Mini-cuaderno Para Ingenieros - Circuitos Semi Conduct Ores Basicos

UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRÉS FACULTAD DE INGENIERÍA INGENIERÍA ELECTRÓNIC E LECTRÓNICA A INSTITUTO DE ELECTRÓNICA APLICADA

I. E. A

MINI-CUADERNO PARA INGENIEROS

CIRCUITOS DE SEMICONDUCTORES BÁSICOS Traducción de la Primera Edición

Ing. Jorge Bustos Coordinador IEA

Realizada por: Stefanny Elizabeth Cárdenas Arce Pasante IEA


Circuitos de Semiconductores Básicos

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Este libro incluye circuitos de aplicación estándar y circuitos diseñados por el autor. Cada circuito fue ensamblado y probado por el autor mientras el libro se realizaba. Después que el libro se completó, el autor re ensambló cada circuito para verificar errores. Como se ejerció un cuidado razonable en la preparación de este libro, variaciones en la tolerancia de los componentes y métodos de construcción pueden causar que los resultados que usted obtenga difieran de los dados aquí. Por esta razón el autor y Radio Shack no asume responsabilidad alguna por la eficacia del contenido de este libro para cualquier aplicación. Como no tenemos control sobre el uso de la información brindada por este libro, no asumimos obligación alguna por cualquier daño resultado de su uso. Claro que es su responsabilidad determinar si el uso comercial, venta o fabricación de cualquier dispositivo que incorpore información de este libro infringe cualquier patente o derecho. Debido a muchas consultas recibidas por Radio Shack y el autor, no es posible dar respuestas personales para recibir información adicional (diseño de circuito personalizado, asesoría técnica, asesoría para localización de fallas, etc.). Si usted desea aprender más sobre electrónica, vea otros libros de esta serie y “Getting Started in Electronics” de Radio Shack. También, lea revistas como ‘Modern Electronics’ y ‘Radio -Electronics’. El autor escribe la columna mensual “Electronics Notebook” para ‘Modern Electronics’.

SCA-Instituto de Electrónica Aplicada

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CONTENIDO. INTRODUCCIÓN.......................................................................................................................... 6 RESISTORES. ............................................................................................................................... 7 Como usar resistores. ................................................................................................................. 9 CAPACITORES. .......................................................................................................................... 11 Como usar capacitores. ............................................................................................................ 13 CIRCUITOS RESISTOR-CAPACITOR. RESISTOR-CAPACITOR........................ .......................... ......................... .................. 14 DIODOS Y RECTIFICADORES. ..................................................................................................... 15 Cuentagotas de voltaje. ............................................................................................................ 15 Regulador de voltaje. ............................................................................................................... 16 Onda triangular a senoidal. ...................................................................................................... 16 Voltímetro lector de picos. ....................................................................................................... 16 Protector de polaridad invertida. ............................................................................................. 17 Protector transitorio. ............................................................................................................... 17 Protector de multímetro. ......................................................................................................... 17 Cortador de formas de onda ajustable. .................................................................................... 18 Atenuador ajustable. ................................................................................................................ 18 Limitador de audio. .................................................................................................................. 18 Rectificador de media onda. ..................................................................................................... 19 Rectificador doble de media onda. ........................................................................................... 19 Rectificador de onda completa. ................................................................................................ 19 Doblador de voltaje en cascada. ............................................................................................... 20 Doblador de voltaje en puente. ................................................................................................ 20 Cuadriplicador de voltaje. ........................................................................................................ 20 Compuertas lógicas con diodos. ............................................................................................... 21 Codificador decimal a binario. .................................................................................................. 22 DIODOS ZENER ......................................................................................................................... 23 Modelo de regulador de voltaje ............................................................................................... 23 Indicador de voltaje ................................................................................................................. 24 Desviador de voltaje................................................................................................................. 24 SCA-Instituto de Electrónica Aplicada

