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I.E.S. PRADO DE SANTO DOMINGO CICLO F. DE GRADO SUPERIOR DESARROLLO DE PRODUCTOS ELECTRNICOS

MDULO PROFESIONAL: ELECTRNICA ANALGICA

ELECTRNICA ANALGICA

CURSO 2009-2010

CICLO FORMATIVO DE GRADO SUPERIOR: DESARROLLO DE PRODUCTOSELECTRNICOS.

MDULO PROFESIONAL: ELECTRNICA ANALGICA.

Profesor: Jos Manuel Ortega.

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TEMA 1. MAGNITUDES ELCTRICAS FUNDAMENTALES.

En Electricidad y Electrnica se consideran como magnitudes fundamentales, la tensin, lacorriente elctrica y la resistencia.

Tensin, diferencia de potencial o voltaje.Supongamos que por algn mtodo, como por ejemplo, por frotamiento de un cuerpo como lalana, mediante una varilla de vidrio acrlico, se extraen electrones de la superficie de la varilla.sta ha quedado cargada positivamente. Si la varilla fuese de poliestireno, se producira elefecto contrario y se cargara negativamente. Cuando se separan cargas elctricas de distintosigno, es necesario efectuar un trabajo contra la fuerza de atraccin. Se dice que entre las cargasseparadas se crea una tensin elctrica.En los generadores, las bateras, las pilas, las fuentes de alimentacin, se separan las cargasgastando energa, a partir de energa mecnica, qumica u otra forma de energa. Se produce portanto en realidad una transformacin de energa.

En cada cuerpo cargado elctricamente decimos que existe un potencialelctrico, por ello entredos cuerpos con diferentes niveles de carga existir una diferencia de potencial (d.d.p.) que semide en Voltios (V.), de ah que tambin se emplee en ocasiones el trmino voltaje.

Corriente elctrica.Cuando los electrones se ponen en movimiento, se dice que existe una corriente elctrica. Paracuantificar el n de electrones que se mueven simultneamente, se habla de intensidad de lacorriente, que se mide en Amperios (A.). En ocasiones se emplean submltiplos como elmiliAmperio = mA = 10-3 A. y el microAmperio = A. = 10-6 A. La causa que produce dichomovimiento es precisamente la d.d.p. entre dos puntos distintos de un determinado cuerpo. Unafuente de tensin bombea los electrones libres de su interior desde el polo positivo al negativo(sentido real de la corriente o sentido electrnico). Se pensaba que esto ocurra precisamente ensentido inverso y se acepta, por convenio, emplear el sentido de + a - (sentido convencional).

Resistencia elctrica.Cuando la corriente atraviesa un cuerpo, los electrones libres se mueven a travs del mismoentre sus tomos, stos dificultan el movimiento, por lo tanto cualquier cuerpo ejerce unaoposicin al paso de la corriente elctrica, conocida como resistencia. sta depende de lanaturaleza del cuerpo (los metales en general se dice que tienen baja resistividad --,y se diceque son buenos conductores; la madera, los plsticos,...,tienen resistividad muy elevada y sedice que son aislantes. Existen tambin los semiconductores cuya resistividad depende de

factores como la temperatura o el grado de impurezas que contengan). En los conductores,adems depende de la longitud y de la seccin de forma directa e inversamente proporcionalrespectivamente. [ R = ( . l) / s ]La unidad en que se mide es el ohmio (). Tambin se emplea a menudo el Kiloohmio = 1 K= 1000 = 103 y el Megaohmio = 1M = 106.

La ley de Ohm relaciona las tres magnitudes y nos dice que la intensidad I es proporcional a latensin e inversamente proporcional a la resistencia.

R

VI =

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Potencia elctrica.Otra importante ley en electricidad, nos dice que cuando por un conductor circula una corrienteelctrica, ste se calienta de forma proporcional a la tensin y a la intensidad. Esta ley esconocida como Ley de Joule y puede expresarse en la forma:

Q = V. I . t , siendo t el tiempo y Q la cantidad de calor disipada, que se expresaen Julios cuando V est en Voltios, I en Amperios y t en segundos. Puede expresarse enCaloras multiplicando por 0,24. Esta frmula, por tanto tambin es vlida para expresarel Trabajo o Energa elctrica.

Teniendo en cuenta que la potencia es igual al trabajo por unidad de tiempo, tenemos:P = E / t = V . I = I2 . R = V2 / R

2.- CIRCUITO ELCTRICO ELEMENTAL.

Cualquier circuito estar formado, al menos por un generador y por un receptor. Puede existiradems algn elemento, como un interruptor que permita abrir o cerrar el circuito. El receptor bsicoms empleado es la resistencia.

La simbologa de estos elementos es la siguiente:

2.1. Asociacin de resistencias.

Serie: Varias resistencias estn acopladas en serie cuando por ellas circula la mismacorriente. Se colocan por tanto una a continuacin de otra.

La resistencia equivalente a todas es igual a la suma de ellas: Rt = R1 + R2 + R3

Paralelo:

La resistencia equivalente al conjunto de varias en paralelo es la inversa de la suma de lasinversas:

1/Rt = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ...

Puede resolverse tambin de dos en dos:

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R1,2 = (R1 * R2) / (R1 + R2).

Esta frmula no puede utilizarse para tres o mas resistencias.

Mixto: Combinacin de resistencias en paralelo y serie.

2.2. Medida de magnitudes elctricas en los circuitos.

La medida de la tensin se realiza conectando el voltmetro en paralelo con el componente. Si secoloca en paralelo con el generador medir la tensin que ste proporciona. Si se coloca en paralelo conla resistencia medir la cada de tensin en esta.

La medida de la intensidad de la corriente elctrica se realiza conectando el ampermetro enserie con el componente por donde est circulando la misma. Esto implica que debe abrirse el circuitopor un determinado punto para poder intercalar el aparato, lo que en muchas ocasiones no es posiblesobre todo si se desean realizar medidas en un circuito impreso. Esto hace que sea un instrumentomenos utilizado que el voltmetro.

La medida de la potencia elctrica se realiza con el watmetro que posee dos terminales: los detensin se colocan en paralelo y los de corriente en serie. En electrnica apenas se utiliza.

2.3. Aparatos de medida.

Los smbolos de los aparatos de medida mencionados en el apartado anterior son los siguientes:

Estos aparatos generalmente tienen varias escalas de medida con determinados mrgenes.Siempre que se desconozca entre qu mrgenes puede estar una determinada magnitud, se comenzar

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por la escala de medida mayor y si el aparato indica un valor muy bajo, se ir descendiendo hasta quenos d una lectura adecuada.

Como ejemplo, un ampermetro puede constar de los siguientes mrgenes de medida: hasta 2mA, 20 mA, 200mA, 2A y hasta 20A.

Estos aparatos se emplean en muchas ocasiones para diagnosticar averas en circuitos, siendo el

ms empleado, como se indic anteriormente, el voltmetro, pues para su uso basta con tocar con susterminales, en los terminales de cualquier componente de un circuito, para que nos d elcorrespondiente valor de tensin, sin necesidad de abrir el circuito.

En la mayora de las ocasiones, los aparatos de medida se suponen ideales, sin embargo esnecesario resaltar que el voltmetro presenta una resistencia interna de valor elevado, lo que habr quetener en cuenta si se est realizando una medida en un componente de gran valor hmico. Sin embargoel ampermetro tiene una resistencia interna de valor muy pequeo y falsear la medida si el circuitotambin presenta poca resistencia.

Existen aparatos que permiten realizar medidas de numerosas magnitudes, como tensin(voltmetro), intensidad (ampermetro), resistencia (hmetro), capacidad de condensadores(capacmetro), frecuencia (frecuencmetro), etc.., se conocen con el nombre de polmetros.

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TEMA 2.- COMPONENTES ELECTRNICOS

1.- RESISTENCIAS.

La resistencia es posiblemente, el componente electrnico de mayor uso. Todos los materialesexistentes presentan oposicin al paso de la corriente, dependiendo de la naturaleza del material y delas dimensiones del mismo, como se coment en el tema anterior. Cada material tiene una resistividad() que depende de la naturaleza del material. Como orientacin el Cobre presenta una resistividad de0,0165 (mm2 ) / m, mientras que el plstico es del orden de cientos de M.

1.1. Tipos: fijas, variables, integradas. Las resistencias fijas tienen un determinado valor que no se puede modificar. Los

valores de las resistencias estn normalizados, entre otras cosas para facilitar su

reposicin. Existen varias series de valores, dependiendo de la tolerancia de los mismos:10%, 5%, 1%,... Se utilizan casi exclusivamente las del 5%, excepto en aplicacionesmuy especficas de alta precisin. Los valores de resistencias del 5% son: 1; 1,1; 1,2;1,3; 1,5; 1,6; 1,8; 2; 2,2; 2,4; 2,7; 3; 3,3; 3,6; 3,9; 4,3; 4,7; 5,1; 5,6; 6,2; 6,8; 7,5; 8,2; 9,1y los submltiplos y mltiplos de 10. Los valores en negrita son los que ms secomercializan.

Para enumerar o designar los diferentes valores de una resistencia se emplea el sistema RKM,que consiste en sustituir los puntos decimales y las comas separadoras de millar, en el sistema ingls depuntuacin, por sus equivalentes R (unidad) K (kilo) M (mega). Ej. 4700 = 4K7; 2.200.000 = 2M2;2R = 2; 0,2 = 2.

Se fabrican tambin varias resistencias del mismo valor bajo un encapsulado de varios pines,bien en montaje simple (SIL -Single In Line- o array de resistencias de 5, 6, 7 y 9 pines ) o con doblefila de patillas (DIL de 14 o 16 pines).

Actualmente se fabrican cada vez ms, resistencias SMD, es decir resistencias que se empleanen circuitos impresos de montaje superficial y que por lo tanto, son miniatura y lgicamente no llevancdigo de colores, pues resultara ininteligible. Lo que se hace es marcar el valor sobre el cuerpo de lamisma y resulta imprescindible leerlo con una lupa. Son dos los encapsulados de estas resistencias,conocidos con los cdigos 0805 y 1206.

