MEDICION Y ANALISIS DE COMPONENTES Y...

MEDICION Y ANALISIS DE COMPONENTES Y CIRCUITOS ELECTRÓNICOS

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CENTRO EDUCATIVO SALESIANOS TALCA

Especialidad de Electricidad

MÓDULOMEDICION Y ANALISIS DE COMPONENTES Y

CIRCUITOS ELECTRÓNICOS

Nombre Alumno:Curso : 3º Año CR.U.N :

Docente:


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INTRODUCCION

A través de éste módulo, que esta asociado en las áreas de competencia “Montar, desmontar einstalar componentes y equipos electrónicos” y “Mantener y operar dispositivos y equipamientoelectrónico”. Este módulo es de carácter obligatorio y para su desarrollo requiere 220 horas

En el presente módulo el alumno:

Adquiere conocimientos sobre los aspectos cualitativos y funcionales relacionados con losprincipales componentes electrónicos de estado sólido.

Conoce conceptos relacionados con los principales circuitos electrónicos.

Relaciona magnitudes eléctricas en los circuitos electrónicos

Calcula, por medio de ecuaciones, incógnitas planteadas en el contexto de un circuitoelectrónico.

Adquiere la capacidad de efectuar análisis de circuitos electrónicos.

Adquiere la capacidad de armar, probar y evaluar prototipos de circuitos electrónicos.

Es básico e inicial en el proceso de formación en la especialidad. Genera en el alumno la habilidad deanalizar los fenómenos electrónicos y sus causas. En este sentido, las técnicas deductivas y laaplicación del modelo matemático son claves para la asimilación de principios fundamentales yconceptos básicos, de manera que llevan en una comprensión suficientemente profunda y global de laespecialidad y que adquieran sentido en cada una de las diferentes aplicaciones que le den losreferentes productivos.Respecto a la relación con otros sectores de la Formación General, el módulo presenta la oportunidadde reforzar y complementar, en un contexto de aplicación, los siguientes aprendizajes:

Matemática:En el ámbito de operaciones con números reales, planteamiento y resolución de ecuaciones de primergrado, razones y proporciones, funciones y gráfico de funciones.

Física y Química:Estructura atómica, teoría de semiconductores, como complemento de los objetivos fundamentalesmínimos obligatorios del sector ciencias.

Lenguaje y Comunicación:Lectura comprensiva de instrucciones, elaboración de informes y conclusiones a partir deobservaciones..


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CONTENIDOS

Clasificación de los componentes electrónicos Simbología electrónica Resistencias – Condensadores

Diodos Física de los semiconductores Juntura PN, propiedades – Diodo semiconductor Rectificación media onda y onda completa – Filtros Factor de rizado, regulación y resistencia interna de una fuente de poder Diodos Zener y fuente estabilizada con diodo zener

Transistores Concepto de amplificación Transistores bipolares Configuraciones de transistores El transistor en conmutación

Amplificadores con transistores Características de los amplificadores , ganancia en tensión y corriente, potencia, impedancia

de entrada y salida Respuesta de frecuencia Transistores de efecto de campo

Realimentación Realimentación negativa y positiva Osciladores

Amplificadores Operacionales Características y especificaciones Circuitos de amplificaciones

Tiristores Características y especificaciones Rectificadores controlados (SCR) en corriente continua y alterna Conmutadores bidireccionales (TRIAC) Conmutadores bidireccionales controlados por potencia (DIAC) Dispositivos de control de potencia

MATERIALES NECESARIOS.

• Cuaderno Universitario 100 Hojas Aproximadamente.• Lápiz Grafito. Goma de borrar.• Lápices pasta de 3 colores diferentes.• Transportador.• Calculadora científica con las siguientes funciones: Modos DEG y RAD, Funciones

trigonométricas, Conversor de coordenadas polares a rectangulares y viceversa, trabajo denúmeros con notación científica (10x) y en lo posible su respetivo manual suministrado por elfabricante.

• Disponibilidad de un PC, Pentium 133 MHz, 32 MB RAM, Windows 95, como mínimo yacceso a Internet, de 1 Hora semanal.

• Diccionario Inglés Español.• Multímetro Digital.


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APUNTE ¿QUE ES LA ELECTRONICA?PROFESOR: Luis Concha Cáceres

INTRODUCCION

La electrónica es una ciencia relativamente nueva, pero su impacto en nuestras vidas ha sidodeterminante. Los historiadores consideran que el invento de la imprenta de tipos móviles en el sigloXV, por Gutemberg, sentó las bases de la vida moderna;… ¿Qué bases ha sentado la tecnologíaelectrónica?… ¿Cómo ha modificado nuestras formas de pensamiento, nuestro lenguaje y hastanuestra identidad? Es un trabajo para los sociólogos y los historiadores, que no deja de serinteresante pensar en ello. Comencemos por el principio, explicando precisamente, en que consiste laelectrónica.

ORIGENES DE LA ELECTRONICA

La electrónica es una subdivisión de la electricidad (a su vez una rama de la física), que se originahacia fines del siglo XIX con la realización de experimentos y observaciones sobre el comportamientode los electrones en el vacío.En efecto, el origen de la electrónica puede ubicarse hacia 1883, cuando el inventor estadounidenseThomas Alva Edison descubrió la combustión termoiónica en los filamentos de las lámparasincandescentes. Observó que en su lámpara incandescente había un punto sobre la superficie delvidrio que se calentaba más que otras zonas. En este punto colocó, en el interior de la lámpara, unapequeña lámina de metal unida a un cable conductor, y luego se le ocurrió conectar éste al polopositivo de la batería; finalmente observo que a través del cable circulaba una corriente. A estefenómeno le llamo emisión termoiónica porque creía que por efectos del calor se producían ionesnegativos (electrones) que eran atraídos hacia la placa positiva.

En 1905, el investigador inglés John Ambrose Fleming aplicó el efecto termoiónico en susexperimentos, dando origen a un tubo de vacío llamado diodo. Este dispositivo estaba formado portres elementos: un filamento que generaba calor, un cátodo revestido de material que permitía unamayor producción de electrones, y una placa. El diodo dejaba fluir la corriente eléctrica desde elcátodo hacia la placa pero nunca en sentido opuesto.Mas adelante en 1906, el estadounidense Lee de Forest añadió un tercer electrodo (rejilla) con el quese podía controlar el flujo de corriente entre el ánodo y el cátodo. Este dispositivo recibió el nombre detriodo.

El diodo elaborado por Fleming, con el que se hacía que la corriente circula en un solo sentido, nosólo fue vital en la conversión de la corriente alterna en corriente continua, sino que también marcó elinicio de la tecnología electrónica. Por su parte, el triodo realizado por Lee de Forest permitió laconstrucción del amplificador de los circuitos osciladores que a la postre sería la base de lastelecomunicaciones por ondas de radio.Por esta razón, a Edison, Fleming y Lee de Forest se les considera precursores de la electrónica;les sucedieron numerosos científicos e investigadores, cuya tarea fue seguir experimentando en estevasto campo.

ESTUDIO DE LA ELECTRÓNICA

Por su origen, la electrónica puede definirse como “la ciencia que estudia el comportamiento de loselectrones cuando estos viajan a través de tubos de vacío o de gases raros”.Sin embargo, bajo un concepto moderno, se puede decir que la electrónica es “el campo de laingeniería que estudia el aprovechamiento del flujo de electrones en dispositivos semiconductores,


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para generar, recibir, almacenar y transmitir información en forma de señales eléctricas”. Estainformación, a su vez, consiste en imágenes (televisor o cámara de vídeo), sonidos (receptor de radio)y datos (computador).

Pero. ¿Cómo un flujo de electrones puede ser capaz de transmitir información?El flujo de electrones (corriente eléctrica) que circula a través de los dispositivos que forman unaparato electrónico, genera diversos fenómenos; por ejemplo,• El choque de electrones sobre una superficie de fósforo provoca emisión de luz (principio en el

que se basa el funcionamiento de los televisores).• La interacción entre un campo magnético generado por el movimiento de los electrones a través

de un conductor y el campo magnético de un imán en las bocinas (parlantes), es aprovechadapara generar un movimiento vibrante en el cono rígido de estas mismas; a su vez, el conotransmite la vibración al aire para así generar el sonido.

• El flujo intermitente de electrones entre los diversos dispositivos de un computador, permite latransmisión de datos, etc.

No obstante, para que ocurran estos fenómenos es necesario modificar las características de lacorriente eléctrica.

Los diferentes tipos de flujo de electrones

DIFERENCIA ENTRE APARATO ELECTRICO Y APARATO ELECTRONICO

Para responder a esta pregunta, pensemos primero en un aparato eléctrico (plancha, juguera,aspiradora); luego intentemos compararlo con un aparato electrónico (televisor, vídeo grabador).La diferencia entre ambas clases de aparatos radica sencillamente en la función que cumplen.En efecto, mientras que un aparato eléctrico tiene como objetivo producir un trabajo mecánico oirradiar energía en forma de luz o calor, la función principal del aparato electrónico es procesarinformación. Y aunque los dos requieren de la electricidad para funcionar, no hay lugar a dudas deque son completamente distintos.Un aparato eléctrico, básicamente, aprovecha la energía o potencia que le suministra una cargaeléctrica, - como ya se mencionó- para ejecutar un trabajo mecánico o producir luz o calor, en tantoque un aparato electrónico fundamentalmente aprovecha las cualidades de la corriente eléctrica paraconvertir, transportar y procesar información.De lo anterior podemos deducir que la electrónica como parte de la electricidad tiene un campo deestudio bien delimitado, aunque las dos áreas están relacionadas con el estudio del comportamientode las cargas eléctricas. Específicamente, la electricidad se ocupa del estudio de la corriente


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eléctrica (esto es, su generación, distribución y aprovechamiento directo), mientras que la electrónicaes la ciencia que aprovecha la misma energía eléctrica pero ya procesada en forma de señales deaudio, video, etc.

q TRABAJO INDIVIDUAL

1. A que fenómeno se le dio el nombre de emisión termoiónica.2. Cual era la función del diodo de John Ambrose Fleming y como estaba formado.3. Defina Electrónica (según su origen)4. Defina Electrónica (según un concepto actual)5. Defina Electrónica (según su concepto)6. Explique la diferencia entre aparato eléctrico y aparato electrónico

q INVESTIGACION

1. Busca información de los hombres de ciencias nombrados en este documento, consideradoscomo los precursores de la electrónica, indicando los avances importantes que han realizado en elcampo de la electricidad y electrónica.

2. Se debe entregar informe escrito de esta investigación el ___ de __________ de 200___

Tomas Alva Edison


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Electrónica SÍMBOLOS ELECTRÓNICOSPROFESOR: Luis Concha Cáceres


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APUNTE COMPONENTES ELECTRONICOS

CLASIFICACION DE LOS COMPONENTES ELECTRONICOS

Básicamente todos los componentes electrónicos están clasificados dentro de dos grandes grupos,componentes pasivos y componentes activos; y estos a su vez pueden dividirse en otros grupos,dependiendo de sus características de funcionamiento.

Los componentes pasivos son aquellos que no pueden contribuir con la ganancia de energía oamplificación para un circuito o sistema eléctrico. Estos no tienen acción de control y no necesitanalguna otra entrada más que una señal para ejecutar su función. A este grupo pertenecen lasresistencias, los condensadores, las bobinas, los conectores, los interruptores y los condensadores.Estos se pueden dividir en componentes pasivos lineales y componentes pasivos electromecánicos.

Componentes pasivos lineales: son llamados así porque se comportan linealmente con lacorriente o el voltaje, es decir, si aumenta o disminuye un voltaje, la corriente también aumentaen la misma proporción y viceversa. A este grupo pertenecen las resistencias, los condensadoresy las bobinas.Componentes pasivos electromecánicos: son componentes pasivos que ejecutan funcioneseléctricas simples a partir de movimientos mecánicos externos o internos. A este grupo tambiénpertenecen los dispositivos que tienen funciones de soporte mecánico y de interconexióneléctrica. Podemos contar entre estos a los conductores, los interruptores, los conectores y loscircuitos impresos, entre otros.

Los componentes activos son aquellos que tienen la capacidad de controlar voltajes o corrientes yque pueden crear una acción de amplificación o de conmutación, esta es el intercambio de una señalentre dos estados en el circuito al que pertenecen. Entre ellos tenemos al diodo, los transistores, lostiristores y los circuitos integrados, entre otros.Estos se pueden dividir en componentes activos semiconductores y transductores.

Los diodos no se consideran un verdadero componente activo ya que no produce amplificación. Sinembargo, están más relacionados con estos por su naturaleza semiconductora.En la electrónica en general y dentro de los componentes activos los más importantes son lossemiconductores; que están basados en la propiedad que tienen ciertos materiales de comportarsecomo conductores o aislantes, bajo determinadas condiciones o estímulos externos. Son llamadostambién dispositivos de estado sólido y son los verdaderos responsables de la revolución electrónicamoderna.Entre los más empleados tenemos el diodo, el transistor, el tiristor y el circuito integrado.

L os transductores: son aquellos componentes activos que convierten señales eléctricas en otrasformas de energía y permiten que los sistemas electrónicos puedan interactuar con el mundo externo.A ellos pertenecen las pilas y las baterías, los micrófonos, los parlantes, las lámparas, los motores,etc.


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LOS COMPONENTES ELECTROMECANICOS

Se estudiaran los principales componentes electromecánicos utilizados en los sistemas y circuitoselectrónicos, haciendo énfasis en los interruptores y conectores. Para cada uno veremos su símbolo,funciones y tipos existentes en el mercado.Estos componentes son importantes, ya que permiten la interconexión interna y externa de loscircuitos y sistemas tanto eléctricos como electrónicos. Aunque su función es simple, es clave para sucorrecto funcionamiento aunque algunas veces no se les da la importancia que merecen.

CONDUCTORES ELECTRICOS. Estos pertenecen a la clasificación de los componenteselectromecánicos, son dispositivos pasivos que efectúan funciones eléctricas simples, en este caso lainterconexión entre componentes de un circuito eléctrico o electrónico y transportan señales de voltajey corriente de un punto a otro, sin pérdidas apreciables, donde su característica más importante es subaja resistencia. Los mejores conductores son los metales siendo el mas utilizado el cobre, paraaplicaciones especiales se usa el oro (procesadores) la plata (conectores), y el aluminio (transmisiónde alta tensión.

CLASIFICACION DE LOS CONDUCTORES ELECTRICOS (ALAMBRE Y CABLE)

Alambre: Constituidos por un solo hilo metálico de forma cilíndrica llamado ALMA, pueden estardesnudos o revestidos por una cubierta aislante. La parte conductora es metálica, generalmente decobre recocido, aunque en algunos casos se usa oro y plata en electrónica y el aluminio para eltransporte de energía eléctrica a grandes distancias, por ser más liviano.El fin del revestimiento es aislar eléctricamente el elemento conductor y protegerlo contra la humedad,la oxidación, el calor y otras condiciones extremas, y la más importante, evitar que haga contacto conotros conductores.El aislamiento también permite identificar las funciones de los conductores por su color y grabar sobreél los códigos de aislamiento, el Nº de conductor, el máximo voltaje de trabajo, máximo punto detemperatura de operación y otros datos que puedan interesar al usuario.

Cable: construido por un conjunto de alambres no aislados entre sí. Puede estar revestido por uno omás capas aislantes. Se dividen en 2 grupos:

a) Trenzados: formado por varios alambres gruesos enrollados en forma de hélice o trenza. Se usanpara hacer conexiones permanentes, no sometidas a flexiones, pero sí a trabajos pesados. Deuso industrial, para tareas donde se maneja mucha potencia.

b) Cable multifilar: formado por varios alambres muy delgados prácticamente hilos o filamentos. Enelectrónica uno de los más usados es el multifilar sencillo con diferentes espesores y colores en elaislamiento.

c) Multiconductores: formado por varios alambres individuales sólidos o multipare4s aislados entre siy envueltos en una chaqueta común. (cable UTP)

d) Cable coaxial o blindado: formado por un conductor central o alambre multifilar rodeado por unacubierta de polietileno gruesa, llamado dieléctrico, sobre la cual se encuentra un segundo


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conductor trenzado en forma de malla, llamado blindaje. Se usa en comunicaciones, video yaplicaciones de alta frecuencia.

e) Cables ribbon o tipo cinta: en la actualidad muy usados; constituidos por varios conductoresindividuales dispuestos en forma de cinta unidos por sus aislamientos. Se usan en computadores,TV, equipos de sonido, etc. en sus extremos lleva un conector especial, dependiendo de lanecesidad.

INTERRUPTORES

Son elementos que permiten, interrumpen o dirigen el paso de la señal eléctrica por un circuito.Aunque la función de estos componentes es bastante simple, en el momento de elegirlos debemostener en cuenta una serie de parámetros; puesto que al interrumpir bruscamente la corriente eléctricase producen ciertos fenómenos que se tienen que conocer

• ¿Qué debemos tener en cuenta cuando seleccionamos y utilizamos un interruptor?a) Máximo voltaje que puede soportar cuando está abierto, ya que si se conecta un voltaje mayor

al especificado, pueden producirse arcos de voltaje entre los contactos. Además unapequeñísima parte de contacto puede transportarse al otro, lo cual, al cabo de un determinadotiempo de conmutaciones puede destruir el dispositivo.

b) Máxima corriente que puede soportar cuando este cerrado, si la corriente que va a circularpor el dispositivo es superior a la especificada, este se calienta y puede llegar a destemplarselos resortes que mantienen presionados los contactos, o los contactos pueden fundirse y dejarel circuito cerrado permanentemente.

c) Material, de los contactos sea buen conductor y tenga alta resistencia a la temperatura y aldesgaste mecánico, el cual se especifica en ciclos o numero de veces que se ha usado.

• ¿Cuáles son las fallas más comunes?a) Si el interruptor esta cerrado, o sea conduce en las dos posiciones, seguro que sus contactos

se han fundido debido a un sobrecalentamiento producido por la circulación de una corrienteelevada a través de él.

b) Si por el contrario, el interruptor permanece abierto, pueden existir dos razones para ello.1. Las superficies de contactos se han desgastado impidiendo que haya un contacto físico

cuando cambia de posición.2. Las superficies de contactos están recubiertas con una capa de oxido, la cual actúa como

aislante.


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CONECTORES

Componentes electromecánicos, se usan para unir eléctricamente 2 o más circuitos dentro de unaparato o para conectar; junto con los cables apropiados, diferentes aparatos o dispositivos entre sífácil y rápidamente. La mayoría de los conectores pueden ser empleados sin usar herramientas.