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Cortadores de formas de onda ................................................................................................. 24 TRANSISTORES BIPOLARES. ...................................................................................................... 25 Switches de transistores básicos. ............................................................................................. 25 Amplificador de transistor básico ............................................................................................. 26 Conductor de relay. .................................................................................................................. 26 Controlador de relay. ............................................................................................................... 27 Regulador de led ...................................................................................................................... 27 Amplificador de altavoz de 3 voltios. ........................................................................................ 28 Amplificador de altavoz de dos etapas. .................................................................................... 28 Preamplificador de micrófono. ................................................................................................. 29 Mezclador de audio.................................................................................................................. 29 Oscilador de audio. .................................................................................................................. 30 Metrónomo. ............................................................................................................................ 30 Sonda lógica. ............................................................................................................................ 30 Sirena ajustable........................................................................................................................ 31 Generador ruido de audio. ....................................................................................................... 31 Oscilador de un transistor. ....................................................................................................... 32 Switch debouncer. ................................................................................................................... 32 Transmisor rf en miniatura. ...................................................................................................... 33 Medidor de frecuencia. ............................................................................................................ 34 Generador de pulsos. ............................................................................................................... 35 Amplificador de multímetro dc. ................................................................................................ 35 Destellador activado con luz. .................................................................................................... 36 Destellador activado con oscuridad. ......................................................................................... 36 Destellador de alto brillo. ......................................................................................................... 37 Transmisor / receptor con led. ................................................................................................. 37 Resistor – transistor lógico. ...................................................................................................... 38 FETS DE UNIÓN. ....................................................................................................................... 40 Switches basicos de fet (n-fet). ................................................................................................. 40 Amplificador básico de fet (n-fet). ............................................................................................ 41 Preamplificador de micrófono de alta impedancia.................................................................... 41 Mezclador de audio de alta impedancia. .................................................................................. 42 SCA-Instituto de Electrónica Aplicada

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MOSFETS DE POTENCIA. ........................................................................................................... 43 Temporizador de retardo después de encendido...................................................................... 43 Temporizador de retardo durante el encendido. ...................................................................... 43 Amplificador de parlante de alta impedancia. .......................................................................... 44 Destellador de led doble. .......................... .......................... ......................... ........................... 44 TRANSISTORES DE UNIJUNTURA............................................................................................... 45 Oscilador básico de ujt. ............................................................................................................ 45 Indicador de bajo voltaje. ......................................................................................................... 45 Generador de efectos de sonido. ............................................................................................. 46 Temporizador de un minuto. .................................................................................................... 46 VIBRADORES PIEZOELÉCTRICOS........................... .......................... ......................... .................. 47 Timbre ;

Control de volumen ......................... ......................... .......................... ............. 47

Interfaces lógicas. .................................................................................................................... 47 DRIVERS DE PIEZO ELEMENTOS. ............................................................................................... 48 Tono fijo................................................................................................................................... 48 Frecuencia ajustable. ............................................................................................................... 49 RECTIFICADOR CONTROLADO CONTROLADO DE SILICIO.......................... .......................... ......................... ..... 50 Switch de botón de pasador. .................................................................................................... 50 Relay activado por luz. ............................................................................................................. 50 Oscilador de relajación. ............................................................................................................ 51 Controlador de velocidad de un motor dc. ............................................................................... 51 TRIACS. .................................................................................................................................... 52 Búfer de switch de triac............................................................................................................ 52 Dimmer de lámpara. ................................................................................................................ 52


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INTRODUCCIÓN. En esta era de circuitos integrados, la simplicidad y la economía de circuitos hechos a partir de componentes individuales es frecuentemente omitida. Los circuitos que siguen describen más de 75 aplicaciones para para tales componentes componentes básicos como diodos, diodos, transistores, SCRs SCRs y triacs. Estos circuitos son precedidos por secciones sobre resistores y capacitores ya que estos componentes son ingredientes esenciales en casi todos los circuitos de semiconductores. Para más información acerca de los componentes usados en los circuitos que siguen, vea el libro “Getting Started in Electronics” (Ra dio Shack, 1983). Este libro cubre la electrónica básica e incluye

100 circuitos experimentados. También vea otros títulos en la serie “Mini – Cuadernos para Ingenieros”.

CONSEJOS PARA ENSAMBLAR CIRCUITOS.

Las versiones de prueba de los circuitos en este libro fueron ensamblados en plantillas prototipos de Radio Shack. Después de ensamblar y probar un circuito en una plantilla prototipo, usted puede ensamblar una versión permanente del circuito en una plantilla de circuito impreso e instalarlo en una caja cerrada. Sin embargo cada circuito incluye valores específicos de componentes, reemplazos de estos son buenos si si se observan los valores de voltaje, corriente corriente y potencia. Por ejemplo, un resistor de 1.2 KΩ usualmente puede ser sustituido por uno de 1KΩ. Un

potenciómetro de 100K puede ser usado en lugar de uno de 50K. Y varios transistores NPN pueden ser reemplazados por el popular 2N2222. Para más información, ver el libro “Getting Started in Electronics.”


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RESISTORES. Los resistores resisten el flujo de una corriente eléctrica. La unidad de una resistencia es el Ohm (Ω). Una diferencia de potencial de un volteo forzará a una corriente de un amperio por una

resistencia de un ohm.

LEY DE OHM.