En cuanto a resistencias a las que se les puede ajustar su valor, o resistencias variables, existe

gran variedad: las resistencias ajustables para montaje vertical u horizontal (llamadas tambin

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potencimetros). Se fabrican de la misma potencia y valores que las resistencias. Se pueden ajustardesde cero hasta su valor nominal mediante un cuarto de vuelta . Tambin existen, para mayorprecisin de los valores obtenidos, los potencimetros multivuelta. Existen resistencias variables demayor potencia, hasta MW, para ellas se reserva el nombre de reostato.

POTENCIMETRO LINEAL

POTENCIMETRO LINEAL C/ INTERRUPTOR

POTENCIMETRO LOGARTMICO

BOTONES PARA POTENCIMETROS

PT10H (RESISTENCIAS AJUSTABLES HORIZONTAL)

PT10V (RESISTENCIAS AJUSTABLES VERTICAL)

RESISTENCIA MULTIVUELTA HORIZONTAL

RESISTENCIA MULTIVUELTA VERTICAL

1.2. Identificacin: cdigo de colores. Valores normalizados. Potencia.Para identificar las resistencias, se emplea un cdigo de colores normalizado.

Cdigo de colores de 4 y 5 bandas:

Color 1 Banda 2 Banda 3 Banda Multiplicador Tolerancia

Negro O O O 1ohm

Marrn 1 1 1 10ohm +1% (F)

Rojo 2 2 2 100ohm +2% (G )

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Naranja 3 3 3 1Kohm

Amarillo 4 4 4 10Kohm

Verde 5 5 5 100Kohm S2 +0 5% (D)

Azul 6 6 6 1Mohm +0.25% (C)

Violeta 7 7 7 10Mohm +0.10% (B)

Gris 8 8 8 +0.05%

Blanco 9 9 9

Oro 0.10 +5% (J)

Plata 0.01 +10% (K)

La mayora de las resistencias llevan marcado el cdigo de 4 bandas. Adems para completar laidentificacin de una resistencia es necesario conocer la potencia que es capaz de disipar o dicho enotros trminos, la corriente que es capaz de circular por ella sin que se queme. Para identificarla noexiste ninguna marca, tan slo es necesario saber que cuanto mayor sea la resistencia, mayor potenciaser capaz de disipar, puesto que el tamao depende slo de esto y no del valor hmico, pues si esnecesario fabricar una resistencia de gran valor, basta con emplear un material de mayor resistividad.Los valores normalizados de potencia son: 1/4W; 1/2W, 1 y 2W, aunque tambin se fabricanresistencia de gran potencia;: 4W y 8W.

2.- CONDENSADORES.2.1. Constitucin fsica. Capacidad y carga.

Un condensador es un componente elctrico formado por dos placas metlicas llamadasarmaduras, separadas por un aislante llamado dielctrico. La finalidad del condensador es la de actuarcomo un almacn de cargas elctricas. Las armaduras se cargan elctricamente cada una con polaridad

opuesta a la otra. Dependiendo de la mayor o menor cantidad de cargas quepueda almacenar, hablamos de Capacidad del condensador. La capacidad semide en Faradios, unidad sta muy grande, por lo que siempre se empleansubmltiplos: pF (pico = 10 12); nF (nano = 10 9); F (micro = 10 6) y mF(mili = 10 3). La capacidad de los condensadores depende del dielctrricoutilizado (se emplea para ello un factor llamado constante dielctrica - ), de

la superficie de las armaduras ( a mayor superficie, mayor capacidad) y de la distancia entre ellas ( amenor distancia, mayor capacidad): C = . ( S / d ).

Cuanto mayor sea la capacidad y la tensin en sus terminales, mayor ser la carga almacenadaen el mismo. Q = C . V (Q = carga almacenada en Culombios, con C en F y V en V.)

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2.2. Asociacin.

Los condensadores se pueden asociar, igual que las resistencias en serie, paralelo o acoplamientomixto.Condensadores en serie: No es un montaje muy empleado. Se reduce la capacidad total. Lo que ocurre

en este montaje es que la carga almacenada es la misma en cada uno de los condensadores. Qtotal =Ctotal . Vtotal. ; Q1 = C1 . V1; Q2 = C2 . V2; Q3 = C3 . V3..Vtotal = V1 + V2 + V3 ; Qtotal / Ctotal = Q1 / C1 + Q2 / C2 + Q3 / C3. Como Q1 = Q2 = Q3 = QtotalResulta: 1/Qtotal = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3.

Condensadores en paralelo: La cada de tensin en cada condensador es la misma, pero no la cargaalmacenada por cada uno. Ctotal . Vtotal = C1 . V1 + C2 . V2 + C3 . V3. Como Vtotal = V1 = V2 =V3. Resulta: Ctotal = C1 + C2 + C3.

2.3. Tipos: cermicos, MKT, polister, electrolticos, tntalo, SMD, ajustables

Condensadores cermicos: son condensadores cuyo dielctrico es un material cermico. Son de bajacapacidad (del orden de los pF). Se reconocer por su forma tpica de lenteja, aunquealgunos fabricantes los hacen de formas diferentes. Su capacidad va expresada en elpropio encapsulado, siempre en pF, por lo que si nos encontramos la inscripcin 101significa 100 puesto que las dos primeras son las cifras y la tercera es el nmero de

ceros. La tensin mxima de trabajo de estos condensadores es de 100V.

Condensadores MKT: son condensadores de polister metalizado. La tensin mxima de trabajo y elraster (distancia entre sus patillas) vara segn capacidades. Se reconocen fcilmentepor su forma prismtica. La tolerancia es del 5%. El valor se indica directamente en elencapsulado . La capacidad de estos condensadores es del orden de los nF. Por lo tanto

si aparece el valor 103 se corresponde con 10.000 pF, o sea 10 nF.

Condensadores polister: Polister metalizado lacado, la tensin estndar para todos es de 400V, el"raster" (separacin entre patillas) varia segn la cada capacidad. La tolerancia es de+/- 10% para todas las capacidades. La capacidad de estos condensadores tambin esdel orden de los nF, como los MKT. La tolerancia de estos condensadores y de loscermicos suele aparecer con una letra (F=1%; J=5%; K=10%; M=20%)

Condensadores electrolticos: Son condensadores de elevada capacidad (del orden de los F), stasiempre va marcada directamente sobre el cuerpo del condensador. Soncondensadores polarizados, por eso siemprelleva la marca del negativo y adems esa patillaes ms corta. Su smbolo tambin es diferente.Por lo tanto hay que tener cuidado siempre deconectarlos adecuadamente. Las tensiones de

trabajo estn normalizadas: 25V., 35V, 63V. Y el tamao es tanto mayorcuanto mayor sea la capacidad, pero sobre todo cuanto mayor sea la tensin que soportan. Su forma escilndrica.

Condensadores de tntalo: Son condensadores de elevada capacidad, como los

electrolticos y tambin estn polarizados. La diferencia es que stos son mucho

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ms pequeos, pero por el contrario no soportan tensiones elevadas (hasta 25V.) El positivo vamarcado con el signo + y adems esa patilla es ms larga.. Tienen forma de gota.

Condensadores SMD: son condensadores para circuitos impresos de montaje superficial. Elencapsulado es el mismo que para las resistencias SMD, es decir el 0805 (hasta 10 nF) y el 1206 (hasta

470nF). Para capacidades superiores, se utilizan los electrolticos SMD (hasta 47uF). Recordemos quelos electrolticos tienen polaridad. Llevan la marca en el negativo.

Condensadores ajustables: Los condensadores ajustables (trimmer) miniatura se fabrican bsicamenteen dos medidas: 7,5 y 10 mm. de dimetro. Soportan hasta 250V. Se utilizaron condensadoresvariables con dielctrico aire, de gran tamao, sobre todo para sintona en receptores de radio.

2.4. Funcionamiento en continua.

Como el condensador tiene un aislante entre sus terminales, entonces en corriente continua y enrgimen permanente, se comporta como un circuito abierto (como un interruptor abierto). Sin embargo,el condensador al conectarlo a una determinada tensin, se va a ir cargando de forma exponencial, esdecir rapidamente al principio y a medida que adquiere carga, se va cargando cada vez de forma mslenta. Este periodo de tiempo, se conoce como rgimen transitorio y su duracin suele ser escasa(depende de la capacidad del condensador y de la resistencia a la que est conectado, de formaproporcional a ambas). Lo que ocurre es que al conectarlo a la tensin, existir en el circuito unmovimiento de cargas elctricas: lar armaduras se van cargando con polaridad opuesta. Realmentecomo slo los electrones pueden moverse, stos salen del negativo de la fuente de alimentacin o pila y

van a la armadura correspondiente. El positivo atrae las cargas negativas de la armadura y stas sontransportadas a travs del generador a la otra armadura. Al principio se hace con facilidad, pero amedida que se va llenando de cargas, el proceso se hace cada vez ms lento. As pues, en el rgimentransitorio todo pasa en el circuito como si estuviese circulando corriente y el valor de sta vadisminuyendo progresivamente hasta que ya no se produce ningn movimiento de cargas y por tanto nohay corriente por el circuito comportndose a partir de este momento (rgimen permanente) como uncircuito abierto. A partir de este momento la tensin en el condensador es la misma que la de la fuente.El condensador no se descarga si sigue alimentado, slo lo har si se le proporciona un camino parahacerlo (sin fuente). Ahora lo que va a ocurrir es que el exceso de cargas negativas de una de lasarmaduras, pasar rpidamente (de forma exponencial tambin) a travs de la resistencia de descarga(rgimen transitorio) hasta que se igualen los niveles de carga en ambas armaduras, con lo cual a partir

de este momento (rgimen permanente) la tensin en el condensador ser cero. Ambos procesos, el decarga y el de descarga se exponen ms detalladamente a continuacin:

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Proceso de carga:

Cuando el interruptor se mueve a A, la corriente I sube bruscamente y tiene el valor de I = E / Ramperios (como si el condensador no existiera momentneamente en este circuito serie RC), y poco apoco esta corriente va disminuyendo hasta tener un valor de cero (ver el diagrama inferior).

