TABLA DE CONTENIDO

1. MAGNITUDES FíSICAS Y ELÉCTRICAS 1

l. Leyesfundamentales y definiciones 11.1. Resumenhistórico 1

1.2. Unidades geométricas, cinemáticas y mecánicas 11.3. Unidades eléctricas y electromagnéticas 31.4.Leyes fundamentales de la electricidad 41.5.Temperatura. Calor. Circuito térmico 111.6. Fotometría 13

1.7. Unidades anglosajonas y americanas usuales 152. Nociones de matemáticas 15

2.1. Magnitudes ..complejas 152.2. Señal periódica. Serie de Fourier 202.3. Cálculo operacional 262.4. Errores e imprecisiones 292.5. Ley de Laplace-Gauss 35

2. MATERIALES Y COMPONENTES PASIVOS 37

l. Electrones y materiales. Medios conductores y semiconductores 371.1. El electrón en el vacío 37

1.2. Medios conductores y aislantes 391.3. Semiconductor 40

1.4. Material ..magnético 451.5. Conductor 48

2. Fiabilidad de los componentes. Generalidades """""""""""""""""""""""" 532.1. Definiciones ::' 532.2. Relaciones fundamentales , 552.3. Curva en bañera 56

3. Resistencias lineales 57

3.1. Características generales 573.2. Constitución de las resistencias 61

3.3. Comparación de características 623.4. Normas y códigos para resistencias fijas 63

4. Potenciómetros 664.1. Generalidades 66

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TABLA DE CONTENIDO

4.2. Variedades y normas aplicables 695. Resistencias no lineales 69

5.1. Termistores 695.2. Varistores 71

6. Condensadoresfijos y variables 726.1. Características generales 726.2. Variedades tecnológicas. Condensadores no polarizados 746.3. Variedades tecnológicas. Condensadores polarizados 766.4. Condensadores-en microelectrónica 776.5. Condensadores variables 776.6. Normas y recomendaciones :7 78

7. Bobinas 807.1. Características generales 807.2. Cálculo de L para devanados simples 827.3. Q y las pérdidas en los devanados 837.4. Variedadesde núcleos-ferritas 857.5. Especificaciones y normas 86

8. El cuarzo 888.1. El cristal 888.2. Red equivalente ". 898.3. Variedades tecnológicas principales y normas 92

3. REDES Y FILTROS 93l. Redes elementales 93

1.1. Dipolos generadores. Asociación con la carga 931.2. Redes elementales paso bajo y paso alto 951.3. Líneas asintóticas 1001.4. Serni-integrador y semi-diferenciador 1021.5. Resonadores simples 102

2. Análisis de una red 1052.1. Teoremas básicos 1052.2. Elementos de una red y definiciones 1112.3. Ecuaciones de una red cerrada 1132.4. Establecimiento de la matriz admitancia de pares de nudos 1152.5. Establecimiento de la matriz impedancia de malla 1162.6. Ecuación de una red abierta 116

3. Cuadripolos pasivos 1173.1. Matrices [Z] e [Y] 117

VI/ @ITP-PARANINFO

.TABLA DE CONTENIDO

3.2. Matrices [h] y [g] 1213.3. Matriz de cadena 123

3.4. Combinación de cuadripo1os"""""""""""""""""""""""""""""""""" 1243.5. Constantede transferencia 125

4. Redesde resistencias , 1274.1. Red R/2 R 127

4.2. Redesatenuadorasno adaptadas 1294.3. Redesatenuadorasadaptadas 1314.4. Tolerancias 1314.5. Puentede resistencias 131

5. Filtros de segundo orden o de orden superior 1325.1. Transmitancias y respuestastípicas 1325.2. Propiedadesmatemáticas 1345.3. Filtros pasivos usuales 137

6. Circuitos acoplados 1436.1. Acoplamiento por inductancia mutua 1436.2. Acoplamiento en el casogeneral 145

4. DIPOLOS NO LINEALES """"""""""""""""""""""""""""""""""""""" 1471. Los distintos modelos 147

1.1. Tipos fundamentales 1471.2. Asociación de un dipo10generador y un dipolo de carga 147

2. El diodo de unión 149

2.1. Modelo físico simplificado. Régimen estático 1492.2. El diodo en régimen dinámico. Las cargasacumuladas 1512.3. Régimen transitorio 1532.4. Características lineales por tramos 1552.5. Modelos equivalentes que~e puedenutilizar 156