Voltaje (V) es la diferencia de potencial a través de un resistor. Corriente (I) es el flujo de electrones a través de un resistor. Dado cualquiera de los valores de una resistencia, voltaje o corriente, el tercer valor puede ser calculado mediante la ley de Ohm:

V

I

I

R

V

R

R

V I

La potencia disipada en un resistor también puede ser calculada: P

V

I

P

I

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R

La unidad de potencia es el Watt. Es importante estar seguros de que todos los valores están expresados apropiadamente cuando se usa la ley de Ohm. Por ejemplo, 65 mili voltios deben ser expresados como 0.065 voltios. 470 mili watts deben ser expresados como 0.47 watts. Un resistor de 47K tiene una resistencia de 47 x 1 000 o 47 000 Ohms. Un resistor de 2.2 M tiene una resistencia de 2.2 x 1 000 000 o 2 200 2 00 000 Ohms. Usualmente usted puede usar un resistor con un valor dentro del 10 a 20% del valor requerido. Siempre use resistores que tengan un rango apropiado de potencia.


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RESISTORES EN SERIE.

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Resistencia Total (RT) = R1 + R2

Resistencia Total (RT) = R1 + R2 + R3

RESISTORES EN PARALELO.

RT

R1

R2

R1

R2

RT

1

1 1

1

R1

R2

R3

Si R1=R2=R3, entonces RT=R1/3 RESISTORES EN SERIE Y PARALELO.

RT


R1

R2

R1

R2

R3

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COMO USAR RESISTORES.

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LIMITANDO LA CORRIENTE. Un resistor puede ser colocado en serie con una lámpara, led, parlante, transistor u otro componente para reducir el flujo de corriente que pasa por el dispositivo. Por ejemplo:

La ley de Ohm puede ser usada para calcular calcular la corriente que pasa por el led para un rango estándar de valores de resistencias. La fórmula para la corriente es

I

V R

Un led no comienza a conducir hasta que el voltaje directo es cerca de 1.7 voltios (led rojo). Así que, la fórmula para la corriente es

I

(6 1.7 1.7)

R1 (OHMS) 100 150 220 270 330

R

. CORRIENTE EN LED (AMPERIOS) .043 .029 .020 .016 .013

DIVISIÓN DE VOLTAJE.

Vout


V in

R2 R1

R2

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PUENTE DE WHEATSTONE. El puente de Wheatstone permite medidas muy correctas de resistencia, aquí está el circuito básico:

R1-R2 y R3-R4 forman dos divisores de voltaje Cuando el voltaje en ‘a’ iguala al voltaje en ‘b’, el medidor indica sin voltaje y el puente se dice estar balanceado. Cuando esto ocurre, entonces: R1

R2

R3

R4

.

El puente mostrado aquí permite la medida correcta de un resistor desconocido (R3). R1 y R2 deben ser resistores de precisión ( 1%). R4 es un potenciómetro con un dial calibrado. R5 es usado para regular la corriente de la fuente de poder. R6 y S1 forman una desviación que protege a M1. Ajuste R4 hasta que M1=0. M1=0. Presione Presione S1 y repita. repita. R3=R4 R3=R4 si R1 R2, entonc entonces es R3


R1

R4

R2

.

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CAPACITORES.

Los capacitores guardan una carga eléctrica. La unidad de capacitancia es el Faraday. Un capacitor 11 de un Faraday conectado a una fuente de un volteo cargará una carga de 6.28 x 1018 electrones. La mayor parte de los capacitores tienen considerablemente menos capacidad. El rango de valores comunes va de unos cuantos picofaradios (10-12 Faradays) a unos cuantos miles microfaradios (10-6 Faradios). 1 Faradio

=

1F

1 Microfaradio =

1 F

= 10-6F

1 Nano Nanofa fara radi dio o =

1 F

= 10-9F

1 Picofaradio

1pF

= 10-12F

=

Un capacitor puede cargarse casi instantáneamente conectando sus terminales directamente por una fuente de poder. El tiempo de carga puede ser incrementado insertando un resistor entre la fuente y el capacitor.

Un capacitor cargado gradualmente gradualmente irá perdiendo su su carga a través del tiempo. tiempo. El tiempo tiempo de descarga puede ser reducido conectando un resistor por los dos terminales del capacitor.


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CAPACITORES EN SERIE.

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Capacitancia Total (CT) =

Capacitancia Total (CT) =

C1

C 2

C1

C 2

1 1

1

1

C1

C2

C 3

CAPACITORES EN PARALELO.

CT=C1+C2

CT=C1+C2+C3

¡ADVERTENCIA! La mayor parte de capacitores puede retener una carga por un tiempo considerable después de que la fuente de carga haya sido apagada. Así que actúe con precaución cuando trabaje con capacitores. Un capacitor electrolítico grande cargado con solamente de 5 a 10 voltios puede fundir la punta de un destornillador puesto en corto circuito entre sus terminales! Capacitores de alto voltaje en sets de TV y unidades de photoflash pueden guardar una carga letal! SCA-Instituto de Electrónica Aplicada

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COMO USAR CAPACITORES.

