INFORME DE LABORATORIO N3

CURSO:FSICA ELECTRNICA

PRESENTADO POR:

MANUEL RICARDO BAUTISTA RAMREZCDIGO: 1073602495TUTOR VIRTUAL:WILMER HERNN GUTIRREZDIRECCIN DE CORREO: wilmer.gutierrez@unad.edu.co

LUZ MIRIAM CARVAJAL JARA CDIGO: 39818299TUTOR VIRTUAL:FREDDY TLLEZ DIRECCIN DE CORREO freddy.tellez@unad.edu.co

PRESENTADO A:JORGE VARGAS

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA.UNADNEMOCN 2014PRCTICA N 4: COMPONENTES ELECTRONICOS

OBJETIVO GENERAL

Conocer el funcionamiento general y la principal aplicacin de tres deLos componentes electrnicos ms utilizados dentro de los circuitos y equiposElectrnicos de hoy en da.

MARCO TERICO

CONDENSADORES O CAPACITORES

En condensador elctrico es un dispositivo formado por dos placas metlicas separadas por un aislante llamado dielctrico.

Un dielctrico o aislante es un material que evita el paso de la corriente.

El condensador elctrico o capacitor elctrico almacena energa en la forma de un campo elctrico (es evidente cuando el capacitor funciona con corriente directa) y se llama capacitancia o capacidad a la cantidad de cargas elctricas que es capaz de almacenar

El smbolo del capacitor se muestra a continuacin:

Smbolo de capacitor / condensador

La capacidad depende de las caractersticas fsicas del condensador: Si el rea de las placas que estn frente a frente es grande la capacidad aumenta Si la separacin entre placas aumenta, disminuye la capacidad El tipo de material dielctrico que se aplica entre las placas tambin afecta la capacidad Si se aumenta la tensin aplicada, se aumenta la carga almacenada.

Dielctrico o aislante del condensador elctrico

Un dielctrico o aislante es un material que evita el paso de la corriente, y su funcin es aumentar la capacitancia del capacitor.

Los diferentes materiales que se utilizan como dielctricos tienen diferentes grados de permitividad (diferente capacidad para el establecimiento de un campo elctrico Permitividad relativa de materiales aislantes (diferente capacidad para el establecimiento de un campo elctrico)

Mientras mayor sea la permitividad, mayor es la capacidad del condensador elctrico.

La capacitancia de un condensador est dada por la frmula:C = Er x A / d

Dnde:

- C = capacidad- Er = permitividad- A = rea entre placas- d = separacin entre las placas

La unidad de medida es el faradio. Hay submltiplos como el miliFaradio (mF), microFaradio (uF), el nanoFaradio (nF) y el picoFaradio (pF)

Las principales caractersticas elctricas de un condensador son su capacidad o capacitancia y su mxima tensin entre placas (mxima tensin que es capaz de aguantar sin daarse).

EL DIODO

Componente electrnico que permite el paso de la corriente en un solo sentido. La flecha de la representacin simblica muestra la direccin en la que fluye la corriente.

Es el dispositivo semiconductor ms sencillo y se puede encontrar prcticamente en cualquier circuito electrnico.Constan de la unin de dos tipos de material semiconductor, uno tipo N y otro tipo P, separados por una juntura llamada barrera o unin.Los diodos se fabrican en versiones de silicio (la ms utilizada) y de germanio.Esta barrera o unin es de 0.3 voltios en el germanio y de 0.6 voltios aproximadamente en el diodo de silicio.El diodo se puede hacer funcionar de 2 maneras diferentes:Polarizacin directa: Cuando la corriente circula en sentido directo, es decir del nodo A al ctodo K, siguiendo la ruta de la flecha (la del diodo). En este caso la corriente atraviesa el diodo con mucha facilidad comportndose prcticamente como un corto circuito. El diodo conduce.

Diodo en polarizacin directaPolarizacin inversa: Cuando una tensin negativa en bornes del diodo tiende a hacer pasar la corriente en sentido inverso, opuesto a la flecha (la flecha del diodo), o sea del ctodo al nodo. En este caso la corriente no atraviesa el diodo, y se comporta prcticamente como un circuito abierto. El diodo est bloqueado.

Diodo en polarizacin inversaEn el caso ideal, el diodo se comporta como un cortocircuito cuando est polarizado en directa y como un circuito abierto cuando est polarizado en inversa. Las curvas caractersticas corriente-tensin real e ideal se muestran a continuacin:Caracterstica i-v realCaracterstica i-v ideal

Una caracterstica importante de un diodo o ideal es la corriente de recuperacin inversa. Cuando un diodo pasa de conduccin a corte, la corriente en l disminuye y, momentneamente se hace negativa antes de alcanzar el valor cero, como se muestra en la siguiente figura.

