Clases de Dispositivos Electrónicos(Ing. Ponce)
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8/17/2019 Clases de Dispositivos Electrónicos(Ing. Ponce)
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Dispositivos Electrónicos:
Introducción:
I
Corriente continua (CC) V
P
Corriente:
i
Corriente alterna (CA) V
P
Donde:
Vp = Voltaje de pico
Vm = V. máx.
Vpp = Voltaje de pico a pico
Diodo semiconductor:
P: Juntura “P” Donde:
: Juntura “” VA! : Voltaje entre cátodo " ánodo
ID: Corriente a tra#$% del diodo
¿Si¿≥¿¿
-
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Curvas Características:
Obsv:
V́ =Valor medio=1
T ∫
0
t
f (t )dt
&eempla'ando VCC = = VDC
Si VAR (+ l diodo e%tá polari'ado directamente (conduce corriente)
Si VAR (! l diodo e%tá polari'ado in#er%amente (no conduce corriente)
"rueba Est#tica del Diodo:
-
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+88.888
MOhms
MAX
OHMMETER
+-
A K
Recti$cador de %edia Onda:
*ra+cando:
-
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V cc=1
T ∫0
t
f ( t )dt
f ( t )=
{V m sent ∀0≤ t ≤ π
0∀ 0≤ t ≤2π
T =2 π
→V cc= 1
2 π ∫0
π
V m sentdt =V m
2π [−cost ]0
π
¿V m
2 π [−cosπ −(−cos0°) ]=
V m
2π (2 )
∴V cc=V m
π → I cc=
V m
π R L→ P cc=V cc × I cc
El Recti$cador de Onda Completa:
,ea:
i L=i D1+i D 2
→V 0=i L R L=(i D 1+i D 2) R L
!"ara el ciclo positivo:
-
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i L=i D1 →V 0=V i
!"ara el ciclo ne&ativo:
i L=i D2 →V 0=V i
*ra+cando:
V PP=2V m=2V P →V cc=1
T ∫0
t
f ( t ) dt
Pero:f ( t )={V m sent ∀0≤ t ≤ π 0∀ 0≤ t ≤2π
→V cc= 1π ∫0
π
V m sentdt =V m
π [−cost ]0
π
¿V m
π [−cosπ −(−cos0° )]
¿V m
π [−(−1 )+1 ]=
2V m
π
∴V CC =V DC =2V
m
π → I cc
V m
πR L
-
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El Recti$cador "uente:
!"ara el ciclo positivo:
∴V 0=V i
!"ara el ciclo ne&ativo:
∴V 0=V i
-%#:
"ara el ciclo positivo → conduce D/ " D0
no conduce D1 " D2
"ara el ciclo ne&ativo → conduce D1 " D2
no conduce D/ " D0
*ra+cando:
-
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→V cc=2V m
π P cc=V cc × I cc
I cc=V cc
R L
=2V m
πR L
'uente de Alimentación:
-%#:
VDC = 3 (&4) 5 3uente de alimentaci6n no re7ulada
VDC = % con%tante con la #ariaci6n de &48 9alamo% de una 3. A. &e7ulada (má%utili'ada)
i L=i D1+i D 2
→V 0=i L R L=(i D 1+i D 2) R L
-%#:
"IV (Voltaje In#er%o de Pico)
Para comprar un diodo 7eneralmente mencionamo% %u #oltaje (Volt.)" %u corriente en Amperio%.
jm:
n diodo de 0 V ; 1 A
(0 V 5 PIV)(1 A 5 I)
Circuito á%ico de una
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-%#:
l conden%ador e% de tipo electroltico
-%#:
+5V 0V
+5V +5V
+5V +3V
+3V +5V
0V -5V
-5V -10V
Prolema%
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1. n el circuito determinar la corriente >ue circula por la car7a &48 %i eldiodo e% de %ilicio (,i).
