UNIDAD 1: FUNDAMENTOS BSICOS DE LA ELECTRNICA

Unidad 1: Fundamentos Bsicos de la Electrnica

UNIVERSIDAD ALONSO DE OJEDA

FACULTAD DE INGENIERA

ESCUELA DE COMPUTACIN

ASIGNATURA: ELECTRNICA

PROFESOR:

ING. GERARDO ALBERTO LEAL, MSc

UNIDAD 1: FUNDAMENTOS BSICOS DE LA ELECTRNICA

CONCEPTO DE ELECTRNICA

Es la rama de la Ciencia y la Tecnologa que se ocupa del estudio de las leyes que

rigen el flujo de electrones a travs del vaco, de gases o de semiconductores, as

como del estudio y desarrollo de los dispositivos en los que se produce este

movimiento controlado y de sus aplicaciones. Las reas de aplicacin de la

electrnica son:

ELECTRON Electrnica de Comunicaciones

(Telecomunicaciones)

Electrnica Digital

(Ingeniera de Computacin)

Electrnica de Control

(Ingeniera de Control)

Electrnica de Potencia

(Control de Energa Elctrica)

UNIDAD 1: FUNDAMENTOS BSICOS DE LA ELECTRNICA

SISTEMA ELECTRNICO

Dispositivo basado en circuitos electrnicos capaz de extraer,

almacenar, transportar, procesar, controlar la informacin de

una seal. Consta de tres bloques:

Bloque de entrada (sensor o transductor)

Encargado de transformar las seales de mundo fsico (presin,

temperatura, sonido, voz, imgenes, etc..) en seales de corriente o

voltaje

Bloque de procesamiento

Conjunto de circuitos electrnicos cuya funcin es la de transformar,

almacenar y procesar las seales de voltaje y corriente provenientes

de los transductores

Bloque se salida (actuador)

Convierte las seales de corriente o voltaje en seales fsicamente

tiles.

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EJEMPLO DE UN SISTEMA ELECTRNICO

Esquema de una radio.

Transductor

Transductor

Actuador

Actuador

Bloque de procesamiento

Circuitos Electrnicos

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Seal analgica: - Toma cualquier valor de amplitud.

- Varia continuamente en el tiempo

- Mas sensibles al ruido o perturbaciones

- Mas difcil de implementar en circuitos integrados

Seal digital: - Toma solo dos valores lgicos de amplitud

- Varia en instantes espaciados uniformemente

- Menos sensible al ruido o perturbaciones

- Mas fcil de implementar en circuitos integrados

SEALES DE UN SISTEMA ELECTRNICO

Seal analgica: Seal Digital:

Seal analgica con ruido: Seal digital con ruido:

UNIDAD 1: FUNDAMENTOS BSICOS DE LA ELECTRNICA

Un semiconductor, es un material que tiene las propiedades elctricas de un

conductor y de un aislante, como por ejemplo el Germanio y el Silicio (metaloides),

este ultimo el ms utilizado en la actualidad para la fabricacin de componentes

electrnicos.

LOS SEMICONDUCTORES

Un material conductor, tiene gran cantidad de

electrones libres, permitiendo el flujo de

electrones entre sus tomos (electricidad)

Eje: el cobre.

Un aislante es todo lo contrario

por lo cual se dice que no

conduce electricidad.

Eje: Plstico

Despus del oxigeno, el silicio es el elemento

mas abundante en la corteza terrestre en:

Arena, cuarzo, granito, arcilla,etc.

Silicio

- Fabricacin de componentes electrnicos

- Construccin de ladrillos, vidrios y otros materiales

- Silicona para implantes mdicos - Fertilzate en la agricultura

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TIPOS DE SEMICONDUCTORES

TIPO P:

Portadores mayoritarios

huecos (+)

Semiconductores Extrnsecos: se le agregan impurezas, es decir tomos diferentes

de otros materiales (aleaciones). Proceso conocido como dopaje del cristal de silicio.

