plantillas para la unidad 1 - instituto tecnologico de oaxaca

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CURSO:
PRINCIPIOS ELECTRICOS Y APLICACIONES DIGITALES
CARRERA: INGENIERIA EN SISTEMAS
COMPUTACIONALES
UNIDAD 1: ELECTRONICA ANALOGICA
INSTRUCTOR: MIGUEL ANGEL PEREZ SOLANO
Ingeniero en Comunicaciones y Electrónica
Instituto Tecnológico de Oaxaca
http://solano.orgfree.com
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© ILCEO: ING. MIGUEL ANGEL PEREZ SOLANO
ANTECEDENTES CONCEPTUALES
.
• Circuito eléctrico/electrónico (serie y paralelo): Es un arreglo de
componentes eléctricos y/o electrónicos que permiten el flujo completo de corriente
eléctrica bajo la influencia de un voltaje. Está compuesto por conductores y cables
conectados a ciertos elementos de circuito como aparatos (que aprovechan el flujo) y
resistencias (que lo regulan).
• Corriente (I/amperes): Es la cantidad de cargas o electrones que circulan través
•
•
•
•
•
de un circuito eléctrico cerrado, que se mueven siempre del polo negativo al polo
positivo en base a la fuerza de un voltaje aplicado o (FEM)
Voltaje (V/volts): Sinónimo de tensión y de diferencia de potencial. Es la fuerza
ejercida por el campo eléctrico sobre una partícula para que ésta se mueva de un
lugar a otro.
Resistencia (R/Ω) : Medida que expresa la oposición al flujo de corriente eléctrica.
Potencia (P/watts): Cantidad de trabajo realizado por el voltaje y la corriente
Capacitancia (C/farads): Medida de almacenamiento de energía eléctrica de una
capacitor.
Inductancia (faradios): Medida de almacenamiento de energía magnética de un
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inductor
1.1 Corriente alterna y corriente directa:
1.1.1Características
• . Corriente Alterna (AC o CA):La corriente alterna es aquella en que la
que la intensidad cambia de dirección periódicamente en un conductor.
como consecuencia del cambio periódico de polaridad de la tensión
aplicada en los extremos de dicho conductor.
• Corriente Directa (CD ó DC): También conocida como corriente
continua o CC, se refiere al flujo continuo de carga eléctrica a través de
un conductor entre dos puntos de distinto potencial, que no cambia de
sentido con el tiempo.
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1.1 Corriente alterna y corriente directa:
1.1.2 Generación de corriente en CA y CD
. general, la generación de energía eléctrica consiste en: transformar
En
alguna clase de energía (química, cinética, térmica o lumínica, entre otras), en
energía eléctrica.
En función de la fuente primaria de energía utilizada, las centrales
generadoras se clasifican en
• Químicas cuando se utilizan plantas de radioactividad, que generan energía
eléctrica con el contacto de esta,
• Termoeléctricas (de carbón, petróleo, gas, nucleares y solares
termoeléctricas).
• Hidroeléctricas (aprovechando las corrientes de los ríos o del mar:
mareomotrices),
• Eólicas y
• Solares fotovoltaicas.
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1.2 Dispositivos pasivos
1.2.1 Características
Capacitor (C/faradios): El capacitor, también conocido como condensador, es un
simple dispositivo pasivo que es utilizado para “almacenar electricidad”. El capacitor
es un componente el cuál tiene la habilidad o “capacidad” de almacenar energía en la
forma de cargas eléctricas produciendo una diferencia de potencial (voltaje estático) a
través de sus placas, muy parecido a una batería pequeña.
Inductor (F/henrys): También conocido como bobina, son componentes
pasivos de dos terminales que generan un flujo magnético cuando se hacen
circular por ellas una corriente eléctrica
Resistor o resistencia (R/ohms): El objetivo de una resistencia es producir
una caída de tensión que es proporcional a la corriente que la atraviesa; por
la ley de Ohm tenemos que V = IR.
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1.2 Dispositivos pasivos
1.2.1 Características
.
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1.2 Dispositivos pasivos
1.2.2 Técnicas de solución en circuitos RLC
.