3. Diodos sensibles a distintos efectosfísicos 1573.1. Efecto fotovo1taico 157

3.2. Efecto de la temperatura 1594. Variedadestecnológicas 160

4.1. Tabla general de presentación 1604.2. Características límite y parámetros básicos 1604.3. Normas y recomendaciones 165

5. Elementos de resistencia negativa y dipolos controlados 1675.1. Diodos-tune1 1675.2. Tiristor 168

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TABLA DE CONTENIDO

5.3. Triac y diac 170504.Diodos especiales y diodos de alta frecuencia 172

5. TRIPOLOS ACTIVOS 1751. Modelos ideales 175

1.1. El transistor bipolar 1751.2. Modelo estático generaL 1771.3. Polarización en corriente - tensión 178

lA. Tipos de tripolos activos 1811.5. Régimen dinámico 1821.6. Las tres configuraciones de uso 1841.7. La configuración básica tipo (G) 185

2. Modelos reales 1852.1. Modelos estáticos 1852.2. Régimen dinámico 1872.3. Matriz singular para distintos tipos 189

3. Valoreslímite y parámetros 1903.1. Régimen estático. Transistor bipolar 1903.2. Régimen estático. Transistor FET 1913.3. Régimen dinámico. Transistor bipolar 192304.Régimen dinámico. Transistor FET 1933.5. Parámetros en régimen transitorio 193

4. Normas y recomendaciones 1945. Características estáticas de los transistores FET 194

5.1. Transistores FET de canal N 1945.2. Transistores FET de canal P 1975.3. Normas y recomendaciones 199

6. Transistoresde arseniuro de galio 199

6. CIRCUITOSDE DIODO 2011. Rectificación 201

1.1. Conexión en serie. Conexión en paralelo 2011.2. Aceleración térmica 2031.3. Rectificación de media onda 204lA. Circuitos de rectificación 2061.5. Sobrecarga de corriente y tensión inversa 208

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'111"

TABLA DE CONTENIDO

2. Dispositivosde umbral 2092.1. Circuitos lógicos con diodos 2092.2. Circuitos de desplazamiento y de limitación 2132.3. Ley no lineal 216

3. Montajes estabilizadores y aplicación a la termometría 2183.1.Estabilizadoressimples"""""""""""""""""""""""""""""""""""""" 2183.2. Estabilizador con compensación de temperatura 2203.3. Detector de temperatura 221

4. Amortiguamientoproporcionado por un circuito detector 2224.1. Circuito detector 2224.2. Amortiguación 2234.3. Determinación de la constante de tiempo 223

7. ELEMENTOSAMPLlFICADORES 2251.Los distintos tipos y subtipos básicos 225

1.1.Clasificación por tipos y subtipos 2251.2.Reglas de conexión 235

2. Montajes elementales 2412.1. Polarización de un tripolo activo 2412.2. Estabilidad estática 2472.3. Montaje de tipo G 2502.4. Montaje tipo (R) o de transresistencia 2522.5. Amplificadores de seguimiento 2542.6. Fuente de corriente y carga activa 2572.7. Las estructuras diferenciales 260

3. Conexión de circuitos elementales 263

3.1. Diseño de amplificadores de tipo (V) 2633.2. Diseño de un amplificad8f en corriente o de transresistencia 2673.3. Estructura en cascodo 2703.4. Doble estructura diferencial utilizando la configuración en cascodo 272

8. REALIMENTACIÓN 2751. Generalidades 275

1.1. Elementos constitutivos 2751.2. Grafo de flujo 276

2.Realimentaciónnegativa 277

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TABLA DE CONTENIDO

2.1. Principio 2772.2. Suma y distribución 278

3. Los cuatro tipos de realimentación negativa 2823.1. Los esquemas básicos 2823.2. Fórmulas esenciales 284

4. Establecimiento de las expresiones 2864.1. Transformación de los tipos de operadores 2864.2. Redes pasivas 2874.3. Cadena tensión-corriente 289

9. AMPLlFICADORES OPERACIONALES , 2931. Características en bucle abierto y cerrado 293

1.1. Características en bucle abierto 2931.2. Características en bucle cerrado 298

2. Montajes amplificadores 3002.1. Operadores de tipo (R) y de tipo (V) 3002.2. Transconductancia 302

2.3. Montaje diferencial 3042.4. Comportamiento dinámico en bucle cerrado 305

3. Convertidores de impedancias 3083.1. Convertidor de impedancia negativa NIC 3083.2. Convertidor de impedancia generalizado 3083.3. Girador 310