La tensin en el condensador no vara instantneamente y sube desde 0 voltios hasta E voltios (E es el

valor de la fuente de corriente directa conectado en serie con R y C, ver diagrama 1).

El tiempo que se tarda la tensin en el condensador (Vc) en pasar de 0 voltios hasta el 63.2 % delvoltaje de la fuente est dato por la frmula = R x C donde R est en Ohmios y C en Faradios y elresultado estar en segundos.

Despus de 5 T (5 veces T) el voltaje ha subido hasta un 99.3 % de su valor final

Al valor de T se le llama "Constante de tiempo"

Analizan los dos grficos se puede ver que estn divididos en una parte transitoria y una parte estable o

permanente. Los valores de Ic y Vc varan sus valores en la parte transitoria (aproximadamente 5 vecesla constante de tiempo T), pero no as en la parte estable.

Los valores de Vc e Ic en cualquier momento se pueden obtener con las siguientes frmulas:

Vc = E + ( Vo - E) e-T/ t ,

Vo es la tensin inicial del condensador (en muchos casos es 0 Voltios)

Ic = ( E - Vo ) e-T/ t/ R

Vo es la tensin inicial del condensador (en muchos casos es 0 Voltios)

VR = E e-T/ t Donde : T = R C

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Proceso descarga:

El interruptor est en B.

Entonces la tensin en el condensador Vc empezar a descender desde Vo (voltaje inicial en elcondensador). La corriente tendr un valor inicial de Vo / R y disminuir hasta llegar a 0 (cero voltios).

Los valores de Vc e I en cualquier momento se pueden obtener con las siguientes frmulas:

Vc = Vo e-t / T I = -(Vo / R) e-t / T

Donde: T = RC es la constante de tiempo

NOTA: Si el condensador haba sido previamente cargado hasta un valor E, hay que reemplazar Vo enlas frmulas con E

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3.- BOBINAS.

3.1. Constitucin fsica. Coeficiente de autoinduccin.

Una bobina no es ms que un hilo conductor arrollado sobre un ncleo de material ferromagntico o alaire. Cuando por la misma circula una corriente elctrica, se genera un flujo magntico.

3.2. Asociacin.

En serie: cuando varias bobinas son recorridas por la misma corriente. En este caso el valor delcoeficiente de autoinduccin L es la suma de los de cada una de las bobinas asociadas en serie.En paralelo: cuando soportan la misma tensin, es decir sus extremos estn unidos entre s. En este casoel valor de L del conjunto es igual a la inversa de la suma de las inversas, como hacamos en el caso delas resistencias.En el caso de las bobinas puede darse el caso de que los campos magnticos que se generan se influyan,en este caso habra que utilizar el llamado coeficiente de induccin mutua que puede reforzar el campomagntico resultante o bien contrarrestarlo.

3.3. Funcionamiento en continua.

En continua y en rgimen permanente una bobina se comporta como un simple conductor. Sin embargoen el transitorio de conexin y desconexin se manifiestan los efectos magnticos. En la conexin deforma que la corriente se establecer al cabo de unos instantes (que depender del valor de la constantede tiempo que en este caso es L/R).Y en la desconexin, el campo magntico almacenado forzar a que la corriente no cese de formainstantnea sino transcurrido tambin cierto tiempo que vendr dado por la constante de tiempo.

4.- COMPONENTES SEMICONDUCTORES.4.1. Semiconductores tipo N y tipo P.

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Un semiconductor, como el Silicio o el Germanio son elementos qumicos que tienen cuatroelectrones en su ltima capa que forman enlaces covalentes muy estables. En estado puro sedenomina intrnseco y no suele tener aplicaciones electrnicas.Se le aaden impurezas de forma controlada de elementos qumicos. Si se le aaden B, Al, Ga,In o Tl entonces es un sc extrnseco de tipo P porque dichos elementos tienen tres electrones en

su ltima capa y por tanto dejan un hueco (falta de electrn).Si se le aaden N, P, As, Sb o Bi entonces es de tipo N pues tienen cinco electrones en su ltimarbita (uno de los electrones queda libre). En stos la conduccin elctrica puede realizarse msfcilmente o menos dependiendo de la concentracin de electrones.

4.2. Diodos: Rectificador; LED; Varicap; Fotodiodo; Zner.

Un diodo es un cristal semiconductor al que se le han aadido impurezas tipo P en un lado ytipo N al otro, por lo que tambin se le denomina unin NP.En las proximidades de la unin algunos huecos han sido ocupados por los electrones libres dela otra zona, por lo que se forma un potencial de unas pocas dcimas de Voltio.

Para que se establezca la corriente por el diodo es necesariopolarizarlo directamente (zona Pcon el positivo de la fuente y zona N con el negativo) y superar dicha barrera de potencial ( queest entorno a 0,6V.).Si sepolariza inversamente, la corriente no puede circular por el diodo a no ser que se pase deun valor excesivo llamado tensin de ruptura, el cual provoca una gran avalancha de electronesy el diodo se destruye.

Cuando el diodo conduce, la caida de tensin en sus terminales (llamados nodo zona P- yctodo zona N- se mantiene aproximadamente en 0,6 a 0,8V independientemente del valor dela intensidad que circule por l.

Un LED es un diodo emisor de luz. Se le ha aadido en el proceso de fabricacin otra sustanciacomo el arseniuro de Galio, la cual, al circular corriente, emite luz con diferente longitud deonda, dependiendo de la concentracin. Hay led de diferentes colores, incluso blanco y dediferente luminosidad, como los de alto brillo. Tambin hay LED bicolor y tricolor. La cada detensin tpica en un Led est entorno a los 2V. independientemente de la corriente que circulepor l. Los LED necesitan unos 10 mA para comenzar a lucir y soportan mas de 50 mA. Seconsidera como valor nominal 20mA.Hay varios tamaos estndar: los de 3 mm., los de 5mm y los de 10mm. Tambin hay barras deLED, cuyos segmentos se van iluminando segn va aumentando el valor de la tensin aplicada.

El varicap es un diodo cuya capacidad es variable dependiendo de la tensin inversa aplicada.Se denomina diodo de sintona pues se utiliza en sintonizadores de radio como capacidadvariable.

El Zener es un diodo con una unin NP muy abrupta, es decir con mucha concentracin deelectrones y huecos, lo que le dota de un funcionamiento muy particular en sentido inverso,pues en sentido directo funciona igual que el rectificador. En inversa deja pasar corriente si sellega a la tensin nominal y no se destruye, precisamente se emplea as el Zener. (Se le llamatambin, debido a esto, diodo de avalancha controlada).

4.3. Transistores Bipolares: NPN. PNP. Tipos de encapsulado.

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El transistor es un dispositivo de 3 terminales o patillas con los siguientes nombres: base (B),colector (C) y emisor (E), coincidiendo siempre, el emisor, con la patilla que tiene la flecha en elsmbolo.

Transistor NPN Transistor PNP

El transistor bipolar es un amplificador de corriente, esto quiere decir que si le introducimos unacantidad de corriente por una de sus patillas (base), el entregar por otra (emisor) , una cantidadmayor a sta, en un factor que se llama amplificacin.

Este factor se llama (beta) y es un dato propio de cada transistor.

Entonces:- Ic (corriente que pasa por la patilla colector) es igual a (factor de amplificacin) por Ib (corrienteque pasa por la patilla base).- Ic = * Ib- Ie (corriente que pasa por la patilla emisor) es del mismo valor que Ic, slo que, la corriente en uncaso entra al transistor y en el otro caso sale de l, o viceversa.

- Regin de corte:Un transistor esta en corte cuando:corriente de colector = corriente de emisor = 0, (Ic = Ie = 0)

En este caso el voltaje entre el colector y el emisor del transistor es el voltaje de alimentacin del

circuito. (como no hay corriente circulando, no hay cada de voltaje). Este caso normalmente sepresenta cuando la corriente de base = 0 (Ib =0)

- Regin de saturacin: Un transistor est saturadocuando:corriente de colector = corriente de emisor = corrientemxima, (Ic = Ie = I mxima)

En este caso la magnitud de la corriente depende delvoltaje de alimentacin del circuito y de las resistenciasconectados en el colector o el emisor o en ambos.

La saturacin se produce porque la intensidad de Base es losuficientemente grande como para que las otras no puedan aumentar ms de forma proporcional comocorrespondera en la zona activa. De ah que tambin se dice que la en saturacin es un valor muyinferior respecto al de activa.

- Regin activa: Cuando un transistor no est ni en su regin de saturacin ni en la regin de corteentonces est en una regin intermedia, la regin activa.

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En esta regin la corriente de colector (Ic) depende principalmente de la corriente de base (Ib) y de (ganancia de corriente de un amplificador, es un dato del fabricante) y se mantiene esaproporcionalidad.

Esta regin es la mas importante si lo que se desea es utilizar el transistor como un amplificador.

Viendo el smbolo, tenemos tres posibles tensiones en un transistor: entre emisor y base, entrecolector y emisor y entre base y colector. Las ms importantes son las dos primeras.

La VBE tanto en activa como en saturacin es de unos 0,6V. La tensin VCE en saturacin es muyprxima a cero (apenas alguna dcima de V.) y en activa es de un valor de varios Voltios.

Entre los encapsulados estn:

- El TO-92: Este transistor pequeo es muy utilizado para la amplificacin depequeas seales. La asignacin de patitas (emisor - base - colector) noest estandarizado, por lo que es necesario a veces recurrir a los manualesde equivalencias para obtener estos datos.

- El TO-18: Es un poco ms grande que el encapsulado TO-92, pero esmetlico. En la carcasa hay un pequeo saliente que indica que la patita mscercana es el emisor. Para saber la configuracin de patitas es necesario aveces recurrir a los manuales de equivalencias.

- El TO-39: tiene le mismo aspecto que es TO-18, pero es mas grande. Al igualque el anterior tiene una saliente que indica la cercana del emisor, perotambin tiene la patita del colector pegado a la carcasa, para efectos de disipacinde calor.

- El TO-126: Se utiliza mucho en aplicaciones de pequea a mediana potencia.Puede o no utilizar disipador dependiendo de la aplicacin.