FUSIBLES

Dispositivos empleados para proteger circuitos y sistemas electrónicos, de corriente excesivas y decortos circuitos.

v Definición: un fusible es una porción de alambre muy buen conductor, cuya temperatura de fusiónes mucho menor que la del cobre. Como el alambre es muy buen conductor, posee unaresistencia muy baja y su longitud y diámetro son calculados para que se funda solo cuandocircule por el una corriente mayor que aquella para la fue diseñada.

v ¿Cómo elegir un fusible?Conociendo la corriente máxima por el circuito, debemos escoger un fusible cuya capacidadsea ligeramente superior; pero nunca mayor al 15%. Dicho fusible puede calcularse.Ejemplo: Imax = 400mAFus = Imax x 15%Fus = 400 mA x 1.15Fus = 460 mA


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TRABAJO EN BIBLIOTECA O SALA DE COMPUTACIÓN

1. Defina Transductor2. Defina los componentes pasivos electromecánicos3. ¿Qué debemos tener en cuenta cuando seleccionamos un interruptor? Explique.4. Símbolos electrónicos que no aparezcan en el apunte, indicando una breve descripción de las

características técnicas y su correspondiente simbología.5. Nombra tipos de transductores y que no estén en este apunte.6. Dibuja la forma física e indica las partes principales de los siguientes cables usados en redes de

computadores: Cable Coaxial Cable par Trenzado Fibra Óptica

7. Busca información referente al calibre de los conductores.8. ¿Qué significan las siglas THW, TWD, NYA? Indica si hay equivalencia entre estos conductores.9. Busca información sobre cual es el conductor adecuado para un circuito cerrado de televisión.

Indicando el tipo, calibre y una cotización del metro de este cable. También que tipo de conectoresse deben usar para poder montar este circuito.

10. ¿Qué debemos tener en cuenta cuando seleccionamos y utilizamos un interruptor?11. ¿Cuáles son las fallas más comunes de los interruptores?12. ¿Qué significa la sigla BNC de algunos conectores? ¿y donde se ocupan?13. Nombre a los menos dos estamentos encargados de la normalización de los conectores.


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APUNTE TABLERO DE PROTOTIPOS (PROTOBOARD)Profesor: Luis Concha Cáceres

El tablero para prototipos o tablero para conexiones es un dispositivo muy ingenioso que nospermite armar y desarmar rápida y fácilmente cualquier circuito electrónico, sin necesidad desoldaduras, y muchas veces sin herramientas. En electrónica, esto es muy útil durante elproceso de aprendizaje para hacer experimentos y proyectos en forma provisional.

EL PROTOBOARD

El ensamble de un proyecto electrónico se hace sobre un elemento llamado protoboard o “tablero deprototipos”. Estos tableros están formados por una base de plástico que tiene una serie deperforaciones con una disposición especial. Debajo de estas perforaciones se encuentran unaslaminas metálicas que forman contactos, en donde se unen los diferentes de los componentes de loscircuitos. Esta laminas son fabricadas con un metal flexible de berilio – cobre recubierto con plata –níquel, y en algunos casos de oro. El recubrimiento impide que los contactos se oxiden y la flexibilidaddel metal permite utilizar cables y terminales de diferente diámetro, sin deformarse.


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APUNTE RESISTENCIASPROFESOR: Luis Concha Cáceres

Son los componentes más comunes en los circuitos electrónicos y los de mas bajo costo. Se fabricanaprovechando la propiedad que tienen todos los materiales de ofrecer cierto grado de oposición alpaso de la corriente y se emplean para controlar el paso de ella en los circuitos electrónicos.Estos dispositivos diseñados para este propósito se les conoce como resistencias (resistor), y suunidad es el OHM (Ω.Las resistencias se pueden clasificar principalmente en dos categorías: fijas o variables.

Resistenciasímbolo general

Resistenciasímbolo general

Resistenciavariable

Potenciómetro decontacto movil

LDR, ResistenciaDependiente de laLuz

RESISTENCIAS FIJASSon aquellas que presentan un solo tipo de valor de resistencia ente sus terminales.

Las resistencias se pueden clasificar en varias categorias dependiendo de: Material en que están elaboradas el cual depende del uso especifico que se le da a cada una de ellas,

así por ejemplo, las resistencias de potencia están fabricadas con aleaciones metálicas, mientrasque las de uso común en electrónica son hechas de carbón, debido a que este material posee unaalta resistencia, lo cual permite que sean pequeñas físicamente, pero que ofrezcan un alto grado deoposición a la corriente.

Método de instalación en los circuitos electrónicos; así pueden ser para montaje por inserción, cuandose instalan a través de orificios que se hacen sobre la placa del circuito impreso. O para montajesuperficial, las cuales son muy pequeñas y se soldan directamente sobre las pistas del circuitoimpreso.

CODIGO DE COLORES DE RESISTENCIASCOLOR 1ª

BANDA2ª

BANDABanda

MultiplicadoraTOLERANCIA

Negro 0 0 X 1Café 1 1 X 10 ± 1 %Rojo 2 2 X 100 ± 2 %

Naranjo 3 3 X 1000Amarillo 4 4 X 10000Verde 5 5 X 100000Azul 6 6 X 1000000

Violeta 7 7Gris 8 8

Blanco 9 9Oro X 0.1 ± 5 %

Plata X 0.01 ± 10 %Sin Color ± 20 %


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CARACTERISTICAS DE LOS RESISTORES

Valor nominal: es el valor de resistencia que posee-, esta impreso en la propia resistencia, en cifraso por el código de colores

Tolerancia: es el error máximo con el que se fabrica la resistencia. Para comprenderlo veamos unejemplo:

1 R = 10 Ω y el 5%, tiene un valor garantizado entre 10Ω - 5 % y 10 Ω + 5, teniendo en cuenta que el5% de 10 es 0.5 Ω, lo que quiere decir que estará entre 9.5 Ω y 10.5 Ω.

Potencia máxima: es la mayor potencia que será capaz de disipar sin quemarse.

¿CÓMO SE PRUEBAN?En la práctica las resistencias se prueban mediante el uso de un multitester análogo o digital así:

1. Coloque la perilla selectora en la función de Ohm (Ω) y en el rango apropiado. Este rangodepende del valor tentativo que usted dio a la resistencia que va a medir; si no conoce el valortentativo de la resistencia, debe colocar el selector del rango en su máxima posición o escala.

2. Conecte el Terminal de prueba en el orificio marcado (+) y el Terminal negro en el marcado (-)3. Ponga en cortocircuito los dos terminales de prueba y ajuste en cero la aguja en la escala de

Ohm (si su multitester es análogo), o bien verifique que aparezca cero “0” en pantalla. (si sumultitester es digital)

4. tome la resistencia que desea medir, toque con las dos puntas de prueba de sus terminales(no importa cual) y lea la escala en Ohm (Ω).

5. Para conocer el valor de la resistencia se debe multiplicar el valor leído en la escala por elrango que señale la perilla.

RESISTRENCIAS VARIABLESA este grupo pertenecen aquellas resistencias cuyo valor puede variar dependiendo de la acción deagentes externos, como por ejemplo: los medios mecánicos, la temperatura, la luz, etc.Las resistencias variables accionadas por medios mecánicos además de dos terminales fijos, poseenun tercer terminal o brazo móvil, el cual esta sujeto a un eje central, este puede desplazarse a lo largodel material resistivo y nos permite tomar solamente los valores de resistencia que necesitamos.Dichas resistencias reciben el nombre de potenciómetros.

Los potenciómetros pueden clasificarse en varias formas: De acuerdo a la forma de instalación, pueden ser para chasis o para circuito impreso

Estructura interna de un potenciómetro


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Dependiendo de si son diseñados para variar constantemente su valor o para ser ajustados en unvalor determinado, pueden ser variables o ajustables. Los potenciómetros de ajuste generalmenteson pequeños y se instalan al interior de los equipos y sistemas electrónicos. Normalmente sonusados para calibrar equipos electrónicos. Y una vez realizado esto, se acostumbra asegurar elcursor mediante una gota de cera o de pintura para así evitar que se mueva y se descalibre. Sonconocidos también como trimmers.

Dependiendo del material en que se fabrican y pueden ser de carbón, de alambre, o de plásticoconductor formado por una mezcla de metales preciosos y vidrio o polvo cerámico.

Dependiendo del numero de vueltas que pueda dar el eje central, pueden ser de una vuelta, (270º)o de varias vueltas llamados también multivueltas, estos por lo general son potenciómetros deajuste. Se usan donde se requiere un alto grado de precisión.

Existen además los denominados potenciómetros múltiples, los cuales están conformados por doso más potenciómetros acoplados mecánicamente entre si. Dentro de esta categoría los más comunesson los potenciómetros dobles, conformados simplemente por dos potenciómetros independienteslos cuales son accionados por un eje común. Son empleados principalmente en circuitosamplificadores y circuitos de control de tonos o ecualizadores estereofónicos, donde es necesariocontrolar ambos canales al mismo tiempo.

Existe también un tipo especial de potenciómetros denominados deslizables o longitudinales, en loscuales la variación de la resistencia se obtiene desplazando de un lado a otro el cursor o mandosituado en la parte superior. Son muy utilizados en los ecualizadores de sonido.

¿Qué debemos tener en cuenta cuando seleccionamos un potenciómetro?

a) El valor: dependiendo del tipo y el tamaño del potenciómetro, el valor de su resistencia puedeespecificarse de varias formas. Generalmente el dato que viene impreso en el cuerpo de lospotenciómetros es su valor nominal, es decir el valor de la resistencia medida entre sus extremos.

b) La tolerancia y la potencia disipada: son específicamente claramente sobre el cuerpo de lospotenciómetros.

c) Aplicaciones: los potenciómetros son usados principalmente como reóstatos conectando el cursora uno de los terminales fijos, con el fin de controlar la corriente que circula a través del circuito; ocomo divisores de voltaje, los cuales permiten obtener cualquier valor de voltaje comprendidoentre cero y el máximo voltaje aplicado a sus extremos.

Resistencia de Carbón resistencia de potencia Resistencia de película (Cerámica)


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TRABAJO INDIVIDUAL.

1. Clasifique las resistencias fijas2. Nombre tres características de las resistencias. Explique cada una.3. ¿Qué debemos tener en cuenta cuando seleccionamos un potenciómetro?4. ¿De que manera se pueden probar las resistencias?5. Calcule los valores de las siguientes bandas de colores de las resistencias.

R1 R2 R3 R41º BANDA Azul Gris Violeta Café2º BANDA Amarillo Naranjo Rojo Negro3º BANDA Verde Amarillo Oro NegroTOLERANCIA Plata Oro Oro OroVALOR


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APUNTE CONDENSADORESPROFESOR: Luis Concha Cáceres

Su característica principal es que tienen la capacidad de almacenar energía eléctrica en formatemporal.

Los capacitores o condensadores, están formados básicamente por dos placas metálicas conductorasy separadas por un material aislante llamado dieléctrico, este dieléctrico puede ser aire, mica, papel,cerámica, etc.La unidad de medida fundamental de los condensadores es el farad o faradio (f), denominada así enhonor al físico francés Michael Faraday (1791 – 1867), descubridor de efectos magnéticos de lascorrientes eléctricas.En la practica el faradio es una unidad demasiado grande para la mayoría de las situaciones reales,por esta razón se utilizan unidades derivadas mas pequeñas como el microfaradio (µf) y el picofaradio (pf), equivalentes respectivamente a la millonésima (1x10 –6) y la billonésima (1x10 –12)parte de un faradio.Ejemplo, un condensador de 100 µf, puede almacenar 10 veces mas carga que un condensador de 10µf

SIMBOLOGÍALos capacitores pueden ser fijos, variables o ajustables, dependiendo, respectivamente de si sucapacidad es constante puede variarse continuamente sobr5e un rango de valores o se ajusta a unvalor determinado. También pueden ser polarizados o no polarizados, dependiendo de si debenconectarse o no con polaridad en un circuito.

Condensador fijo nopolarizado

Condensadorvariable

Condensadorajustable

Condensador fijopolarizado (electrolítico)

CLASIFICACIONSiendo estos los mas usados cerámicos, de película plástica y electrolíticos. Además de loscondensadores variables.


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Cerámicos: están constituidos por un disco material cerámico el cual, además de desempeñarsecomo dieléctrico, actúa como un soporte cuyas superficies interior y exterior están metalizadas conplata y sobre ellas sueldan los terminales. Todo se recubre con material aislante.

• Son los mas apropiados para ser utilizados en aquellos equipos o sistemas electrónicos quemanejan altas frecuencias de operación.

• Se fabrica con capacidades comprendidas entre los 0,5 pf y los 100 nf

Condensador cerámico Condensador cerámico de disco

Condensadores de película.- Todos los condensadores de película son no polarizados, es decir, norequieren marcar una patilla como positiva o negativa, siendo indiferente su conexión en el circuito.Son los preferidos en los circuitos de audio de calidad, siempre que el tamaño lo permita, por suspocas pérdidas y distorsión reducida. Se pueden construir enrollando el conjunto placas-dieléctrico,similar a un electrolítico, o bien apilando en capas sucesivas como un libro (stacked film-foil). Seemplean mayoritariamente como dieléctricos diferentes plásticos, como polipropileno (MKP),poliéster/mylar (MKT), poliestireno, policarbonato (MKC) o teflón. Para las placas se utilizamayoritariamente aluminio con un alto grado de pureza. Según el tipo de dieléctrico utilizado, para unamisma capacidad y tensión de trabajo, se obtienen condensadores de distinto tamaño.

cond. policarbonato (MKC) cond. polipropileno (MKP) cond. poliéster (MKT) cond. poliestireno

La alta rigidez dieléctrica del poliéster, permite hacer condensadores de poco tamaño y a costosrelativamente bajos, de uso rutinario allí donde no se necesiten calidades especiales. Se disponen decapacidades de entre 1000 pF y 4.7 uF, a tensiones de trabajo de hasta 1000V. Para audio, elpolipropileno o poliestireno permiten unas pérdidas mucho menores en el dieléctrico, pero son muchomayores en tamaño, además de mucho más caros. Los de poliestireno son utilizados enfiltros/crossovers. Un inconveniente de los condensadores de poliestireno es el bajo punto de fusióndel dieléctrico. Por ello suelen diferenciarse estos condensadores, ya que se protege el dieléctricoseparando los pines de soldadura del cuerpo del condensador, tal como muestra la foto.

Condensadores de mica.- Es un dieléctrico de unas características intermedias entre loscondensadores electrolíticos y los de película, teniendo una rigidez dieléctrica alta y otras


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características excelentes, como muy bajas pérdidas, pero su capacidad se limita hasta los 4700 pFaproximadamente.

cond. de mica

Electrolíticos: se fabrican con capacidades mayores a los cerámicos y pueden ser de dos tipos.1. Condensador Electrolítico de Aluminio2. Condensador Electrolítico de Tantalio

Condensador Electrolítico de Aluminio: están formados por una fina banda de aluminio conectadaal terminal positivo, recubierto por una capa de oxido de aluminio que se comporta como dieléctrico,sobre esta se coloca una capa de papel humedecido en un liquido conductor llamado electrolítico yfinalmente otra capa de aluminio, la que se conecta al terminal negativo del condensador. Estas capasse enrollan e introducen en un tubo de aluminio el que esta cerrado herméticamente.

Usados en circuitos de filtro, para desacoples en bajas frecuencias y como condensador depaso. Su comportamiento no es bueno para altas frecuencias.

Se fabrican con capacidades superiores a 1µf. Sobre su cuerpo se encuentran claramente especificados su capacidad, tolerancia,

temperatura, voltaje máximo de operación y una indicación de su polaridad (+) o lo masfrecuente (-) al lado del terminal negativo.

Condensador Electrolítico de Tantalio: su estructura interna es muy similar a los condensadoreselectrolíticos de aluminio, se usa una lamina de tantalio recubierto en una fina capa de oxido detantalio, el cual tiene un mayor poder aislante que el oxido de aluminio, su electrolito suele ser seco.

Son usados como condensadores de paso en un circuito de baja frecuencia y se fabricangeneralmente en forma de gota, aunque los hay también tubulares y su principal ventaja essu tamaño reducido.

También son polarizados y están indicados en sus terminales.

electrolítico axial electrolítico radial

Condensadores variables: Nos permite obtener valores de capacidad comprendidos entre un valormáximo y un valor mínimo preestablecido por el fabricante. Son accionados por medios mecánicos ydependiendo de si son diseñados para variar constantemente su valor o para ser ajustados a un valordeterminado, pueden clasificarse como condensadores variables y condensadores de ajuste.

En los condensadores variables sus laminas metálicas son móviles. La mitad de ellas están fijas y laotra mitad pueden accionarse mediante un eje, y hacer que entren en las ranuras que separan a lasprimeras variando así su superficie enfrentada en las placas. Su capacidad puede variar de los 5pf ylos 500pf típicamente.Los dieléctricos empleados en los condensadores ajustables pueden ser: mica, vidrio, aireocerámica. Se basan también en la variación de superficie enfrentada entre las placas o la distanciaque exista entre ellas. Son mas frágiles que los ya mencionados, normalmente se ajustan al valordeseado y se fijan para que no se muevan de nuevo. Son usados para compensar o ajustar pequeñas


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diferencias de calibración en los equipos y sistemas electrónicos. Son conocidos como trimmers y sucapacidad es de muy pocos pico faradios.¿Qué debemos tener cuenta cuando elegimos un condensador?

La capacidad: es la capacidad de acumulación de carga eléctrica de un condensador cuandose aplica un voltaje determinado, esta depende del tamaño y la distancia entre las placas, asícomo el material como dieléctrico.Tolerancia: nos indica los voltajes máximos y mínimos que podrá tener la capacidad delcondensador.Voltaje de operación: es el voltaje máximo que puede soportar un condensador sindestruirse.Coeficiente de temperatura: indica la variación de la capacidad de un condensador con elaumento de temperatura. Se expresa por lo general en PPM / °C (Partes Por Millón por GradoCentígrado). Siempre que se reemplaza un capacitor, el sustituto debe tener el mismocoeficiente de temperatura.Uso que se le va a dar: recuerde que todos los condensadores no responden de la mismaforma a diferentes señales de entrada, esto depende del dieléctrico empleado en sufabricación.

“tener siempre este aspecto presente antes de decidirse por un tipo en particular”

¿Qué significan la letra y números que aparecen impresos en el condensador?El primer número y la primera letra se refieren al voltaje máximo de operación; los tres númerossiguientes indican el valor de la capacidad en pico faradios, así: los dos primeros númeroscorresponden a las dos primeras cifras significativas de la capacidad y el tercero indica la cantidad deceros que se deben agregar a la derecha. Para conocer la capacidad en micro faradios basta condividir ese resultado entre un millón.

Voltaje Máximo de operaciónCombinación Equivalencia

1H 50 V2A 100 V2T 150 V2D 200 V2E 250 V2G 400 V2J 630 V

TOLERANCIALetra Equivalencia

F 1 %G 2 %H 3 %J 5 %K 10 %M 20 %


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Para expresar este valor en micro faradio (µf), se debe dividir en un millón (1.000.000)

¿Cómo saber si un condensador esta en buen o mal estado?

v Para probar los condensadores existe un instrumento especializado que se llamacapacímetro; al conectar el condensador que se desea probar entre sus terminales de prueba,este nos indica el valor de su capacidad. Sin embargo, con la ayuda de un multitesterpodemos probarlos fácilmente. Para hacer la prueba ejecute el siguiente procedimiento:

1. Descargue totalmente el condensador; para ello ponga en cortocircuito sus terminales. Si elcondensador esta cargado vera una pequeña chispa.

2. Seleccione en el multitester la función para medir resistencia en un rango relativamentepequeño.

3. Conecte el condensador al tester.

v Podemos obtener cuatro posibles resultados:

1. Si el condensador esta bueno, la aguja del tester deberá desplazarse rápidamente al extremoderecho de la escala e inmediatamente comenzar a descender hasta llegar nuevamente acero.

