tiempo estable y conocida. El tiempo es determinado por una actividad o proceso que se necesite controlar. Se diferencia del relé, en que los contactos del temporizador no cambian de posición instantáneamente. Podemos clasificar los temporizadores en: De conexión: el temporizador recibe tensión y mide un tiempo hasta que libera los contactos

De desconexión: cuando el temporizador deja de recibir tensión al cabo de un tiempo, libera los contactos. Hay diversos tipos de temporizadores desde los que son usados:

Temporizador térmico, que actúa por calentamiento de una lámina bimetálica, el tiempo se determina por la curva que adquiere la lámina. Temporizador neumático, está basado en la acción de un fuelle que se comprime al ser accionado por un electroimán. El fuelle ocupa su posición que lentamente, ya que el aire entra por un pequeño orificio, al variar el tamaño del orificio cambia el tiempo de recuperación y por consecuencia la temporización.

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Temporizador electrónico, el principio es la descarga de un condensador mediante una resistencia. Por lo general se emplean condensadores electrolíticos. Temporizador magnético, se obtiene ensartando en el núcleo magnético, un tubo de cobre. Temporizadores Cíclicos Son temporizadores que repiten su conteo o retardo de tiempo periódicamente por sí mismo después que su bobina sea energizada Un temporizador es un dispositivo gracias al cual podemos regular la conexión o des conexión de un circuito eléctrico durante un tiempo previamente configurado (generalmente a través de un potenciómetro).

Temporizadores On Delay y Off Delay Temporizadores off Delay son temporizadores que se caracterizan porque cuando su bobina se energiza sus contactos cambian de posición de manera instantánea, pero el cambio retardado de sus contactos lo realizan después que su bobina se dessenergia.

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CONCLUSION: Como veis, la cantidad de usos diferentes y de tipos de condensadores que existen hacen imposible que los podamos encasillar en una utilidad concreta, pero al menos con este post esperamos que quede un poco más claro el maravilloso mundo de los condensadores. Como veis, la cantidad de usos diferentes y de tipos de condensadores que existen hacen imposible que los podamos encasillar en una utilidad concreta, pero al menos con este post esperamos que quede un poco más claro el maravilloso mundo de los condensadores.



Mediante los procedimientos y resultados experimentales obtenidos se pudo comprobar que los valores teóricos concuerdan con los datos experimentales

Recortadores de señales usando diodos semiconductores 

Objetivo General o

Estudiar los recortadores de señales y sus tipologías

Objetivo Especifico o

Estudiar los 4 posibles recortadores y sus características

Descripción: Un recortador es un circuito que permite, mediante el uso de resistencias y diodos, eliminar tensiones que no nos interesa que lleguen a un determinado punto de un circuito. Procedimiento: Se realizaron los siguientes cuatro montajes en el protoboard, Posteriormente se conectó el osciloscopio y medimos el voltaje máximo en la señal de entrada (canal 1) y en la de salida (canal 2), se visualizó la función de transferencia colocando el osciloscopio en modo XY y mostrando el canal 2, luego se realizaron los pasos anteriores cambiando la polarización del diodo y de la fuente de voltaje directa

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BIBLIOGRAFIA

       

https://es.wikipedia.org/wiki/Diodo http://profesores.elo.utfsm.cl/~mpl/wpcontent/uploads/2016/08/elo381_capitul o_01_introduccion.pdf https://es.wikipedia.org/wiki/Temporizador https://bricos.com/2012/11/temporizadores-clases-y-funcionamiento/ http://conceptodefinicion.de/fuente-dealimentacion/https://www.ecured.cu/Resistores_variables https://es.wikipedia.org/wiki/Amplificador_operacional http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/4esotecnologia/quincena4/4q 2_contenidos_2c.htm http://www.landeros.com.mx/agradecimientos.htmlhttp://www.av.anz.udo.edu. ve/file.php/1/ElecMag/capitulo%20V/el%20condensador.html.

ANEXOS RESISTORES FIJOS

RESISTORES VARIABLES

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RESISTORES INDEPENDIENTES

CONDENSADORES

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DIODOS

TRANSISTORES

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CIRCUITOS INTEGRADOS

AMPLIFICADORES

TEMPORIZADORES

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