Se fija al disipador por medio de un tornillo aislado en el centro del transistor. Sedebe utilizar una mica aislante

- El TO-220: Este encapsulado se utiliza en aplicaciones en que se deba dedisipar potencia algo menor que con el encapsulado TO-3, y al igual que el TO-126debe utilizar una mica aislante si va a utilizar disipador, fijado por un tornillodebidamente aislado.

- El TO-3: este encapsulado se utiliza en transistores de gran potencia. Como sepuede ver en el grfico es de gran tamao debido a que tiene que disipar bastante calor. Estfabricado de metal y es muy normal ponerle un "disipador" para liberar laenerga que este genera en calor.Este disipador no tiene un contacto directo con el cuerpo del transistor,pues este estara conectado directamente con el colector del transistor (versiguiente prrafo). Para evitar el contacto se pone una mica para que sirvade aislante y a la vez de buen conductor trmico.

El disipador de fija al transistor con ayuda de tornillos adecuadamente aislados que se

introducen el los orificios que estos tienen. En el transistor con encapsulado TO-3 el colector esta

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directamente conectado al cuerpo del mismo (carcasa), pudiendo verse que slo tiene dos pineso patitas.

Estas patitas no estn en el centro del transistor sino que ligeramente a un lado y si se pone eltransistor como se muestra en la figura, al lado izquierdo estar el emisor y la derecha la base.

En cuanto a encapsulado SMD el que ms se emplea para transistores es el SOT23, con unas medidasde 51 milsimas de pulgada de ancho, 115 de largo, 37 de grosor

4.4. Transistores Unipolares: FET. MOSFET.

Con los transistores bipolares observbamos como una pequea corriente en la base de los mismos secontrolaba una corriente de colector mayor. Los Transistores de Efecto de Campo son dispositivos enlos que la corriente se controla mediante tensin. Cuando funcionan como amplificador suministranuna corriente de salida que es proporcional a la tensin aplicada a la entrada. Caractersticas generales:

Por el terminal de control no se absorbe corriente. Una seal muy dbil puede controlar el componente La tensin de control se emplea para crear un campo elctrico

Se empezaron a construir en la dcada de los 60. Existen dos tipos de transistores de efecto de campolos JFET (transistor de efecto de campo de unin) y los MOSFET. Los transistores MOS respecto delos bipolares ocupan menos espacio por lo que su aplicacin ms frecuente la encontramos en loscircuitos integrados.Es un componente de tres terminales que se denominan: Puerta (G, Gate), Fuente (S, Source), yDrenaje (D, Drain). Segn su construccin pueden ser de canal P o de canal N. Sus smbolos son lossiguientes:

Smbolo de un FET de canal N Smbolo de un FET de canal P

Los parmetros que definen el funcionamiento de un FET se observan en la siguiente figura:

Parmetros de un FET de canal N Parmetros de un FET de canal P

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La curva caracterstica del FET define con precisin como funciona este dispositivo. En elladistinguimos tres regiones o zonas importantes:

Zona lineal.- El FET se comporta como una resistencia cuyo valor depende de la tensin VGS.

Zona de saturacin.- A diferencia de los transistores bipolares en esta zona, el FET, amplifica y secomporta como una fuente de corriente controlada por la tensin que existe entre Puerta (G) yFuente o surtidor (S) , VGS.

Zona de corte.- La intensidad de Drenador es nula.

Las principales aplicaciones de este tipo de transistores se encuentra en la amplificacin de sealesdbiles.

En las hojas de caractersticas de los fabricantes de FETs encontrars los siguientes parmetros (losms importantes):

VGS y VGD.- son las tensiones inversas mximas soportables por la unin PN.

IG.- corriente mxima que puede circular por la unin puerta - surtidor cuando se polarizadirectamente.

PD.- potencia total disipable por el componente.

IDSS.- Corriente de saturacin cuando VGS=0.

IGSS.- Corriente que circula por el circuito de puerta cuando la unin puerta - surtidor se encuentra

polarizado en sentido inverso.

El FET controla el paso de corriente entre el terminal surtidor(source) y el terminal drenador (drain)mediante un campo electrosttico aplicado a un electrodo circular envolvente, terminalcompuerta(gate), el cual se expande o contrae proporcionalmente al voltaje aplicado, para ensanchar oreducir el conducto imaginario que se forma en el material semiconductor empleado como canal centraldel cilindro semiconductor de la compuerta de control. Las muchas o pocas cargas negativas sedispersan por el ncleo en una distribucin, que rechazan el paso de las cargas elctricas de igual signoque conforman la corriente principal entre el surtidor y el drenaje, por el principio de que cargaselctricas iguales se repelen, y forzando la corriente a circular slo por el centro del ncleosemiconductor, el cual como se puede deducir es de solamente un tipo de material semiconductor n o p,este factor de por si diferencia en cierta medida a un FET de un transistor bipolar. Por lo que, un FET (Field-effect transistor ), es un dispositivo amplificador en el cual los portadores de corriente(electrones) son inyectados a un terminal ( surtidor, source ) y pasan a otro( drenaje ) a travs de uncanal semiconductor cuya resistividad depende de una regin de estrangulamiento (depletion region)motivada por la accin del campo elctrico conectado al terminal de control (Compuerta, gate). Laregion de estrangulamiento(campo de fuerza de los portadores minoritarios) se produce al rodear elcanal con un material semiconductor de conductividad opuesta y polarizando inversamente la uninPN resultante, mediante el terminal gate. La profundidad de la regin de estrangulamiento depende dela magnitud de la polarizacin inversa.

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MOSFET (Metal xido Semiconductor). Existen dos tipos: Los de empobrecimiento y los deenriquecimiento.Los de empobrecimiento funcionan igual que los JFET con la nica diferencia de que no entra corrientepor la puerta puesto que est aislada con la capa de xido.

En los de enriquecimiento, no existe canal de paso de corriente desde D a S y por lo tanto hay quecrearlo polarizando adecuadamente la puerta. Si el canal que hay que crear es P, entonces la puerta seconectar a negativo pues as la carga inducida ser positiva. Si el canal es N, entonces se conectar lapuerta a positivo para inducir carga negativa en el canal.

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TEMA 3: CIRCUITOS RESISTIVOS DE CORRIENTE CONTINUA.

1.- FUENTE DE TENSIN.

Se denominan as a los generadores de tensin elctrica, capaces de mantener una diferencia depotencial en sus extremos, independientemente de la carga conectada (fuente ideal).

La fuente real, sin embargo proporciona una corriente que depende del valor de la carga, puestoque toda fuente de tensin tiene resistencia interna.

2.- CONCEPTOS BSICOS.

Rama.-Conjunto de elementos (tanto receptores como generadores) que se encuentran enserie en un circuito.

Nudo.- Punto de unin de, al menos, tres ramas.

Lazo.- Conjunto de ramas que forman un circuito cerrado.

Malla.- lazo que no contiene ramas en su interior.

3.- LEYES DE KIRCHOFF.

1 ley: En todo nudo de un circuito elctrico la suma algebraica de las corrientes que en lconcurren es igual a cero. (Suma de las corrientes entrantes = suma de las corrientes salientes)

2 ley: En toda malla, la suma algebraica de las tensiones de la misma es igual a cero. (Sumade las tensiones proporcionadas por los generadores = suma de las cadas de tensin en las resistencias)

4.- CIRCUITOS RESISTIVOS REDUCIBLES A UNA SOLA MALLA.

Cuando el conjunto de resistencias se conecta a una fuente de tensin, circular una corrienteelctrica cuyo valor se determina por la ley de Ohm. Al pasar corriente por una resistencia se crea enlos extremos de la misma una d.d.p. que se conoce comocada de tensin.

Si las resistencias estn en serie la suma de las cadas de tensin en todas las resistencias serigual a la tensin total ( o tensin que proporciona el generador), mientras que la intensidad en cadaresistencia ser la misma.

Si las resistencia estn en paralelo la suma de todas las intensidades que circulan por lasresistencias ser igual a la intensidad total ( la que proporciona el generador) mientras que la tensin encada resistencia ser la misma.

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Si hay resistencias en serie y otras en paralelo se tendr en cuenta lo citado en los dos prrafosanteriores dependiendo de la colocacin de las mismas.

En cualquier circuito se cumple que la suma de las potencias cedidas por los generadores,coincide con la suma de las potencias consumidas en los receptores. Este principio no es ms que el deconservacin de la energa y se le conoce como balance de potencias. Veamos todo esto en un

ejemplo de clculo de intensidades, cadas de tensin y potencias disipadas.

5.- POLARIDAD DE LAS CADAS DE TENSIN.

Cuando desea averiguarse la polaridad (signo) de una cada de tensin adems del valor de lamisma, es necesario conocer el sentido de la corriente elctrica en el circuito en la rama en cuestin.Para ello es necesario establecer un convenio de signos. El sentido real de la corriente es el de loselectrones en movimiento, por tanto va del al +. Sin embargo es habitual emplear el sentidoconvencional que es de + a (y ser el que utilizaremos en todos los ejercicios).

Si el circuito slo tiene una fuente, es sencillo conocer el sentido de la corriente. Pero cuandohay varias, tomaremos un sentido cualquiera y veremos si es o no coherente con las fuentes, llegandosiempre a averiguar el sentido antes de realizar clculos de tensiones.

Veamos un ejemplo. En el circuito de la izquierda tomamos un sentido arbitrario para lacorriente: por ejemplo el de las agujas del reloj, tal como se muestra. Siguiendo el sentidoconvencional, vemos que ste no es coherente con la fuente de 12V, ni con la de 3V, pero s con la de9V, por lo que haremos: -12 3 + 9 = -6V. Al resultar negativo el valor, concluiremos que la corrientecircula al contrario de cmo se ha dibujado. Con lo cual la dibujaremos correctamente antes decomenzar los clculos.