Tiempo de recuperacin inversaEl tiempo trres el tiempo de recuperacin inversa, normalmente inferior a 1 us. Los diodos de recuperacin rpida se disean de modo que tengan trrmenores que los diodos diseados para aplicaciones de 50 Hz.

EL TRANSISTOR

Transistores Bipolares. PNP y NPNLos transistores son semiconductores que constan de 3 terminales:emisor, colectorybase. Aqu tienes imgenes de transistores.En una de ellas, puedes ver a qu patilla corresponde cada terminal.Hay diferentes tipos de transistores, pero en este curso slo estudiaremos losbipolares. Dentro de ellos, segn como sea la conexin de sus componentes,hay dos tipos, los NPN y los PNP.Se simbolizan de la siguiente manera:

Transistor en corte o en saturacin

El funcionamiento del transistor depende de la cantidad de corriente que pase por su base.Cuando no pasa corriente por la base, no puede pasar tampoco por sus otros terminales; se dice entonces que el transistor est en corte, es como si se tratara de un interruptor abierto. El transistor est en saturacin cuando la corriente en la base es muy alta; en ese caso se permite la circulacin de corriente entre el colector y el emisor y el transistor se comporta como si fuera un interruptor cerrado.

El transistor trabaja en conmutacin cuando puede pasar de corte a saturacin segn la cantidad de corriente que reciba por su base.En las imgenes, el ventilador (representado por una M) slo funcionar cuando la temperatura sea alta. La ventaja de utilizar el transistor y no un interruptor convencional es que el transistor corta o reanuda la corriente de forma mucho ms rpida.

Transistor como Amplificador

Un caso intermedio entre corte y saturacin se produce cuando la corriente en la base no es tan pequea como para cortar la corriente en los otros terminales, pero tampoco tan grande como para permitirla pasar completamente.

En ese caso el transistor funciona como un amplificador que nos proporciona entre el colector y el emisor un mltiplo de la corriente que pasa por la base.

En estas imgenes se ve como al regular con el potencimetro la corriente que pasa por la base, la bombilla brilla ms o menos.

DESARROLLO

1. Realice el montaje del siguiente circuito:

Coloque un condensador, cierre el circuito y bralo despus de 5 segundos. Repita el procedimiento para diferentes valores de condensadores. Explique lo sucedido.

Se utilizaron dos condensadores

Primer caso se utiliz un condensador de 1000 F:

El led se apaga lentamente despus de abrir el circuito toma un tiempo aproximado de 5 segundos para apagarse totalmente.

Segundo caso se utiliz un condensador de 2.2 F:

El led se apaga inmediatamente despus de aberlo desconectado.

Se observa que el tiempo de duracin de apagado del led depende directamente de la capacidad del condensador para el primer caso toma ms tiempo debido a que reserva ms energa en el otro caso no logra reservar demasiada energa

2. Construya el siguiente circuito:

Identifique los terminales del diodo y conctelo en el circuito de tal forma que quede en polarizacin directa. Qu sucede? Al estar en polarizacin directa el circuito se cierra normalmente permitiendo el paso de electrones a travs del circuito. Conecte el diodo ahora de tal forma que quede en polarizacin inversa. Qu sucede? Al estar en polarizacin inversa el led no enciende, ya que el circuito no se cierra y no permite el paso de electrones.

3. Realice el montaje del siguiente circuito:

Se realiz el montaje pero en vez de una resistencia de 6.8 K se utiliz una de 6.2 K Observe la corriente de entrada (I base) y de salida (I colector) en funcin del brillo en los LEDs. El transistor est amplificando la corriente de entrada?Se tomaron las lecturas de corriente en cada una de las terminales en la base se mide 0.407mA y en el colector se midi 12,9 mA, lo que lleva a concluir que el transistor si est amplificando la corriente de entrada. Calcule la ganancia () del transistor. = Ic / Ib