2. Si el condensador tiene fugas, la aguja se desplazara al extremo derecho de la escala ycuando está retornando a cero se detendrá en un punto cualquiera.

3. Si el condensador esta abierto la aguja permanecerá inmóvil4. Si el condensador está en cortocircuito, la aguja se desplazará al lado derecho (0 ) y no

retornará más (se quedará en este punto).

TRABAJO INDIVIDUAL.

1. Un condensador cerámico tiene en su superficie el siguiente número 104, ¿Cuál es su valor?2. ¿Qué debemos tener en cuenta cuando seleccionamos un condensador?3. Un condensador cerámico tiene en su superficie el siguiente número 422, ¿Cuál es su valor?4. ¿Los condensadores que se fabrican con capacidades comprendidas entre los 0,5 pf y los 100

nf son?5. ¿Cómo se sabe si un condensador está en mal estado?6. ¿Cómo están formados los condensadores?7. Dibuje la curva de carga y la curva de descarga de un condensador8. ¿De que depende el tiempo de descarga de un condensador?


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APUNTE BOBINASPROFESOR: Luis Concha Cáceres

Las bobinas o inductores (coils), con las resistencias y los condensadores, forman el principal grupode componentes pasivos en la electrónica. Por su forma y construcción pueden almacenartemporalmente energía en forma de corriente y oponerse a los cambios de la misma, fenómeno querecibe el nombre de inductancia.Están formadas por varias vueltas de alambre aislado o esmaltado enrolladas alrededor de un núcleo.Algunos tipos de bobinas las podemos construir de acuerdo a nuestras necesidades, debido a que sefabrican con materiales fáciles de conseguir. El uso de las bobinas es menos frecuente que el de loscondensadores y se utilizan principalmente en circuitos de alta frecuencia o RF. Cuando un conductortoma la forma de bobina, el campo magnético se concentra y se hace más fuerte ya que se unen loscampos magnéticos de cada vuelta o espira.

TEORIA DE FUNCIONAMIENTOEs muy importante conocer el principio básico de las bobinas. Cuando se le aplica una corrientealterna, se genera alrededor de ellas un campo magnético que varía proporcionalmente a medida queaumenta y disminuye la magnitud de esta corriente. El flujo magnético de una bobina depende de lascaracterísticas de construcción de la misma, de la intensidad de la corriente que circula por ella, y delmaterial en que esté elaborado el núcleo, entre otros.La inductancia se representa con la letra L y su unidad en el Sistema Internacional (SI) es el henrio(H), denominado así en honor al físico norteamericano Joseph Henry (1797 – 1878) quien fue elinventor del interruptor electromagnético o relé entre otros. Un henrio corresponde a la capacidad deinducir 1V cuando la corriente cambia con una velocidad de 1A por segundo.

De acuerdo a las características de construcción de las bobinas, la inductancia depende de:


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El numero de vueltas de la bobina: la inductancia aumenta en forma directamente proporcional conel cuadrado del número de espiras (N2, siendo N número de espiras). Así, por ejemplo, si se duplica elnúmero de vueltas, conservando el diámetro de estas y su longitud, la inductancia se aumenta cuatroveces. Por ejemplo, la bobina de la figura A tiene una inductancia mayor que la de la figura B.

El área (diámetro) de cada vuelta: cuando se aumenta el área de cada vuelta, también seincrementa la inductancia. Es decir, una bobina donde las vueltas son mas grandes tiene unainductancia mayor. La bobina de la figura C, tiene mas inductancia que de la figura B, aun cuandoambas puedan tener el mismo número de espiras.

La permeabilidad del núcleo: la inductancia de una bobina depende de la facilidad con que el núcleopueda ser atravesado por un campo magnético. Así, por ejemplo, la permeabilidad de una bobina connúcleo de aire es igual a uno. La bobina de la figura D, tiene mayor inductancia que la bobina de lafigura A.

La longitud: si se mantiene el mismo número de vueltas y se distribuyen en un núcleo de longitudmayor, la inductancia disminuye debido a que se produce una menor concentración del campomagnético; lo contrario sucede cuando el núcleo si el núcleo es de longitud menor. La bobina de lafigura E tiene una inductancia mayor que la de la figura A, ya que esta ultima se encuentra enrolladasobre un núcleo de menor longitud.

En resumen, cuando más grande es el número de espiras de una bobina, cuando más cercaestén las espiras entre sí, cuando su tamaño sea mayor o cuando el núcleo tenga una mayorpermeabilidad, MAYOR ES LA INDUCTANCIA DE UNA BOBINA.


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APUNTE SEMICONDUCTORES Y DIODO

PROFESOR: LUIS CONCHA CACERES

SEMICONDUCTORES

El descubrimiento y utilización de los semiconductores, trajo como consecuencia una verdaderarevolución en la electrónica, pues con estos se logro obtener un mayor rendimiento en los circuitoselectrónicos y la miniaturización de los mismos. Hoy por hoy no existe ningún circuito ni sistemaelectrónico que no los utilice. Entre los principales dispositivos semiconductores se encuentran: losdiodos, los transistores y los circuitos integrados, entre otros.Recordemos que todos los materiales en la naturaleza pueden clasificarse de acuerdo a sucomportamiento ente la corriente eléctrica. De esta forma pueden clasificarse en tres grupos:conductores, aislantes y semiconductores. Los conductores son aquellos materiales que permiten elpaso de la corriente eléctrica con facilidad, mientras que por el contrario, los aislantes impiden el pasode la misma. Entre estas dos clasificaciones existe una tercera, a ella pertenecen aquellos materialesque pueden comportarse indistintamente como conductores o como aislantes de acuerdo a losestímulos externos que se les aplique. Dichos estímulos pueden ser. Corrientes, voltajes, luz, calor,etc. A todos aquellos materiales que tengan estas características, se les denomina semiconductores.

Todos los materiales existentes en la naturaleza se caracterizan y se diferencian unos de otros por suestructura atómica. Recordemos que todo lo que existe en la naturaleza está conformado por átomosy que éstos a su vez están conformados por un núcleo central en el cual se encuentran unaspartículas pequeñísimas denominadas protones y neutrones. Los protones se encuentran cargadospositivamente, mientras que los neutrones, como su nombre lo indica, son neutros, es decir, no tienecarga eléctrica. Alrededor de estas se encuentran girando en órbitas otras partículas denominadaselectrones, los cuales están cargados negativamente. Desde el punto de vista eléctrico sólo nosinteresan aquellos electrones que se encuentran en la capa más externa del átomo, denominados devalencia; pues estos son los que determinan la conductividad de un material, es decir, la facilidad paraentregar portadores de carga.

Los conductores se caracterizan por tener muy pocos electrones en la banda de valencia, siendo losmejores, aquellos que tienen solo uno, éstos son atraídos muy débilmente por el núcleo. Por ello, si seaplica una fuerza externa, pueden fácilmente escapar del átomo convirtiéndose en electrones libresque viajen a través del material y participan activamente en la creación de corrientes eléctricas.

Los aislantes, por el contrario, tienen muchos electrones de valencia, los cuales son fuertementeatraídos por el núcleo. Por esta razón es muy difícil convertirlos en electrones libres y obligarlos aparticipar en la creación de una corriente eléctrica.

Los semiconductores, como el silicio y el germanio, se caracterizan por tener cuatro electrones devalencia. En la figura se puede observar su estructura atómica. Estos electrones forman enlacescovalentes con los electrones de valencia de los átomos vecinos (comparten sus electrones). De estaforma buscan conseguir su equilibrio completando ocho electrones en la capa de valencia. Así seproduce un patrón tridimensional llamado red cristalina o cristal.

Un cristal semiconductor puro, como el descrito anteriormente, se comporta como aislante atemperaturas cercanas al cero absoluto. Sin embargo, a medida que aumenta la temperatura laagitación térmica hace que algunos electrones de valencia rompan los enlaces que los mantienenunidos al cristal y se conviertan en electrones libres, permitiendo la circulación de corrientes eléctricas.


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Cuando sale un electrón de la banda de valencia deja siempre en ella un espacio vacío llamadohueco, el cual es llenado por otro electrón libre o por un electrón de valencia perteneciente a unátomo vecino. Por lo tanto, dentro de un semiconductor, por el que circula una corriente eléctrica, haypermanentemente un movimiento de electrones y huecos en direcciones opuestas.

LOS SEMICONDUCTORES INTRISECOS Y EXTRINSECOS

Los cristales semiconductores puros son raramente empleados en electrónica debido a que, en suestado natural, poseen muy pocos electrones libres y necesitan de muy altas cantidades de energíapara transportar corrientes significativas; dichos cristales reciben el nombre de semiconductoresintrínsecos. En la práctica, los materiales semiconductores utilizados en la fabricación de diodos,transistores, circuitos integrados, etc., están dopados es decir, contienen unas cantidades muypequeñas, pero controladas, de impurezas llamadas dopantes que son las que determinan lascaracterísticas eléctricas. Este tipo de semiconductores se denomina semiconductores extrínsecos.

Los semiconductores dopados con impurezas pentavalentes (átomos de elementos con cincoelectrones de valencia), se denominan semiconductores tipo N y se caracterizan porque en estossólo cuatro de los electrones del átomo dopante forman enlaces con los átomos del cristal puro, elelectrón sobrante tiene la libertad de moverse a través del cristal, convirtiéndose en un portador decorriente. Los principales materiales usados como dopantes son: el antimonio, el arsénico, y el fósforo.

Los semiconductores dopados con impurezas trivalentes (átomos de elementos con tres electrones devalencia), se denominan semiconductores tipo P y se caracterizan porque en ellos los treselectrones del átomo dopante forman enlaces con los átomos del cristal puro, completando sólo sieteelectrones de valencia.El electrón faltante produce un hueco el cual se comporta como una carga positiva libre, capaz deatraer un electrón externo. Por lo tanto, un semiconductor tipo P es un aceptor de electrones. Losprincipales elementos utilizados como impurezas aceptoras son el aluminio, el boro, el indio y el galio.

Debido a la adición de impurezas, un semiconductor tipo N tiene mas electrones libres que huecos yun semiconductor tipo P tiene más huecos que electrones. Las cargas en exceso se denominanportadores mayoritarios y las cargas en deficiencia portadores minoritarios.Por lo tanto, en un semiconductor tipo N los portadores mayoritarios son los electrones y losportadores minoritarios son los huecos. De otra forma, en un semiconductor tipo P, los portadoresmayoritarios son los huecos y los portadores minoritarios son los electrones.

Los materiales semiconductores P y N por sí solos no son de mucha utilidad en la práctica; para queestos sean realmente útiles, deben unirse en dos o más capas formando uniones de diferente tipo conlas cuales se fabrican los componentes semiconductores.

Ellos forman parte del grupo de componentes activos. A continuación iniciaremos su estudio con elmás simple de ellos: EL DIODO

TRABAJO INDIVIDUAL

1. Nombre la diferencia entre un material semiconductor intrínseco y un material semiconductorextrínseco

2. Explique porque los portadores mayoritarios del material tipo P se le llama HUECO


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APUNTE EL DIODO (DIODE)

PROFESOR: LUIS CONCHA CACERES

El componente semiconductor más sencillo, pero quizás el más importante, es el diodo, ya que, deacuerdo a su funcionamiento y a sus principios básicos, se fabrican los componentes másrepresentativos en la electrónica moderna, como son los transistores y los circuitos integrados, loscuales han permitido la fabricación masiva de radios, televisores, sistemas de sonido, decomunicaciones, computadoras, etc. A los semiconductores también se les llama dispositivos enestado sólido (solid state device).

FUNCIONAMIENTO BASICO DE LOS DIODOSPodemos decir que un diodo es una compuerta de una sola vía, es decir, que solo deja pasar a travésde él la corriente eléctrica o flujo de electrones en un solo sentido; si se aplica la corriente en elsentido contrario, el diodo no conduce.Teniendo en cuenta que la electrónica es la tecnología que utiliza el control del flujo de los electronespara manejar todo tipo de información y otros efectos, como la voz, imagen, datos, movimientos, etc.,este principio parece muy elemental; sin embargo, es la base de toda la electrónica moderna, ya queun transistor está formado por dos diodos y un circuito integrado puede contener desde unos pocoshasta varios millones de transistores; por lo tanto, el diodo es el elemento constructivo básico de todala electrónica y de ahí su gran importancia.Veamos ahora como funciona el diodo; para explicarlo debemos retomar el tema de los materialessemiconductores P y N visto anteriormente.Habíamos dicho que os materiales P y N en forma individual no tenían mucha aplicación práctica, perosi los unimos se producen fenómenos muy interesantes.

JUNTURA PNUn diodo es esencialmente la unión de un material tipo P con un material tipo N lo cual se ha llamadojuntura PN. Conservando la nomenclatura de los antiguos diodos de vacío, el material P recibe elnombre de ANODO el cual se representa con la letra A y el material N recibe el nombre de CATODO,representado con la letra C o K.En una unión de este tipo, cuando el diodo no esta polarizado o conectado a una fuente de poder devoltaje, hay inicialmente un exceso de electrones en el lado N y un exceso de huecos en lado P. Por lotanto, al unir dos capas de material semiconductor, algunos electrones del lado N son atraídos poralgunos huecos del lado P y algunos huecos del lado P son atraídos por otros electrones del lado N.

En la juntura PN proceso de intercambio de cargas continúa hasta que se forma entre ellos unabarrera eléctrica de voltaje que impide el paso de un gran número de portadores mayoritarios de unlado a otro a otro; dicha barrera es llamada zona de agotamiento (depletion zone) y tarda muy pocotiempo en formarse. (figura)


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Así, en el límite de la juntura, el material tipo N queda cargado positivamente y el material tipo Pqueda cargado negativamente creando una diferencia de potencial pequeña, pero de granimportancia.En una unión PN o diodo de silicio el potencial de la barrera es de aproximadamente 0,7 V, mientrasque en uno de germanio es de aproximadamente 0,3V. Las características de la zona de agotamientopueden controlarse aplicando una diferencia de potencial o voltaje externo, lo que hace realmente útilesta unión.Cuando tenemos este componente y se le aplica un voltaje de corriente continua (polarización), haydos posibilidades:

Si el voltaje positivo se aplica al ánodo se dice que hay polarización directa Cuando el voltaje positivo se aplica al cátodo, se establece una polarización inversa.

POLARIZACION INVERSASi se polariza inversamente la unión PN, es decir, si se aplica un voltaje externo, el efecto de labarrera se intensifica, debido a que el terminal positivo de la fuente atare los electrones del materialtipo N y el polo negativo atrae los huecos del material tipo P, haciendo más ancha la zona deagotamiento y la unión presenta una alta resistencia al paso de la corriente, comportándose como unaislante, solo unos pocos portadores minoritarios logran atravesar la barrera formando la denominadacorriente de fuga que es muy pequeña y que en muchos casos prácticos no se tiene en cuenta.Cuando el voltaje aplicado en forma inversa aumenta hasta cierto valor, esta corriente se hace muygrande y destruye el diodo.


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POLARIZACION DIRECTAPor el contrario, si la unión PN se polariza directamente, la barrera disminuye ya que el polo positivode la fuente repele los huecos del material tipo P y su polo negativo repele los electrones del materialtipo N, haciendo que atraviesen la unión. Bajo estas condiciones la unión PN presenta una resistenciamuy baja al paso de la corriente, comportándose como un conductor.

Teóricamente los diodos rectificadores deberían comportarse como interruptores perfectos, es decir,no deberían permitir el paso de ninguna corriente cuando están polarizados inversamente y nodeberían ofrecer ninguna resistencia al paso de la misma cuando se encuentran polarizadosdirectamente. Sin embargo, en la realidad se observan algunas características especiales que seilustran en la figura.

La conducción de polarización directa no empieza en 0 V, sino cuando supera el voltaje de umbral o labarrera de potencial. Por esta razón, existe una pequeña caída de voltaje en el diodo cuando este seencuentra polarizado directamente, y la corriente a través del diodo cuando está polarizadoinversamente no es cero, hay una pequeña corriente de fuga. Un diodo polarizado inversamenteconduce cuando el voltaje aplicado alcanza cierto valor, a lo cual se le llama voltaje de ruptura inverso.


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Por lo anterior podemos deducir que un diodo se debe conectar en una sola forma, es decir, es uncomponente polarizado y se debe respetar la conexión del ánodo y el cátodo en una determinadaposición, según la tarea del diodo.

TIPOS DE DIODOSSegún su fabricación, funcionamiento y características eléctricas, hay diferentes tipos de diodos loscuales podríamos dividir en dos grupos principales.v Los más comunes como son: diodos rectificadores, diodos leds y diodos zenerv Los no tan comunes como: diodo láser, tunnel, Schottky, Pin, Gunn y los foto diodos.

También los diodos se pueden clasificar de acuerdo a sus características eléctricas y suscaracterísticas constructivas, las cuales determinan sus aplicaciones. Las principales característicasson:

v Corriente máxima (IF): es el valor máximo de la corriente promedio que pueden conducir enpolarización directa sin destruirse por sobrecalentamiento.

v Voltaje de conducción directa (VF): es el valor de la caída de tensión en un diodosemiconductor polarizado directamente, como resultado de la corriente que circula a través de él.Dicho valor es ligeramente superior al potencial de la barrera.

v Voltaje de ruptura o de avalancha (VBR): indica el nivel de voltaje, que aplicado a un diodopolarizado inversamente, puede hacerlo conducir llegando incluso a destruir el dispositivo, ya queen el momento de la conducción la corriente inversa de fuga crece bruscamente.. su valor esgeneralmente alto, del orden de los 100 V o más, excepto en los diodos Zener.

v Corriente inversa de fuga (IR): es la corriente que circula a través de un diodo polarizadoinversamente. Teóricamente es igual a cero, pero en realidad está en un valor muy pequeño, delorden de los microamperes o nanoamperes.

v Tiempo de recuperación inverso (TRR): expresa el tiempo que tarda la unión PN en desalojar lacarga eléctrica que acumula, cuando se encuentra polarizado inversamente.

SIMBOLOGÍA

Diodo rectificador Diodo Schottky Diodo zener

Diodo varicap Diodo Pin Diodo túnel Diodo LED

Fotodiodo Puente rectificador


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TRABAJO INDIVIDUAL Según lo estudiado y visto en el laboratorio: Dibuje las formas deonda que se observarían, en las salidas de cada resistencia (puntos A – B), que se indican enlos siguientes circuitos con diodos rectificadores.

En el siguientecircuito se observaun ejemplo de laforma de onda quese obtiene en unafuente de tensiónalterna usando unaresistencia comoreceptor


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ANALISIS DE LA RECTA DE CARGA

a. Determine los valores de Id, Vd y Vr para el circuito la figurab. Repita lo anterior, esta vez utilizando el modelo ideal del diodo y compare los resultados.

1. Usando el circuito anterior, determine los valores de Id, Vd y Vr. Donde Vcc = 5 Volts, R1=2,2 K

2. Repita el ejercicio anterior, esta vez utilizando resistencias con los siguientes valores R1=0,47 K y R1= 0,18 K

3. Determine el valor de R1 para el circuito anterior, ocasionará una corriente de diodo de10mA si V= 7V.

4. Para el diodo de silicio que se presenta en el siguiente circuito, determine el nivel de Id,Vd y Vr. Desarrolle el mismo análisis utilizando el modelo ideal de diodo.