I = Vtotal / Rtotal = 6V. / 4K = 1,5 mA

V(V) I (mA) P (mW)

R1 6 3 18

R2 4 2 8

R3 2 2 4

R4 6 1 6

Pgenerada = 12V3mA = Pconsumida = 36mW

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Si deseamos ahora calcular los ejemplo la tensin entre a y c, iremos de un punto a el otro atravs de cualquier camino, el ms corto es a travs del punto b. Siempre que nos encontremosgeneradores y resistencias, lo haremos por separado:

Vac = Vab + Vbc. La tensin entre a y b nos la proporciona el generador o fuente de 12V. y su

signo tambin pues vemos que el punto a est conectado al positivo de la misma, por lo que la tensinde 12V ser positiva. (Si nos pidieran Vba sera negativa). La tensin entre b y c es la cada en laresistencia de 2K, con lo cual, para saber la polaridad signo ser necesario conocer el sentido de laintensidad de corriente que circula por la misma. Hemos deducido antes que va de c a b, por lo que latensin Vbc ser negativa (mientras que Vcb sera positiva).

Por lo tanto: ( ) .925,112 VKmAVVac =+=

6.- CIRCUITOS DE VARIAS MALLAS.

Cuando un circuito tiene generadores en diferentes ramas, dicho circuito no se puede reducir auna sola malla, por lo que, para poder realizar clculos en el mismo, ser necesario emplear otromtodo diferente de los vistos hasta ahora. Existen varios mtodos, pero tan slo estudiaremos elmtodo de las mallas que es un mtodo adecuado para cualquier tipo de circuito.

Como ejemplo de circuitos de varias mallas vanse los del ejercicio 3 del guin de este tema.

El mtodo de las mallas consiste en aplicar la segunda ley de Kirchoff a todas las mallas delcircuito, formndose as un sistema de ecuaciones.

Una forma de aplicar el mtodo de las mallas consiste en tomar intensidadesficticias o demalla, calculando stas para que el sistema tenga manos ecuaciones y una vez resuelto el sistema,calcular las autnticas intensidades de rama.

Para aplicar este mtodo no es necesario conocer el sentido de las corrientes (al contrario que enel punto anterior). Se tomarn sentidos cualesquiera y tras resolver las ecuaciones, se deducirn lossentidos correctos (los de las corrientes cuyos valores resulten positivos).

Se va a aplicar el mtodo al circuito siguiente en el que se han nombrado las intensidadesficticias con letras minsculas para distinguirlas de las de rama que son las que queremos calcular. Elplanteamiento ser:

Malla1: )21(211512 iiKiKVV += Malla2: )12(22345 iiKiKVV +=

De este sistema se deducen los valores de i1 e i2.

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Para calcular los valores de las intensidades habr que hacer:

I1 = i1

I2 = i2I3 = i1 i2

El alumno deber resolverlo como ejercicio, deduciendo tambin el sentido correcto de lascorrientes que circulan por el circuito.

7.- Teorema de Thevenin.

Dice que cualquier circuito activo (el que tiene generadores) con dos terminales accesibles A yB, es reducible a una sola fuente y una sla resistencia.

La fuente tendr un valor igual al de la tensin entre ambos puntos, en circuito abierto (llamadatensin Thevenin).

La resistencia tendr un valor igual al que resulte de dejar el circuito como pasivo (sin fuentes),calculando la resistencia desde dichos puntos y dejndolos abiertos.

8.- Averas en circuitos resistivos.

En general las averas que se pueden producir en los circuitos resultan de circuitos abiertos endispositivos como en las resistencias quemadas, bien de cortocircuitos producidos entre conductores por ejemplo entre soldaduras prximas.

En el caso de producirse circuitos abiertos, la corriente que circular por dicho dispositivo sernula, mientras que la cada de tensin en el dispositivo defectuoso, deber calcularse pues dependerdel resto de los dispositivos.

En el caso de producirse cortocircuitos, la tensin ser cero y la corriente que circula por elcorto depender del resto de los dispositivos.

I1 I2

i1

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Cuando se pretenden detectar averas en un circuito electrnico, se suele emplear el polmetro yel osciloscopio. En la mayor parte de los casos podremos acceder nicamente a medir tensiones puespara medir corriente sera necesario abrir el circuito.

Tambin en la mayora de los casos al producirse una avera, el valor medido con avera

respecto al valor que debera medirse sin la avera cambia drsticamente.En caso de que se tengan que realizar clculos en circuitos con averas, si conocemos el

dispositivo que est en corto, lo sustituiremos por un simple hilo conductor y se realizarn los clculosde esta forma. Si el dispositivo estuviese abierto, se sustituir el dispositivo por un circuito abierto,realizando los clculos en el nuevo circuito. En ambos casos el circuito con avera resulta siempre mssimplificado respecto al original sin avera.

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TEMA 4: CORRIENTE ALTERNA

1.- Valores fundamentales de la corriente alterna.

La corriente elctrica es alterna cuando los electrones van cambiando de sentido de formaalternativa. La corriente alterna comercial cambia de sentido y de valor de forma peridica. Paraidentificarla se emplean ciertos valores fundamentales que analizamos a continuacin:

Periodo: Es el tiempo de duracin de un ciclo. En un semiciclo la corriente lleva un sentido (+) y en elotro, lleva sentido contrario (-). La corriente alterna comercial tiene un periodo de 20 ms.

Frecuencia: Es el nmero de ciclos que se repiten en un segundo. Por lo tanto

f = 1/T. Se mide en Hertzios (Hz)

Valor mximo de pico (Vp): es el mayor de todos los valores que toma la tensin corriente en unciclo.

Valor de pico a pico: es el valor existente entre el pico + y el (Vpp). Si la seal es pura, entonces esigual a dos veces el valor de pico.Valor medio: es la media aritmtica de todos los valores de un ciclo. Si la seal es pura, el valor medioser cero. Si no lo es, el valor medio coincidir con el nivel de continua.

Valor eficaz (Vef Vrms): es el valor con el que se define una tensin corriente alterna. Susignificado fsico es el de un valor de continua que aplicado sobre una misma resistencia disipara lamisma cantidad de calor que el equivalente de alterna.

Valor instantneo: es el valor que toma la seal en un instante cualquiera.

El valor medido con el polmetro es el correspondiente al valor eficaz. Mientras a que si se estvisualizando la seal en un osciloscopio, lo que se puede medir es el valor de pico y el de pico a pico,no el eficaz. Por otro lado, con el polmetro, si disponemos de frecuencmetro, se medira la frecuencia,por el contrario, en el osciloscopio podramos medir el periodo, no la frecuencia.

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2.- Componentes pasivos en corriente alterna.

2.1. Funcionamiento en alterna de la bobina y el condensador.

La resistencia se comporta de forma prcticamente igual en continua que en alterna, siempre

que la frecuencia de sta no sea excesivamente elevada. Sin embargo la bobina y al condensadoraparentemente funcionan de distinta forma en alterna y en continua.Considerando en primer lugar al condensador, es necesario recordar que este requiere cierto

tiempo de carga, como la corriente alterna cambia de sentido, el condensador est constantementecargndose en un sentido y en otro. Cuanto mayor sea la frecuencia, este proceso se hace msrpidamente, con lo cual el condensador apenas llega a almacenar carga y ms fcilmente puedecambiar de polaridad. Se dice en este caso que el condensador presenta menos reactancia al paso dela corriente y todo ocurre como si circulara corriente a travs del mismo (lo cual no es posible comoya sabemos).

En cuanto a la bobina, sabemos que en ella mientras circule corriente, se crea un campomagntico. En el momento de invertirse la polaridad, el campo magntico produce una fuerza

contraelectromotriz que tiende a oponerse a esa inversin, con lo cual manifiesta cierta reactancia alpaso de la corriente (no como en continua, cuyo comportamiento es similar al de un simple conductor),de forma que cuanto mayor sea la frecuencia, mayor ser la oposicin que manifiesta la bobina puessta no alcanza el rgimen permanente del que se habl al tratar el comportamiento de los componentesen corriente continua.

2.2. Reactancias. Desfases.

Segn lo visto en el apartado anterior, la bobina y el condensador son elementos reactivos, esdecir presentan cierta reactancia al paso de la corriente alterna. Con esta denominacin se distingueentre elementos resistivos, cuyo valor en ohmios no depende de la frecuencia de la corriente alterna yelementos reactivos cuyo valor depende de la frecuencia. La reactancia se mide en ohmios y lasexpresiones utilizadas para averiguar el valor correspondiente son las siguientes:

- Reactancia capacitiva:fC

Xc2

1=

- Reactancia inductiva: fLXL 2= En ambas expresiones, se emplea la letra X para distinguir reactancia de resistencia pues ambasempiezan por la misma letra y se obtienen ohmios cuando la frecuencia est en Hertzios, laCapacidad en Faradios y el coeficiente de autoinduccin de la bobina (L) en Henrios.

Con motivo de los efectos producidos en la bobina y en el condensador en presencia decorriente alterna, se produce un desfase entre la tensin alterna aplicada y la corriente que fluyepor dichos elementos. Este fenmeno no se produce en la resistencia, por lo que se dice que nodesfasa y por tanto si slo hubiese una resistencia en un circuito de alterna , la tensin y lacorriente iran en fase.

El condensador desfasa 90, provocando un retraso de la tensin respecto a la intensidad.La bobina desfasa 90, provocando un retraso de la intensidad respecto a la tensin.Para distinguirlos, al desfase provocado por el condensador se le considera negativo, mientrasque al de la bobina, se le considera positivo.

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La reactancia por tanto es una magnitud vectorial pues tendr un mdulo que viene dado por lacorrespondiente frmula expresada con anterioridad y un ngulo, que ser el desfase. Por ellopuede representarse vectorialmente, o bien como un nmero complejo

2.3. Impedancia.

En general un circuito de alterna contendr resistencias, bobinas y condensadores, por lo quetendr una resistencia total y una reactancia total. La reactancia total ser la resultante de los elementosreactivos.

La impedancia por lo tanto es la resultante de todos los elementos resistivos y reactivos, por loque se trata de una magnitud vectorial con un mdulo que se expresar en ohmnios y un ngulo querepresentar el desfase resultante y que estar comprendido entre 0 y 90 bien entre 0 y 90.

2.4. Diagramas vectoriales.

Al emplearse magnitudes vectoriales en c.a., suele ser til realizar la representacin grfica delas mismas.

Para ello se tomarn dos ejes: el horizontal es el eje real y el vertical el eje imaginario.