El transistor usado en el laboratorio tiene un factor de ganancia de 31.69

ANLISIS DE LOS RESULTADOSLa verificacin del funcionamiento de los dispositivos ayuda a verificar su funcionalidad y su aplicacin en el campo prctico una vez determinado el funcionamiento el estudiante podr utilizarlos en cualquier tipo de circuito con el fin de facilitar el uso de los mismos, en la prctica se observ que un condensador es un dispositivo diseado para reservar carga por tiempos no prolongados, adicional a esto se observ que los diodos al estar polarizados permiten o no el paso de electrones a travs del circuito en el que se encuentren finalmente se vio que el transistor es un dispositivo el cual aumenta la corriente de entrada y la amplifica en su terminal denominada colector.CONCLUSIONESPor medio del desarrollo de la prctica se puede concluir que: Los condensadores son dispositivos electrnicos los cuales sirven para reservar cargar dentro de los mismos pueden utilizarse para controlar el flujo de corriente ya que al reservar pueden retener carga para luego cederla cuando hay cadas leves de tensin. Los diodos son dispositivos electrnicos los cuales dependiendo de su conexin pueden o no permitir el paso de electrones, gracias a su polarizacin pueden utilizarse como interruptores dentro de los circuitos. Los transistores son dispositivos electrnicos los cuales sirven para elevar los niveles de corriente de salida en su colector, lo que puede ayudar a mantener dos lneas de corriente dentro de un circuitos pero con diferentes niveles de tensin.

PRCTICA N 5: ELECTRNICA DIGITALOBJETIVO:Conocer el funcionamiento de las compuertas lgicas y su aplicacin en el campo de los circuitos combinacionales. Tambin se pretende identificar al Flip - Flop como componente base del almacenamiento digital.MARCO TERICOSISTEMA DIGITALEs una combinacin de dispositivos diseados para manipular cantidades fisicas o informacin que esten representadas en forma digital, es decir que solo pueden tomar valores discretos. Los sistemas digitales utlizan el sistema de numeracin binaria, cuya minima unidad tiene un valor que se especifica como una de dos posibilidades0o1,ALTOoBAJOy se denomina bit.En los sistemas digitales se utiliza el sistema de numeracin binario en el cual las cantidades se representan utilizando solo los nmeros 0 y 1. En la tabla se puede observar los nmeros en sistema digital y su equivalente en binario.Sistema DecimalSistema Binario

00

11

210

311

4100

5101

6110

7111

81000

91001

Ventajas de las tcnicas digitales:

Los sistemas digitales son fciles de disear Facilidad para almacenar la informacin Mayor exactitud y precisin Circuitos digitales les afecta menos el ruido

Desventajas de las tcnicas digitales:

La naturaleza es analgica

En la figura se puede observar un sistema en la cual alguna propiedad del mismo vara en forma lineal. Si esta propiedad fuera anloga se observara una lnea recta (azul), en cambio si fuera digital se observara una figura similar a una escalera (rojo). Debido a, como ya se dijo la naturaleza es anloga pero es muy conveniente tratar las seales como digitales es necesario convertir las mismas de anlogo a digital.El Semisumador: Un circuito semisumador es aquel que realiza la suma aritmtica de 2 bits. Esta suma es muy sencilla, y su resultado se expresa por medio de un bit de suma o total y otro de acarreo (este bit se activa si al realizar la suma se lleva al siguiente trmino). En la siguiente tabla se presenta el comportamiento de un circuito semisumador.

La funcin suma (S) corresponde a una operacin OR exclusiva: = La funcin acarreo (C) corresponde a una funcin lgica AND: =FLIP-FLOPSEl "Flip-flop" es el nombre comn que se le da a los dispositivos de dos estados, que sirven como memoria bsica para las operaciones de lgica secuencial. Los Flip-flops son ampliamente usados para el almacenamiento y transferencia de datos digitales y se usan normalmente en unidades llamadas "registros", para el almacenamiento de datos numricos binarios.

PUERTAS LGICAS NAND, NOR, XOR Y XNORCompuertaLgicaNAND

Compuerta NANDUnacompuertaNAND (NO Y)de dosentradas, se puede implementar con la concatenacin de unacompuertaAND o "Y" de dosentradasy unacompuerta NOT o "No" o inversora. Ver la siguiente figura.

Al igual que en el caso de lacompuerta AND, sta se puede encontrar en versiones de 2, 3 o msentradas.Tablas de verdad de la compuerta NAND

Como se puede ver la salida X slo ser "0" cuando todas lasentradassean "1".Nota: Un caso interesante de este tipo decompuerta, al igual que lacompuerta NOR o "NO O", es que en la primera y ltima lnea de latabla de verdad, la salida X es tiene un valor opuesto al valor de lasentradas.En otras palabras: Con unacompuertaNANDse puede obtener elcomportamientode unacompuertaNOTo "NO".Aunque lacompuertaNANDparece ser la combinacin de 2 compuertas (1 AND y 1 NOT), sta es ms comn que lacompuertaAND a la hora de hacer diseos.En la realidad este tipo de compuertas no se construyen como si combinramos los dos tipos de compuertas antes mencionadas, si no que tienen un diseo independiente.En eldiagramase muestra la implementacin de unacompuerta NOTcon unacompuertaNAND. En la tabla de verdad se ve que slo se dan doscasosa laentrada: cuando I = A = B = 0 cuando I = A = B = 1COMPUERTALGICANOR

Unacompuerta lgica NOR(No O) se puede implementar con la concatenacin de unacompuerta ORcon unacompuerta NOT, como se muestra en la siguiente figura.

