Clases de Dispositivos Electrónicos(Ing. Ponce)

8/17/2019 Clases de Dispositivos Electrónicos(Ing. Ponce)

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Dispositivos Electrónicos:

Introducción:

I

Corriente continua (CC) V

P

Corriente:

i

Corriente alterna (CA) V

P

Donde:

Vp = Voltaje de pico

Vm = V. máx.

Vpp = Voltaje de pico a pico

Diodo semiconductor:

P: Juntura “P” Donde:

: Juntura “” VA! : Voltaje entre cátodo " ánodo

ID: Corriente a tra#$% del diodo

¿Si¿≥¿¿


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Curvas Características:

Obsv:

V́ =Valor medio=1

T ∫

0

t

f (t )dt

&eempla'ando VCC = = VDC

Si VAR (+ l diodo e%tá polari'ado directamente (conduce corriente)

Si VAR (! l diodo e%tá polari'ado in#er%amente (no conduce corriente)

"rueba Est#tica del Diodo:


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+88.888

MOhms

MAX

OHMMETER

+-

A K

Recti$cador de %edia Onda:

*ra+cando:


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V cc=1

T ∫0

t

f ( t )dt

f ( t )=

{V m sent ∀0≤ t ≤ π

0∀ 0≤ t ≤2π

T =2 π

→V cc= 1

2 π ∫0

π

V m sentdt =V m

2π [−cost ]0

π

¿V m

2 π [−cosπ −(−cos0°) ]=

V m

2π (2 )

∴V cc=V m

π → I cc=

V m

π R L→ P cc=V cc × I cc

El Recti$cador de Onda Completa:

,ea:

i L=i D1+i D 2

→V 0=i L R L=(i D 1+i D 2) R L

!"ara el ciclo positivo:


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i L=i D1 →V 0=V i

!"ara el ciclo ne&ativo:

i L=i D2 →V 0=V i

*ra+cando:

V PP=2V m=2V P →V cc=1

T ∫0

t

f ( t ) dt

Pero:f ( t )={V m sent ∀0≤ t ≤ π 0∀ 0≤ t ≤2π

→V cc= 1π ∫0

π

V m sentdt =V m

π [−cost ]0

π

¿V m

π [−cosπ −(−cos0° )]

¿V m

π [−(−1 )+1 ]=

2V m

π

∴V CC =V DC =2V

m

π → I cc

V m

πR L


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El Recti$cador "uente:

!"ara el ciclo positivo:

∴V 0=V i

!"ara el ciclo ne&ativo:

∴V 0=V i

-%#:

"ara el ciclo positivo → conduce D/ " D0

no conduce D1 " D2

"ara el ciclo ne&ativo → conduce D1 " D2

no conduce D/ " D0

*ra+cando:


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→V cc=2V m

π P cc=V cc × I cc

I cc=V cc

R L

=2V m

πR L

'uente de Alimentación:

-%#:

VDC = 3 (&4) 5 3uente de alimentaci6n no re7ulada

VDC = % con%tante con la #ariaci6n de &48 9alamo% de una 3. A. &e7ulada (má%utili'ada)

i L=i D1+i D 2

→V 0=i L R L=(i D 1+i D 2) R L

-%#:

"IV (Voltaje In#er%o de Pico)

Para comprar un diodo 7eneralmente mencionamo% %u #oltaje (Volt.)" %u corriente en Amperio%.

jm:

n diodo de 0 V ; 1 A

(0 V 5 PIV)(1 A 5 I)

Circuito á%ico de una


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-%#:

l conden%ador e% de tipo electroltico

-%#:

+5V 0V

+5V +5V

+5V +3V

+3V +5V

0V -5V

-5V -10V

Prolema%


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1. n el circuito determinar la corriente >ue circula por la car7a &48 %i eldiodo e% de %ilicio (,i).