Por lo tanto los elementosresistivos se representan en el ejereal y los reactivos en elimaginario. La reactanciainductiva siempre ser un vectorsobre el eje imaginario hacia

arriba y la capacitiva, haciaabajo puesto que la primeradesfasa 90 y la segunda 90. Laresultante ser la impedancia queser la hipotenusa del llamadotringulo de impedancias.

De forma similar puedeconstruirse un diagrama vectorialcon los vectores intensidad ytensin en cada componente. Enlos circuitos serie de c.a. suele ser

habitual dibujar el vector intensidad en el eje real y los dems con el correspondiente desfase respecto aeste, con ello resulta un diagrama similar al de impedancias. Por ltimo tambin se puede obtener el depotencias, si se toma como origen de fases la intensidad, nuevamente resulta un diagrama similar.

3.- Circuitos de corriente alterna.

3.1. Circuito RLC.En general los circuitos de alterna estarn formados por resistencias, bobinas y condensadores.

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La reactancia total ser la resultante de la reactancia capacitiva e inductiva y ser un vector quesiempre estar a 90 respecto al eje real. Ser a +90 cuando la reactancia inductiva sea mayor que lacapacitiva (el circuito se dice que es inductivo) y ser 90 cuando la reactancia inductiva sea menor.

3.2. Resonancia serie. Caractersticas del circuito resonante.

En el caso particular, que se produce a una determinada frecuencia, de que las reactanciasinductiva y capacitiva sean iguales, la reactancia total ser nula, por lo que el circuito es resistivo y sedenomina resonantes o sintonizado.

El circuito resonante tiene un desfase total igual a cero.La tensin y la intensidad van en fase.Hay condensador y bobina pero se contrarrestan sus efectos por lo que todo pasa como si solo

hubiera resistencia.La impedancia total es mnima.La intensidad es mxima.

3.3. Potencia en corriente alterna.

Potencia activa: P = V . I . cos. Se mide en Watios.Potencia reactiva: Q = V . I . sen. Se mide en Voltiamperios reactivos.Potencia aparente: S = V . I . Se mide en Voltiamperios.

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TEMA 6: FUENTES DE ALIMENTACIN LINEALES.

1.- ELEMENTOS BSICOS DE UNA FUENTE DE ALIMENTACIN.

Se denominan as a los circuitos electrnicos que realizan la funcin de pasar una seal alterna acontinua. La mayor parte de los equipos electrnicos funcionan con c.c. por lo que la fuente dealimentacin es imprescindible ( excepto si puede ser alimentado con pilas bateras pues stastambin proporcionan continua como las fuentes ).

Las fuentes de alimentacin lineales tienen un rendimiento bajo ya que en caso de que a lasalida se consuma poca potencia, la potencia total absorbida de la red la consumen en su mayor partelos componentes de la fuente. Sin embargo las fuentes de alimentacin conmutadas, como su nombreindica, trabajan con sus componentes en conmutacin por lo que stos consumen muy poca potencia,siendo, por tanto ms eficientes pues la potencia absorbida de la red es la que consume el equipo que seest alimentando. En este tema se vern slo las fuentes lineales dejando las conmutadas para el temade electrnica de potencia.

En general las tensiones de alimentacin suelen ser de pocos voltios, por lo que se precisa enprincipio un transformador que reduzca la tensin de red a otra menor. A la salida de un transformadorla seal sigue siendo alterna por lo que se precisa de un rectificador con diodos, para conseguir unaseal pulsatoria. A la salida del rectificador ir un filtro con el fin de que la seal pulsatoria sea msparecida a la continua. Y a la salida del filtro ir un regulador que permite reducir el rizado y estabilizarla seal dejndola prcticamente continua.

1.1. Rectificadores.- De media onda:Est formado por un simple diodo que conduce y se bloquea de

forma alternativa en cada semiciclo de la seal. Con lo cual a la salida del mismo seobtiene una seal pulsatoria de media onda.

- De onda completa: Puede realizarse con dos diodos (siendo preciso en este caso untransformador con toma intermedia) con cuatro en puente. Al conduciralternativamente la seal ser pulsatoria de onda completa de doble onda.

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1.2. Filtrado por condensador.Al colocar un condensador a la salida del rectificador, ste se carga rpidamente a travs del diodo diodos que conducen, sin embargo se descarga lentamente a travs de la carga (que ser de unvalor muy superior al de la pequea resistencia equivalente a un diodo que conduce), con lo cual se

obtiene una seal tpica con un determinado rizado. ste es mayor cuanto mayor sea la intensidadque circula, pero menor cuanto mayor sea la capacidad del condensador.

1.3. Formas de onda tpicas. Valores de tensin media y eficaz.

FORMA DE ONDA VALOR EFICAZ VALOR MEDIOALTERNA 2/Vp 0

PULSATORIA MEDIAONDA

2/Vp /Vp

PULSATORIA ONDACOMPLETA

2/Vp /2Vp

1.4. Estabilizador.En las fuentes de alimentacin clsicas el elemento estabilizador era un diodo Zner puesto enparalelo con la salida. Debido a las propiedades del Zner, aunque la salida demandara ms menos corriente (siempre entre unos determinados lmites de corriente mnima y mxima) lacorriente restante era absorbida por el Zner sin que variara casi la tensin de salida de lafuente. Para conseguir mejor regulacin se incluan varios transistores, bsicamente uno en serie

que absorba la cada de tensin sobrantes controlado por otro que actuaba de comparador. En

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la actualidad se utiliza tan slo un regulador integrado cuyo circuito interno dispone detransistores y Zner permitiendo una muy buena regulacin y un pequesimo rizado de salida.

2.- REGULADORES DE TENSIN FIJA.

2.1. Reguladores de tensin fija positiva (serie 78XX).

Son dispositivos de tres terminales (E=entrada; S=salida y C=comn, siendo su patillajerepectivamente: E,C,S). Entre las patillas S y C mantienen la tensin indicada por XX. Existen unastensiones normalizadas: 5, 6, 8, 12, 15, 18 y 24V. Todos disponen de proteccin frente a cortocircuitosen la salida.

Existen cuatro tipos: los de baja corriente que proporcionan hasta 100mA y se identifican conla letra L colocada en medio: por ej. 78L05. Los de mediana corriente, hasta 500mA, con una M. Losde 1 Amperio que no llevan letra intermedia. Y los de alta corriente, que proporcionan hasta cincoAmperios, pero slo disponibles para 5, 12 y 18 V.

La intensidad que entra por el terminal E es casi la misma que sale por S, puesto que slo sederivan unos 4 mA por el terminal comn.

Para un correcto funcionamiento del regulador la tensin de entrada al mismo tiene que ser, almenos, tres Voltios mayor que a la salida, siendo como mximo de 35V.

2.2. Reguladores de tensin fija negativa.

Todo lo anterior es vlido para estos reguladores, con la diferencias de que estos se identificanpor el 79, su patillaje es E, S, C y la tensin entre S y C tiene polaridad contraria al anterior.

2.3. Fuente fija regulada.

Para realizar una fuente con una tensin de salida fija, la solucin ms cmoda consiste enutilizar un regulador de la serie 78 79 a la salida de la fuente tras el transformador, rectificador yfiltro.

Habr que tener en cuenta lo siguiente (dimensionado adecuado de todos los componentes):

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- La tensin de salida de la fuente deber coincidir con la del regulador.- Se calcular la mayor corriente que va a proporcionar la fuente para elegir el tipo de

regulador correspondiente.- El condensador de filtro deber tener capacidad suficiente para que no haya excesivo

rizado en la entrada del regulador que haga disminuir demasiado esa tensin y por lo

tanto que no funcione correctamente.- Los diodos del rectificador debern aguantar la intensidad que vaya a circular porellos que ser algo mayor a la mxima que vaya a proporcionar la fuente.

- El transformador deber dar en el secundario suficiente tensin. Habr que empezarpor la salida, teniendo en cuenta que al menos en la entrada del regulador se debertener tres Voltios ms, adems la cada de tensin en el rectificador (0,7V en cadadiodo que conduce) y tener en cuenta que esa tensin ser la de pico, por lo tanto sedividir por raz de dos para averiguar la tensin eficaz en el secundario deltransformador.

2.4. Fuente variable con regulador de tensin fija.

Si se desea realizar una fuente que proporcione una tensin ajustable variable a la salida, seemplearn otros reguladores como el 317. Sin embargo es posible realizarla de modo muy sencillo conuno de la serie 78 79 sin ms que colocar un potencimetro en la patilla comn (se dice que trabajanen masa flotante), pero no se podr obtener a la salida una tensin inferior a la del regulador que secoloque.

Ejemplo: Se desea tener una fuente de alimentacin con salida ajustable entre 5 y 9V. y

corriente hasta 1Amperio.

Para realizarla, se emplear un 7805 pues la tensin mnima es precisamente de 5V. Ahora hayque calcular la resistencia que debe tener el potencimetro. Para ello sabemos que se conectar a lapatilla comn por la que circulan siempre 4 mA. Con lo cual la cada de tensin mxima en l ser de 9 5 = 4V. As pues:

.14

.4. == K

mA

VRpot

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2.5. Fuente simtrica.

Las fuentes simtricas son muy tiles para alimentar circuitos que contengan operacionales, yaque stos requieren para muchas de sus aplicaciones, tensiones simtricas, es decir positiva y negativarespecto de un punto (masa).

Para disear estas fuentes tan slo habr que colocar dos reguladores: uno de la serie 78 y otrode la serie 79, pero ser imprescindible utilizar un transformador con toma intermedia, y a la salida delrectificador dos condensadores de filtro, uno para cada condensador teniendo precaucin con lapolaridad de los mismos.

3.- REGULADORES DE TENSIN VARIABLES.

Se fabrican reguladores de tensin pensados para hacer fuentes variables, al contrario de las dosseries estudiadas, pensadas para hacer fuentes fijas. Existe una gran variedad de reguladores variables,sin embargo vamos a centrarnos en los ms populares.

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3.1. LM 317, 338 y 350.