4. Filtros activos 3144.1. Estructura de Rauch 3144.2. Estructura de Sanen y Kay 3174.3. Filtro de rechazo o banda eliminada 3184.4. Filtro paso todo o ..desfasador 3184.5. Filtros correctores e integradores 321

5. Tipos y normas aplicables 3235.1. Normas 3235.2. Comparación de las prestaciones de algunos modelos especificados 3245.3. Pines y encapsulados 325

6. Características de conmutación de alta tensión 3266.1. Circuito de medida , 3266.2. Parámetros mensurables 3266.3. Ejemplos de altas prestaciones 327

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TABLA DE CONTENIDO

10. DISPOSITIVOS DE UMBRAL 3291. Los tiposprincipales 3292. Limitador simétrico 331

2.1. Características.Limitador con salida de corriente 3312.2. Aplicación 332

3. Comparador 3333.1. Estructura general de un comparador 3333.2. Características y tipos 3353.3. Aplicaciones 336

4.Asociaciónde amplificadores operacionales y diodos 3384.1. Utilización de la transresistencia negativa 3384.2. Rectificación sin umbral 339

4.3. Detector de pico 339

11. MULTIPLlCADORy FUNCiÓN-PRODUCTO 3411. Característicasgenerales 341

1.1.Los tipos principales 3411.2.Esquema de un multiplicador 342

2.Aplicaciones. Moduladores y mezcladores 3442.1. Modulador Motorola MC 1496 B 3442.2. Modulación de amplitud analógica 3462.3. Mezclador 3472.4. Modulador de fase 348

3. Demoduladores y detectores 3503.1. Detectores 3503.2. Demodulador de fase 3513.3. Discriminador de frecuencia 352

4. Aplicaciones al cálculo analógico 3534.1. Inversión de funciones 3534.2. Extracción de la raíz cuadrada ' 3544.3. División 355

5. Controldeamplitudy deganancia 3555.1. Esquema 3555.2. Ecuaciones 3565.3. Utilización de circuitos diferenciales 357

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TABLA DE CONTENIDO

12. GENERADORES ARMÓNICOS 359

l. Generalidades y circuitos básicos 3591.1. Característicasque sedeben considerar 3591.2. Método del primer armónico 3591.3. Circuito con realimentación 360

1.4. Circuito que emplea una resistencia negativa 3622. Montajes de osciladores con resistencias y capacidades 364

2.1. Oscilador en puente de Wien 3642.2. Osci1adorcon desplazamiento de fase 365

3. Osciladores con inductancias y capacidades 3663.1.OsciladoresColpittsy Hartley ::': 3663.2. Oscilador Clapp 366

4. Oscilador controlado 367

5. Ejemplo de circuito integrado veo. (Voltage Controlled Oscillator,oscilador controlado por tensión) " 368

13. RELÉS ESTÁTICOS y PUERTAS ANALÓGICAS 371

l. Relésestáticos de transistores bipolares 3711.1. Funcionamiento en régimen de saturación 3711.2. Excitación de corriente y de tensión 3721.3. Circuito lógico , 3731.4. Encendido de un indicador luminoso 3741.5. Conmutación de tensión 375

2. Puertas analógicas con transistores de efecto de campo 3762.1. Conmutador con J-FET 3762.2. Conmutador con MOS-FET 377

2.3. Multiplexor MOS. Multiplexación de tensión 3782.4. Multiplexación en ..corriente 3782.5. Circuito de muestreo 379

14. DISPOSITIVOS DE POTENCIA. REGULADOR DE TENSiÓNY AMPLIFICADOR DE POTENCIA 381

l. Regulador de tensión 3811.1. Generalidades , 381

1.2. Característicasfundamentales. Zona de regulación 3811.3. Parámetrosmensurablesfundamentales 383

XII / @ITP-PARANINFO

TABLA DE CONTENIDO

lA. Regulador de tensión. Esquemas de principio 3841.5. Tipos y normas 388

2. Amplificadores de potencia 3902.1. Clases de funcionamiento 390

2.2. Potencia útil y rendimiento 3912.3. Rendimiento óptimo 3922A. Amplificadores de potencia B.F., clase B 3942.S. Circuito clase B con amplificador operacional 3962.6. Potencia disipada 396