RL1k

12.7V

-12.7V

0V

,oluci6n:

→ I c=

V −V D R L

I L=12.7−0.7

1 K

∴ I L=12mA

/. ?allar V en la %alida8 %e7@n la tala:

RL1k

A

B

Vo

2. Determinar la


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R1100k

R2100k

R3100k

D1 D2

+

Vo

-

t

100

100

Vi-

+

+

-

+

-

-

+

,ol:

Anali'ando para el ciclo po%iti#o

V 0= R

3V i

R1+ R3=

100 K V i

100 K +100 K =

V i

2=

100

2=50V →V DC =

2V m

π =

2 (50 )π

PIV c /diodo=V m=50V

0. ?allar V&48 V&8 I48 IB8 I&8 PB

,oluci6n:

Primero deemo% comproar %i el Diodo Bener traaja (re7ula)Para ello dee cumplir: V RL ≥ V z

→V R L= R L V cc

R+ R L=

10 K (12V )1 K +10 K

=120V

11=10.9V

→V R L>V

10.9V >10V ( tra!a"a) →V R L=V z=10 V

4ue7o:


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I L=V R L R L

=V z

R L=

10 V

10 K =1 mA

I R=V cc−V z

R =

12V −10V 1 K

=2mA

Pero: I R= I + I L# I = I R− I L=2mA−1mA=1mA

∴ P z=V z I z=(10 V ) (1 mA )

P z=10 m$att ⌋¿¿

. n cada circuito8 diujar la


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,i V i=20 sen120πt

&=120 π =2 πf ¿

→ f =60 ' z ⌋¿¿

V i=V m sen&t

El -ransistor ipolar (.-:

,ea:

ran%i%tor tipo “P” ran%i%tor tipo “PP”

Donde:

E = Ea%e C = Colector = mi%or

{ I C =corriente de colector I (=corriente de emisor

I )=corriente de !ase{V C(=Volta"e Colector (misorV )(=Volta"e )ase (misor

/anancia de Corriente (01e 2 :

*fe= I C

I )>1 ,u #alor e% dado por el


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Polari'aci6n por retroalimentaci6n

-%#:

I (= I )+ I C I (= I )+ I C

Pero: I C ≫ I )→ I C ≅ I C(

-%#:


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jm: n el circuito 9allar el punto de traajo (F) del tran%i%tor " uicar en larecta de car7a.

Si :{ V )(≅0*fe=100

,ol:l circuito lo conecto como:

n primer lu7ar: ?allamo% ICF de la malla 1:

V CC = I ) R !+V )( { V )(≅0

*fe= I C

I )→ I )=

I C

*fe

2.4mA ⌋¿

→V CC = I c

*fe R!+0=

I c R!

*fe → I c=

V cc *fe

R !=

(12) (100)500 K

=¿


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I C.=2.4 mA ⌋¿

→¿

Para 9allar V C(. : de malla /:

V CC = I C Rc+V C(

→V C(=V CC − I C. Rc=12V −(2.4mA)(3 K )

¿12V −7.2V =4.8V

∴V C(=4.8V

4ue7o: el punto de traajo “F”

F ( V C(. % I C. ) = F ( 4.8 V % 2.4 mA )

4ue7o: ra'amo% la recta de car7a en C.C. Para ello deemo%:

?allamo% I Cm,- :

De la malla /:

V CC = I C Rc+V C(

→ I C =V CC −V C(

Rc

Pero I C = I Cm,- ParaV C( /0

¿4 mA ⌋¿¿

→ I Cm,-=V CC

Rc=

12V

3 K =¿

¿

Pro: n el circuito8 9allar F " uicar en la recta de car7a.

{ As0mir :

V )( /0

*fe=100


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"REA%"4I'ICADOR

A%"4I

"O

%icró1ono

Parlante

-%#:

I )4> I )3> I )2> I )1> I )0

-%#: cuando el tran%i%tor e%tá en la 'ona de corte la I C /0 8 V C(=V CC

5 Decimo% >ue el tran%i%tor entre colectorGemi%or %e comporta comocircuito aierto:

-%#:

Cuando el tran%i%tor e%tá en la 'ona de %aturaci6n la I C la toma %u

#alor máximo I C = I Cm,- % V C( /0 .