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FILTRANDO SEÑALES. Un capacitor simple puede desviar una señal no deseada a tierra:

Un capacitor simple puede remover un componente DC no deseado de una señal fl uctuante:

FILTRANDO FUENTE DE PODER. Un capacitor grande suavizará voltaje de una fuente de poder a corriente directa sostenida:

SUPRESIÓN DE RUIDO Y PICOS. Un capacitor de 0.1 F por los pines pines de alimentación alimentación de un chip chip lógico ayudarán ayudarán a suprimir falsa activación causada por breves picos de ruido de la fuente de poder.


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CIRCUITOS RESISTOR-CAPACITOR.

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Entre los más importantes de todos los circuitos están los circuitos básicos de Resistor – Capacitor (RC): INTEGRADOR. El integrador es un circuito RC que transforma una onda cuadrada entrante en una onda triangular:

R x C es la constante de tiempo del circuito. RC debe ser al menos 10 veces el periodo de la señal de entrada. Si no, la amplitud de la señal de salida será reducida. El circuito entonces será un filtro pasa bajos que bloquea altas frecuencias. DIFERENCIADOR. El diferenciador es un circuito RC que transforma una onda cuadrada entrante en una forma de onda de pulsos o de picos:

La constante de tiempo RC debe ser de 1/10 (o menos) de la duración de los pulsos entrantes. Los diferenciadores son usados frecuentemente para crear pulsos de disparo.


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DIODOS Y RECTIFICADORES.

Diodos rectificadores son dispositivos dispositivos semiconductores que conducen conducen electricidad electricidad en una sola 15 dirección. Es importante entender que un diodo no comienza a conducir hasta que el voltaje directo alcanza un punto de umbral. Para diodos de silicio, este voltaje es cerca de 0.6 V. Para diodos de germanio éste es de cerca de 0.3 V. Este gráfico resume el funcionamiento del diodo:

CUENTAGOTAS DE VOLTAJE. Este circuito reducirá el voltaje de una fuente de poder en 0.6 V por diodo Aplicación Típica:

Permite a una fuente de 6V alimentar un chip TTL.


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REGULADOR DE VOLTAJE.

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Este circuito suministrará un voltaje de salida sostenido igual a la suma de los voltajes de disparo (umbral) de los diodos D1 – Dn. Por lo tanto, Vout = 0.6 x (D1+D2+…+Dn). R1=(Vin - Vout)/I. Precaución: D1 y R1 deben tener un rango apropiado de potencia (Use la ley de Ohm).

ONDA TRIANGULAR A SENOIDAL.

VOLTÍMETRO LECTOR DE PICOS. Para mejores resultados, use un multímetro digital para M1. Fijar a leer voltaje. La frecuencia de la señal entrante debe ser lo alta suficiente para mantener C1 cargado.


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PROTECTOR DE POLARIDAD INVERTIDA.

17 El diodo protege al circuito si la batería es

instalada

con

polaridad invertida.

PROTECTOR TRANSITORIO. Cuando la corriente que fluye a través de un inductor repentinamente se apaga, el campo magnético colapsante generará un alto voltaje voltaje en las bobinas del inductor. Este pico de voltaje puede tener una amplitud de cientos o hasta miles mi les de voltios. Un diodo puede proteger el circuito al cual el inductor esté conectado proveyendo un corto circuito para el pico de alta tensión. Por ejemplo: Cuando el circuito conductor apaga el relay, un pico de alta tensión es generado en la bobina del relay. D1 corto circuita este pico. Nota: D1 es inefectivo durante el tiempo de encendido.

PROTECTOR DE MULTÍMETRO.

Conectar un diodo por las terminales de un multímetro para proveer protección de corriente inversa.


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CORTADOR DE FORMAS DE ONDA AJUSTABLE.

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Ajuste R2 para controlar la amplitud am plitud de corte. +V debe ser un voltio o más grande del voltaje del pico de entrada.

ATENUADOR AJUSTABLE.

Esta es una versión bipolar (+/-) del cortador ajustable.

LIMITADOR DE AUDIO.

Use para limitar ruido, picos y estática


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RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA.

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D1 es cualquier diodo en rango para el voltaje de entrada. Este circuito es usado para transformar una onda AC en pulsaciones DC y para detectar señales de radio moduladas.

RECTIFICADOR DOBLE DE MEDIA ONDA.

Este circuito transforma ambas mitades de la onda AC en pulsaciones DC.

RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA.

También llamado rectificador de puente. Usado para transformar ambas mitades de onda AC en DC.


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DOBLADOR DE VOLTAJE EN CASCADA.

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Los componentes deben estar en un rango de 2 x Vin. Use valores grandes de capacitores para reducir el rizado.

DOBLADOR DE VOLTAJE EN PUENTE.

