1
DISPOSITIVOS ACTIVOSEN MODO DE
CONMUTACIÓN
2
El Transistor y el FET como Dispositivos de Conmutación
Configuración
Rc
Vcc
Vo
V
R1
Vi(1)
Vi(0)
ó ó =
Saturación CorteSimbología
2
3
Existe un tiempo repetitivo que puede entregar máscorriente, lo da el fabricante y es distinto de la corriente
nominal.Lo mismo vemos para el voltaje inverso, se pueden sacar o
soportar más Vinv máx , pero por tiempos pequeños.
Transistor como Conmutador FET como Conmutador
Vo = Vcc Vo = 0Vo
Rc
Vcc Vcc
Corte Saturación
Vcc
Rc Rc
4
Zona de Saturación
Vce 0
Ic máx
Zona de Corte
I c 0
Vce (máx.)
El Transistor y el FET como Dispositivos de Conmutación
Animación 1 Animación 2
Ic
Vce
S
A
T
U
R
A
C
I
O
N
Zona Activa
C O R T E
3
5
Ecuación Recta
de CargaVceRcIcVcc *
SaturaciónRcIcVcc sat *
0Vce
El Transistor y el FET como Dispositivos de Conmutación
6
Para el diseño
FE
SAT
h
IcsatIb
SATB
SATBE
I
VViR
)1(
SATIc
VccRc
Vi Vo
1 0
0 Vce
La R se calcula en saturación NO en corte.
Con Vi = 0v ( el transistor npn se corta )
4
7
• R2 es necesaria para cargar el circuito, este baja la
sensibilidad y reduce el ruido.
• Existe una conmutación no deseada.
• Sin R2 también actúa como conmutador, pero pueden
existir problemas (ruido).
R1
Rc
R2
Vcc
I1
I2
Ib satVi
Vo Ic I carga
AND
IL s at
8
Primer caso
VbeV
IIsatIb
R
2
21
Para diseño me doy I1 e I2 lo más cercano posible a Ib sat.
2
2
R
satVbeI
1
1
)1(
R
satVbeViI
Vi (1)
Vi (0) = 0
5
9
Sirven las mismas ecuaciones del primer caso, pero se debe
verificar el estado de corte (tensión de juntura Vbe).
Segundo caso
21
2*)0(
RR
RViVbe
+V
-V
Vi (1)
Vi (0)
Vcc
Rc
R2
R1
Vi (0)
10
•Se puede aplicar el divisor de tensión porque no existe
corriente (Ya que estamos en la zona de corte).
Por superposición:
Tercer caso
Transistor Casos
Vi (1)
Vi (0)
Vcc
Rc
R1
R2Vi
VB
VBB
I1
I2
6
11
Zona de Corte:
Tercer caso
SATB
BBcc I
R
satVbeV
R
satVbeViE
21
)1(
1
21
1
21
2 **)0(
2 RR
RV
RR
RViVE BB
Bcc
Vcc
Rc
R1
R2Vi
VB
VBB
I1
I2
12
Otra posibilidad es darse I1 e I2, por lo tanto calculo R1 , R2 y verifico el corte. ( Ecc2 )
Aparte:Vcc
Rc
R1
Vi SALIDA DE
TENSIÓN
7
13
El Transistor como Dispositivos de
Conmutación
Por corriente
Nota: Para desbloquear el SCR se
abre el circuito con RESET ó se
polariza en forma inversa.RL Carga
Configuración
Darlington
Vcc
SCR
RESET
14
El FET como Dispositivos de Conmutación
Por Tensión
Vi
Vo
FET como Conmutador
VDD
Vi
RD
Por Corriente
8
15
SATURACIÓN
C O R T E
Zona Activa
VDS
ID
El FET como Dispositivo de Conmutación
Curva del FET
Corte = VDS máx.
ID min.
Saturación = VDS min.
ID máx.
16
Saturación y Corte
del FET
ID
-VGS
( Saturación )
ID max.
( Corte )
ID min.
VGS 0
El FET como Dispositivo de Conmutación
9
17
RD
VO
VDD
RG
Vi
FET de canal N
VDD
0
0
-V
SatID
VDDRD
Saturación
:
Vi Vo Estado
-V VDD Corte
0 0 Saturación
El FET como Dispositivo de Conmutación
18
Aplicaciones del Amplificador Operacional
10
19
El Amplificador Operacional como
Interruptor
Entradas del A.O.
V
V ref.