RL1k
12.7V
-12.7V
0V
,oluci6n:
→ I c=
V −V D R L
I L=12.7−0.7
1 K
∴ I L=12mA
/. ?allar V en la %alida8 %e7@n la tala:
RL1k
A
B
Vo
2. Determinar la
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R1100k
R2100k
R3100k
D1 D2
+
Vo
-
t
100
100
Vi-
+
+
-
+
-
-
+
,ol:
Anali'ando para el ciclo po%iti#o
V 0= R
3V i
R1+ R3=
100 K V i
100 K +100 K =
V i
2=
100
2=50V →V DC =
2V m
π =
2 (50 )π
PIV c /diodo=V m=50V
0. ?allar V&48 V&8 I48 IB8 I&8 PB
,oluci6n:
Primero deemo% comproar %i el Diodo Bener traaja (re7ula)Para ello dee cumplir: V RL ≥ V z
→V R L= R L V cc
R+ R L=
10 K (12V )1 K +10 K
=120V
11=10.9V
→V R L>V
10.9V >10V ( tra!a"a) →V R L=V z=10 V
4ue7o:
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I L=V R L R L
=V z
R L=
10 V
10 K =1 mA
I R=V cc−V z
R =
12V −10V 1 K
=2mA
Pero: I R= I + I L# I = I R− I L=2mA−1mA=1mA
∴ P z=V z I z=(10 V ) (1 mA )
P z=10 m$att ⌋¿¿
. n cada circuito8 diujar la
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,i V i=20 sen120πt
&=120 π =2 πf ¿
→ f =60 ' z ⌋¿¿
V i=V m sen&t
El -ransistor ipolar (.-:
,ea:
ran%i%tor tipo “P” ran%i%tor tipo “PP”
Donde:
E = Ea%e C = Colector = mi%or
{ I C =corriente de colector I (=corriente de emisor
I )=corriente de !ase{V C(=Volta"e Colector (misorV )(=Volta"e )ase (misor
/anancia de Corriente (01e 2 :
*fe= I C
I )>1 ,u #alor e% dado por el
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Polari'aci6n por retroalimentaci6n
-%#:
I (= I )+ I C I (= I )+ I C
Pero: I C ≫ I )→ I C ≅ I C(
-%#:
-
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jm: n el circuito 9allar el punto de traajo (F) del tran%i%tor " uicar en larecta de car7a.
Si :{ V )(≅0*fe=100
,ol:l circuito lo conecto como:
n primer lu7ar: ?allamo% ICF de la malla 1:
V CC = I ) R !+V )( { V )(≅0
*fe= I C
I )→ I )=
I C
*fe
2.4mA ⌋¿
→V CC = I c
*fe R!+0=
I c R!
*fe → I c=
V cc *fe
R !=
(12) (100)500 K
=¿
-
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I C.=2.4 mA ⌋¿
→¿
Para 9allar V C(. : de malla /:
V CC = I C Rc+V C(
→V C(=V CC − I C. Rc=12V −(2.4mA)(3 K )
¿12V −7.2V =4.8V
∴V C(=4.8V
4ue7o: el punto de traajo “F”
F ( V C(. % I C. ) = F ( 4.8 V % 2.4 mA )
4ue7o: ra'amo% la recta de car7a en C.C. Para ello deemo%:
?allamo% I Cm,- :
De la malla /:
V CC = I C Rc+V C(
→ I C =V CC −V C(
Rc
Pero I C = I Cm,- ParaV C( /0
¿4 mA ⌋¿¿
→ I Cm,-=V CC
Rc=
12V
3 K =¿
¿
Pro: n el circuito8 9allar F " uicar en la recta de car7a.
{ As0mir :
V )( /0
*fe=100
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"REA%"4I'ICADOR
A%"4I
"O
%icró1ono
Parlante
-%#:
I )4> I )3> I )2> I )1> I )0
-%#: cuando el tran%i%tor e%tá en la 'ona de corte la I C /0 8 V C(=V CC
5 Decimo% >ue el tran%i%tor entre colectorGemi%or %e comporta comocircuito aierto:
-%#:
Cuando el tran%i%tor e%tá en la 'ona de %aturaci6n la I C la toma %u
#alor máximo I C = I Cm,- % V C( /0 .