5. Determine la corriente I para cada una de las configuraciones que se presentan.

Donde: Vcc= 8 Volts, R1= 0.33 K

a.- Id = 22,2 mA, Vd= 0,7V, Vr= 7,3Vb.- Id= 24,24 mA, Vd= 0V, Vr= Vr= 8V

Vr= Vcc – Vd Vr= 8 – 0,7 Vr= 7,3VId = Vr / R1 Id= 7,3 / 330 Id= 0,0221A / 22,12mA

Vr= Vcc – Vd Vr= 8 – 0 Vr= 8VId = Vr / R1 Id= 8 / 330 Id= 0,02424A / 24,24mA


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6. Determine el valor de Vo para cada red de la figura:

DESARROLLO


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APUNTE ¿QUÉ ES UN LED?PROFESOR: LUIS CONCHA CÁCERES

LED es el acrónimo de unas palabras inglesas, que traducidas significan: "Diodo Emisor de Luz".Esto nos da las primeras pistas: Es un diodo, es decir un componente electrónico semiconductor, conpolaridad. Emite luz, por lo que se usará en funciones de señalización, estética y, actualmente,iluminación. Bien, un led no es más que un pequeño chip de material semiconductor, que cuando esatravesado por una corriente eléctrica, en sentido apropiado, emite luz monocromática. Los primerosleds se fabricaron, a principios de los años 60, por la empresa Texas Instruments.Estos primeros led estaban disponibles sólo en infrarrojo. A mediados de los 60 la empresa "Mosanto"fabricó los primeros led, que daban luz en la zona visible del espectro lumínico. Basados en elcompuesto "Arseniuro de Galio, eran de color rojo y su iluminación muy tenue.En la actualidad se fabrican led con gran variedad de tamaños y voltajes, con iluminación mucho másbrillante y en una gran gama de colores que incluyen los colores: rojo, naranja, amarillo, verde, azul yblanco. Igualmente hay led que emiten en la parte no visible del espectro luminoso, tanto en infrarrojocomo en ultravioleta, que tienen muchas aplicaciones en señalización y detección.

CARACTERISTICASComparados con las bombillas incandescentes (bulbos de linterna), presentan las siguientes ventajas:Son muy tenaces, ya que se fabrican con resinas epoxy, muchísimo más resistentes que un cristal.Tampoco tienen un filamento que se pueda quemar con el uso. Los led soportan con facilidad golpes yvibraciones que estropearían cualquier bombilla.Son mucho más eficientes, ya que las bombillas para emitir luz tienen que poner su filamento atemperaturas que lo vuelvan incandescente y se pierde mucha energía en alcanzar esa temperatura.Los led consumen sobre un 90% menos que una bombilla de igual luminosidad.Debido a todas estas propiedades, los led son mucho más fiables que las bombillas y tienen una vidamedia que supera los 10 años.

ESTRUCTURAUn led típico contiene un chip semiconductor, emisor de luz, y unos terminales donde apoyar el chip(por donde, a su vez, le llega la corriente). Nada más (y nada menos).Todo ello embebido y recubierto por un encapsulado de epoxy que sirve de protección y de lente paraenfocar la luz. Vamos a verlo con una imagen:


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Hay un hilo muy fino, entre el cátodo y el ánodo, que podría dar apariencia de fragilidad, pero no esasí; y ello porque1.- No tiene que ponerse incandescente (de hecho apenas se calienta).2.- No está al aire, sino incrustado dentro del epoxy.

En cuanto a las agrupaciones de led, decir que son led colocados juntos dentro del mismoencapsulado. Uno de los terminales es común para todos los leds que componen el grupo, mientrasque habrá otro terminal para cada uno de los led.Matrices: Son las típicas barras de led, aunque también hay matrices de puntos para componerpaneles.

Dentro de este grupo encontramos los típicos displays de 7 segmentos.

TRABAJO INDIVIDUAL

3. Explique los tres métodos que existen para identificar un ANODO en un LED


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APUNTE REGULACION DE TENSIONPROFESOR: LUIS CONCHA CACERES

En muchos casos es necesario llevar a cabo la eliminación de baterías debido al costo asociado quetiene su adquisición. A continuación conoceremos una alternativa para acceder al reemplazo de éstas,con lo cual nos permitirá ahorrar el costo que estas tienen y la incomodidad generada por estas.

En el ámbito de la electrónica, a diario nos encontramos en forma cotidiana con la necesidad de tenerun sistema de alimentación eléctrica, que sea lo mas exacta y estable, existiendo diversos circuitos yconfiguraciones que nos ofrecen alternativas, que satisfacen dicha situación

Reguladores integrados

Todo dispositivo electrónico, desde una supercomputadora hasta un simple destellador, debenecesariamente poseer una parte esencial para su funcionamiento una fuente de alimentación debuena calidad. En efecto, diseñada y realizada de mil formas distintas, siempre se encuentra presenteen todo equipo electrónico cualquiera sea su uso o complejidad. Es por esto que a la hora de realizarcualquier circuito electrónico práctico, el diseñador debía necesariamente realizar una fuente dealimentación acorde a las necesidades del circuito. La mayoría de las veces se le exigía a ésta quemantuviera la tensión de salida constante para cualquier condición de uso. En muchas ocasionesdiseñar tal fuente resultaba una tarea bastante difícil y tediosa. Se debían asumir compromisos querelacionaban la complejidad del diseño con la estabilidad del mismo. Así, por ejemplo, una pequeñafuente que requería pocos componentes presentaba una regulación pésima, mientras que una queofrecía una buena estabilidad, precisaba una cantidad faraónica de componentes y, por consiguiente,aumentaba el tiempo y el costo del diseño.

Afortunadamente las empresas diseñadoras de componentes han puesto fin a esta peripecias,presentando, hace ya algunos años, los reguladores integrados. Estos dispositivos de gran utilidadaúnan todas las ventajas de una completa fuente de alimentación en un solo encapsulado reduciendoel problema de un buen diseño a unos pocos componentes. Veamos, ahora, un poco más enprofundidad de qué se trata esto.

Reguladores fijosEn la mayoría de las aplicaciones se requiere una tensión fija y estable de un determinado valor. Lalínea de reguladores ideales para este tipo de necesidades es la conocida como LM78XX. Lasprimeras letras y dos números corresponden a la denominación, mientras que las dos últimas XXdeben ser reemplazados por la tensión de salida requerida. Las tensiones disponibles de observan enla siguiente tabla:

Código Tensión de salidaLM7805 5 VoltiosLM7806 6 VoltiosLM7808 8 VoltiosLM7809 9 VoltiosLM7812 12 VoltiosLM7815 15 VoltiosLM7818 18 VoltiosLM7824 24 VoltiosLM7830 30 Voltios


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Cada uno de estos dispositivos posee sólo tres terminales, una corresponde a la entrada de tensiónno regulada, otra es la salida regulada y la restante es la masa común a ambas. En cuanto alencapsulado, conviene aclarar que, si bien están disponibles en varios tipos, generalmente se lossuele encontrar en el encapsulado del tipo TO-220.

Resumiendo, y para comprender completamente la simplicidad de una fuente de alimentación de estetipo, sólo basta observar el diseño de la siguiente figura:

Como se observa, sólo fueron agregados dos capacitores al circuito integrado. Expliquemos la funciónde cada uno de ellos. C1, que se halla a la entrada del regulador, filtra la tensión de posiblestransitorios y picos indeseables, mientras que C2, que se encuentra a la salida, disminuye la tensiónde rizado de salida, a la vez que evita oscilaciones.

En cuanto a la tensión de entrada, se puede mencionar que es de una rango muy amplio, como seaprecia. Por ejemplo, si el regulador elegido es uno de nueve voltios (LM7809), la tensión de entradapodrá ser de entre 12 y 39 voltios.

Para realizar una fuente de alimentación fija completa, observemos la figura siguiente que constituyesólo una modificación de la anterior:

En este diseño partimos directamente de la tensión alterna de red (220v ó 110v depende del país),para lograr una tensión perfectamente estable. Primeramente, como es lógico, la tensión es reducidahasta un valor manejable por un transformador. Luego, esta tensión alternada de bajo valor esrectificada por el puente D1, obteniéndose así una señal de onda completa. Después la señal se filtrapor medio de C1 consiguiéndose de esta forma una tensión continua no estabilizada, que es inyectadaal circuito anterior para su regulación.


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& Actividad de síntesis

1.Para el circuito que se muestra a continuación, asumiendo que el dispositivo es del tipo LM7812,determine:

a) Tensión después de rectificar, si el transformador entrega 13 V.

b) Tensión después de filtrar.

c) Gráfico de la forma de onda de la tensión filtrada.

d) Corriente de la carga, asumiendo, que ésta corresponde a una carga resistiva de 45 Ohm.


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APUNTE TRANSISTORESPROFESOR: Luis Concha Cáceres

INTRODUCCION

El transistor, inventado en 1948 es, sin duda, uno de los adelantos mas significativos de nuestra era yuno de los componentes mas importante de la electrónica moderna. Para ratificar esto podemos decirque todos los circuitos integrados, que son los componentes fundamentales en electrónica digital, sefabrican con transistores.

BREVE HISTORIAAntes del transistor, su predecesor fue el tubo de vació llamado TRIODO (tres electrodos) inventadoen 1906 por el norteamericano Lee de Forest (1873 – 1961) con el cual fue posible el control total delflujo de los electrones y la creación de los primeros circuitos amplificadores. Alrededor de estecomponente y sus sucesores, como los tubos tetrodo y dentrodo, se inicio y creció la gran industriaelectrónica, entre los años 1920 y 1960, haciendo posible la fabricación masiva de los primerosreceptores de radio y amplificadores de sonido, luego los receptores de televisión, los primeroscomputadores y los equipos de comunicaciones, entre otros.

v Los tubos de vacío no se trataran.

El transistor fue inventado en los laboratorios de la Bell Telephone en Estados Unidos en 1948 por ungrupo de científicos liderados por John Bardeen, William Shockley y Walter Brahain, lo que les hizoganar el premio Nóbel de física en el año 1956.

La palabra transistor viene de los términos “transfer y resistor” (resistencia de transferencia) y designa,en forma genérica a un componente electrónico de tres terminales cuya resistencia entre dos de ellos(colector – emisor) depende del nivel de corriente o voltaje aplicado al otro (base). Aprovechando estapropiedad los transistores se usan como amplificadores electrónicos, fuentes de corriente controladas,osciladores, mezcladores y en muchas otras aplicaciones practicas.


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Los transistores fueron reemplazando poco a poco a los tubos de vacío en todos sus usos, debidoprincipalmente a estas ventajas:

Larga vida útil Bajo consumo de energía Bajo costo Tamaño pequeño Estructura robusta y confiable

TIPOS DE TRANSISTORESExisten básicamente dos grandes grupos de transistores: Los transistores bipolares (bipolartransistors) y los los transistores de efectos de campos o FET (Field Effect Transistors). Estos últimosincluyen los fet de unión (JFET) y los fet de compuerta aislada (MOSFET). Actualmente son muypopulares los transistores bipolares de compuerta aislada o IGBT, utilizados en electrónica depotencia y son muy similares a los MOSFET en su estructura física pero se asemejan más a lostransistores bipolares en su operación eléctrica.

TRANSISTORES

Transistoresbipolares

TransistoresEfectos de

campo

JFET MOSFET

TRANSISTORES BIPOLARESLos transistores, son componentes electrónicos fabricados con materiales de semiconducción talescomo el silicio. De los voltajes aplicados en sus terminales, depende el tipo y numero de funcionesque realiza; por ejemplo, puede amplificar, regular un voltaje, comportarse como interruptor, controlarmotores, etc. Por esta razón, los transistores tienen muchas aplicaciones en la electrónica moderna.Son elementos constituidos por dos masas de material semiconductor: material tipo N y material tipoP.Se sabe que la masa tipo N se caracteriza por tener “electrones de mas” y que a la masa tipo P “lefaltan electrones”. La combinación de ambas masas, permite obtener un dispositivo llamado“diodo”; y este tiene características especiales, gracias a la zona en que unen dichas masas y a laque se conoce como juntura o zona de agotamiento.

Cuando el diodo recibe en sus extremos un voltaje de polarización directa, la juntura se hacesumamente angosta; tanto, que es atravesada por los electrones. Y cuando el diodo recibe un voltajede polarización inversa, la juntura se hace muy grande; y entonces, la corriente no circula. Por talcomportamiento se dice que cuando un diodo esta polarizado directamente, funciona como un


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“interruptor cerrado”, y que cuando el diodo esta polarizado inversamente, funciona como un“interruptor abierto”.En condiciones normales de operación, un diodo empieza a conducir cuando recibe en sus extremosun voltaje mínimo y en polarización directa de 0,3 volts y alcanza su punto máximo de conducción,cuando recibe 0,7 volts.

PARTICULARIDADES DE DIODOS Y TRANSISTORESUn transistor esta formado por la unión de tres masas de material semiconductor. Dos de ellaspueden ser de tipo N, y una de tipo P (con lo cual obtenemos un transistor NPN); o dos pueden ser detipo P y la otra de tipo N ( con lo cual se forma un transistor PNP).De la combinación de estas masas de material semiconductor, se obtienen dos junturas; por eso sedice que forman dos diodos interconectados. El diodo 1 que aparece en la figura corresponde a losterminales de base – emisor. El diodo 2, corresponde a los terminales de base – colector de untransistor.La zona central del transistor, la base, tiene un espesor de algunas micras, hecho fundamental para elfuncionamiento del transistor y motivo por el cual no puede construirse un transistor uniendosimplemente dos diodos.

q Nota: el diodo 1 siempre se polariza directamente y el diodo 2 en forma inversa.

Hecha tal observación, podemos concluir que cuando el diodo 1 se polariza directamente, su unión(base – emisor) se hace sumamente pequeña; por lo tanto, la corriente lo atraviesa con facilidad. En


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tales circunstancias, el diodo 2, que se encuentra polarizado en sentido inverso, no debería conducir;pero en vista de que el diodo 1 esta polarizado en sentido directo y – por lo tanto – se comporta comoun interruptor cerrado y “comparte” la misma masa de material semiconductor con el diodo 2, la zonade agotamiento de éste se reduce; y entonces, la corriente lo atraviesa. Y dado que el voltaje entre elterminal de colector y terminal de emisor es grande, la corriente que pase por el diodo 2 será mayorque la corriente que pase por el diodo 1. De esta manera, la baja resistencia del diodo 1 se transfiereal diodo 2; de hecho, la palabra transistor, significa “transferencia de la resistencia”.

MONTAJES

La forma en que se conecta un transistor, dependiendo de la señal que va a procesar. Y a las distintasformas de conectar este componente, se les denomina montajes.Tanto para el transistor NPN como para el transistor PNP, existen tres tipos de montajes:

Montaje emisor común Montaje Base común Montaje colector común

Montaje de Emisor comúnTal como se menciono el montaje de un transistor depende de la señal que

este componente va a procesar. Cuando se trata de un montaje de emisor común, el terminal de“emisor” es el terminal común para el circuito de entrada de la señal y para el circuito de salida de lamisma. En este caso, el circuito de entrada está formado por el terminal de base y el terminal deemisor; y el circuito de salida esta formado por el terminal de colector y el terminal de emisor.Las principales características de este montaje, son las siguientes:

1. Impedancia de entrada media2. Impedancia de salida media3. Amplifica tanto voltaje como la corriente4. Invierte la fase de la señal en 180°

Montaje de Base comúnEn este caso, la “base” es el terminal común para el circuito de entrada de

señal y para el circuito de salida de la misma. El emisor y la base, forman el circuito de entrada; elcolector y la base, forman el circuito de salida.Las principales características de este montaje, son las siguientes:

1. Baja impedancia de entrada2. Alta impedancia de salida3. No invierte la fase de la señal4. Amplifica voltaje


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Montaje de Colector comúnEn esta montaje transistorizado, el circuito de entrada está formado por el

terminal de base y el terminal de colector; y el circuito de salida, esta formado por el terminal deemisor y el terminal de colector.Las principales características de este montaje, son las siguientes:

1. Impedancia de entrada alta2. Impedancia de salida baja3. No invierte la fase de la señal4. Amplifica corriente

PRUEBAS

Para determinar si un transistor se encuentra en buenas condiciones o no; se deben hacer varios tiposde mediciones: de voltaje, de señales, de resistencia, de corriente, etc. Pero el uso de un multitesterdigital en función de probador de diodos o de un multitester análogo en función de probador deresistencia, permite determinar el estado y hasta el tipo del transistor sujeto a prueba.Recordemos que un transistor es básicamente un par de diodos interconectados y con un terminalcomún (la base). Sólo hay que medir la resistencia de ambos diodos, para saber se existen o no

Cto.IN

Cto.IN

Cto.IN

Cto.OUT

Cto.OUT

Cto.OUT


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cortos entre sus terminales, si el probador de diodos marca un valor infinito (OL) en sentido inverso,quiere decir que los diodos se encuentran en buen estado, y si en el mismo sentido marca un valorbajo, significa que hay corto entre los terminales de estos componentes.Para determinar cual de los dos terminales es el emisor y cual es el colector, simplemente compare lalectura de un diodo con la del otro diodo. El diodo que tenga más lectura será el EMISOR; el diodoque tenga menos lectura será el COLECTOR.

Para determinar el tipo de transistor utilizado, coloque en el terminal base (el cual será consideradoterminal común para ambos) ambas puntas del multitester.

Si este marca lectura baja cuando usted coloque su punta positiva (roja), significa que la basees “positiva”; por lo tanto, el transistor es de tipo NPN.

Si el probador marca una lectura baja cuando usted use su punta negativa (negra), significaque la base es “negativa”; por lo tanto, el transistor es de tipo PNP.


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APUNTE AMPLIFICADORESPROFESOR. LUIS CONCHA CACERES

QUE ES UN AMPLIFICADOR

Un amplificador puede ser definido como un circuito o sistema electrónico que recibe una señal deentrada relativamente débil, la procesa internamente y entrega a la salida una señal más potente.Dependiendo de si la señal de salida tiene o no la misma forma de onda de la señal de entrada, unamplificador puede ser lineal o no lineal.

Loa amplificadores manejan señales que son representaciones eléctricas de cantidades físicas comola voz, la luz, el sonido, etc. La conversión de estas en señales eléctricas, o viceversa, la realizantransductores como micrófonos, parlantes, fotodiodos, etc. La amplificación propiamente dicha laefectúan dispositivos activos como transistores y circuitos integrados asociados a componentespasivos como resistencias, condensadores, bobinas y transformadores.La necesidad de amplificar, es decir de convertir una señal débil en una señal más fuerte, estaprácticamente presente en todos los sistemas electrónicos (audio, video, comunicaciones, control depotencia, etc.).

La figura ilustra la importancia de un amplificador en un sistema de sonido elemental. En este caso, unmicrófono dinámico excita directamente un parlante, la otra figura presenta el circuito eléctricoequivalente.

2. Todos requieren de una fuente de alimentación DC para operar. La mayoría de las fuentesobtienen su potencia primaria de la red pública de AC. Sin embargo, los equipos portátiles yde automóvil utilizan baterías para este propósito.