→ Decimo% >ue el tran%i%tor entre colectorGemi%or %e comporta

como cortocircuito.

-%#:

Cuando el tran%i%tor e%tá en la 'ona acti#a tenemo% I C = I C. %V C(=V C(. 8 %e utili'a como ampli+cador.

Ampli$cador (A:

Preampli+cador:

• Por %u con+7uraci6n:


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Vi6

(/A5A5CIA

Ci Ii I)Co

Vo

7)7i

Ampliuea la corriente continua (C.C.) o %ea %e

comporta como circuito aierto.


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1

2π +c ⌋

¿→ 5 c=¿

∀C 6C 6⇒

f =0⇒

5 c=7

∀ alta frec0encia⇒

f →7⇒

5 c=0

E4 'E-( &A,I,-& D 3C- D CAP-

CARAC-ERIS-ICAS DRE5A.E '8E5-E DE4 .'E-

D-D :

D=D&AD-&

,= ,&ID-& - 3

*= *A - P&A


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"ARA%E-ROS DE4 .'E-

4o%


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2. 3 etal -xido ,emiconductor de nri>uecmiento (-,3 D&FCII-)

-%:

-%:

-%:

-%:

C- 3&CCIA 4 -,3 , D-IA 3 D

C-P&A AI,4ADA

3 3I4D 3C &A,I,-&

ID = ID,, (1GV8S

V1 )


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3 CAA4 “ ” 3 CAA4 “ P ”

CARAC-ERIS-ICAS DE4 'E-

1. l 3 tiene una re%i%tencia de entrada extremadamente alta

alrededor de 1 K./. l 3 no tiene #oltaje -,3 cuando %e utili'a como interruptor

(o C?-P& ).2. l 3 e% relati#amente inmune a radiacione% 8 pero el EJ e%

mu" %en%ile particularmente el L e% aue el EJ "a%i e% ma% adecuado para

etapa% de entrada de ampli+cadore% de ajo ni#el (%e utili'a enreceptore% de alta +delidad 34 ).

. l 3 de puede %er operado para proporcionar 7ran e%tailidadt$rmica .

M. 4o% 3 de potencia pueden di%ipar una potencia ma"or "conmutar corriente% 7rande% .

. 4o% 3 %on en 7eneral lo% ma% ueHo% de ten%i6ndrenaje a


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E4 DIAC

'ISICA%E5-E:

SI%O4O:

El -ransistor de 8ni9untura (8.-

PP


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24/47

El -iristor


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*A - P&A


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'ísicamente:

"8-


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-RIAC


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-%#:

jm: en el circuito diujar V


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jm: en el circuito diujar V


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DI%%ER:


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Optoelectrónica:

LED

Fotodiodo

'ototransistor 'ototiristor

'ototriac 1otodarlin&ton

-ptoai%lador = -pto acoplador


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Circuito #sico de Control de Velocidad de un motor

de continua (DC

Circuito Inte&rado (CI


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C.I.Analogio a!"li#iado$ C.I.Digital on!%tai&n ' (i(t)!a o!*inaional

La( o!"%)$ta( l&gia(

'i(t)!a ()%)nial

Lo( #li" , #lo"i##(

M)!o$ia( R)gi(t$o( Con-)$(o$)( Mi$o"$o)(ado$ Mi$oont$olado$ LC

C.I.R)g%lado$ d) /olta)

Alg)*$a d) ool)

1. A+11 #+11 A+0A #+0#

2. A.11 #.11 A.0A #.0#

3. A+ ´ A 1 #+

f́ 1

A. ´ A 0 #.

f́ 0

4. ´ A A

f́ #

5. A+AA A 61+7A 617A

8. ACA6.C76A.7.C

9. 0́ 1 1́ 0


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4ees de %or&an:

Compuerta 4ó&ica:

I E l inversor tabla ló&ica

II El Or o Sumador tabla ló&ica

De do% entrada%

De 2 entrada%:

A

0 11 0

B A f

0 0 00 1 11 0 11 1 1

C B A f

0 0 0 00 0 1 10 1 0 10 1 1 11 0 0 11 0 1 11 1 0 1

1 1 1 1


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De 0 entrada%

Varia% ntrada%:

5OR ; OR 5e&ado

D C B A

0 0 0 0

0 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 11 0 1 0

1 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 1

B A f

0 0 1

0 1 01 0 0

1 1 0


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El A!D o "#ltiplica$or

2 )nt$ada(

3 )nt$ada(

C B A f

0 0 0 10 0 1 0

0 1 0 00 1 1 01 0 0 01 0 1 01 1 0 01 1 1 0

B A f

0 0 00 1 01 0 01 1 1

C B A f

0 0 0 00 0 1 00 1 0 00 1 1 01 0 0 01 0 1 01 1 0 01 1 1 1


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!A!D o A!D !e%a$o:

B A f

0 0 10 1 11 0 11 1 0

C B A f

0 0 0 10 0 1 C0 1 0 00 1 1 01 0 0 01 0 1 0

1 1 0 11 1 1 0


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Oscilador de Rela9ación con


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T = R ×C × ln( 1

1−n )

n= P

R3+ P

nterr#ptor E&t/tico $e C.A.


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O*(- o"toao"lado$)(


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E9m:

Implementar la


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"roblemas:

P1. n el circuito .?allar V DS cu"a% caracter%tica% %on:

V P=−4 4 I DSS=4 mA

Primeramente tenemo% >ue:

I D= I DSS(1−V 8SV P )2

)$oV P=−4V I DSS=4mA V 8S=−1V ¿

I D= I DSS(1−V 8SV P )2

I D=4 mA (1−−14 )2

I D=2.25

mA

L%)goV CC = I D × R D+V DS

V DC =V CC − I D × R D

V DC =22V −(2.25mA )×(5 K )

V DC =8.75V


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P/) Determinar la corriente de drenaje de un J3 de canal “” >ue

tiene un #oltaje de e%tran7ulamiento V P=−4V " una corriente de

%aturaci6n drenaje ue

tiene un #oltaje de e%tran7ulamiento V P=−4V " una corriente de

%aturaci6n drenaje


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,oluci6n:,aemo% >ue:

I D= I DSS(1−

V 8S

V P )2

4ue7o:

a7

1− 0

−4¿¿

I D= I DSS(1−

V 8SV P )

2

=12mA ¿

*7

1−−12−40¿¿

I D= I DSS(1−

V 8S

V P )2

=12 mA ¿

-%er#aci6n:

na de la% caracter%tica% del 3 e% la tran%conduccion (7m)

>ue %e expre%a en %iemen%(%)

3m=3mo(1− V 8S

V 8S (9:: ) )

3m= 2 I DSS

|V 8S (9:: )|=

2 I DSS

|V P|

P2) ?allar la tran%conductancia 3m de un J3 >ue tiene como

#alore%:


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I DSS=12mA V 8S(9:: )=−4 V )n lo( "%nto( d) "ola$i:ai&n

a¿V 8S=0V *7 V 8S=−1.5V

3m=3mo(1−

V 8S

V 1 )=8 ms

(1−

0

−4 )=6ms=60000s

!¿8ms(1−−15−40 )=3.751ms=3750 0s

47 En )l i$%ito Halla$ i ; 0 i ;V 0;SiV i=10mV


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*ie=25 mV (* fe)

I C.

*fe=100

V )(

≅0

Primeramente 9allamo% I C. 8 el circuito %e tran%


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*anancia de #oltaje 2 4=V 0

V i

R L R C ‖¿

V 0=−* fe(i!)¿

V i=(i!)*ie

R L RC ‖¿¿

R L RC ‖¿¿

−*fe¿−*fe(i!)¿→ 2 4=¿

-E,V:Como:

2 4=V 0

V i →V 0=2 4 ( V i¿

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