Estos reguladores tienen tambin tres patillas tan slo, diferencindose entre ellos por lacorriente que son capaces de proporcionar. Todos ellos llevan proteccin frente a cortocircuitos.

El ms empleado es el 317. La tensin entre la patilla de salida y la comn es de 1,2V. Lacorriente que se deriva por la patilla comn es de 50A.

La forma de realizar la fuente consiste en colocar un divisor de tensin formado por dosresistencias: una conectada entre la salida y el comn y otra entre el comn y masa (el modo defuncionamiento vemos que es siempre en masa flotante ya que el comn no va directamente a masa).

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TEMA 7.- CIRCUITOS IMPRESOS

1.- Tipos de placas.

1.1.Materiales empleados: baquelita, fibra de vidrio.El material ms empleado hoy en da es la fibra de vidrio. La baquelita se utilizaba hace aos

por su precio, aunque presentaba el inconveniente de ser ms quebradiza. El grosor de la placa msempleado es de 1,6 mm., aunque hay grosores inferiores.

1.2.Placas presensibilizadas: positivas, negativas. Placas de ms de una cara.Encima de la fibra de vidrio est la capa de cobre que puede ser de 30 70 micras. Sobre sta

puede llevar una emulsin fotosensible, es el caso de las placas presensibilizadas que se emplean pararealizar placas de circuito impreso empleando el procedimiento fotogrfico. La emulsin puedeeliminarse cuando le da la luz, en este caso la placa es positiva. En caso de que la emulsin seendurezca cuando le da la luz, la placa es negativa.

La emulsin puede venir por ambas caras (placas de doble cara) o por una (simple cara).Tambin hay placas multicapa, que llevan lmina de cobre embutida en la fibra de vidrio).

2.- Fases de la fabricacin de un circuito impreso.

El procedimiento manual positivo consiste en dibujar a mano las pistas (zonas de conexin entrepatillas de componentes) y los nodos o pads (puntos donde irn soldadas las patillas o pines) atinta en acetato o papel vegetal. Para ello partiremos siempre del esquema del circuito ypensaremos en la disposicin de los componentes sobre la placa, conociendo siempre el tamaodel componente y la distancia entre patillas.Se puede emplear tambin el diseo por ordenador (por ej. ORCAD) en cuyo caso habr queemplear acetato apto para impresora lser.El siguiente paso consiste insolar la placa, para ello se coloca el acetato sobre la emulsin y seinsola unos tres minutos (cuatro si es papel vegetal). Transcurrido este tiempo la emulsin sepodr eliminar con ayuda del revelador, mientras que no se eliminar la emulsin de la zona queha estado protegida por la tinta.

Una vez revelada, se prepara el cido que es el que va a atacar al cobre. En nuestro caso seutiliza cido clorhdrico y agua oxigenada a partes iguales.

3.- Normas de montaje de componentes: formas de colocacin, esttica.

Si el procedimiento que se va a utilizar es el manual, conviene disponer de una plantillapulgametrada, es decir dividida en dcimas de pulgada pues precisamente la distancia entre los pines deun circuito integrado y de muchos otros componentes es un mltiplo exacto de esta medida. Se tratarde realizar el diseo ms sencillo posible, cuanto ms cortas sean las pistas y ms simple la distribucinde componentes mejor.

No se realizarn pistas con ngulos de 90, se emplearn ngulos de 45.Los puntos de soldadura sern crculos o bien valos de suficiente grosos como para dejar cobre

una vez se haya realizado el taladro para introducir la patilla.

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El ancho de las pistas depender de la intensidad que vaya a circular por ella. Se tendr encuenta que 0,8 mm. puede soportar hasta 2Amperios y 2 mm unos 5 A.

No se dispondrn pistas entre los bordes de la placa y los puntos de soldadura de terminales deentrada, salido o alimentacin, exceptuando la pista de masa.

4.- Trazado de pistas: por ordenador; forma manual. Normas de trazado. Tamao de pistas ynodos.Si se emplea el diseo por ordenador habr que seguir los pasos que correspondan a la

aplicacin elegida, ,por ejemplo Orcad. En caso de realizarlo de forma manual se tendr especialcuidado con el tamao de las pistas, de los pads, con la distancia entre pads y todo ello realizarlo conrotulador permanente negro con el fin de proteger perfectamente esas zonas. Habr que asegurarse deque al trazar las pistas ha quedado suficientemente cubierto con el rotulador. Adems cuando se vaya acolocar el acetato o el papel vegetal en la placa se realizar colocando la zona que ha sido dibujada encontacto con la zona fotosensible y no al revs pues en tal caso saldr mal la placa.

El tamao de las pistas ir en funcin de la corriente que vaya a circular pero no es conveniente

realizar pistas por debajo de 0,4 mm. En cuanto a los pads conviene que sean al menos el doble deanchos que la pista que llega al mismo., pero ya se ha dicho que esto estar en funcin del grosor de lapatilla a taladrar en el mismo.

5.- Taladrado de la placa. Herramientas necesarias: granete, taladrn, brocas.El taladrado se puede hacer automticamente en una taladradora automtica, pues las

aplicaciones informticas de diseo de circuitos impresos generan un fichero de taladrado. Tendr quetenerse cuidado a la hora de elegir el origen de coordenadas en el mismo. Si se va a taladrar a mano,conviene primero granetear los nodos o pad para que la broca no resbale. Los taladrines empleados enla forma manual se alimentan a 12 V. y suelen calentarse si se realizan muchos taladros, teniendo quedejarlos enfriar de vez en cuando. Las patillas de las resistencias de 1/4W suelen tener unos 0,7 mm de

grosor por lo que habr que emplear broca de este grosor, as como para las patillas de los integrados.Se puede emplear tambin broca de 1mm. Para los espadines y los potencimetros se emplear brocade 1,25mm y para realizar los taladros en los extremos de la placa para los soportes, de 3mm.

6.- Eliminacin del cobre. Proteccin de las pistas.

6.1. Productos empleados. Fase de revelado en la tcnica fotosensible.Para la eliminacin de la emulsin fotosensible se utiliza revelador lquido. Existen en el

mercado distintos tipos. Actualmente la mayora vienen en bolsitas, en forma de polvo. Este polvo seechar en agua y se agitar hasta su perfecta disolucin. En general cada sobre viene preparado para unlitro de agua. Una vez revelada una placa el revelador puede volverse a utilizar varias veces ms a noser que est muy saturado.

En cuanto a la eliminacin del cobre ya se ha citado el cido o atacador rpido, pero tambin sepuede utilizar el cloruro frrico que es algo ms lento pero menos corrosivo.

7.- Soldadura de componentes. Comprobacin de pistas y soldaduras.

Para soldar los componentes, se utilizar un soldador de al menos 15W de punta fina. Seemplear estao con alma de resina. Realmente es una aleacin de estao-plomo (60-40%). El plomodesde julio de 2006, por Ley, no debe utilizarse, por lo que se ha de emplear estao con un 3% de plata.El problema es que el coste de ste casi se duplica y adems necesita ms temperatura para fundir (almenos 40C ms) con lo cual el soldador tendr que se de 25W al menos. Se colocar el estao sobre el

pad., la patilla y el estao y se calentar el tiempo imprescindible para que funda para no sobrecalentar

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al componente. Una vez realizadas todas las soldaduras conviene comprobarlas con el polmetro(comprobacin de continuidad), para ello antes se debe lijar ligeramente las pistas con estropajo dealuminio para eliminar de las mismas la emulsin fotosensible que an no se ha ido del cobre.

Para finalizar y realizar un acabado ms profesional, se puede realizar la serigrafa de

componentes que consiste en marcar, por la cara de componentes el contorno de los mismos. Esteproceso no se suele realizar de forma manual por su dificultad, por ello no realizaremos este ltimopaso.

Para realizar las conexiones a la alimentacin o a otros componentes como altavoces, etc., sepueden colocar espadines que estn pensados para conectar en ellos los faston . Tambin puedenconectarse conectores o clemas para circuito impreso.

Cada vez se realizan menos placas de circuito impreso por este procedimiento tradicional detaladrado de la placa, actualmente la mayor parte de las placas son de montaje superficial (tecnologaSMD o SMT), en la misma los componentes van soldados sobre la placa sin necesidad de realizar

taladros, si bien puede haberlos si se necesita la conexin con alguna de las capas intermedias (en elcaso de multicapa). Para este procedimiento es necesario emplear componentes cuyo patillaje yencapsulado sea especfico para ello. El tamao de los componentes es mucho menor y por lo tantotambin lo son las patillas y la distancia entre las mismas, por lo que se necesita mucha precisin pararealizar este tipo de montaje, por ello casi exclusivamente se realiza mediante procedimientosautomatizados.

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TEMA 8.- CIRCUITOS CON TRANSISTORES.

1.- El transistor bipolar en conmutacin.

Como ya se vio en el primer tema, el transistor puede funcionar en conmutacin o bien comoamplificador.

Para que funcione como conmutador debe pasar del estado de corte al de saturacin y viceversabien de forma automtica o a partir de una seal externa.

La condicin de saturacin es que la unin de base-emisor est polarizada directamente y tambin la de base-colector. La condicin de corte es que la unin de base emisorest polarizada inversamente. Recordemos que la de activa (paraamplificacin) era la de base-emisor directamente y la de base-

colector inversamente.

Cuando el transistor est en corte las corrientes son

nulas, pero las tensiones en el transistor son desconocidas, tan

solo es seguro que entre la base y el emisor la tensin ser

cero o negativa (en caso de un PNP: cero o positiva). Cuanto

est en saturacin la VBE estar prxima a 0,6V. y la VCE

prxima a cero. Recordemos que en activa la VBE es la misma

que en saturacin y la VCE ser de varios voltios (ni prxima

a cero ni a la Vcc).

En zona activa el transistor funciona de modo que cuanto mayor sea la intensidad de Base, mayoressern las intensidades de Colector y Emisor. Existir por tanto una proporcionalidad entre estasintensidades que viene expresada por la ganancia de corriente en continua, conocida como = IC/IB (otambin hFE). Este valor no es constante y vara segn las condiciones de funcionamiento. Pero engeneral se puede decir que es del orden de varios cientos cuando el transistor trabaja en zona activa. Sila IB aumenta mucho, llega un momento en que el transistor no es capaz de seguir aumentando susintensidades de Colector y Emisor y se satura, por lo que en saturacin la se reduce a un valor muyinferior (como orientacin se puede decir que menos de 100).