→ Decimo% >ue el tran%i%tor entre colectorGemi%or %e comporta
como cortocircuito.
-%#:
Cuando el tran%i%tor e%tá en la 'ona acti#a tenemo% I C = I C. %V C(=V C(. 8 %e utili'a como ampli+cador.
Ampli$cador (A:
Preampli+cador:
• Por %u con+7uraci6n:
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Vi6
(/A5A5CIA
Ci Ii I)Co
Vo
7)7i
Ampliuea la corriente continua (C.C.) o %ea %e
comporta como circuito aierto.
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1
2π +c ⌋
¿→ 5 c=¿
∀C 6C 6⇒
f =0⇒
5 c=7
∀ alta frec0encia⇒
f →7⇒
5 c=0
E4 'E-( &A,I,-& D 3C- D CAP-
CARAC-ERIS-ICAS DRE5A.E '8E5-E DE4 .'E-
D-D :
D=D&AD-&
,= ,&ID-& - 3
*= *A - P&A
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"ARA%E-ROS DE4 .'E-
4o%
-
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2. 3 etal -xido ,emiconductor de nri>uecmiento (-,3 D&FCII-)
-%:
-%:
-%:
-%:
C- 3&CCIA 4 -,3 , D-IA 3 D
C-P&A AI,4ADA
3 3I4D 3C &A,I,-&
ID = ID,, (1GV8S
V1 )
-
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3 CAA4 “ ” 3 CAA4 “ P ”
CARAC-ERIS-ICAS DE4 'E-
1. l 3 tiene una re%i%tencia de entrada extremadamente alta
alrededor de 1 K./. l 3 no tiene #oltaje -,3 cuando %e utili'a como interruptor
(o C?-P& ).2. l 3 e% relati#amente inmune a radiacione% 8 pero el EJ e%
mu" %en%ile particularmente el L e% aue el EJ "a%i e% ma% adecuado para
etapa% de entrada de ampli+cadore% de ajo ni#el (%e utili'a enreceptore% de alta +delidad 34 ).
. l 3 de puede %er operado para proporcionar 7ran e%tailidadt$rmica .
M. 4o% 3 de potencia pueden di%ipar una potencia ma"or "conmutar corriente% 7rande% .
. 4o% 3 %on en 7eneral lo% ma% ueHo% de ten%i6ndrenaje a
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E4 DIAC
'ISICA%E5-E:
SI%O4O:
El -ransistor de 8ni9untura (8.-
PP
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El -iristor
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*A - P&A
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'ísicamente:
"8-
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-RIAC
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-%#:
jm: en el circuito diujar V
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jm: en el circuito diujar V
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DI%%ER:
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Optoelectrónica:
LED
Fotodiodo
'ototransistor 'ototiristor
'ototriac 1otodarlin&ton
-ptoai%lador = -pto acoplador
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Circuito #sico de Control de Velocidad de un motor
de continua (DC
Circuito Inte&rado (CI
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C.I.Analogio a!"li#iado$ C.I.Digital on!%tai&n ' (i(t)!a o!*inaional
La( o!"%)$ta( l&gia(
'i(t)!a ()%)nial
Lo( #li" , #lo"i##(
M)!o$ia( R)gi(t$o( Con-)$(o$)( Mi$o"$o)(ado$ Mi$oont$olado$ LC
C.I.R)g%lado$ d) /olta)
Alg)*$a d) ool)