3. Todos se pueden caracterizar especificando su impedancia de entrada, su impedancia desalida, su ganancia y su respuesta de frecuencia.

PARAMETROS DE LOS AMPLIFICADORES

La complejidad de un amplificador depende, entre otrosfactores del tipo de señal a amplificar y de la cantidad deamplificación o ganancia que ésta requiera. Sin embargo,independientemente de estas circunstancias, la mayoría delos amplificadores tienen en común las siguientescaracteristicas:

1. Todos utilizan, por lo menos, un dispositivo activo,ya sea transistor bipolar, circuito integrado, etc., ouna mezcla de dos o más de estas tecnologías, encuyo caso se denominan amlificadores híbridos.


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LA IMPEDANCIA DE ENTRADA


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CAPITULO 2

PRACTICAS DE LABORATORIO


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PRACTICA PRACTICA DE RESISTENCIASProfesor: Luis Concha Cáceres

Nombre: ___________________________________________________ Curso: _____________Nº Lista: ____________ Fecha: _____________

Análisis de circuitos con resistencias en serie, paralelo y en configuraciones mixtas.

OBJETIVOSü Verificar de manera práctica, las características de los circuitos serie, paralelos y mixtos,

utilizando resistencias como carga.ü Montaje de resistencias en protoboard y medidas de resistencias.ü Observar el comportamiento de voltaje, la corriente y potencia.ü Preparar un informe con la experiencia y conclusiones personales con cada alumno.

MATERIALES UTILIZADOS________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

CIRCUITO ELECTRONICO

Registrar los colores de las resistencias y calcular los valores correspondientes de cada una

R1 R2 R3 R41ª Banda2ª Banda3ª BandaBanda ToleranciaValor


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DESARROLLO DE LA PRÁCTICA

Tras hacer los cálculos teóricos oportunos, montar los circuitos en el protoboard y realizar las medidasy completar las siguientes tablas.

FIGURA 1 CIRCUITO SERIETEÓRICO PRACTICO

Resistencia TotalCorriente totalVoltaje en R1Voltaje en R2Voltaje en R3Potencia Total -----------------------------------------

FIGURA 2 CIRCUITO PARALELOTEÓRICO PRACTICO

Resistencia TotalCorriente totalCorriente en R1Corriente en R2Corriente en R3Potencia Total -----------------------------------------

FIGURA 3 CIRCUITO MIXTOTEÓRICO PRACTICO

Resistencia TotalCorriente totalCorriente en R1Corriente en R2Corriente en R3Corriente en R4Voltaje en R1Voltaje en R2Voltaje en R3Voltaje en R4Potencia Total -----------------------------------------

CONCLUSIONES PERSONALES

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


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FICHA PRÁCTICA CONDENSADORESProfesor: Luis Concha Cáceres

Nombre: _________________________________________________ Curso: _____________Nº Lista: ____________ Fecha: _____________

OBJETIVOSü Verificar experimentalmente la operación de los condensadores como almacenadotes de

carga.ü Familiarizarse con la identificación de los diversos condensadores.ü Comprender intuitivamente las características de carga y de descarga de un condensador.ü Preparar un informe con la experiencia y conclusiones personales con cada alumno.

MATERIALES UTILIZADOS________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

CIRCUITO ELECTRONICO


Montar el circuito electrónico mostrado anteriormente en el protoboard, conecte con un puente deconductor UTP, entre los puntos A y B, durante aproximadamente por unos 30 segundos.Cambie el puente desde el punto B al punto C y observe que sucede.Realice la misma operación con distintos condensadores (electrolíticos, cerámicos, de película)

• Existe alguna diferencia entre condensador y condensador? ¿Por qué?____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


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________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

• Si conectamos los condensadores por menos tiempo. ¿Qué pasa con el tiempo de descargade los condensadores?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

• ¿De que depende el tiempo de descarga de un condensador?____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

CONCLUSIONES PERSONALES

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


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FICHA PRÁCTICA DIODOS SEMICONDUCTORESProfesor: Luis Concha Cáceres

Nombre: ________________________________________________ Curso: _____________Nº Lista: ____________ Fecha: _____________

ESQUEMA ELECTRÓNICO

La figura muestra un esquema de polarización directa de un de un diodo a través de una resistenciade carga y con una tensión de alimentación de +12 Vcc.


Completar la siguiente tabla, con las medidas prácticas que se componen. En polarización directa.

VD1 VR1 IT

Intercambiar entre si los cables de alimentación y repetir nuevamente esas medidas. (Polarizacióninversa)

VD1 VR1 IT

Materiales.

CATODO ANODO

PN


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TRABAJO PERSONAL

A la vista de las medidas realizadas en el desarrollo anterior de la práctica, hacer una descripcióndetallada del comportamiento del circuito.___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Explicar y razonar de forma teórica cuales serán las medidas obtenidas si suponemos que el diodoesta dañado y su cátodo queda en cortocircuito con el ánodo.___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Explicar y razonar de forma teórica cuales serán las medidas obtenidas si suponemos que el diodoesta dañado y su cátodo queda aislado del ánodo.___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


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PRACTICA PRÁCTICA DIODOS EMISORES DE LUZ (LED)Profesor: Luis Concha Cáceres

Nombre: ________________________________________ Nº lista: ___________Curso: ____________Fecha: ____________

Las características que proporciona un fabricante reflejan las dimensiones del componente, su color,longitud de onda luminosa que emite, tensión de absorbe entre ánodo y cátodo (VAK), así como elconsumo (IAK), entre otras. Es muy frecuente conectar un diodo led en serie con una resistencia deabsorción R, cuyo valor se calcula según la siguiente formula:

R = (Vcc – Vak) / Iak

ESQUEMA ELECTRÓNICO

La figura muestra un esquema de polarización directa de un de un diodo led al que se alimenta conuna tensión de 5 Vcc y cuya resistencia de carga supone calculada según la formula anterior.


Completar la siguiente tabla, con las medidas prácticas que se componen. En polarización directa.

VR1 VAK IAK

Calcular el valor de R1 para una alimentación de del circuito con +12 Vcc.

Materiales.


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VR1 VAK IAK

TRABAJO PERSONAL

En los de ánodo común, la patilla común se conecta a potencial positivo. Cada segmento en particularque quiera iluminarse debe enviarse a potencial negativo respecto al ánodo. Los display de cátodocomún se manejan al revés. Según la siguiente figura realice las pruebas necesarias.

Completar la siguiente tabla indicando que segmentos se han de iluminar para visualizar ciertosnúmeros.

DIGITO SEGMENTOS A B C D E F G

031985

• Según su experiencia. ¿Cuál sería el uso mas apropiado que le daría a un diodo led?Explique._________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

• Indique las formas de identificar las patillas de un diodo led. -________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


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PRACTICA RECTIFICACION DE MEDIA ONDAProfesor: Luis Concha Cáceres

OBJETIVOSAnalizar experimentalmente la actuación del diodo como rectificador de la tensión alterna (VAC), asícomo el efecto de los filtros R – C sobre la tensión rectificada.

ESQUEMA ELECTRONICOLa figura muestra un esquema de la rectificación de media onda.


1. Medir con el téster y anotar el valor de VB en los bornes de la resistencia.2. Sustituir R1 por un condensador C1 de 10 µf (ojo con la polaridad). Medir con el téster los valores

de VB en los bornes del condensador.3. Añadir R1 en paralelo con el condensador. Medir con el téster los valores de VB en los bornes del

condensador y la resistencia.

MATERIALES.


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1.- VB - R1 2.- VB – C1 3.- VB – R1 3.- VB – C1

TRABAJO PERSONAL

1. Cambiar el condensador de 10 µf, por otro de 100 µf. Medir VB, VC y corriente.

1.- VB - R1 2.- VB – C1 3.- VB – R1 3.- VB – C1

2. Cambiar R1 por otra de 22 KΩ. Medir VB, VC y corriente. Con condensador de 10 µf, y con el de100 µf.

1.- VB - R1 2.- VB – C1 3.- VB – R1 3.- VB – C1


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PRACTICA RECTIFICACIÓN DE DOBLE ONDAProfesor: Luis Concha Cáceres

OBJETIVOSPresentar un circuito básico de rectificación en onda completa en el que se aprovechan los dossemiciclos de la tensión AC a rectificar.

ESQUEMA ELECTRÓNICOLa figura muestra un esquema de un circuito rectificador de doble onda u onda completa.

DESARROLLO DE LA PRÁCTICA4. Con el canal X del osciloscopio, visualizar y dibujar en relación de fase sobre la gráfica, las

señales en los puntos VA, VB, VC y VD del esquema, indicando la frecuencia y la Vpp., de cadauna. Procurar orientar los extremos de la sonda según la polaridad indicada en el esquema.

5. Colocar en paralelo a R1 el condensador C1 de 10 uF. Medir con el tester la tensión continua en elpunto VD y anotarla.

6. Anotar la Vef de rizado según : Vef = ( ImA/ C µf) x 2,89, donde I = VD/R1, Vmax. Rizado = Vef. X1,73.Vef. Rizado = _______________________; Vmax. Rizado = _____________________

Materiales.


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7. Con el osciñloscopio visualizar, medir y anotar la tension de rizado y compararla con la calculadaanteriormente.Vmax. Rizado medida = _______________________

2.- VD 3.- Vef. Rizado 3.- Vmax. Rizado 4.- Vmax Rizadomedida

TRABAJO PERSONAL1. Cambiar el condensador de 10 µF, por otro

de 100 µF.

Vef Rizado = ______________________Vmax. Rizado = ______________________Vmax. Rizado medida = ________________

2. Sobre la grafica, dibujar la señal de rizadoobtenida en el punto anterior.


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PRACTICA PRÁCTICA RECTIFICACION DE DOBLE ONDA CON EL USO DEPUENTE DE 4 DIODOS O PUENTE DE GRAETZ

Profesor: Luis Concha Cáceres

OBJETIVOSMostrar el funcionamiento de un sistema rectificador de doble onda empleando el puente de Graetzcon cuatro diodos rectificadores.

ESQUEMA ELECTRÓNICOLa figura muestra un esquema de un puente de Graetz rectificador.

DESARROLLO DE LA PRÁCTICACuando llega un semiciclo de la tensión a rectificar, conducen los diodos D3 y D4, en el semiciclocontrario lo hacen los diodos D1 y D2. Es por ello que en R1 se obtiene una tensión pulsatoria doble.

8. Con el canal X del osciloscopio, visualizar y dibujar en relación de fase sobre la gráfica, lasseñales en los puntos VA, VB, VC y VD del esquema. Procurar orientar los extremos de lasonda según la polaridad indicada en el esquema.

9. Colocar en paralelo a R1 el condensador C1 de 10 uF. Medir con el tester la tensión continuaen el punto VD y anotarla.

10. Cambiar C1 de 10 uF por otro de 100 uF. Con el canal X del osciloscopio, visualizar y dibujaren relación de fase sobre la gráfica, las señales en los puntos VA, VB, VC y VD del esquema.

Anote en esta tabla los valores obtenidosVA VB VC VD

Materiales.


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11. Dibuje las señales en VA, VB, VC, VD

12. Dibuje las señales con el condensador de 100 uf

Esquema con puente rectificador


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PRACTICA DIODO ZENER Y SU CURVA CARACTERISTICAProfesor: Luis Concha Cáceres

OBJETIVOSEstudiar el funcionamiento de este tipo de diodos cuando se les aplica una tensión, tanto enpolarización directa como en polarización inversa.

ESQUEMA ELECTRÓNICOLa figura muestra el esquema de un diodo zener cuya Vz es de 5,6 V y esta polarizado directamente.

MONTAJE PRÁCTICOEl circuito se alimenta con +12Vcc, el tester estará conectado en los bornes de D1y de R1 lo quepermitirá la caída de tensión en el zener.DESARROLLO PRÁCTICOMedir VR1, VD1 e I, tanto con el circuito polarizado directa como inversamente; para este caso bastacon cambiar la orientación del diodo. Completar la tabla siguiente.

POLARIZACIÓN VR1 VD1 IDIRECTAINVERSA

RABAJO PERSONALSe trata de obtener la curva característica de un diodo zener. Para ello cablear el circuito de lasiguiente figura

MATERIALES USADOS______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Se trata de completar las siguientestablas, una con polarización directa yotra para polarización inversa.Mediante la fuente de poder o unpotenciómetro se va ajustando Ve alos valores indicados en las tablas (semide entre GND y Vcc), al tiempo quese mide VD, VR e I


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DirectaVe 0 0.2 0.4 0.8 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 5 6 7 8 9 10 11 12VDVrI

InversaVe 0 0.2 0.4 0.8 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 5 6 7 8 9 10 11 12VDVrI

Representar Gráficamente los valores obtenidos en las dos tablas anteriores.

12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12


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Practica RECORTE DE PICOS MEDIANTE ZENERProfesor: Luis Concha Cáceres

OBJETIVOSMostrar una de las aplicaciones típicas del diodo zener cuando se le aplica una tensión alterna;recortar los picos o crestas de sus semiciclos.

ESQUEMA ELECTRÓNICOEl esquema muestra un circuito rectificador a base de un diodo zener y esta polarizado inversamente.

MONTAJE PRÁCTICOEl circuito se alimenta con 12Vac (tensión alterna), suministrada por el secundario del transformadorde la fuente.

DESARROLLO PRÁCTICO

1. Medir VA, VB y VC, con el tester y el zener conectado inversamente. Completar la tabla siguiente.

POLARIZACIÓN VA VB VCINVERSA

2. Mediante el osciloscopio, se trata de medir las señales en los puntos VA, VB, y VC del esquema.Procurar conectar los extremos de la sonda según la polaridad indicada. Dibujar las tres señalesen relación de fase sobre la gráfica. Observar que la tensión en R1 (VC) se corresponde con elpico del semiciclo rechazado por el zener.

MATERIALES USADOS___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


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3. Montar el esquema de la figura. Se trata de dos diodos zener en serie y en oposición.

4. Completar la gráfica de la figura con las señales en los puntos VA, VB, VC. Usando elosciloscopio. Se puede apreciar claramente que la señal en el punto VB corresponde a la tensiónzener de uno de los dos (el polarizado inversamente) más el umbral del otro (el polarizadodirectamente). En el punto VC por su parte se puede apreciar los dos picos rechazados de latensión alterna presente en VA.

Se consigue recortar los picos ocrestas de ambos semiciclos ya queuno de los dos zener siempre estaráinversamente polarizado


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REGISTRE SUS CONCLUSIONES

REGISTRE SUS CONCLUSIONES____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


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Practica CIRCUITOS ESTABILIZADORES / REGULADORESProfesor: Luis Concha Cáceres

OBJETIVOSEstudiar el empleo de dispositivos integrados capaces de proporcionar una tensión continuaestabilizada y regulada a un determinado valor, a partir de otra función sin estabilizar.

ESQUEMA ELECTRÓNICOLa figura muestra el esquema de trabajo que servirá para realizar y probar la presente practica.

MONTAJE PRÁCTICO

La tensión de entrada VE se aplica desde la salida +V de la fuente. De esta forma mediante elpotenciómetro podemos realizar variaciones de dicha tensión. Esta tensión también podría procederde un sistema de rectificación y filtrado como los estudiados en las prácticas anteriores. En la salidaVS tenemos la tensión estabilizada a un voltaje que nuestro componente regulador va a entregar.


Con la ayuda del multitester iremos ajustando la tensión de entrada VE a los valores indicados en lasiguiente tabla, al tiempo que medimos la de salida.

ENTRADA 1 3 5 7 9 11 13 15SALIDA

Se observa que, mientras la tensión de entrada VE es menor que la del regulador, la tensión de salidaVS varía. Cuando se alcanza y supera la tensión del regulador, la salida permanece estabilizada.Todo regulador debe ser alimentado a su entrada con una tensión superior a la que se desea en lasalida.

MATERIALES USADOS______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


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TRABAJO EN EQUIPOBasándonos en el esquema, se trata de sustituir el regulador por otro, que proporciona una tensión desalida VS distinta. Volver a completar la siguiente tabla.

ENTRADA 1 3 5 7 9 11 13 15SALIDA

El circuito de la figura muestra una fuente de alimentación completa. A partir de una tensión alterna de12 V AC, se obtiene una tensión continua estabilizada. Se puede distinguir claramente el circuito derectificación, los condensadores los condensadores de filtro y el circuito de estabilización. Montarlo yrealizar las medidas

REALICE SUS CONCLUSIONES PERSONALES

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Ve =__________________Vs =__________________


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Practica IDENTIFICACION DE EMISOR, BASE Y COLECTOR DETRANSISTORES

PROFESOR: LUIS CONCHA CÁCERESNombre: _______________________________________________ Curso: _____________Nº Lista: ____________ Fecha: _____________

OBJETIVOSAnaliza la estructura interna de los transistores bipolares, comprobando el estado interno de losmismos, tipo de transistor así como identificación de sus terminales.

ESQUEMA ELECTRÓNICOSe empleará el téster en la escala de comprobación de diodos. Cuando a un diodo se le polarizadirectamente, la punta de prueba roja al ánodo y la punta negra al cátodo, el instrumento mide latensión de umbral, en torno a los 600 – 800 mV. En caso de polarización inversa, el instrumento indicael valor 1.

MONTAJE PRÁCTICOSe van a elegir tres transistores y se insertarán en el módulo board del entrenador. Las patillas de losmismos se enumeran arbitrariamente. Como lo muestra la figura.

Símbolos y equivalencias eléctricas de lostransistores NPN y PNP

Fundamentos teóricos básicosExisten dos tipos de transistores bipolares, el NPN y elPNP. En ambos se les puede considerar como la uniónalternada de dos tipos de cristales semiconductores quedan origen a dos diodos en oposición. Sus electrodosreciben el nombre de emisor (E), base (B) y colector (C). talcomo lo indica la figura; el electrodo correspondiente a labase es común a los otros dos. La base es el únicoelectrodo que, respecto a los otros dos, presenta el efectodiodo.

MATERIALES.


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a) Identificación de la baseLa patilla correspondiente a la base es la que presenta el efecto diodo respecto las otras dos. Serecuerda que el efecto diodo consiste en colocar las puntas de prueba entre dos patillas de formadirecta y luego inversa. En un caso, el instrumento marca la tensión de umbral, y en el otro no. Elproceso se repite con las otras parejas de patillas. Aquella pata que presente diodo respecto a lasotras dos, será la base. Si esta no logra identificarse, el transistor se encuentra en mal estado.Completar la siguiente tabla:

Indicar si hay diodo o no entre estas parejasModelo deltransistor 1 – 2 1 – 3 2 – 3

La base es lapatilla Nº:

b) Tipo de transistorCuando el téster se pone en la posición para comprobar diodos, las puntas de prueba proporcionanuna tensión que se aplica al diodo bajo análisis. Localizada la base de un transistor, basta con fijarseque punta del téster está en contacto con dicha base cuando se polariza directamente respecto acualquiera de las dos patillas. Si es la roja, se tratará de un NPN ya que en este momento a la base sele está haciendo positiva. En caso contrario, se tratará de un transistor PNP. Completar la siguientetabla:

Modelo del transistorTipo (PNP – NPN)

c) Localización del emisor y el colectorLlegados a este punto, hemos localizado el electrodo correspondiente a la base, así como tambiénhemos determinado si el transistor es PNP o NPN. Se trata ahora de localizar los electrodoscorrespondientes al emisor y al colector. Sabemos que para que un transistor conduzca es necesariopolarizar directamente al diodo base – emisor, e inversamente al diodo base colector. Para ello,podemos probar con los circuitos de polarización mostrados en la figura:

La figura a, muestra la polarización adecuada para un NPN en la que se supone que una patillacualquiera es el colector y la otra es el emisor. Se mide la tensión en R2 y se calcula la intensidad (IR2


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= VR2 / R2). La figura b muestra el mismo circuito pero tomando como emisor al que antes se tomócomo colector y viceversa. Se mide nuevamente la tensión en R2 y se calcula su intensidad. De lasdos intensidades obtenidas, la que sea mayor, se corresponde al colector. Las figuras c y d muestranla polarización adecuada para el caso de los transistores PNP.