Al igual que en elcasode la compuerta lgica OR, sta se puede encontrar en versiones de 2, 3 o msentradas.Lastablas de verdadde estos tipos de compuertas son las siguientes:

Como se puede ver la salida X slo es "1", cuando todas lasentradasson "0".Compuerta lgica NOT creada con una compuerta lgica NORUncasointeresante de este tipo de compuerta, al igual que lacompuerta lgica NAND, es que cuando lasentradasA y B A, B y C (casode una compuerta NOR de 3entradas) se unen para formar una solaentrada, la salida (X) es exactamente lo opuesto a laentrada, Ver la primera y la ltima filas de latabla de verdad.En otras palabras: Con unacompuerta lgica NORse puede lograr elcomportamiento de unacompuerta lgica NOT.Ver el siguientediagrama.

COMPUERTALGICAOR EXCLUSIVA ( XOR)

En la electrnica digital hay unascompuertas que no son comunes. Una de ellas es la compuerta XOR compuerta O exclusiva compuerta O excluyente.El siguiente diagrama muestra el smbolo de una compuerta XOR(O exclusiva) de 2 entradas:

Comprender el funcionamiento de esta compuerta digital es muy importante para despus poder implementar lo que se llama un comparador digital.La figura de la derecha muestra la tabla de verdad de una compuerta XOR de 2 entradas.

Y se representa con la siguiente funcin booleanaX = A.B + A.BA diferencia de la compuerta OR, la compuerta XOR tiene una salida igual a "0" cuando sus entradas son iguales a 1.Si se comparan las tablas de verdad de la compuerta ORy la compuerta XOR se observa que la compuerta XOR tendr un uno ("1") en su salida cuando la suma de los unos "1" en las entradas sea igual a un nmero impar.La ecuacin se puede escribir de dos maneras:X = A.B + A.B La siguiente figura muestra la tabla de verdad de una compuerta XOR de 3 entradas.

La siguiente figura muestra la tabla de verdad de una compuerta XOR de 3 entradas.

De la misma manera que el caso anterior se puede ver que se cumple que X = 1 slo cuando la suma de las entradas en "1" sea impar

Circuito XOR equivalenteTambin se puede implementar la compuerta XOR con una combinacin de otras compuertas ms comunes.En el siguiente diagrama se muestra una compuerta XOR de dos entradas implementada con compuertas bsicas: la compuerta AND, la compuerta OR y la compuerta NOTCOMPUERTA LGICA NOR EXCLUSIVA (XNOR)

Una compuerta NOR - exclusiva o XNOR opera en forma exactamente opuesta a una compuerta XOR, entregando una salida baja cuando una de sus entradas es baja y la otra es alta y una salida alta cuando sus entradas son ambas altas o ambas bajas.Es decir que una compuerta XNOR indica, mediante un lgico que su salida, cuando las dos entradas tienen el mismo estado.Esta caracterstica la hace ideal para su utilizacin como verificador de igual en comparadores y otros circuitos aritmticos.En la figura 21 se muestra el smbolo lgico, y en la tabla 11 el funcionamiento de una compuerta XNOR. La expresin Y = A B pude leerse como Y = A o B exclusivamente negada.

Smbolo lgico de una compuerta XNORABY

001101011001

Tabla de verdad de una compuerta XNOR de dos entradas

DESARROLLO

1. Identifique los componentes electrnicos y el equipo de laboratorio que utilizar en esta prctica.

2. COMPUERTAS LGICAS. Generalidades de las compuertas lgicas:

a. Los circuitos integrados de las compuertas lgicas de 2 entradas, traen generalmente 4 compuertas en la disposicin que muestra la figura.

b. Los chips tienen dos terminales para la alimentacin ( Vcc y Gnd ) que deben conectarse a +5 V y tierra, respectivamente.

c. Para conocer el estado de la salida de una compuerta, se puede colocar un LED indicador o medir el voltaje entre la salida y tierra. (Recuerde que un 1 lgico est entre 2,4V y 5V. Un 0 lgico est entre 0V y 0,80V. )

