Circuitos integrado

ELECTRICIDAD II Código: F.TI.01

Informe Circuitos Integrados

Revisión: 01Fecha: 2013/10/28

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Carrera Ingeniería Automotriz

Nivel: 5to M

Asignatura: Electronica Automotriz

Estudiante: Jordy Chango

Docente: Milton Revelo

INFORME N°1

TITULO: Circuito Integrado analógico (Amplificador Operacional balanceado)

OBJETIVO GENERAL:

Correcto funcionamiento del Amplificador Operacional balanceado

OBJETIVOS ESPECIFICOS:

Conocer la historia de los circuitos integrados, cómo y cuando surgieron.

Conocer el proceso de fabricación.

Saber para qué sirven y donde son utilizados

Conocer las funciones que realizan en los aparatos y/o sistemas.

Conocer la simbología y los códigos que rigen su fabricación.




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ANTECEDENTES

El primer circuito Integrado fue creado por Jack Kilby en la empresa Texas Instruments en el año de 1959; poco más de una década después de la invención del transistor en los laboratorios Bell en 1947.

La introducción de los transistores en la construcción de ordenadores fue el inicio de un proceso de miniaturización de los componentes electrónicos a nivel mundial.

CIRCUITO INTEGRADO ANALOGICO

Los circuitos integrados analógicos se caracterizan porque las entradas y salidas son señales analógicas.

Pueden constar desde simples transistores encapsulados juntos, sin unión entre ellos, hasta dispositivos completos como amplificadores, osciladores o incluso receptores de radio completos.

SEÑALES ANALOGICAS

Es un tipo de señal generada por algún tipo de fenómeno electromagnético y que es representable por una función matemática continua en la que es variable su amplitud y periodo en función del tiempo.




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SEÑAL ANALOGICA

Señal analógica

Señal eléctrica analógica es aquella en la que los valores de la tensión o voltaje varían

Señal digital

Señal generada por algún tipo de fenómeno electromagnético en que cada signo que codifica el contenido de la misma puede ser analizado en término de algunas magnitudes que representan valores discretos, en lugar de valores dentro de un cierto rango.

DIFERENCIA ENTRE SEÑAL ANALOGICA Y DIGITAL

Una señal analógica puede verse como una forma de onda que toma un continuo de valores en cualquier tiempo dentro de un intervalo de tiempos.

Una señal digital es una forma de onda muestreada o discreta, pero cada número en la lista puede, en este caso, tomar solo valores específicos.

FUNCIONAMIENTO

Etapa de entrada

Etapa de ganancia

Etapa de desplazamiento de nivel

Etapa de salida

Etapa de polarización




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CIRCUITO BÁSICO DE LA ETAPA DE ENTRADA

Se considera al amplificador diferencial balanceado la configuración optima para las etapas de entrada, por su inherente balance de tensión base-emisor y ganancia de corriente de corto circuito de los transistores , los que se procesan en forma idéntica durante la fabricación, por la posibilidad de evitar el uso de resistencias de valor elevado y por que la ganancia de un amplificador diferencial es función de la relación de las resistencias del colector y no de sus valores absolutos, además esta configuración puede proporcionar amplificación lineal en un rango muy amplio de frecuencias, desde las componentes de continua hasta frecuencias muy elevadas, este amplificador cumple con el requerimiento de tener dos entradas de información con una alta impedancia de entrada.

FUNCIONAMIENTO DEL CIRCUITO

El par diferencial de transistores monolíticos Q1 y Q2 mostrados en la figura funcionan de manera similar a un par de transistores discretos en una configuración de ese tipo.

Etapa de

Entrada

Etapa de

Ganancia

Etapa de

Desplazamiento

Etapa de

Salida

Etapa de

Polarización




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AMPLIPIFICADOR OPERACIONAL IDEAL

La patilla (+) es la patilla no inversora y la patilla (-) es la patilla inversora.

La salida es asimétrica, es decir, referida a la tierra.

Normalmente se encuentra alimentado por dos fuentes +Vcc y –Vcc

Las características fundamentales son:

Ganancia de lazo abierto, infinita: Ao = ∞

Impedancia de entrada, infinita: Ze = ∞

Impedancia de salida, nula: Zs = 0

GRAFICO DEL AMPLIFICADOR OPERACIONAL

Las características del amplificador operacional ideal no pueden alcanzarse en la realidad, sin embargo, se aproximan a los valores ideales.

Ganancia de lazo abierto, infinita: Ao = muy alta (100000) Impedancia de entrada, infinita: Ze = muy alta (100 MΩ) Impedancia de salida, nula: Zs = muy baja (40 Ω) Ancho de banda, Infinito: BW = muy grande (1 Hz – 1 MHz) Ganancia en modo común asimétrica: Ac ≠ 0, pero muy próxima




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GRAFICA

CODIGOS

Cada tipo de amplificador operacional tiene un código de identificación de letra y número.