Los componentes deben estar en un rango de 2 x Vin. Está bien usar un módulo de puente para D1, D2, D3 y D4.

CUADRIPLICADOR DE VOLTAJE.

Los componentes deben estar en un rango de 2 x Vin. Use valores grandes de capacitores para reducir el rizado.

Precaución: circuitos multiplicadores de voltaje puede producir alta tensión. U se con cuidado! SCA-Instituto de Electrónica Aplicada

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COMPUERTAS LÓGICAS CON DIODOS.

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Estos simples circuitos lógicos pueden ser usados para enseñar bases de lógica digital y en aplicaciones prácticas. COMPUERTA OR 0 = Tierra 1 = +6V A B 0 0 0 1 1 0 1 1

LED Apagado Encendido Encendido Encendido

COMPUERTA NOR

A 0 0 1 1

B 0 1 0 1

LED Encendido Apagado Apagado Apagado

COMPUERTA AND

A 0 0 1 1

B 0 1 0 1

LED Apagado Apagado Apagado Encendido

COMPUERTA NAND A 0 0 1 1

B LED 0 Encendido 1 Encendido 0 Encendido 1 Apagado

Nota: Use 1N914 (o similar) para diodos de entrada sin marcar.


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CODIFICADOR DECIMAL A BINARIO.

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Este circuito es una memoria programable de solo lectura (PROM). Use diodos 1N914. Tabla de verdad binaria

D

C

B

A

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

1

0

0

0

1

1

0

1

0

0

0

1

0

1

0

1

1

0

0

1

1

1

1

0

0

0

1

0

0

1

Leds de lectura binaria


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DIODOS ZENER Normalmente la corriente no fluye por un diodo conectado en la dirección inversa. El diodo zener está diseñado específicamente para empezar conduciendo en la dirección inversa cuando el voltaje inverso exceda un valor umbral (el voltaje de ruptura). Por tanto, el diodo zener es un switch sensible al voltaje. Este gráfico resume el funcionamiento del diodo zener:

MODELO DE REGULADOR DE VOLTAJE Vin debe ser al menos un voltio por encima de Vout. IL puede variar de 0mA a un valor máximo planeado. D1 y R1 deben tener un rango de potencia apropiado (use la ley l ey de Ohm). Regulador de ejemplo:

IL =Carga máxima de I I2 =Máxima corriente de zener I = Corriente en R1 V2 = Voltaje de Zener P2 = Corriente de Zener


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INDICADOR DE VOLTAJE

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Los leds brillan en secuencia en tanto el voltaje se incremente. Está bien usar diferentes zeners tan grandes como el resistor en serie limite la corriente hacia el led para un valor seguro.

DESVIADOR DE VOLTAJE Ejemplo (D1=60.2V): Vin 5 6 9 12 15

Vout 0 .36 3.17 6.37 9.27

CORTADORES DE FORMAS DE ONDA

Use para reducir el nivel de señales entrantes. También convierte señales sinoidales a casi señales cuadradas.

Corta ambas mitades de la onda (igualmente cuando D1=D2). Use como filtro para parlantes y teléfonos.


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TRANSISTORES BIPOLARES. Un transistor bipolar es un dispositivo semiconductor de 3 terminales en el que una corriente pequeña en un terminal puede controlar una corriente mucho mayor fluyendo entre el segundo y tercer terminal. Esto significa que los transistores pueden funcionar tanto como amplificadores y switches. Los transistores bipolares son clasificados como como NPN o PNP de acuerdo acuerdo al dopado contenido en sus tres regiones.

SWITCHES DE TRANSISTORES BÁSICOS.

S1 LO HI

LED APAGADO ENCENDIDO

S1 LO HI


LED ENCENDIDO APAGADO

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AMPLIFICADOR DE TRANSISTOR BÁSICO

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CONDUCTOR DE RELAY.

El relay se cierra cuando la entrada es positiva. Aplicación: Sensor resistivo o sonda sensora de humedad


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CONTROLADOR DE RELAY.

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Suministra una secuencia de pulsos de control al relay. R1 y C1 controla la razón de pulsos y el tiempo en el que el relay está cerrado por pulso. R4 controla la razón de pulso. Usar para lámparas de flash y control de motores.

REGULADOR DE LED Suministra

corriente

constante al led como el

suministro

de

voltaje cambie.


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AMPLIFICADOR DE ALTAVOZ DE 3 VOLTIOS.

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Use para dar un parlante de baja potencia a radios y magnetófono sin parlantes.

AMPLIFICADOR DE ALTAVOZ DE DOS ETAPAS. Este circuito no requiere transformador de entrada.

Use para dar altavoces de baja potencia a radios y magnetófonos sin parlantes.


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PREAMPLIFICADOR DE MICRÓFONO.