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1.2 Dispositivos pasivos
1.2.2 Técnicas de solución en circuitos RLC
. circuito RLC es un circuito eléctrico que consiste en un resistor, un
Un
inductor y de un condensador, conectada en serie o en paralelo
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1.2 Dispositivos pasivos
1.2.3 Aplicaciones
• Sintonizadores
• Filtros
• Osciladores
• Moduladores
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1.3 Dispositivos activos
1.3.1 Características de semiconductores
Los
. componentes activos son aquellos que son capaces de controlar los circuitos o de
realizar ganancias. Fundamentalmente son los generadores eléctricos y ciertos
componentes semiconductores. Estos últimos, en general, tienen un comportamiento no
lineal, esto es, la relación entre la tensión aplicada y la corriente demandada no es lineal.
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1.3.1.1 Estructura eléctrica del silicio
. semiconductor es un material, constituido por átomos o combinaciones
Un
de átomos, que posee una conductividad inferior a la de un metal y superior
a la de un aislante.
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1.3.1.2 Estructura eléctrica del Germanio
.
Los electrones de valencia en el
Germanio están en la cuarta capa
mientras que en el Si están en la
tercera
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1.3.1.3. Materiales tipo N y tipo P
.
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1.3.2 Dispositivos semiconductores
1.3.2.1 Diodos
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1.3.2.1 Diodos
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1.3.2.1.1 LED: light emitting diode (Diodo emisor de Luz)
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1.3.2.1.3 Diodos: Rectificadores: Zener
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1.3.2.2. Transistores : BJT
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1.3.2.2. Transistores: FET y MosFET
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MOSFET
El transistor de efecto de campo metal-óxido-semiconductor o MOSFET (Metal-oxidesemiconductor Field-effect transistor) es utilizado para amplificar o conmutar
señales electrónicas. Es el transistor más utilizado en la industria microelectrónica,
ya sea en circuitos analógicos o digitales, aunque el transistor de unión bipolar fue
mucho más popular en otro tiempo. Prácticamente la totalidad de los
microprocesadores comerciales están basados en transistores MOSFET.
El MOSFET es un dispositivo de cuatro terminales
llamados surtidor (S), drenador (D), compuerta (G) y
sustrato (B). Sin embargo, el sustrato generalmente está
conectado internamente al terminal del surtidor, y por este
motivo se pueden encontrar dispositivos MOSFET de tres
terminales
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MOSFET
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1.3.2.3. Tiristores
Un tiristor es un dispositivo semiconductor que consta de cuatro capas similares a las de un
diodo, es decir, con estructura PN. Tiene tres uniones, una PN, otra NP, y otra PN. Así
también tres terminales (ánodo, cátodo, compuerta).
Los tiristores son uno de los tipos más importantes de dispositivos semiconductores de
potencia. Los tiristores se utilizan en forma extensa en los circuitos electrónicos de potencia.
Se operan como conmutadores biestables, pasando de un estado no conductor a un estado
conductor. Para muchas aplicaciones se puede suponer que los Tiristores son interruptores o
conmutadores ideales, aunque los tiristores prácticos exhiben ciertas características y
limitaciones.
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1.3.2.3. Tiristores: SCR, SCS, DIAC, TRIAC
El SCR es un dispositivo de cuatro capas muy similar al diodo
Shockley, con la diferencia de poseer tres terminales: ánodo,
cátodo y puerta (gate). Al igual que el diodo Shockley, presenta
dos estados de operación: abierto y cerrado, como si se tratase
de un interruptor
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1.3.2.3. Tiristores: SCR, SCS, DIAC, TRIAC
Es un tipo de tiristor que puede conducir en los
dos sentidos. Es un dispositivo de dos terminales
que funciona básicamente como dos diodos
Shockley que conducen en sentidos opuestos
Este dispositivo es simular al diac pero con un
único terminal de puerta (gate). Se puede
disparar mediante un pulso de corriente de gate
y no requiere alcanzar el voltaje VBO como el
diac.
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1.3.3. Técnicas de diseño con semiconductores
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1.4. Amplificadores operacionales
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1.4.1. Configuraciones: Inversor.
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1.4.1. Configuraciones: No Inversor.
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1.4.1. Configuraciones: Comparador
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1.4.1. Configuraciones: Sumador Inversor
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1.4.1. Configuraciones: Integrador
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1.4.2. Aplicaciones
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