Inversor
No inversor
delay
0
0
0
20
+V1
V2
Vi
+V
-V
Vo
+V1
V2
Vi
+V
-V
Vo--
AMPLIFICADORES OPERACIONALES
2121 )( AVAVVVAVO
desfaseexisteNoAV 1
offsettensiónExisteVSi
VVVSi
desfaseExisteAV
O
O
0
021
2
Símbolo
11
Definición:
A = Ganancia en lazo abierto
Normalmente esta ganancia está sobre 104
Como VO=AVi donde Vi = V1-V2 y
si A implica que Vi 0 (cortocircuito virtual)
Configuraciones:
• Con inversión de fase
• Sin inversión de fase
• De modo diferencial
21
Características Ideales del Amp. Op.
Alta impedancia de entrada Baja impedancia de salida Ancho de banda infinito Ganancia infinita
22
El A.O debe trabajar sin el lazo de realimentación ( ganancia alta )
El Amplificador Operacional como
Interruptor
-
+
Vo
Vi
Vi+V
V ref. = 0 v
V
Vo
12
23
-
+
Vo
Vi
+V
-V
V ref. = 0 v
ViVo
+V
-V
El Amplificador Operacional como
Interruptor
24
-
+
Vo
Vi
+V
V ref.
Vi
Vo
V ref.
+V
El Amplificador Operacional como
Interruptor
13
25
-
+
Vo
Vi
+V
-V
V ref.
Vi
Vo
V ref.
+V
-V
El Amplificador Operacional como
Interruptor
26
-
+
Vo
Vi
+V
V ref.
Vi+V
Vo
V ref.
El Amplificador Operacional como
Interruptor
14
27
El Amplificador Operacional como
Interruptor
-
+
Vo
Vi
+V
-V
V ref.
Vi+V
-V
Vo
V ref.
Vi
t
t2
t4
+V
tVi
t1 t3 t4t2
0
VREF
-V
Vi
VO VO
t1
t3
VO = +V
VO = – V
15
Vi
t
t2
t4
+V
tVi
t1 t3 t4t2
0
VREF
-V
Vi
VO
VO VO
t1
t3
VO = +V
VO = – V
30
Aplicaciones del Amplificador Operacional
como NO Inversor
Curvas
No Inversor
Tarea:
Dibujar Curvas
Anteriores para
No Inversor.
16
31
Diseñe un apagado o encendido de un LED
después de 20 segundos de energizado
el circuito.
Ejercicio
Vcc
Temporizador
20 Seg.Luz
COMPARADOR
CON VREF.
INTEGRADOR CARGA
RETARDO ( DELAY )
32
Comparador con histéresis(Schmitt Trigger)
21
2*1
RR
RVVref
21
2*2
RR
RVVref
Tarea: Determinar Función de Transferencia
-
+
+V
-V
Vi
VoR1
R2
Vref.
17
33
Comparador con histéresis(Schmitt Trigger)
Función de transferencia
Se puede correr la histéresis ?
El comparador cambia de estado
cuando la entrada se compara
con la referencia.
-
+
+V
-V
Vi
R2
R1
Vref.
Vo
Vi
Vo
Vref 1
Vref 2
V+
V-
Vi
t
+V
tVi
t1 t3
Vi
VO VO
t1
t3
VREF1
VREF2
-V
t2
t4
cuando se devuelve no encuentraVREF1 en la F de T
cuando se devuelve no encuentraVREF2 en la F de T
0
t2 t4
VO = +V
VO = –V
18
Vi
t
+V
tVi
t1 t3
Vi
VO
VO VO
t1
t3
VREF1
VREF2
-V
t2
t4
cuando se devuelve no encuentraVREF1 en la F de T
cuando se devuelve no encuentraVREF2 en la F de T
0
t2 t4
VO = +V
VO = –V
36
Comparadores con histéresisTarea
• Plantee literalmente las ecuaciones del circuito
• Encuentre literalmente VUT,
VLT,
VH
• y VCentro
• Dibuje Vo(t) si la señal de entrada
es una señal triangular e indique
VUT,
VLT,
VH
y VCentro
(con valores numéricos)
• Quién determina VUT,
VLT,
VH
y VCentro
-
+
+V
-V Vo
Vref =8,82v
R=10K nR=75K
Ei
Pág. 95 Coughlin
COMPARADOR NO INVERSOR
19
37
Comparadores con histéresisTarea
• Plantee literalmente las ecuaciones del circuito
• Encuentre literalmente VUT,
VLT,
VH
• y VCentro
• Dibuje Vo(t) si la señal de entrada
es una señal triangular e indique
VUT,
VLT,
VH
y VCentro
(con valores numéricos)
• Quién determina VUT,
VLT,
VH
y VCentro
-
+
+V
-V Vo
R=10K
Ei
VREF= 11,53v
nR=65K
Pág. 97 Coughlin
COMPARADOR INVERSOR
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