Realizar las oportunas medidas y completar la siguiente tabla donde se resume el tipo de transistor ylas patillas de sus electrodos.

PATILLASTransistor Tipo (PNP – NPN) Nº 1 Nº 2 Nº 3

Realice sus propias conclusiones sobre la experiencia práctica realizada.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


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Practica IDENTIFICACION DE TRANSISTORESPROFESOR: LUIS CONCHA CÁCERES

Nombre: ____________________________________________Curso: _____________Nº Lista: ____________ Fecha: _____________

OBJETIVOSAnaliza la estructura interna de los transistores bipolares, comprobando el estado interno de losmismos, tipo de transistor así como identificación de sus terminales.

DESARROLLO DE LA PRÁCTICAAlgunos modelos de téster tienen la posibilidad de comprobar el estado de los transistores al tiempoque miden la ganancia estática de los mismos. Para ello, disponen en la escala del instrumento unaposición indicada como hFE y de un zócalo para la inserción del transistor bajo prueba, tal y comomuestra la figura:

Cuando se desconoce el tipo de transistor sus patillas, este se va insertando según las diferentesposiciones representadas en el zócalo. Cuando se inserte en forma correcta, el instrumentoproporciona una lectura válida de la hFE del mismo. Automáticamente conoceremos si el transistor esPNP o NPN y la distribución de sus electrodos, dado que viene indicado en el propio zócalo.Según lo explicado se propone realizar la comprobación de los transistores disponibles con la ayudade un téster. Completar la siguiente tabla con los resultados obtenidos donde se resume el tipo detransistor y las patillas de sus electrodos. Además compararla con la práctica anterior.

PATILLASTransistor Tipo (PNP – NPN) Nº 1 Nº 2 Nº 3

Según su experiencia, cual es la forma más recomendable para identificar los electrodos de untransistor e indique si existe una forma distinta a las ya explicadas.___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


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Practica CURVA IB/ IC DE UN TRANSISTORPROFESOR: LUIS CONCHA CÁCERES

Nombre: ______________________________________________ Curso: _____________Nº Lista: ____________ Fecha: _____________

OBJETIVOSComprobar experimentalmente cómo al variar ligeramente la corriente de entrada por la base deltransistor, se produce una variación mayor en la corriente de salida por el colector.+

ESQUEMA ELECTRÓNICOLa figura, muestra el esquema electrónico experimental que nos permitirá comprobar el efectoamplificador del transistor. Mediante P1 variamos la VB aplicada a la base, con lo que se varía la IB.Esta se puede calcular midiendo la tensión en la resistencia de base R1 (IB = VR1/ R1). La intensidad decolector IC se puede calcular midiendo la tensión en R2 (IC = VR2/ R2).

POLARIZACION BASICA DEUN TRANSISTOR NPN

Fundamentos teóricos básicos

La característica principal de un transistor proviene de su principio defuncionamiento. Al variar ligeramente una pequeña intensidad de entradapor la base (IB), se obtiene una notable variación de la corriente de salida porel colector (IC). Esto se conoce como el efecto de amplificación de untransistor. La figura, muestra el esquema básico de polarización de untransistor NPN en configuración de emisor común. Se aprecia una intensi-dad de entrada a través de una resistencia de base RB y una intensidadde salida a través de una resistencia de polarización RC.

Al aplicar una tensión directa +VB el diodo base-emisor queda directamentepolarizado. De toda la corriente que circula por el emisor (IE), una pequeñaparte procede de la base (IB) y el resto del colector (IC). Variaciones ligerasde IB provocan notables variaciones en IC.

MATERIALES____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


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MONTAJE PRÁCTICOEl potenciómetro P1 de 100 K está en el propio entrenador. El circuito se alimenta desde +V y GND. Latensión de +V hay que ajustaría a 15 V.

DESARROLLO DE LA PRÁCTICACompletar la siguiente tabla. Midiendo en bornes de RB, VRB se va ajustando a los valores indicados (O,0,05, 0,1, etc.), al tiempo que se mide y anota la tensión VRC La IB se calcula según IB = VRB/ RB e IC según IC=VRC/ RC. Anotar también ambas intensidades para cada VRB de la tabla y pasarlas luego a la gráfica querelaciona la IB con la IC.

VRB 0 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40VRCIBIC

TRABAJO EN EQUIPOEn esta ocasión se emplea un transistor PNP modelo BC557. El circuito experimental de polarización que permiteobtener la relación entre IB e IC se muestra en la figura, se trata de completar la tabla siguiente y realizar lagráfica

VRB 0 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40VRCIBIC


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Practica POLARIZACION DEL TRANSISTORPROFESOR: LUIS CONCHA CÁCERES


OBJETIVOSEstudiar, analizar y medir los valores de un circuito práctico de polarización de un transistor, de formaque se pueda determinar el punto de trabajo basado en la IC y la VCE.

FUNDAMENTOS TEORICOS BASICOSLa polarización de un transistor determina el punto de trabajo en el que se encuentra. La figura muestrael circuito clásico de polarización. Mediante las resistencias RB1 y RB2 se obtiene la tensión directa VBEcon la que se polariza el transistor. RC representa la resistencia de carga y RE la resistencia deestabilización térmica.Los cálculos que permiten obtener todas las tensiones e intensidades del circuito se realizan a partir de lassiguientes fórmulas elementales:

ESQUEMA ELECTRÓNICOLa figura, muestra un circuito práctico de polarización. Se basa en un transistor NPN alimentado con unatensión continua de 9 V y unas resistencias cuyo valor viene indicado.

MATERIALES____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


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MONTAJE PRÁCTICO

Se muestra en la fotografía de la derecha. La tensión dealimentación se obtiene de +V del entrenador, que debe serajustada previamente a +9 V.


Según las fórmulas anteriores, se trata de realizar los cálculosteóricos del circuito anterior, para luego realizar las medidasprácticas con el téster y compararlas. Las tensiones se midencon respecto a masa o bien en bornes del componente.Completar la siguiente tabla.

Medidas VB VE IE IC VC VCE VRB2 VRB1 VRC VRETeóricaPractica

TRABAJO EN EQUIPOEn la figura, muestran dos circuitos para la polarización clásica de un transistor PNP. El circuito a) empleaalimentación negativa de -9V respecto a GND que se obtiene, previo ajuste, desde -V del entrenador. Elcircuito b) emplea alimentación positiva de +9 V respecto a GND. Se trata de hacer los cálculos y medidasoportunas para completar las tablas adjuntas. En el caso del circuito a) las tensiones se miden respecto aGND o en bornes del componente, en el circuito b) se mide respecto a +V o en bornes del componente

Alimentación NegativaMedidas VB VE IE IC VC VCE VRB2 VRB1 VRC VRETeóricaPractica

Alimentación PositivaMedidas VB VE IE IC VC VCE VRB2 VRB1 VRC VRETeóricaPractica


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Practica EFECTO AMPLIFICADOR Y RECTA DE CARGAPROFESOR: LUIS CONCHA CÁCERES

OBJETIVOSCalcular la amplificación de corriente de un transistor así como determinar el punto Q de trabajo dentrode la recta de carga

FUNDAMENTOS TEORICOS BASICOSAl aumentar la corriente de entrada por la base IB’, se aumenta la corriente de salida por el colector ICLa relación = IC/IB permite conocer la ganancia en corriente ( ). El factor de amplificación es uno delos parámetros que suele indicar el fabricante del transistor.Por otra parte, la recta de carga es una gráfica que representa todos los posibles puntos de trabajo de untransistor alimentado con una tensión y una resistencia de carga determinada. La recta siempre parte delllamado «punto de corte» y termina en el llamado «punto de saturación». El punto de corte queda definidocuando el transistor está bloqueado y, por tanto, IC = O y VCE = VCC. La saturación se define cuando eltransistor deja pasar el máximo de intensidad, VCE = O V e IC = VCC / RC. La figura representa un transistoralimentado mediante una resistencia de carga de 100 con una tensión de 9V. La figura representa larecta de carga con los puntos de corte y saturación. Todo el tramo de la recta representa los posibles puntosQ de trabajo.

ESQUEMA ELECTRÓNICOLa figura, muestra el esquema eléctrico empleado para los experimentos que nos permitan establecerel factor de amplificación así como los puntos Q dentro de la recta de carga, para diferentescondiciones de trabajo del transistor.

MATERIALES____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


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MONTAJE PRÁCTICOEl potenciómetro R1 se encuentra en el propio entrenador. La alimentación del circuito es de +9 V que secogen, previo ajuste, desde el punto +V.

DESARROLLO DE LA PRÁCTICAEl brillo del diodo led permitirá deducir un menor o mayor paso de corriente IC a su través. Se miden lastensiones oportunas. La intensidad IB se calcula mediante IB = VRB/ RB y la intensidad IC= VRC/ RC. El factor deamplificación se calcula: = IC/ IB. Completar la siguiente tabla

Valor medido Valor CalculadoNº. Paso Luminosidad del ledVCE VBE VRB VRC IC IE

1 APAGADPO2 MINIMA3 MEDIA4 MAXIMO

TRABAJO EN EQUIPOCalcular y dibujar sobre la gráfica de la figura la recta de carga del circuito. El punto de trabajo Q sedefine como la relación entre IC y VCE. A la vista de los resultados anotados en la tabla anterior, dibujarlos puntos de trabajo en que se encontraba el transistor cuando se hicieron las medidas de los pasos 3y 4.

ANOTACIONES PERSONALES______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


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Practica TRANSISTOR EN CONMUTACIONPROFESOR: LUIS CONCHA CÁCERES


OBJETIVOSPresentar un estado del transistor en el que trabaja en uno de los dos extremos de la recta de carga, elpunto de corte o el punto de saturación, descartándose los infinitos puntos de trabajo que define dicha rectade carga. Los transistores empleados en los dispositivos digitales trabajan en estado de conmutación,bloqueados o conduciendo.

DESARROLLO DE LA PRÁCTICA1. Conectando la entrada Vin con GND realizar las siguientes medidas y anotarlas en la tabla adjunta,

junto con los cálculos realizados. Sobre la gráfica, dibujar la recta de carga e indicar el punto Q detrabajo del transistor en este momento.

2. Conectar la entrada Vin con +5 V realizar las siguientes medidas y anotarlas en la tabla adjunta,jun to con los cálculos realizados. Sobre la gráfica, dibujar la recta de carga e indicar el puntoQ de trabajo del transistor en este momento.

MATERIALES____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

PARAMETRO TEORICO PRACTICOICIB

VBE

VCE

VRB

VRC


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TRABAJO EN EQUIPOSe desea gobernar una carga tipo led. Los datos del fabricante indican que la tensión VAK debe ser de 1,5V y el consumo de 20mA. El circuito, mostrado, se alimenta con +9 V siendo la tensión de entrada Vin de +5V. Se emplea el transistor BC547 cuya = 250. Se pide calcular el valor de las resistencias RB y RC ymontar el circuito con el valor más aproximado disponible. Anotar en la tabla los valores que se piden ydibujar sobre la gráfica la recta de carga y el punto Q de trabajo.


VBE

VCE

VRB

VRC


VBE

VCE

VRBVRC


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Practica AMPLIFICADORES DE B.F.PROFESOR: LUIS CONCHA CÁCERES


OBJETIVOSMostrar prácticamente el efecto amplificador de un transistor debidamente polarizado al que sesomete a una señal alterna de entrada. Calcular la amplificación de la señal de salida respecto a lade entrada.

FUNDAMENTOS TEORICOS BASICOSEn prácticas anteriores se estudió la polarización de un transistor de forma que trabajase en un puntode la recta de carga. A este punto se le llama punto Q y representa el punto de reposo. Cuando alcircuito de polarización se le añade además una señal alterna, ésta produce variaciones depolarización en la entrada con lo que se provoca variaciones de la intensidad que circula por eltransistor. A su salida aparece una señal igual que la de entrada pero de mayor amplitud

ESQUEMA ELECTRONICOLa figura muestra el esquema de una etapa amplificadora con un transistor en montaje de emisorcomún. Es la configuración más típica

DESARROLLO DE LA PRÁCTICAEn primer lugar el circuito va a trabajar en reposo, es decir, sin señal. Para ello desconectamos lasalida del generador con el potenciómetro P1. En estas condiciones, hacemos los cálculos teóricos ymedidas oportunas para completar la siguiente tabla. En la gráfica, dibujamos la recta de carga y elpunto Q de trabajo en reposo.

MEDIDAS VB VE lE Ic Vc VCE VRB2 VRB1 VRC VRE

TEÓRICA

MATERIALES____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


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PRÁCTICA

Vin = _______________________; Vout = ____________________; A = _________________

Mover ahora el potenció metro P1 con objeto de aumentar la amplitud de la señal de entrada. En unmomento dado se observa que la señal de salida deja de ser senoidal y empieza a deformarse. Lospicos de uno de los dos semiciclos o de ambos se van recortando (distorsión). Anotar el valor de lasseñales de entrada (Vin) y de salida (Vout) justo en ese instante.

Vin = _______________________; Vout = ____________________

Dibujar la grafica resultante para las dos señales Vin y Vout

A continuación, con ayuda de un osciloscopio,ajustamos el generador a una frecuencia senoidalde unos 10 Khz. que aplicamos al circuito a travésde P1. El canal 1 se conecta al punto de entrada yel canal 2 al de salida. Mediante P1 ajustamos laseñal de entrada a una amplitud de unos 20 mVef.Atenuamos así dicha señal para que no provoquedistorsión en la señal de salida.Medir y anotar la tensión de las señal de entradaVin así como la de salida (Vout). Calcular laamplificación según la formula A = VOut/Vin


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TRABAJO EN EQUIPOAMPLIFICADOR EN BASE COMÚNLa figura, muestra una etapa amplificadora en montaje de base común. La señal de entrada Vin seaplica entre base y emisor y la de salida se obtiene entre base y colector. Montar el circuito.

Desconectar la salida del generador de la entrada Vin del circuito bajo prueba. Trabajamos sin señal,en reposo. En estas condiciones, hacer los cálculos y medidas necesarias para completar la siguientetabla. Sobre la gráfica de la Figura 6-6 trazar la recta de carga e indicar el punto de trabajo en reposo.

MEDIDAS VB VE LE IC VC VCE VRB2 VRB1 VRC VRE

TEÓRICAPRÁCTICA

AMPLIFICADOR EN COLECTOR COMÚN

La figura, muestra el esquema de una etapa amplificadora en montaje de colector común. Este tipo de

Conectar la salida del generador conla entrada Vin del circuito. El canal 1del osciloscopio mide la señal deentrada Vin y el canal 2 la señal desalida Vout. Anotar el valor de ambasseñales y calcular la amplificación. Sepuede observar que en este tipo deamplificador, la señal de salida está enfase con la de entrada.

Vin = ____________________Vout = ___________________A = _____________________


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amplificador se emplea para amplificar corriente, no amplitud.Desconectar la señal del generador de la entrada Vin del circuito. Se trabaja en reposo, sin señal. Enestas condiciones calcular, medir y anotar los valores propuestos en la siguiente tabla. Sobre lagráfica trazar la recta de carga y dibujar el punto Q de trabajo.

MEDIDAS VB VE LE IC VC VCE VRB2 VRB1 VRC VRE

TEÓRICAPRÁCTICA

Conectar la señal del generador a la entrada Vin del circuito. La sonda del canal 1 del osciloscopioconectarla en Vin la sonda del canal 2 conectarla en Vout. Medir y anotar ambas señales y calcular laamplificación.

Vin = _______________________; Vout = ____________________; A = _________________

A la vista de las medidas realizadas se puede concluir que un montaje en colector común no amplificala amplitud de la señal, pero sí la potencia o intensidad de la misma. De igual forma, se puedecomprobar que la señal de salida está en fase con la de entrada.

EL PUSH-PULLSe trata de una etapa amplificadora formada por dos transistores complementarios trabajando encolector común. Ambos transistores trabajan en la zona próxima al punto de corte de la recta decarga. Se polarizan con la propia señal de entrada a amplificar y que se supone procede de una etapaamplificadora previa. Cada transistor se especializa en amplificar uno de los semiciclos de la señal, elNPN amplifica el positivo y el PNP el negativo. Entre ambos se obtiene una señal que si bien no esamplificada en amplitud, sí lo es en potencia. Montar el circuito de la figura.


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Consiste en una etapa amplificadora previa similar a la del primer circuito de esta practica. Se encargade amplificar la débil señal de entrada procedente del generador del entrenador. La señal amplificadase aplica a la etapa de potencia en push-pull que la amplifica en potencia.

Con ayuda del osciloscopio ajustar la señal de entrada en el punto A del circuito a una tensión de unos80 mVpp y unos 2 Khz. de frecuencia. Medir la señal presente en el punto B y que corresponde a laseñal de salida de la etapa preamplificadora. Observar que hay una fuerte amplificación de tensión.Medir ahora la señal de salida en el punto C. Se nota que la amplitud es incluso menor que en elpunto B. No se amplifica la tensión pero si la intensidad. También se nota una ligera distorsión en laseñal de salida, se conoce como «distorsión de cruce».Dibujar la distorsión que se provoca en el punto de medición.

ANOTACIONES PERSONALES___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


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Practica CIRCUITOS BASICOS DE ESTABILIZACIONPROFESOR: LUIS CONCHA CÁCERES


OBJETIVOSMostrar el funcionamiento de los circuitos encargados de suministrar una tensión continua dealimentación, estabilizada.

FUNDAMENTOS TEORICOS BASICOSLa mayor parte de circuitos electrónicos necesitan de una tensión de alimentación continua para sufuncionamiento. Esta se obtiene mediante una fuente de alimentación (FA) que se encarga derectificar y filtrar la tensión alterna. Sin embargo, la tensión continua que la FA suministra a la cargaestá sujeta a una serie de variaciones:a) Si la alterna de entrada aumenta, también lo hace la continua de salida. Esto puede dañar a la

carga o circuito que tratamos de alimentar.b) Si el consumo de la carga aumenta, la tensión continua que suministra la FA tiende a bajar con lo

que el funcionamiento del circuito alimentado puede ser defectuoso.Los circuitos de estabilización, también llamados de regulación, pretenden resolver estos dosproblemas de forma que, tanto si la alterna de entrada aumenta como si aumenta el consumo de lacarga, la tensión de salida que se aplica a la carga se mantenga constante.