1. A+11 #+11 A+0A #+0#
2. A.11 #.11 A.0A #.0#
3. A+ ´ A 1 #+
f́ 1
A. ´ A 0 #.
f́ 0
4. ´ A A
f́ #
5. A+AA A 61+7A 617A
8. ACA6.C76A.7.C
9. 0́ 1 1́ 0
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4ees de %or&an:
Compuerta 4ó&ica:
I E l inversor tabla ló&ica
II El Or o Sumador tabla ló&ica
De do% entrada%
De 2 entrada%:
A
0 11 0
B A f
0 0 00 1 11 0 11 1 1
C B A f
0 0 0 00 0 1 10 1 0 10 1 1 11 0 0 11 0 1 11 1 0 1
1 1 1 1
-
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De 0 entrada%
Varia% ntrada%:
5OR ; OR 5e&ado
D C B A
0 0 0 0
0 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 11 0 1 0
1 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 1
B A f
0 0 1
0 1 01 0 0
1 1 0
-
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El A!D o "#ltiplica$or
2 )nt$ada(
3 )nt$ada(
C B A f
0 0 0 10 0 1 0
0 1 0 00 1 1 01 0 0 01 0 1 01 1 0 01 1 1 0
B A f
0 0 00 1 01 0 01 1 1
C B A f
0 0 0 00 0 1 00 1 0 00 1 1 01 0 0 01 0 1 01 1 0 01 1 1 1
-
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!A!D o A!D !e%a$o:
B A f
0 0 10 1 11 0 11 1 0
C B A f
0 0 0 10 0 1 C0 1 0 00 1 1 01 0 0 01 0 1 0
1 1 0 11 1 1 0
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Oscilador de Rela9ación con
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T = R ×C × ln( 1
1−n )
n= P
R3+ P
nterr#ptor E&t/tico $e C.A.
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O*(- o"toao"lado$)(
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E9m:
Implementar la
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"roblemas:
P1. n el circuito .?allar V DS cu"a% caracter%tica% %on:
V P=−4 4 I DSS=4 mA
Primeramente tenemo% >ue:
I D= I DSS(1−V 8SV P )2
)$oV P=−4V I DSS=4mA V 8S=−1V ¿
I D= I DSS(1−V 8SV P )2
I D=4 mA (1−−14 )2
I D=2.25
mA
L%)goV CC = I D × R D+V DS
V DC =V CC − I D × R D
V DC =22V −(2.25mA )×(5 K )
V DC =8.75V
-
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P/) Determinar la corriente de drenaje de un J3 de canal “” >ue
tiene un #oltaje de e%tran7ulamiento V P=−4V " una corriente de
%aturaci6n drenaje ue
tiene un #oltaje de e%tran7ulamiento V P=−4V " una corriente de
%aturaci6n drenaje
-
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,oluci6n:,aemo% >ue:
I D= I DSS(1−
V 8S
V P )2
4ue7o:
a7
1− 0
−4¿¿
I D= I DSS(1−
V 8SV P )
2
=12mA ¿
*7
1−−12−40¿¿
I D= I DSS(1−
V 8S
V P )2
=12 mA ¿
-%er#aci6n:
na de la% caracter%tica% del 3 e% la tran%conduccion (7m)
>ue %e expre%a en %iemen%(%)
3m=3mo(1− V 8S
V 8S (9:: ) )
3m= 2 I DSS
|V 8S (9:: )|=
2 I DSS
|V P|
P2) ?allar la tran%conductancia 3m de un J3 >ue tiene como
#alore%:
-
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I DSS=12mA V 8S(9:: )=−4 V )n lo( "%nto( d) "ola$i:ai&n
a¿V 8S=0V *7 V 8S=−1.5V
3m=3mo(1−
V 8S
V 1 )=8 ms
(1−
0
−4 )=6ms=60000s
!¿8ms(1−−15−40 )=3.751ms=3750 0s
47 En )l i$%ito Halla$ i ; 0 i ;V 0;SiV i=10mV
-
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*ie=25 mV (* fe)
I C.
*fe=100
V )(
≅0
Primeramente 9allamo% I C. 8 el circuito %e tran%
-
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*anancia de #oltaje 2 4=V 0
V i
R L R C ‖¿
V 0=−* fe(i!)¿
V i=(i!)*ie
R L RC ‖¿¿
R L RC ‖¿¿
−*fe¿−*fe(i!)¿→ 2 4=¿
-E,V:Como:
2 4=V 0
V i →V 0=2 4 ( V i¿