3. Elabore las siguientes tablas de verdad para las compuertas LS7408 y LS7486. (Puede emplear para el estado de las entradas: 5V 1 y 0V 0)4. Identifique las compuertas empleadas (si es una OR, o una AND, etc.) y su respectiva configuracin. Puede hacerlo con la ayuda de un manual de componentes o consultando en Internet la referencia.COMPUERTA LS7408: COMPUERTA AND POR QUE REALIZA OPERACIONES DE PRODUCTOENTRADASESTADO SALIDASALIDA VOLTAJE

ABXVx

0000.16

0100.16

1000.16

1112.12

COMPUERTA LS7486: XOR EXCLUSIVA OR EXCLUSIVA ES LA SUMA EXCLUSIVA DE DOS O MS VARIABLES.ENTRADASESTADO SALIDASALIDA VOLTAJE

ABXVx

0000.13

0112.12

1012.12

1100.13

5. CIRCUITOS LGICOS COMBINATORIOS. Construya el siguiente circuito lgico, el cual corresponde a un semisumador. (Sumador de 2 bits)

6. Compruebe su funcionamiento y su tabla de verdad (ver Marco Terico)ENTRADASESTADO SALIDASALIDA VOLTAJE

ABCS

0000

0101

1001

1110

En el laboratorio se realiz el montaje y se comprob el funcionamiento de la tabla versus el circuito.

7. REGISTRO BSICO CON COMPUERTAS NOR. Se puede construir un FF con 2 compuertas NOR en la configuracin presentada. En este FF sus entradas S ( set ) y R ( reset ) estn normalmente en estado bajo.

Por favor revise la configuracin de la compuerta NOR LS7402 antes de realizar el montaje, ya que difiere de las estudiadas anteriormente. Se anexa a continuacin.Compuerta NOR

OPERACINENTRADASSALIDAS

SRQQ

MEMORIA0000

RESET0101

SET1010

PROHIBIDO1100

8. Compruebe el funcionamiento y la tabla de verdad del FF bsico construido con compuertas NOR. Cmo se almacena un 1 en el FF? Cmo se almacena un 0 en el FF?Se comprob el funcionamiento del circuito, por medio de la tabla de verdad, luego se observ que la forma de guardar un 1 en cada uno de los casos es establecindolos como estados previos de la memoria, por ejemplo si se quiere guardar un 1 en la salida Q se configura la conexin de las entradas S y R en Set y luego se pasa a memoria y queda almacenado, o en el caso de Q se configura S y R en RESET y luego se pasa a memoria.

ANLISIS DE LOS RESULTADOSSe verifico el funcionamiento de las compuertas lgicas y se pudo definir el tipo de compuertas utilizadas en la prctica con la ayuda de sus tablas de verdad, tambin se simularon los circuitos propuestos dentro de la actividad y se logr establecer que funcionan de acuerdo a la teora investigada.CONCLUSIONESLos componentes electrnicos han venido evolucionando a travs deltiempoque cada da, ms pequeos y complejos son loscircuitos elctricos, esto se debe a que los componentes son elaborados con la finalidad de realizar diversas tareas dentro del circuito en el caso de los circuitos integrados sudesarrolloha revolucionado los campos de lascomunicaciones, lagestinde la informacin y lainformtica. Los circuitos integrados han permitido reducir el tamao de los dispositivos con el consiguiente descenso de los costes de fabricacin.Solo 0 y 1 son los valores posibles en el lgebra booleana. En la operacin OR el resultado ser 1 si una o ms variables es 1. El signo ms denota la operacin OR y no la adicin ordinaria. La operacin OR genera un resultado de 0 solo cuando todas las variables de entrada son 0.En la operacin AND esta se ejecuta exactamente igual que la multiplicacin ordinaria de unos y ceros. Una salida igual a 1 ocurre slo cuando en el caso de que todas las entradas sean 1. La salida es cero en cualquier caso donde una o ms entradas sean 0.Se puede concluir que las compuertas son dispositivos electrnicos los cuales estn diseados para cumplir con operaciones de la lgica matemtica y que con ayuda de esto se puede hacer o no funcionar un dispositivo, tambin se observa que por medio de estas mismas operaciones se puede almacenar informacin dentro de los circuitos, variando las combinaciones de las conexiones realizadas.

BIBLIOGRAFA http://www.unicrom.com/Tut_condensador.asp http://www.dte.uvigo.es/recursos/potencia/ac-dc/archivos/diodo.htm http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/4esotecnologia/quincena4/4q2_contenidos_5c.htm http://www.unicrom.com/dig_suma_binaria.asp http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/electronic/flipflop.html http://www.profesormolina.com.ar/electronica/componentes/int/sist_digi.htm http://electronikatualcance.blogspot.com/2011/10/puertas-logicas-nand-nor-xor-y-xnor.html