15. TRANSISTORES DE ARSENIURO DE GAllO. APLICACIONESEN EL CAMPO DE LAS MICROONDAS 399

l. Introducción 399

2. Líneas de transmisión y matriz de distribución 3992.1. Líneas de transmisión. Propiedades principales 3992.2. Líneas de transmisión. Factores de reflexión 402

2.3. Matriz de repartición """""""""""""""""""""""""""""""""""'" 4032A. Ganancia de potencia del cuadripolo activo 4042.S. Estabilidad 40S

2.6. Relaciones entre los parámetros Sij e Yij""""""""""""""""""""""""'" 40S3. Transistores de arseniuro de galio 406

3.1. MESFET: Estructura básica 4063.2. MESFET. Características estáticas 407

3.3. Esquema equivalente simplificado 4083A. Ganancia de potencia 4093.S. Adaptación 4103.6. Amplificador distribuido 4133.7. Factor de ruido 414

4. Tipos y prestaciones 4154.1. TEGFET Y sus variantes 41S4.2. Ejemplos de productos 416

Bibliografía 418

16. ELEMENTOSDE CIRCUITOSLÓGICOS 419l. Circuitos lógicos combinacionales 419

1.1. Definiciones fundamentales. Álgebra de Boole 419

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TABLA DE CONTENIDO

1.2. Funciones lógicas fundamentales 4201.3. Funciones lógicas secundarias 420lA. OR exclusivo 4211.5. Operadores lógicos específicos 422

2. Circuitos lógicos secuenciales 4242.1. Definición 4242.2. Flip-flops de memoria 4242.3. Circuitos lógicos secuenciales 426204.Memorias 431

3. Parámetros mensurables yfamilias lógicas 4323.1. Parámetros estáticos 7:" 4323.2. Parámetros dinámicos 434

17. INTRODUCCiÓNAL TRATAMIENTODIGITAL 437l. Sistemas de numeración y operaciones 437

1.1. Sistemas de numeración 437-1.2.Suma binaria 4381.3. Resta binaria 438

2. Códigos 4392.1. Códigos binarios 4392.2. Códigos ponderados decimales 4392.3. Código BCD exceso 3 439204.Códigos decimales ponderados autocomplementarios 4392.5. Códigos reflejados. Códigos Gray 4402.6. Código ASCII 4412.7. Códigos detectores de errores 441

3. Función lógica combinacional y diagrama lógico 4413.1. Establecimiento de la función 4413.2. Simplificación 4423.3. Diagrama lógico. Ejemplos de transcodificadores 444304.Codificadores y decodificadores: código decimaL 445

4. Lógica secuencial 4474.1. Registros 4474.2. Registro de desplazamiento 4484.3. Contador de módulo n o divisor por n 449404.Contador ascendente-descendente 4504.5. Aplicaciones 451

5. Conversión analógica-digital 452

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TABLA DE CONTENIDO

5.1. Muestreo 4525.2. Convertidor de aproximaciones sucesivas 4535.3. Convertidorparalelo 4545.4. Característicasy definiciones 455

6.ASIC (Application Specific Integrated Circuits, circuitos integrados deaplicaciónespecifica) 4566.1. Generalidades 4566.2. FPGA (Field-Programmable Gate Arrays, matrices de puertas

programables en campo) de XILINX 4566.3. Descripción funcional (Figura 17.17) 459

7. Microprocesador y microcontrolador """""""""""""""""""""""""""""'" 4607.1. Máquina digital. Presentación general 4607.2. Microprocesador 4687.3. Microcontroladores """"""""""' , 473

7.4. Procesadores digitales de señal 473Bibliografía 474

ANEXO 4751. Ejemplos de encapsulados 475

1.1.Encapsulado cilíndrico """""""""""""""""""""""""""""""""""""'" 4751.2. Encapsulado plano 4751.3.Encapsulado enchufable """"""""""""""""""""""""""""""""""""'" 475

2. Extracto del documento 60748-5: Dispositivos de semiconductores-circuitos integrados """"""""""""""""""""""""""""""""""" 4762.1. Generalidades """"""""""""""""""""""""""""""" 476

íNDICEALFABÉTICO ~ 479

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