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Use con grabadores de cinta, sistemas de dirección pública y amplificadores portables. portables.

MEZCLADOR DE AUDIO.

Use para combinar señales de dos (o más) m ás) amplificadores, micrófonos, etc.


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OSCILADOR DE AUDIO.

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Con los valores mostrados, este circuito crea un tono de audio de más de varios miles de hertz. La frecuencia es controlada por R3. Está bien usar varios transistores diferentes para Q1 y Q2. Para mucho menores frecuencias, incremente C1.

METRÓNOMO.

Este circuito es una variación del circuito anterior. R2 controla la frecuencia de “clic”. Está bien usar

varios transistores para Q1 y Q2.

SONDA LÓGICA.

ENTRADA LÓGICA BAJO ALTO


LED APAGADO ENCENDIDO

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SIRENA AJUSTABLE.

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GENERADOR RUIDO DE AUDIO.

Use para crear un sonido difuso y otros efectos especiales o como fuente de ruido para probar acústicos de una habitación con un medidor de audio.


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OSCILADOR DE UN TRANSISTOR.

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Este es un oscilador Hartley simplificado. Ajuste R1 para cambiar la frecuencia del tono. Consume solo de 100 – 200 microamperios.

Bobinado: Hacer dos hoyos pequeños de 1 – 1/8 pulgadas de separación en línea. Inserte la espira del cable en el primer primer hoyo, enrollar 50 veces, insertar la espira del del cable en el segundo segundo hoyo y envolver sobre lo anterior 25 veces. Hacer un hoyo a través de la primera embobinada e insertar el extremo del cable. Llave: cortar cortar la espira y enrosque los cables cables expuestos.

SWITCH DEBOUNCER.

Suministra un pulso de disparo simple a circuitos lógicos. El switch solo, cuando esté cerrado, “rebotará”, causando falsos pulsos.

Para deshabilitar S1 por un segundo después de un pulso, deje C1=220uF.


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TRANSMISOR RF EN MINIATURA.

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Este circuito fue diseñado después de un transmisor biotelemétrico de tamaño de una pastilla desarrollado originalmente por el Dr. R. Stewart Mackay y otros investigadores médicos a fines de 1950. Este transmisor se mantiene como el más pequeño alguna vez desarrollado.

Señal en la Base de Q1:

Envía una señal a una radio en AM o SW a algunos pasos lejana. R1 (y R2) controla la señal de frecuencia. Está bien usar celdas

CdS o

termistores para R1/R2.

Bobina: Use la bobina usada une la página anterior o hacer una versión mucho más pequeña con una bombilla de ½ pulgada pulgada y cable magnético No 30. Queme el barniz de la última última cuarta pulgada del terminal del embobinado (use un fósforo). Entonces lije suavemente el barniz quemado con un papel de lijar fino.

B1: Use baterías de reloj o celdas de mercurio u óxido de plata. Advertencia: Nunca trate de soldar terminales a baterías pequeñas. pequeñas. Ellas explotarán. explotarán. C1: 0.1µF da un tono de audio; 10μF da clicks audibles. Inserte un núcleo de ferrita o un clavo de acero en el embobinado para variar la señal. Use un capacitor electrolítico en miniatura


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MEDIDOR DE FRECUENCIA.

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Este circuito se adapta a roles específicos mejor que a medida de frecuencias en general. Para calibrar para un rango de 0 a 1KHz:

1. Poner R2 y R5 en sus puntos medios. 2. Aplique una onda cuadrada de 1KHz y 1 voltio a la entrada. 3. Ajuste R2 hasta que M1 = 1mA. 4. Remueva la señal de 1KHz. 5. Ajuste R3 hasta que M1=0. 6. Reaplique la señal de 1KHz. 7. Ajustar R2 hasta que M1 = 1mA.


Resultados típicos: Señal (Hz) 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

M1 (mA) .02 .1 .24 .34 .44 .55 .65 .77 .85 .95 1.00

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GENERADOR DE PULSOS.

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C1 (uF) .001 .01 .1

Duración de Pulso 5 µ sec 22 µ sec 200 µ sec

La amplitud es cercana a 10 voltios cuando la fuente es de 12.5 voltios.

AMPLIFICADOR DE MULTÍMETRO DC.

Para calibrar primero conecte la entrada a +6V a través de un potenciómetro de 1M y un multímetro digital, poner a leer corriente

en

miliamperios,

entonces poner R2 a su punto medio, luego:

1. Poner un potenciómetro de 1M para la corriente deseada. 2. Ajustar R3 hasta que M1 indique 1mA. 3. Repita pasos 1 y 2 4. Ajuste R2 hasta que M1 indique 1mA. SCA-Instituto de Electrónica Aplicada

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DESTELLADOR ACTIVADO CON LUZ.