PREFIJO DE LETRAS

El código de prefijo de letras por lo general consiste de dos letras que identifican al fabricante. En los siguientes ejemplos se dan algunos códigos.

Prefijo Fabricante

AD Analog Devices

CA RCA

LM National Semiconductor Corp.

mc Motorola

NE/SE Signetics

OP Precision Monolithics

RC/RM Raytheon

SG Silicon General

TL Texas Instruments




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Número del circuito

El número del circuito se compone de tres a siete números y letras que identifican el tipo de amplificador operacional y su intervalo de temperatura.

Intervalo de temperatura

C: comercial, 0 a 700C

I: industrial, -25 a 850C

M: militar, -55 a 1250C

LECTURA DE CODIGO

Fairchild Amplificador operacional encapsulado de propósito general plástico con intervalo de temperatura comercial.

EN DONDE SE APLICA ESTE AMPLIFICADOR OPERACIONAL

Este amplificador doble integrado utiliza un nuevo circuito y técnicas de proceso para conseguir bajo ruido, alta velocidad y un amplio ancho de banda, sin incrementar los componentes externos o decrementar la estabilidad. El LM833 está compensado internamente para todos los lazos cerrados de ganancia y está, por consiguiente, optimizado para cualquier preamplificador y etapas de alto nivel en sistemas PCM o sistemas de alta fidelidad (HiFi).

El LM833 es compatible pin a pin con el estándar industrial en amplificadores operacionales dobles.




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Características

Gran margen dinámico: 140dB Bajo voltaje de ruido de entrada 4,5 nV/vHz Alta tasa de variación (slew rate): 7 V/useg (típ.) 5V/useg (min.) Alto ancho de banda de ganancia: 15MHz (típ.); 10MHz (mín.) Gran ancho de banda de potencia: 120 KHz Baja distorsión: 0,002% Bajo voltaje de offset: 0,3mV Gran margen de fase: 60º Disponible en encapsulado MSOP de 8 pin

Diagrama de conexión

Consejos de aplicación

El LM833 es un amplificador operacional de alta velocidad con un margen de fase y una estabilidad excelentes. Cargas capacitivas de hasta 50 pF causarán cambios insignificantes en las características de fase de los amplificadores.

Se deben de aislar de la salida las cargas capacitivas de más de 50pF. La forma más sencilla de hacerlo es poner una resistencia en serie con la salida. Esta resistencia servirá también para prevenir exceso de disipación de potencia en el caso de que la salida se cortocircuite accidentalmente.




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APLICACIONES TIPICAS

1. Preamplificador para cabezal magnético (NAB)

2. Sumador / Restador (mezclador de sonido)




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3. Generador de onda senoidal

4. Convertidor Balanceado - No Balanceado

5. Filtro paso alto de segundo orden (Butterworth)




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6. Filtro paso bajo de segundo orden (Butterworth)

7. Cambiador de audio de dos conales (Pan Pot)




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8. Preamplificador para cápsula fonocaptadora (RIAA)

CONCLUSIONES:

Todas las características de los circuitos que se han descrito, son importantes, puesto que, son las bases para la completa fundamentación de la tecnología de los circuitos amplificadores operacionales.

Los cinco criterios básicos que describen al amplificador ideal son fundamentales, y a partir de estos se desarrollan los tres principales axiomas de la teoría de los amplificadores operacionales, los cuales son:

La tensión de entrada diferencial es nula.

No existe flujo de corriente en ninguno de los terminales de entrada.

En bucle cerrado, la entrada (-) será regulada al potencial de entrada (+) o de referencia.

Estos tres axiomas se han descrito en todos los circuitos básicos y sus variaciones. En la configuración inversora, los conceptos de corriente de entrada nula, y de tensión de entrada diferencial cero, dan origen a los conceptos de nudo de suma y tierra virtual,




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donde la entrada inversora se mantiene por realimentación al mismo potencial que la entrada no inversora a masa.

El funcionamiento esta solamente determinado por los componentes conectados externamente al amplificador.

RECOMENDACIONES:

No sobrealimentar la fuente de poder, no exceder la base de voltaje

No decrementar la estabilidad del amplificador

Utilizar una impedancia adecuada para el amplificador

Verificar las graficas de ondas senoidal que emite el amplificador operacional para verificar caídas de tensión

BIBLIOGRAFIA:

Circuitos y señales. Introducción a los sistemas lineales y de acoplamiento. Autor: Thomas Rosa. Editorial Reverté.

Microelectronic Circuits. Autores: Sedra/Smith. Editorial Oxford University Press

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