1.1. Aplicaciones: circuitos digitales; detector de luminosidad y sensor trmico.

Las aplicaciones del transistor en conmutacin son todas aquellas en las que se cumpla lo dichoanteriormente. En el caso del circuito de la figura 1 el potencimetro determina el paso de cortea saturacin. Si la resistencia del potencimetro es elevada la intensidad se va por la basesaturando al transistor pues se ha colocado una resistencia de tan solo 10K para que circulesuficiente corriente como para saturarlo, por lo tanto el LED lucir. Si es pequea, se va todapor el potencimetro y el transistor se corta y el LED se apaga. Un sensor puede sustituir alpotencimetro ya que de forma automtica cambia de valor con una magnitud fsica como latemperatura, la iluminacin, etc. Este es un circuito muy simple, pero con un pequeoproblema: slo pasar a corte cuando la resistencia del potencimetro o del sensor sea muy

pequea.

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Los sensores ms empleados son, entre otros el de temperatura PTC (aumenta la resistencia conla temperatura) y NTC (disminuye con la t. y el de luz: LDR (disminuye la resistencia con laluz). El circuito por lo tanto indica mediante el LED si la temperatura, luz,... es baja o elevada.

2.- El transistor bipolar como amplificador.

En este caso el transistor deber permanecer en zona activa sin entrar en corte ni en saturacin.Las aplicaciones sern tanto para radio, como audio como cualquier otra en la que se desee amplificaruna seal. Primero habr que polarizar adecuadamente al transistor, en continua para que est en activay despus inyectar la seal alterna que se desea amplificar. Para no modificar la polarizacin decontinua, la seal se introducir y sacar a travs de condensadores llamados de acoplo.

Debe tenerse siempre presente que la potencia que se va a proporcionar a la carga se saca de lafuente de alimentacin de continua. Adems nunca se podr sobrepasar a la salida de un amplificador elvalor de la tensin de alimentacin. Cuando se requiere dar mucha potencia a la carga, se suelenemplear circuitos convertidores cc/cc que sirven para poder alimentar a mayor tensin al amplificador.

Ejercicio: Calcular el valor mximo rms de potencia en una carga de 8 ohmios cuando Vcc es de 12V.

2.1. Amplificadores de pequea seal. Concepto.

Estos amplificadores sirven para amplificar pequeas seales que son las que provienen de unmicrfono, una antena, los cabezales magnticos de un cassette, etc., proporcionando sealesamplificadas pero sin sobrepasar aproximadamente medio watio. A partir de este valor de potencia, sehabla de amplificadores de potencia, en lugar de pequea seal.

2.1.1. Caractersticas: ganancias de tensin, intensidad y potencia.

Av= vsal/ vent. Se conoce como ganancia de tensin. Es adimensional o bien se puede expresaren dB aplicando el log y multiplicando por 20.Ai= isal/ient. Se conoce como ganancia de intensidad.Ap=psal/pent = Av * Ap.Para que un circuito se considere amplificador debe ganar potencia, es decir Ap mayor que 1.

2.1.2. Impedancias de entrada y salida.

Son dos valores importantes pues de ellos depende por ejemplo el mayor o menor valor de laganancia. El cociente entre la tensin de entrada y la intensidad de entrada es la impedancia deentrada. El cociente entre la tensin de salida en circuito abierto y intensidad de salida encortocircuito es el valor de la impedancia de salida.

Cuando deseamos obtener forma de onda de la seal de entrada y no nos interesa demasiadosacar de la entrada toda la potencia posible pues esta es demasiado pequea, entonces interesauna impedancia de entrada muy elevada, hablaremos por tanto en este caso de un amplificadorde tensin. Cuando a la salida nos interesa entregar la mxima potencia posible, entonces nostendremos que igualar la impedancia de salida a la de la carga a conectar, hablaremos en estecaso de amplificador de potencia.

2.1.3. Respuesta en frecuencia.

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Los amplificadores no responden igual a distintas frecuencias generalmente tienen respuestacomo un paso banda, es decir tienen poca ganancia para bajas y altas frecuencias y mayor parafrecuencias medias. Un amplificador sintonizado, sin embargo amplifica para un margen estrecho defrecuencias y atena o amplifica menos para el resto de frecuencias.

2.1.4. Distorsin.

Cuando la seal de salida difiere en forma de onda a la de entrada, hablamos de distorsin. Haydiferentes tipos.

- De amplitud: cuando la amplitud de la seal es excesiva y por tanto la seal hace que eltransistor se meta en saturacin y se recorta la seal.

- No lineal: se produce porque el transistor no responde igual a valores altos o bajos de seal.- De frecuencia: se produce porque el transistor no responde igual a valores altos o bajos de

frecuencia.- Armnica.

2.2. Etapa amplificadora en Emisor Comn.

El emisor estar a masa y por tanto es comn a la entraday a la salida. La ganancia de tensin, intensidad y potenciade esta etapa son elevadas. Tiene una impedancia deentrada media-baja, lo cual suele ser un impedimento y lade salida media-alta.Se puede poner el emisor directamente a masa o biencolocar una resistencia de emisor que le da estabilidad alcircuito puenteando con un condensador (de desacoplo)que eleva la

ganancia enalterna.

2.3. Etapa en Base Comn.

Ahora es la base la que est a masa. La entrada de laseal se hace por el emisor y la salida por el colector. Laganancia de tensin de esta etapa es un valor mayor que unopero la de intensidad es ligeramente inferior a uno(atena). La resistencia de entrada es media-baja y la desalida alta.

2.4. Etapa en Colector Comn.

El colector se coloca a masa. La ganancia detensin es prxima a uno. La impedancia de entrada es alta

y la de salida baja. Es una etapa adaptadora de

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impedancias. Se llama tambin seguidor de tensin o seguidor de emisor.

2.5. Amplificadores multietapa.

Todos los amplificadores constan de varias etapas, al menos una de entrada, amplificador detensin con impedancia de entrada elevada, otra intermedia y otra de salida con impedancia de salidaigual a la de la carga o amplificador de potencia.

3.- Amplificadores de potencia.

3.1. Clase A

Estos amplificadores constan de un transistor por etapa. La polarizacin del transistor serealiza en la zona activa por lo que no debe entrar en corte ni en saturacin. El rendimiento de este

amplificador es inferior al 50%.

3.2. Clase B

Estos constan de dos transistores por etapa. Cuando uno entra en activa el otropermanece en corte por lo que necesitan de algo de tensin para que despus entre en activa el queestaba en corte, esto hace que se produzca en ellos la tpica distorsin de cruce. Su rendimiento essuperior, llegando hasta un 75%.

3.3. Clase AB.

Pretende eliminar la distorsin de cruce pues no polariza totalmente en corte a uno de lostransistores mientras el otro conduce, sin embargo la contrapartida es un menor rendimiento que el

clase B pero mayor que el clase A.

3.4. Clase C.

Realmente el clase C no es un autntico amplificador de potencia, pues el transistor sloconduce durante una parte de un semiciclo. Se emplean en osciladores para proporcionar la sealnecesaria por semiciclo para que se mantenga la oscilacin de la seal.

3.5. Otras clases.

Existen otras clases ms modernas. La clase D se caracteriza por hacer trabajar a lostransistores con seal PWM por lo tanto en corte y en saturacin, pero a una frecuencia alta, con lo cualel amplificador se digitaliza, pero con el fin de obtener una seal alterna que es la resultante en eltiempo de dicha seal. Mejoran el rendimiento y son amplificadores bastante fiables.

Hay otros que acomodan la tensin de la fuente de alimentacin de forma automtica ala exigencia de seal que se necesite, de forma que cuando se necesite dar mucha potencia a la carga, latensin de alimentacin aumenta y cuando se requiera poca potencia, la tensin de alimentacindisminuir.

4. Transistor Darlington :Consiste en dos transistores en cascada. Sus ventajas son la alta impedancia de entrada que se

percibe en la base del primer transistor, este dispositivo de tres terminales conocido como

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transistor darlington actua como un transistor de un factor de amplificacin muy alto y queahora hay dos transistores o sea dos caidas de voltaje de union base-colector.

Donde IB = IC1 = IE1 Este dispositivo de 3 terminales conocido como transistor Darlington actuacomo un solo transistor con una ( factor de amplificacin muy alta )

Se puede utilizar el transistor Darlington en los amplificadores donde se necesite una gananciade tensin muy alta tal como en los amplificadores de sonido por ejemplo. El analisis de un

amplificador en el que se emplea un transistor Darlington(llamado amplificador Darlington) essimilar a los que llevan un solo transistor, excepto que ahora hay dos transistores.

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Ventajas:

Alta impedancia de entrada que se percibe hacia la base del primer transistor.

Impedancia: Z = * RE.

La ganancia de corriente es mucho mas grande, esto debido a T = 1 * 2.

Funcionamiento en clase B: Conlleva a que la IC circule solo 180 del ciclo de la senal;implica que el punto Q se aproxima al punto de corte de ambas rectas de carga ( la continua y lade seal ) Este desarrolla primero un semiciclo y despues el otro semiciclo.

En este caso amplifica primero el semiciclo negativo ( PNP ) despus el positivo ( NPN ) Comolos transistores Darlington clase B generan grandes cantidades de calor el dispositivo debe tenerun tamao optimo para su funcin o estar acompaado de un disipador.Ventajas : Menos consumo de corriente y mayor rendimiento.

4.- Osciladores senoidales.

4.1. Concepto de realimentacin. Tipos. Efectos.

Un circuito est realimentado cuando la salida y la entrada del mismo estn unidas biendirectamente a travs de un conductor o bien a travs de cualquier componente. Se dice en este casorealimentacin en bucle cerrado. Si se desconecta, estar en bucle abierto y por tanto realmente nohabr realimentacin.

Si el efecto que produce la realimentacin es compensar aumentos de la entrada, entonces sehabla de realimentacin negativa. En caso contrario se increme

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