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El led parpadea cuando Q1 es iluminado por la luz del sol o luz artificial. Cuando Q1 está en la oscuridad, el destellador esta desactivado. C1 controla la razón de destello.

DESTELLADOR ACTIVADO CON OSCURIDAD.

Este circuito puede ser usado como

un

destellador

de

advertencia que se enciende en la noche. C1 controla la frecuencia de destello.


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DESTELLADOR DE ALTO BRILLO.

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Este circuito envía un pulso de alta corriente a la lámpara L1 aproximadamente cada segundo. R1 controla la frecuencia de destello. L1 es una lámpara 14 o 243. No permita que L1 permanezca encendida.

TRANSMISOR / RECEPTOR CON LED.

Use

un

led

infrarrojo de salida alta.

Envía un tono en la luz del led. Lentes incrementarán el rango. SCA-Instituto de Electrónica Aplicada

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RESISTOR – RESISTOR – TRANSISTOR LÓGICO.

Este circuito lógico puede ser usado para enseñar bases de lógica digital y en aplicaciones 38 prácticas. COMPUERTA OR 0 = Tierra 1 = +6V A 0 0 1 1

B 0 1 0 1

LED Apagado Encendido Encendido Encendido

COMPUERTA NOR

A 0 0 1 1


B 0 1 0 1

LED Encendido Apagado Apagado Apagado

2008



COMPUERTA AND

39 A 0 0 1 1

B 0 1 0 1

LED Apagado Apagado Apagado Encendido

COMPUERTA NAND

A 0 0 1 1

B 0 1 0 1

LED Encendido Encendido Encendido Apagado

INVERSOR

A 0 1


LED Encendido Apagado

2008



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FETS DE UNIÓN. Un transistor de efecto de campo (FET) es un dispositivo dispositivo semiconductor de 3 terminales en el cual un pequeño voltaje en una terminal puede controlar una corriente que fluye entre la segunda y tercera terminal. Lo FETs pueden funcionar tanto como amplificadores y como switches. La principal ventaja del FET está en que tiene una impedancia de entrada m uy alta (compuerta). Los FETs están clasificados como de canal N o canal P de acuerdo al dopaje de su región de canal portador de corriente.

SWITCHES BASICOS DE FET (N-FET).

S1 LO HI

S1 LO

LED APAGADO

HI

ENCENDIDO

LED ENCENDIDO APAGADO


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AMPLIFICADOR BÁSICO DE FET (N-FET).

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PREAMPLIFICADOR DE MICRÓFONO DE ALTA IMPEDANCIA. Usar para acoplar micrófonos de

tipo

cristal

de

alta

impedancia a un amplificador.

Deje las terminales de micrófono cortas o use cable blindado.


2008



MEZCLADOR DE AUDIO DE ALTA IMPEDANCIA.

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R1 y R2 controlan la ganancia para las entradas A y B.

Use para combinar señales de dos o más micrófonos, preamplificadores, etc.


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MOSFETS DE POTENCIA.

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Un FET metal – óxido – semiconductor (MOSFET) tiene una compuerta compuert a que está aislada del canal por una capa de óxido cristalino muy delgada. delgada. Así que la impedancia impedancia de entrada del MOSFET es considerablemente más alta que un FET estándar. MOSFETs de potencia tienen un canal de muy baja resistencia. Así que pueden controlar mucho más corriente que los FETs.

TEMPORIZADOR DE RETARDO DESPUÉS DE ENCENDIDO.

Presione S1 para cargar C1. El vibrador piezoeléctrico emite un tono después de que C1 se descarga. Valores mayores para C1 incrementan el retardo. Ponga un valor grande de resistencia por C1 para reducir el retardo. Q1 es un MOSFET de potencia Q2 es un 2N2222

TEMPORIZADOR DE RETARDO DURANTE EL ENCENDIDO.

Presione S1 para cargar C1. El vibrador piezoeléctrico emite un tono antes de que C1 se descargue. Incrementar el valor de C1 para incrementar el retardo. Un resistor por C1 reducirá el retardo.


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AMPLIFICADOR DE PARLANTE DE ALTA IMPEDANCIA.

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R1 controla la ganancia. La entrada puede ser un micrófono de alta impedancia, radio, etc.

DESTELLADOR DE LED DOBLE. Los leds destellan en forma alternada. R3

controla

la

frecuencia de destello. Si el circuito falla al emitir

destellos, rápidamente

cortocircuitar C1 o C2. Q1 y Q2 son MOSFETs de potencia.


2008



TRANSISTORES DE UNIJUNTURA.

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El transistor de unijuntura (UJT) es un switch controlado por voltaje y no un transistor verdadero. El UJT se adapta bien a varias aplicaciones de osciladores.

OSCILADOR BÁSICO DE UJT.