ESQUEMA ELECTRONICOEl esquema de la figura, consiste en un circuito básico de estabilización. Nos permite analizar el efectoregulador tanto cuando la tensión continua de entrada sube como cuando aumenta el consumo, deforma que en la carga la tensión continua se mantenga constante

MONTAJE PRÁCTICOEl circuito se basa en las propiedades del diodo zener que, como es sabido, cuando se le polarizainversamente y se supera su tensión de zener (Vz), la tensión en sus bornes Vz es constante,independientemente de la intensidad que circule a su través.La resistencia RL junto con el potenciómetro P1 del entrenador simulan la carga que se deseaalimentar. Moviendo P1 de un extremo a otro, se varía la resistencia de la carga y con ello se simulanvariaciones en el consumo de la misma. El circuito se alimenta desde el punto +V del entrenador.Podemos aplicar una tensión continua variable para simular aumentos de la tensión de entrada.Cuando la tensión de entrada supera la del zener (VZ) la tensión aplicada a la carga, en bornes del

MATERIALES____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


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mismo, debe mantenerse constante varíe la de entrada o el consumo.

DESARROLLO DE LA PRÁCTICACompletar la siguiente tabla realizando las medidas y cálculos oportunos. Variando + V se simula unaumento de la tensión continua de entrada (3, 5, 7, ... ). Moviendo P1 de un extremo al otro, se varíala resistencia de carga y con ello se simula variaciones en el consumo de la carga. VLR

V. ENTRADA 3V 5V 7V 9V 11V 13 V 15 VVRL

Tope izquierdo de P1 IRLVz

VRLTope derecho de P1 ILR

Vz

TRABAJO EN EQUIPO

Se presentan una serie de circuitos de regulación más sofisticados. El usuario debe montarlos yrealizar los análisis oportunos con objeto de experimentar el efecto de estabilización .Circuito de estabilización serie con transistorSu esquema se muestra en la Figura 9-3. El regulador lo forma el transistor Q1 que está en serie conla carga a alimentar. Este transistor absorbe entre colector-emisor más o menos tensión según seanecesario. La base del transistor recibe una tensión fija de referencia de 5,6 V suministrada por eldiodo zener DZ1. Una subida en la tensión de entrada tiende a aumentar la tensión de salida haciendoal emisor más positivo. Si el emisor es más positivo que la base (que está fija a 5,6 V), Q1 conducemenos y absorbe entre colector y emisor más tensión. Se produce un efecto de compensación.Aumenta la tensión de entrada pero también aumenta la tensión colector-emisor del transistor,dejando la tensión de salida estabilizada.Si aumenta el consumo de la carga la tensión de salida tiende a bajar, con lo que el emisor se hacemás negativo respecto a la base. Q1 queda más polarizado y su tensión colector-emisor disminuye,con lo que la salida recibe más tensión. Se produce nuevamente un efecto de compensación. Latensión de salida siempre será Vz - VBE.


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Montar el circuito y realizar las medidas y cálculos necesarios para completar la siguiente tabla. Latensión de entrada se aplica desde +V del entrenador. Ésta se puede aumentar para comprobar elefecto de estabilización. La tensión de salida se obtiene entre emisor y GND. La resistencia de cargaestá formada por RL y P1. Variando esta resistencia se simula variaciones en el consumo.

V. ENTRADA 3V 5V 7V 9V 11V 13 V 15 VVRL

Tope izquierdo de P1 IRLVz

VRLTope derecho de P1 ILR

Vz

ESTABILIZACIÓN SERIE CON DOS TRANSISTORESEl esquema de la figura, presenta un circuito regulador/estabilizador serie con dos transistores. Latensión de entrada se supone proviene de una FA sin estabilizar. El efecto regulador lo produce 01que está en serie con la carga a alimentar (V. SALIDA). Su funcionamiento es similar al explicado enel esquema de la Figura 9-3.El transistor regulador Q1 es controlado mediante el transistor Q2. Éste tiene en su emisor una tensiónde referencia fija proporcionada por el zener D1. Por la base recibe parte de la tensión de salida. Q2compara ambas tensiones y actúa sobre Q1 de forma que absorba más o menos tensión.Efectivamente, si la tensión de salida tiende a bajar, también lo hace la base de Q2 con lo que esteconduce menos, su tensión de colector aumenta polarizando más fuerte a Q1. Este aumenta suconducción y su tensión colector-emisor disminuye, con lo que se compensa la tensión de salida. Si latensión de salida tiende a aumentar, también lo hace la base de Q2. Éste conduce más y su tensiónen el colector disminuye. Q1 queda menos polarizado por lo que su tensión colector-emisor aumenta,compensando así la tensión de salida.

Completar la siguiente tabla para comprobar que la tensión de salida queda estabilizada cuando latensión de entrada la supera.

V. ENTRADA 3V 5V 7V 9V 11V 13 V 15 V Máx.VE1VB1


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VC1V. SALIDA

ESTABILIZACIÓN SERIE CON TENSIÓN DE SALIDA AJUSTABLEEl esquema de la figura, muestra un sistema de estabilización serie similar al anterior, pero contensión de salida estabilizada y ajustable.

El circuito incorpora un potenciómetro de 100 K (situado en el entrenador). La resistencia de base es,por tanto, variable, lo que hará que Q2 conduzca más o menos obligando a Q1 a que absorba más omenos tensión y regulando, por tanto, la de salida.Ajustar la tensión de entrada al máximo posible. Variando P1 observar la variación de la tensión desalida. Anotar la mínima y la máxima.

V. SALIDA máx. = _________________; V. SALIDA mín. = __________________

ANOTACIONES PERSONALES________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


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Practica CIRCUITOS MULTIVIBRADORESPROFESOR: LUIS CONCHA CÁCERES

OBJETIVOSExplicar y comprobar prácticamente el funcionamiento de los diferentes tipos de circuitosmultivibradores más utilizados.

ESQUEMA ELECTRONICOEn la figura, se muestra el esquema de un multivibrador biestable o flip-flop. Consta de dostransistores y unas resistencias de polarización. Las salidas de los transistores se han conectado consendos diodos leds que visualizan los dos estados posibles de cada transistor. Cuando el punto A seconecta durante un breve instante de tiempo con masa, QI queda bloqueado, DI se apaga, su tensiónde colector sube y polariza a la base de Q2. Éste conduce y D2 se ilumina, la tensión de colector caea O V y, por tanto, la base de QI queda sin polaridad con lo que se mantiene bloqueado. Este estadose mantiene indefinidamente hasta que se aplique GND por el punto B durante un breve espacio detiempo. El proceso se repite pero ahora es Q2 el que está bloqueado.


Una vez montado el circuito vamos a proceder al análisis del estado de los dos transistores.Empezamos tocando el punto A con GND durante un breve espacio de tiempo. Completar la siguientetabla realizando las medidas oportunas.

TRANSISTOR VBE VCE VRC IC 01 (ON/OFF) 02 (ON/OFF) ESTADO (ON/OFF)0102

MATERIALES____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


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Tocar el punto B con GND durante un breve espacio de tiempo. En estas condiciones hacer lasmedidas oportunas y completar la siguiente tabla.

TRANSISTOR VBE VCE VRC IC 01 (ON/OFF) 02 (ON/OFF) ESTADO (ON/OFF)0102

TRABAJO EN EQUIPO

aplicada a la propia base de Q1 produce su auto-bloqueo. Al mismo tiempo, C1 se va descargando através de R4. Cuando se vacíe completamente la base de Q2 quedará polarizada.En este momento Q1 se bloquea y Q2 conduce iluminando D2. La corriente de base de Q2 cargaahora a C1 hasta que Q2 se auto-bloquea. Al mismo tiempo C2 se descarga a través de R3. Llega uninstante en que Q1 vuelve a conducir y Q2 a bloquearse. El ciclo se repite nueva y constantemente.

1. Dibujar los oscilogramas que relacionan la señal de base y de colector de cualquiera de lostransistores. El canal 1 está conectado en la base y el canal 2 en el correspondiente colector.

Consiste en montar y experimentar conel resto de circuitos multivibradores.Multivibrador inestableSu esquema es el mostrado en la Figura8-3. El funcionamiento es similar almultivibrador biestable en cuanto a quelos transistores conducen alternadamentede forma que la conducción de unoproduce el bloque del otro. La diferenciade este circuito con el anterior estriba enque no es necesaria ninguna señalexterna para cambiar el estado de estostransistores. Esta señal se generaautomática y periódicamente mediante uncircuito R-CSupongamos que inicialmente Q1conduce, DI está iluminado. La corrientede base de Q1 va cargando a C2 hastaque adquiere una tensión negativa que

Señal de Base Señal de Colector


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Cuando la base es negativa (condensador cargado), el transistor está bloqueado (tensión de colectoralta). Cuando el condensador se descarga (rampa ascendente en la base) el transistor conduce(tensión baja en el colector).

2. Dibujar los oscilogramas que relacionan la señal de los colectores de ambos transistores.

Cuando Q1 conduce (tensión baja en su colector), Q2 permanece bloqueado (tensión alta en sucolector) y viceversa. En ambos colectores aparecen señales de onda cuadrada de igual frecuenciapero desfasada 180º entre sí.

ANOTACIONES PERSONALES______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Señal en colector Q1 Señal en colector Q2


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Practica CIRCUITOS I MPRESOSPROFESOR: LUIS CONCHA CACERES

DISEÑO Y FABRICACION DE CIRCUITOS IMPRESOSEl diseño de circuitos impresos es una labor que combina paciencia, ciencia y arte. Quien realiza estalabor debe tener, además de los conocimientos sobre materiales, técnicas mucha creatividad eingenio para lograr acomodar de forma ordenada y en el menor espacio posible, todos loscomponentes del circuito.FUNDAMENTOS TEÓRICOS BÁSICOSUn circuito impreso es una placa o lámina aislante que tiene adheridas líneas conductoras muydelgadas por una o ambas caras y sobre la cual se montan los componentes electrónicos que formanun circuito. Las líneas conductoras o pistas, se utilizan para establecer las diferentes conexiones entrelos elementos del circuito y en sus extremos tienen orificios en los cuales se insertan y sueldan losterminales de los componentes. Ellos presentan muchas ventajas a la hora de armar un proyecto,tales como:

Facilitan las conexiones y por lo tanto se disminuyen los errores Ha permitido lograr la miniaturización de muchos aparatos Permite realizar fácilmente labores de ensamble y reparación Sirven como soporte físico para los componentes Proporcionan uniformidad en las series de producción

DESARROLLO DE LA PRÁCTICASe trata de desarrollar tres circuitos que serán planteados en su forma esquemática y tendrá quedesarrollar el circuito en su forma final para circuito impreso. Esto será planteado en un nivel deexigencia ascendente. Teniendo en cuenta como están constituidos algunos componentes es como sepresentarán en la placa de circuito a desarrollar.


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MONTAJE PRÁCTICODiseñe los siguientes circuitos para dejarlos en placa de circuito impreso en su hoja de papelmilimetrado. Para el desarrollo, recuerde las indicaciones que se dan en la guía de circuitos impresos.

CONCLUSIONESRealice sus propias conclusiones sobre la experiencia práctica realizada.______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


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CAPITULO 3

INSTRUMENTOS Y HERRAMIENTAS


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APUNTE SOLDADURA BLANDAPROFESOR: Luis Concha Cáceres

INTRODUCCIÓN

A la soldadura con metales de fácil fusión, como el plomo y el estaño se le llaman soldadurablanda, normalmente no se emplea el estaño o plomo solos, sino aleación de ambos enproporciones adecuadas, según el metal a soldar y el trabajo a que se dedicará la pieza.Este tipo de soldadura se emplea cuando la pieza, en su trabajo, no sobrepasa latemperatura de los 200ºC.La soldadura blanda se suele emplear en la unión de chapas y piezas de latón, hojalata,cobre o bronce, colectores de inducidos, empalmes, soldadura de tubos etc. ,y, encondiciones adecuadas, piezas de hierro.La adherencia del estaño sobre el material a soldar no es posible sin el empleo de unfundente – desoxidante. El desoxidante para la soldadura de cobre, latón, bronce y hojalatapuede ser la resina común o pasta que tiene como base ésta. Para la soldadura de piezas dehierro se emplea como desoxidante el cloruro de cinc.Las herramientas empleadas para fundir el estaño son: el soldador eléctrico (fig. 3.1) y lalamparilla, bien de gasolina (fig. 3.2), ya en desuso, o bien Butano (fig.3.3).

Lámpara de butanoEsta lámpara se ha introducido rápidamente en la industria por su sencillez, limpieza y pocopeso. Está constituida por bombona y mechero (fig. 3.3). El mechero lleva incorporada unallave de paso para regular la salida del gas y de la llama.El encendido se realiza aplicando la llama de una cerilla a la boca del mechero y abriendolentamente la llave hasta que el gas se encienda.

SOLDADORES ELÉCTRICOSHay soldadores eléctricos para la soldadura con estaño de variados tipos (fig. 3.4), perotodos están basados, generalmente, en una resistencia alojada en una pieza tubularrefractaria. Una punta de cobre alojada en el hueco de la pieza refractaria se calienta alconectar la resistencia a la red, consiguiendo así la temperatura necesaria para la fusión delestaño y la realización de la soldadura. La pieza refractaria va alojada en una armadurametálica rematada con un mango de material aislante térmica y eléctricamente.SOLDADOR RÁPIDO.El soldador de caldeo directo o rápido consta de un pequeño transformador con elsecundario, conexionado a una punta especial que, al ser recorrida por la corriente, secalienta rápidamente produciendo la fusión del estaño y el caldeo de la pieza. Este soldadortiene la forma de pistola, y el encendido se realiza al oprimir un gatillo (fig. 3.5).

ELECCIÓN DEL SOLDADOREl tamaño y potencia del soldador debe ser adecuado a la pieza que se va a soldar. En elcuadro siguiente se especifica el tipo de soldador a emplear, según el tipo de trabajo.


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POTENCIA(WATT)

DIÁMETRODE LA PUNTA

(MM)

TEMPERATURA(ºC)

TIEMPOCALENTAMIENTO

(MINUTOS)UTILIZACIÓN

30-40 4 500 3 Soldadura en circuito eléctricos,radio y TV con conductores desección inferior a 0,5 mm2. .

60 5.5 500 4 Soldadores en circuitos eléctricos,radio y TV con conductores desección superiores a 0.5 mm2 ybases metálicas de espesor menora los 0.2 mm2.

80 8 500 4 Soldadura y conexionado deconductores entre sí y sobre basesmetálicas con espesor hasta 0.3mm.

100 - 120 10 500 5 Soldadores de conductores entre sícon componentes y sobre chasis.

150 14 500 5 Soldadura sobre chasis o láminasmetálicas de hasta 0.8 mm deespesor, empalmes y bañado deconductores, conexión enpequeños colectores de motoresetc.

200 16 500 5 Soldadura de hilos con seccionesno superiores a los 6 mm2, piezasmetálicas y chapas, bañado depiezas, soldadura de terminales yconectores

PREPARACIÓN DEL SOLDADORSi el soldador es nuevo, se procede al bañado con estaño en la punta. Algunos soldadorestienen la punta niquelada por lo cual se debe comenzar limando la punta hasta quedesaparezca el níquel.Al bañar la punta se estará pendiente de la temperatura, comprobando cuándo funde elestaño, momento éste en que es procederá a recubrirla. Esta operación se realiza fundiendoen la punta y por contacto un poco de resina. Posteriormente se aplica estaño que es frotacon la ayuda de un trapo limpio.Es de hacer notar, que estando el soldador muy caliente, se adhiere mal el estaño por locual, como antes hemos indicado, la operación del bañado se debe realizar en el instante enque la temperatura alcanzada empieza a fundir el estaño.

EJECUCIÓN DE LA SOLDADURAEstando las piezas limpias y con el soldador preparado, se aplica al punto que es debesoldar para comunicar calor a la pieza. Sin este calor previo la soldadura quedará mal(soldadura fría). Una vez caliente la pieza que se pretende soldar, se aplica un poco deresina o ácido, según el material a soldar, e inmediatamente después el estaño. Con la puntadel soldador, al mismo tiempo que se mantiene el calor, se extiende el estaño por todas laspartes a soldar.


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El soldador no debe alcanzar nunca una temperatura excesiva, por lo que durante el trabajo,cuando se aprecie la fácil fusión del estaño, se desconectará de la red con el fin demantenerlo a la temperatura adecuada. Hay que mantener siempre la punta del soldadorbañada en estaño.

SOLDADURA EN CIRCUITOS IMPRESOSPara la soldadura en circuitos impresos se requiere una gran habilidad que se logra con uncontinuo aprendizaje. La soldadura con estaño se realiza con una aparente facilidad; pero,de no poner todo el cuidado, fácilmente se realizaran trabajos defectuosos y, en ocasiones,con resultados lamentables.Para una buena soldadura hay que tener en cuenta las siguientes normas:

a) El punto a soldar debe estar escrupulosamente limpio.b) El punto a soldar, componente o conexión, debe bañarse de estaño para su

posterior soldadura.c) Como indicamos anteriormente para soldaduras generales, la temperatura dada a

la soldadura es muy importante. Una soldadura fría da como resultado una malaconexión, con los consiguientes trastornos en el circuito. Una temperaturaexcesiva cambia, por un lado, las características del estaño y por otro, deteriora loscomponentes y aislamientos delicados. De todo esto se deduce claramente laimportancia de alcanzar un buen dominio de la soldadura.

EL ESTAÑO.El estaño químicamente puro se presenta en el mercado en forma de barras y aleado, enrollos de hilo de diámetros variados.Para utilizar las barras de estaño hay que alearlas convenientemente con plomo. Estaoperación se aprovecha para hacer barras de mayor o menor grosor.El estaño en rollos ya está aleado, con mayor o menor cantidad de plomo, y tiene laparticularidad de que este hilo, en realidad, es un tubito con el interior relleno de resina comofundente y desoxidante.

DESOLDADURAHoy día, en que se impone el empleo del circuito impreso, es imprescindible disponer desoldadores especiales para desoldar los componentes o partes del circuito a reponer y, porconsiguiente, conseguir el dominio de la desoldadura.Desoldando correctamente se consigue:

a) Dejar libres de partículas de estaño la superficie del circuito, evitándosecortocircuitos ocasionados por estas partículas.

b) Menor calentamiento en la operación, en beneficio de componentes próximosaislantes y del propio circuito impreso.

c) Dejar los orificios abiertos para la colocación del nuevo componente.El funcionamiento del desoldador (fig. 3.6) es como sigue: se acopla la punta hueca (a) en elpunto a desoldar, se funde el estaño y se aspira mediante el vacío producido por la perilla(b). El estaño aspirado pasa por el tubo (c) hasta el filtro (d), en donde se deposita y puedeser sacado cuando se desee.A las ventajas indicadas hay que añadir: la de poder trabajar con una sola mano y sinprecipitaciones, ya que una vez desoldado el componente queda suelto para ser retirado; enalgunos casos, según la posición, caerá solo.


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SOLDADURA ELECTRICALa soldadura eléctrica se basa en el efecto joule. Son dos los tipos de soldadura eléctrica que interesaconocer: soldadura por arco y soldadura por punto.