TIPO N:

Portadores mayoritarios

electrones (-)

Semiconductores Intrnsecos: cristales en estado puro, todos los tomos

son iguales con la misma cantidad de cargas positivas y negativa (4). El silicio se

comporta como un aislante

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LA UNION PN

Barrera de potencial ZONA P:

Portadores

Mayoritarios Huecos

ZONA N:

Portadores Mayoritarios

electrones

UNION DE DOS ELECTRODOS (DIODO)

(SEMICONDUCTORES P Y N)

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POLARIZACIN DIRECTA DE LA UNION PN

Zona de agotamiento se reduce

Si la unin es de Silicio, el VD debe se superior a 0,7 V

Si la unin es de Germanio, el VD debe ser superior a 0,3 V

Hay circulacin de corriente ID > 0

UNIDAD 1: FUNDAMENTOS BSICOS DE LA ELECTRNICA

POLARIZACIN INVERSA DE LA UNION PN

Zona de agotamiento se agranda.

Tensin de ruptura, es el voltaje mximo permitido sin que se destruya la unin.

No hay circulacin de corriente ID = 0

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EL DIODO:

Dispositivo de dos terminales conformado por una unin P-N que conduce corriente

elctrica en una sola direccin. El termino Diodo surge de la composicin de las

palabras dos (di) electrodos (odo), es decir dos electrodos.

P N

CIRCUITOS BSICOS DEL DIODO:

ANODO CATODO

SIMBOLO DEL DIODO:

+

VD

-

R

V ID

V = RID+VD

VR = V - 0,7V

VD 0,7 V Silicio

VD 0,3 V Germanio

POLARIZACIN DIRECTA

ID > 0 Is 0

-

VD

+

R

V

Is

VD = V y VR = 0V

POLARIZACIN INVERSA

UNIDAD 1: FUNDAMENTOS BSICOS DE LA ELECTRNICA

CURVA CARACTERISTICA DEL DIODO:

PARAMETROS TIPICOS DEL DIODO:

ID = Corriente de polarizacin directa

VD = Voltaje de polarizacin directa

VR = Voltaje de ruptura

ID

I

V vD (0,7V) vR

Is

IS = Corriente inversa de saturacin

PD = ID x VD Potencia disipada por el diodo

ID mx. = Corriente mxima de polarizacin directa

que puede circular por el diodo sin destruirse

P mx. = Potencia mxima que puede disipar un

diodo sin degradarse

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EL TRANSISTOR DE UNION BIPOLAR (BJT):

Numero de Electrones: E > C y C >> B

UNIDAD 1: FUNDAMENTOS BSICOS DE LA ELECTRNICA

EL TRANSISTOR DE UNION BIPOLAR (BJT): Estructura Interna y Simbologa

C

B

E

Diodo Colector Base

(Salida)

Diodo Emisor Base

(Entrada) Aspecto

UNIDAD 1: FUNDAMENTOS BSICOS DE LA ELECTRNICA

EL TRANSISTOR DE UNION BIPOLAR (BJT): Corrientes en los Diodos de Entrada y Salida

e

e

e

Diodo BE (Pol Directa)

Diodo BC (Pol Inversa)

La mayor cantidad de electrones

se mueven del Emisor al Colector y

una pequea cantidad salen por la

Base.

IC

IE

IB

IC

IE

IB

Segn LKC: IE = IB + IC

IB

UNIDAD 1: FUNDAMENTOS BSICOS DE LA ELECTRNICA

+

+

+

+

V BB

V CC

R C

R B

I B

I C

I E

V BE

V CE

EL TRANSISTOR DE UNION BIPOLAR (BJT): Circuito bsico de polarizacin en

Configuracin Emisor Comn polarizado por la base

Parmetros Etapa de Entrada:

VBB = Voltaje de la Fuente de Base

RB = Resistencia de polarizacin por la Base

IB = Corriente de Base

VBE = Voltaje Diodo Base-Emisor (0,6 V) Silicio

Parmetros Etapa de Salida:

VCC = Voltaje de la Fuente de Colector

RC = Resistencia limitadora de Colector

IC = Corriente de Colector

VCE = Voltaje Colector-Emisor

IE = Corriente de Emisor

UNIDAD 1: FUNDAMENTOS BSICOS DE LA ELECTRNICA

EL TRANSISTOR DE UNION BIPOLAR (BJT): Curva caracterstica del BJT y Zonas de Operacin

Zona Saturacin

Zona Corte

Zona Activa

Punto de Operacin (Q)

Recta de Carga

UNIDAD 1: FUNDAMENTOS BSICOS DE LA ELECTRNICA

EL TRANSISTOR DE UNION BIPOLAR (BJT): Funciones bsicas del BJT en Emisor Comn

Amplificacin: BJT Trabajando en la Zona Activa

Conmutacin: BJT Trabajando en las Zonas de Corte y Saturacin