INDICADOR DE BAJO VOLTAJE.

Un tono de advertencia suena cuando la fuente de voltaje cae por debajo del voltaje de encendido de D1. Seleccione D1 a un voltaje deseado. Está bien usar un capacitor simple capacitor fijo para R1 y R2 (4.7k dan 2.8 KHz).


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GENERADOR DE EFECTOS DE SONIDO.

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Este circuito genera chirridos que tienen una frecuencia controlada por R4. R3 controla la velocidad.

TEMPORIZADOR DE UN MINUTO. Este circuito acciona el relay en un ciclo repetitivo controlado por R1. El Relay debe ser de bajo voltaje.

R1 + R2 (OHMS) 10 K 15 K 22 K 47 K 100 K


RETARDO (Segundos) 7 10 12 27 68

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VIBRADORES PIEZOELÉCTRICOS.

Vibradores piezoeléctricos piezoeléctricos entregan un tono tono auditivo agudo a baja conducción conducción de corriente y 47 voltaje. PRECAUCIÓN: Use protectores para oídos cuando experimente con vibradores piezoeléctricos en un rango cerrado por más que intervalos breves.

TIMBRE

Presione y suelte S1 para simular el timbre.

CONTROL DE VOLUMEN

R1 controla el volumen.

INTERFACES LÓGICAS.

Entrada Bajo Alto


Tono Apagado Encendido

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Entrada Bajo Alto

Tono Encendido Apagado

DRIVERS DE PIEZO ELEMENTOS. TONO FIJO.

Conecte celdas CdS por R1 para activar con oscuridad el tono o aquí para activar con luz el tono.


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FRECUENCIA AJUSTABLE.

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Este

circuito

puede

ser

fácilmente

miniaturizado. R2 controla la frecuencia.

T1 es el primario de un transformador de audio (Radio Shack 273 – 1380). R1 controla la frecuencia.


2008



RECTIFICADOR CONTROLADO DE SILICIO.

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El rectificador controlado de silicio (SCR, Silicon-controlled Rectifiers) es un switch on – off de estado sólido. El SCR se enciende por una pequeña corriente en su terminal de compuerta. El SCR permanecerá encendido hasta que el flujo de corriente que pasa por él caiga por debajo de un nivel mínimo (I H o corriente de sostenimiento).

SWITCH DE BOTÓN DE PASADOR.

S1 – Presione para accionar (normalmente abierto). S2 – Presione para reanudar (normalmente cerrado). RL – Carga (Lámpara, etc.) SCR – Las terminales varían. Típicamente:

RELAY ACTIVADO POR LUZ.

El Relay es accionado cuando Q1 es iluminado. El Relay permanece funcionando hasta que se presiona S1. Funciona con linternas o con unidades de luz estroboscópica. estroboscópica.


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OSCILADOR DE RELAJACIÓN.

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C1 se carga por R1 hasta que su carga sea suficiente para encender el SCR por R2. Entonces C1 se descarga por el SCR y el parlante. R1 R 1 controla el periodo de repetición.

Nota: Algunos SCRs requieren un ajuste cuidadoso de R2.

CONTROLADOR DE VELOCIDAD DE UN MOTOR DC. Este circuito variará la velocidad de Motores DC seleccionados*. R4 controla la velocidad. A periodos de pulso pequeños del oscilador UJT, el motor rotará

en

disparo.

Para

resultados, use una fuente de

mejores poder

separada para el motor.

*Revise el motor con este circuito. Si el led se enciende y se apaga cuando el eje del motor está rotando, probablemente funcione.


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TRIACS. El Triac es un switch on – off de estado sólido que puede controlar corriente alterna. Es electrónicamente igual a dos SCR conectados conectados en paralelo y en forma opuesta. ADVERTENCIA. Los Triacs están diseñados diseñados para operar en AC. Use precauciones precauciones de seguridad de sentido común cuando trabaje con circuitos que usen la línea de corriente doméstica. Todas las conexiones deben ser bien aisladas. Nunca trabaje en un circuito alimentado por una línea AC cuando el enchufe está insertado en un conector de pared.

BÚFER DE SWITCH DE TRIAC. I = Corriente de Triac P = Potencia de la lámpara V = 120 Voltios. I

P V

DIMMER DE LÁMPARA.

Un oscilador UJT enciende el triac a un periodo controlado por R1.


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Traducción del libro “Basic Semiconductor Circuits” de la serie ENGINEER’S MINI –

NOTEBOOK de Forrest Mims III, 1986 Realizada por Stefanny E. Cárdenas Arce para el INSTITUTO DE ELECTRÓNICA APLICADA - UMSA

Septiembre, 2008


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Mini-cuaderno Para Ingenieros - Circuitos Semi Conduct Ores Basicos

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