Soldadura por arco: Para la soldadura por arco se precisa una máquina que posee untransformador que reduce la tensión y proporciona una gran intensidad de corriente, la cualpuede variar dependiendo de las salidas que tenga en el arrollamiento secundario. En lasalida del transformador se conectan dos conductores gruesos, pero flexibles. Uno de losconductores se une con la pieza a soldar a través de una pinza sin aislar (pinza de masa), yel otro a una pinza con mango aislante, a la cual se fija un electrodo o varilla conrevestimiento especial.Para soldar, se une la punta del electrodo con la pieza que se desea soldar, produciéndosecontacto eléctrico. Al separar un poco el electrodo, se forma un arco luminoso que originacalor suficiente para fundir el material de la pieza en el punto de conjunción, uniéndose osoldándose las piezas en una sola. La temperatura alcanzada por el arco llega a los 2.500 ºCy 3.000 ºC.Para lograr una buena soldadura, se requiere un aprendizaje concienzudo que garantice eltrabajo realizado por el operario.En la soldadura eléctrica por arco hay que guardar ciertas precauciones: no mirardirectamente el punto luminoso del arco que puede producir serias lesiones en los ojos,experimentándose la sensación característica de tener arena entre los párpados. Lasradiaciones ultravioletas emanadas del arco producen inflamación pudiendo llegar, enalgunos casos, lesiones irreparables en la retina. Para evitar esto, tanto el soldador como elayudante se protegerán con pantallas provistas de un cristal especial que aminoran eldestello y filtran las irradiaciones del arco.Además de la pantalla, los operarios se protegerán con guantes y delantal de cuero. Laspersonas próximas deben evitar mirar hacia el punto de soldadura. Siempre que esto seaposible, se colocarán pantallas o cortinas que separen el lugar de soldadura del resto deltaller.

Soldadura por punto: Para la soldadura por puntos se emplea una máquina formadaesencialmente, por un transformador que reduce la tensión de la red, proporcionando unacorriente elevada, y unos brazos metálicos, corrientemente de latón, rematados en unaspuntas de cobre. Los brazos son articulados de manera que, con la presión del pie o de lamano, según el tipo, abren o cierran las puntas, oprimiendo entre éstas las piezas que sesueldan.El principio de funcionamiento está basado en el calor producido por la corriente en lospuntos de contacto.

SOLDADURA AUTÓGENALa soldadura oxiacetilénica, generalmente llamada autógena, emplea como fuente de calorla llama de un soplete alimentado por una mezcla de oxígeno con un combustible,generalmente acetileno, que se quema con él.

Oxígeno para soldadura: El oxígeno para la soldadura autógena se suministra en botellasde acero, rematadas, en su parte superior, con una válvula de cierre por la cual se realiza lacarga y descarga. El oxígeno empleado es comercialmente puro (99%) y se envasa a unapresión de 125 a 150 Kg por cm2 (atmósferas).


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Para la regulación de la presión de salida, se acoplan ala válvula de la botella un reductor ydos manómetros, indicando uno la presión de la botella, y otro, la presión de salida o trabajo.

Gas acetileno para soldadura: Este gas, incoloro y de olor característico, se obtienehaciendo reaccionar carburo de calcio con agua. El acetileno se compone de carbono ehidrógeno (C2H2). Se inflama a 350 ºC produciendo una llama muy luminosa al arder en elaire. El acetileno se suministra en botellas similares a las de oxígeno, aunque de menoraltura y, al igual que aquellas, está equipada con válvula de cierre y reductor.

Sopletes: Los sopletes parasoldadura autógena constan,esencialmente, de un mangometálico, normalmente delatón, en el que estánacopladas las llaves deregulación de oxígeno y delacetileno, y una rosca para elacoplamiento de las boquillas.Manipulando la llave delacetileno, y con ayuda de un fósforo o de un mechero, se inflama el gas y seguidamente seabre la llave del oxígeno, hasta alcanzar la mezcla perfecta. La llama de la mezcla es capazde fundir el metal de las piezas a soldar y el de la varilla de aportación, resultando una uniónpor fusión (soldadura).La conexión entre el soplete y los recipientes de oxígeno y acetileno se hace mediante tubosde goma adecuados.Se puede soldar todo tipo de metal, requiriendo gran experiencia para algunos de ellos,como el aluminio, el cobre, la calamina, etc. Con sopletes especiales puede cortarse aceros,tanto en espesores finos como gruesos.

Normas de Seguridad:1. Para realizar la soldadura autógena se deben proteger los ojos con gafas especiales,evitando así los efectos producidos por la viva luz del soplete y las chispas y partículas dematerial que se desprenden, como pequeñas explosiones. Completan el equipo del soldador,un delantal y guantes de cuero, que no deben quitarse nunca durante el trabajo.2. No se lleven las manos a la cara, ni se toque alimento alguno después de manejar elcarburo de calcio sin habérselas lavado.3. No se tomen las piezas recién soldadas con la mano, pues la cantidad de calor acumuladoes mayor que en la soldadura eléctrica, por lo que tardarán más en enfriarse, con peligro deocasionar quemaduras graves.


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FIGURAS DEL TEXTO

ACTIVIDAD PARA EL ALUMNO

1. ¿En qué se basa la soldadura eléctrica?2. ¿En qué consiste la soldadura eléctrica?3. ¿Qué finalidad tiene el transformador?4. ¿Qué precauciones a la vista deben tomarse?5. ¿En que principio se basa la soldadura de punto?6. Características de los elementos de protección personal para la soldadura eléctrica.7. Investiga los distintos tipos de electrodos que existen en el comercio.8. Diferencia entre la soldadura eléctrica y autógena9. ¿Para qué se utilizan dos manómetros en las botellas de oxigeno?10. ¿De qué se compone el gas acetileno?11. ¿Por qué no debes coger las piezas con la mano una vez realizada la soldadura?.12. Características de los elementos de protección personal para la soldadura autógena.13. Investiga los elementos que componen una instalación de soladura autógena.


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APUNTE EL SOLDADOR UTILIZADO EN ELECTRÓNICA

En Electrónica se suelen utilizar soldadores de potencia reducida, ya que generalmente setrata de trabajos delicados. En fontanería, sin embargo, para soldar tubos se usansoldadores de más potencia y candilejas, así como otros sistemas de soldadura.

Se trata de un útil que tiene un enorme campo de aplicación, ya sea para realizar nuevosmontajes o para hacer reparaciones. El soldador debe permitir las operaciones de soldaduracon estaño correspondientes a la unión de dos o más conductores, o conductores conelementos del equipo. Debido a su frecuente empleo, el soldador deberá presentar, entreotras características, una gran seguridad de funcionamiento y durabilidad.

En general, se trata de una masa de cobre (punta), que se calienta indirectamente por unaresistencia eléctrica conectada a una toma de energía eléctrica (generalmente el enchufe de220v). Los tipos que se encuentran generalmente en el mercado pueden clasificarse ensoldadores comunes o "de lápiz" y soldadores de pistola.

TIPOS DE SOLDADORES

Éste es el clásico soldador de tipo lápiz, de 30w. Su calentamiento es permanente yposee una alta inercia térmica. Tanto en el momento de la soldadura como en laspausas de esta labor, el soldador permanece conectado a la corriente eléctrica.Resulta adecuado para trabajos repetitivos y numerosos.

El soldador de la derecha es depistola. La punta se calienta por elefecto de una gran corriente quepasa por ella (el abultado mangolleva dentro un transformador quela produce). Resulta útil paratrabajos esporádicos ya que secalienta instantáneamente. No seusa mucho en electrónica porquela punta no suele resultar lobastante fina y precisa.


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TIPOS DE SOPORTES O PORTA CAUTIN

Ya que el soldador mantiene la punta caliente (a unos 250ºC aprox), se hace necesario el uso de unsoporte donde dejarlo durante el tiempo que no se usa, para evitar quemar la mesa de trabajo. Aquíse ven algunos ejemplos:

fig. 2 fig. 3

fig.1fig. 4 fig.5

1. Soporte típico para soldadores de poca potencia. Tiene esponja.2. Soporte JBC que permite colocar el soldador de dos formas distintas. Tiene esponja.3. El soporte más sencillo. Puede construirse con un trozo de chapa y una tabla de madera.4. Soldador con todas las puntas que se le pueden acoplar: punta fina, punta gruesa, puna para

desoldar circuitos integrados e incluso accesorio para desoldar, con pera de goma incluida.5. Punta fina, ideal para la soldadura en Electrónica.

EL ESTAÑO

En realidad, el término "estaño" se emplea de forma impropia porque no se trata de estaño sólo, sinode una aleación de este metal con plomo, generalmente con una proporción respectiva del 60% y del40%, que resulta ser la más indicada para las soldaduras en Electrónica.

Para realizar una buena soldadura, además del soldador y de la aleación descrita, se necesita unasustancia adicional, llamada pasta de soldar, cuya misión es la de facilitar la distribución uniforme delestaño sobre las superficies a unir y evitando, al mismo tiempo, la oxidación producida por latemperatura demasiado elevada del soldador. La composición de esta pasta es a base de colofonia(normalmente llamada "resina") y que en el caso del estaño que utilizaremos, está contenida dentro delas cavidades del hilo, en una proporción del 2~2.5%.


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Aquí se observan las 3 cavidades que formanel "alma" de resina del estaño. La resinaresulta de una gran ayuda durante lasoldadura.

Éste es un rollo de estaño típico de 500 gr.,aunque hay rollos más pequeños, ya que nosuele resultar muy cómodo sujetar un peso demedio kilo mientras hacemos soldaduras.


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APUNTE EL OSCILOSCOPIOPROFESOR: LUIS CONCHA CACERES

INTRODUCCIONEl osciloscopio es uno de los instrumentos que brinda mayor información sobre el comportamiento deun circuito electrónico; por ello, es quizás la herramienta preferida por los expertos en el ramo.Actualmente, existe una gran cantidad de modelos los cuales se diferencian por su tecnología,frecuencia máxima, características especiales y, por supuesto, por el precio.

¿QUÉ ES UN OSCILOSCOPIO?Un osciloscopio es un instrumento electrónico que tiene como elemento principal una pantalla en lacual se puede visualizar, con representación en el tiempo, las señales eléctricas presentes en losdiferentes aparatos y dispositivos electrónicos y eléctricos. Además de la pantalla, el osciloscopiotiene un panel frontal con una serie de controles que ajustan o adaptan su funcionamiento a losdiferentes tipos de señal que se pueden presentar en un monumento dado; en este panel también seencuentran los conectores por medio de los cuales se introducen las señales al instrumento.

TIPOS DE OSCILOSCOPIOSLos osciloscopios se pueden clasificar de diferentes maneras; en cuanto a la tecnología que utiliza lapantalla; los osciloscopios de rayos catódicos y de pantalla de cristal líquido o LCD.Dependiendo de la forma como procesan internamente sus señales, existen los osciloscopio análogosy los osciloscopios digitales.Hay otros tipos de osciloscopios que se están popularizando en la actualidad y que están formadospor tarjetas o módulos de interfaces que se conectan a computadores personales ya sean deescritorio o portátiles y que por medio del software adecuado, los convierten en instrumentos demedida muy poderosos y versátiles.


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¿CÓMO FUNCIONA UN OSCILOSCOPIO?

Como hay diferentes tipos de osciloscopios, para esta explicación nos centraremos en el tipo máscomún o sea el de tubos de rayos catódicos. El corazón de un osciloscopio es el tubo de rayoscatódicos o TRC similar al de un televisor. Un TRC típico consta de un cañón electrónico, una pantallarecubierta de fósforo y dos pares de placas de deflexión. Estas últimas se denominan placas dedeflexión vertical y placas de deflexión horizontal.

En el cañón están el filamento, el cátodo y una serie de electrodos especiales los cuales emiten unhaz o chorro muy estrecho de electrones dirigido a gran velocidad contra la pantalla, que por estarrecubierta de fósforo, produce un punto luminoso en ella cuando es golpeada por los electrones.Cuando el haz se desvía horizontal o verticalmente por medio de las placas de deflexión, se produceuna figura en la pantalla correspondiente a la combinación de las señales aplicadas a ellas.

El voltaje vertical, que se aplica a las placas verticales, es proporcional a la señal de entrada yproviene de un amplificador llamado amplificador vertical y el voltaje horizontal proviene, a través delamplificador horizontal, de un circuito llamado “la base de tiempo” que es el que permite que la señalen la pantalla se pueda observar con respecto al tiempo.

Si los voltajes NETOS aplicados a las placas de deflexión vertical y horizontal son iguales a cero, elhaz no se desvía y el resultado es un punto en el centro de la pantalla. Si el voltaje de la placaderecha es más positivo que el de la placa izquierda o viceversa, el haz se desvía hacia la derecha ohacia la izquierda y el resultado es el punto a la derecha o a la izquierda del centro.

La pantallaEn la siguiente figura que representa la pantalla de un osciloscopio. Se notará que existen unasmarcas en la pantalla que la dividen tanto en vertical como en horizontal, forman lo que se denominaretícula o rejilla. La separación entre dos líneas consecutivas de la rejilla constituye lo que sedenomina una división. Normalmente la rejilla posee 10 divisiones horizontales por 8 verticales delmismo tamaño (cercano al cm), lo que forma una pantalla más ancha que alta. En la líneas centrales,tanto en horizontal como en vertical, cada división o cuadro posee unas marcas que la dividen en 5partes iguales (utilizadas como veremos más tarde para afinar las medidas)


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Algunos osciloscopios poseen marcas horizontales de 0%, 10%, 90% y 100% para facilitar la medidade tiempos de subida y bajada en los flancos (se mide entre el 10% y el 90% de la amplitud de pico apico). Algunos osciloscopios también visualizan en su pantalla cuantos voltios representa cada divisiónvertical y cuantos segundos representa cada división horizontal.

Medida de voltajesGeneralmente cuando hablamos de voltaje queremos realmente expresar la diferencia de potencialeléctrico, expresado en voltios, entre dos puntos de un circuito. Pero normalmente uno de los puntosesta conectado a masa (0 voltios) y entonces simplificamos hablando del voltaje en el punto A (cuandoen realidad es la diferencia de potencial entre el punto A y GND). Los voltajes pueden tambiénmedirse de pico a pico (entre el valor máximo y mínimo de la señal). Es muy importante queespecifiquemos al realizar una medida que tipo de voltaje estamos midiendo.El osciloscopio es un dispositivo para medir el voltaje de forma directa. Otros medidas se puedenrealizar a partir de esta por simple cálculo (por ejemplo, la de la intensidad o la potencia). Los cálculospara señales CA pueden ser complicados, pero siempre el primer paso para medir otras magnitudeses empezar por el voltaje.

En la figura anterior se ha señalado el valor de pico Vp, el valor de pico a pico Vpp, normalmente eldoble de Vp y el valor eficaz Vef o VRMS (root-mean-square, es decir la raiz de la media de los valoresinstantáneos elevados al cuadrado) utilizada para calcular la potencia de la señal CA.


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Realizar la medida de voltajes con un osciloscopio es fácil, simplemente se trata de contar el númerode divisiones verticales que ocupa la señal en la pantalla. Ajustando la señal con el mando deposicionamiento horizontal podemos utilizar las subdivisiones de la rejilla para realizar una medidamás precisa. (Recordar que una subdivisión equivale generalmente a 1/5 de lo que represente unadivisión completa). Es importante que la señal ocupe el máximo espacio de la pantalla para realizarmedidas fiables, para ello actuaremos sobre el conmutador del amplificador vertical.

Algunos osciloscopios poseen en la pantalla un cursor que permite tomar las medidas de tensión sincontar el número de divisiones que ocupa la señal. Básicamente el cursor son dos líneas horizontalespara la medida de voltajes y dos líneas verticales para la medida de tiempos que podemos desplazarindividualmente por la pantalla. La medida se visualiza de forma automática en la pantalla delosciloscopio.

Medida de tiempo y frecuenciaPara realizar medidas de tiempo se utiliza la escala horizontal del osciloscopio. Esto incluye la medidade periodos, anchura de impulsos y tiempo de subida y bajada de impulsos. La frecuencia es unamedida indirecta y se realiza calculando la inversa del periodo. Al igual que ocurría con los voltajes, lamedida de tiempos será más precisa si el tiempo a objeto de medida ocupa la mayor parte de lapantalla, para ello actuaremos sobre el conmutador de la base de tiempos. Si centramos la señalutilizando el mando de posicionamiento vertical podemos utilizar las subdivisiones para realizar unamedida más precisa.

Medida de tiempos de subida y bajada en los flancos


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En muchas aplicaciones es importante conocer los detalles de un pulso, en particular los tiempos desubida ó bajada de estos.Las medidas estándar en un pulso son su anchura y los tiempos de subida y bajada. El tiempo desubida de un pulso es la transición del nivel bajo al nivel alto de voltaje. Por convenio, se mide eltiempo entre el momento que el pulso alcanza el 10% de la tensión total hasta que llega al 90%. Estoelimina las irregularidades en las bordes del impulso. Esto explica las marcas que se observan enalgunos osciloscopios (algunas veces simplemente unas líneas punteadas).

La medida en los pulsos requiere un fino ajuste en los mandos de disparo. Para convertirse en unexperto en la captura de pulsos es importante conocer el uso de los mandos de disparo que poseanuestro osciloscopio. Una vez capturado el pulso, el proceso de medida es el siguiente: se ajustaactuando sobre el conmutador del amplificador vertical y el y el mando variable asociado hasta que laamplitud pico a pico del pulso coincida con las líneas punteadas (ó las señaladas como 0% y 100%).Se mide el intervalo de tiempo que existe entre que el impulso corta a la línea señalada como 10% y el90%, ajustando el conmutador de la base de tiempos para que dicho tiempo ocupe el máximo de lapantalla del osciloscopio.

Medida del desfase entre señalesLa sección horizontal del osciloscopio posee un control etiquetado como X-Y, que nos va a introduciren una de las técnicas de medida de desfase (la única que podemos utilizar cuando solo disponemosde un canal vertical en nuestro osciloscopio).El periodo de una señal se corresponde con una fase de 360º. El desfase indica el ángulo de atraso oadelanto que posee una señal con respecto a otra (tomada como referencia) si poseen ambas elmismo periodo. Ya que el osciloscopio sólo puede medir directamente los tiempos, la medida deldesfase será indirecta.

Uno de los métodos para medir el desfase es utilizar el modo X-Y. Esto implica introducir una señalpor el canal vertical (generalmente el I) y la otra por el canal horizontal (el II). (Este método solofunciona de forma correcta si ambas señales son senoidales). La forma de onda resultante en pantallase denomina figura de Lissajous (debido al físico francés denominado Jules Antoine Lissajous). Sepuede deducir la fase entre las dos señales, así como su relación de frecuencias observando lasiguiente figura


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Ejercicios

Según esta forma de onda en el oscilograma, calcule los valores Vp-p, Vp, Vefec y Frecuencia

VoltajePick to PickVolt/Div 0.1 V

VoltajePick

VoltajeEfectivo

FrecuenciaTime/Div 5 milisegundos

VoltajePick to PickVolt/Div 0.5 V

Voltajepick

VoltajeEfectivo

Time/Div 5microsegundos


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MEDICION Y ANALISIS DE COMPONENTES Y...

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