1.- Introducción a la electrónica

1. 1.- Introducción a la electrónica • Definición : Física, cargas eléctricas, materiales, semiconductores. • Herramientas e instrumentos: Pinzas Multímetro Cautín Fuente de voltaje Caimanes..... Osciloscopio.... • Conocimientos básicos: Carga, campo eléctrico y magnético, diferencia de potencial, corriente, voltaje. • Leyes Ohm, Kirchhoff (LVK, LCK), Capacitancia, Inductancia, divisor de voltaje y de corriente, circuitos equivalentes de Thevenin y de Norton. • Dispositivos: Amplificadores operacionales, Diodos, transistores, dispositivos digitales (compuertas, contadores, flip flops...), convertidores, pic´s, microcontroladores, microprocesadores, DSP... • Aplicaciones: Médicas, sociales, entretenimiento, investigación, aeronáutica, aeroespacial, navegación, transporte.....

2. 2.- Semiconductores • SEMICONDUCTORES: Materiales que poseen un nivel de conductividad sobre algún punto entre los extremos de un aislante y un conductor. • COBRE:  = 10-6-cm • MICA:  = 1012-cm • SILICIO  = 50 x 103-cm GERMANIO:  = 50 -cm • Alto nivel de pureza • Existen grandes cantidades en la naturaleza. • Cambio de características de conductores a aislante por medio de procesos de dopado o aplicación de luz ó calor. • MATERIALES SEMICONDUCTORES (GERMANIO Y SILICIO): • Estructura atómica: Red cristalina • Enlaces entre átomos: Covalentes • Electrones de valencia: 4

3. NIVELES DE ENERGÍA : Mientras más distante se encuentre el electrón del núcleo mayor es el estado de energía, y cualquier electrón que haya dejado su átomo, tiene un estado de energía mayor que cualquier electrón en la estructura atómica. Banda de conducción Banda de conducción Banda de conducción Banda prohibida Eg> 5 eV Banda prohibida Eg= 1.1, 0.67, 1.41 eV Banda de valencia Banda de valencia Banda de valencia Aislante Semiconductor Conductor

4. Si Si Si Si Si Si Material Intrinseco Si Si Si Materiales extrinsecos Si Si Si Si Si Si Si 4 Si Si 5 Si Antimonio Arsénico Fósoforo Boro Galio Indio Si Si Si Si Si Si TIPO n TIPO p

5. 2.1 UNION p-n TIPO p TIPO n

6. Sin polarización Polarización inversa Polarización directa

8. DIODO Es un elementos de dos terminales formado por una unión p-n + - Ánodo Cátodo

9. ID=IS(ekVD/Tk-1) ISCorriente de saturación inversa K 11600/ (=1 para Ge, y =2 para Si) Tk TC + 273 Ejemplos Región Zener: Bajo polarización negativa existe un punto en el cual bajo un voltaje negativo lo suficientemente alto, da como resultado un agudo cambio en las características del diodo. A este voltaje se le conoce como “voltaje pico inverso” (PRV ó PIV )

10. 2.2 Características del Diodo Resistencia en cd ó estática: RD=VD/ID Ejemplo Resistencia en ac ó dinámica: rD=VD /ID=(dID /dVD)-1=26mA /ID Resistencia en ac promedio: rav= VD /ID|punto a punto Ejemplo Capacitancia de transición y difusión: Tiempo de recuperación inverso

11. Modelado de diodos Modelo Ideal: Modelo Simplificado: Modelo de segmentos líneales: VT VT rav rav Ejemplos

12. E = RID+VD 1.- ID=IS(ekVD/Tk-1) 2.- VD=0 e ID=0, trazar en la curva del diodo, intersección de recta con curva es el punto Q. 3.-Sustituir el diodo por cualquier modelo de equivalente. Ejemplos

13. 2.3 Diodo Zener Este diodo a diferencia de un diodo semiconductor de propósito general, trabaja en la región de polarización negativa. Es decir que la dirección de la conducción es opuesta a la de la flecha sobre el símbolo. Claro el voltaje Zener es muchas veces menor que VIP de un diodo semiconductor, este control se logra con la variación de los niveles de dopado. Los voltajes zener van desde 1.8 V. hasta 200V, con rangos de potencia de ¼ W hasta 50W.

14. ANALISIS: Determinar el estado del diodo Zener mediante su eliminación del circuitos de la red y el cálculo del voltaje de circuito abierto resultante Sustituir el circuitos equivalente adecuado y resolverlo para las incógnitas deseadas.

15. 2.4 Análisis de circuitos con diodos + V0 - • Con fuentes de cd. • Determine el estado del diodo • Sustituya el equivalente adecuado • Determine los parámetros restantes de la red. ID1, ID2, IR, V0. VR. VR, IR VD1 , VD2, ID,VR. IR1, IR2, Determine VD,,VR, ID. Ambos casos E=8V, 0.5 R3=2.2k, 1.2k + V0 - VD, ID,V0.

16. 2.5 Aplicaciones Rectificadores: Su principal uso es en sistemas electrónicos encargados de realizar una conversión de potencia de ac, en potencia de dc. DE MEDIA ONDA:

17. DE ONDA COMPLETA: CON TRANSFORMADORES:

18. Recortadores: Tienen la capacidad de recortar una porción de la señal de entrada sin distorisionar la parte restante de la forma de onda alterna. SERIE:

19. Sujetadores o cambiadores de nivel:

20. Detectores de señal: + Vout - + Vin -

21. Reguladores de voltaje: El objetivo de este circuito es mantener un voltaje de salida constante sobre un rango de resistencia de carga. El resistor en serie con la fuente se selecciona para que una caida de voltaje apropiada aparezca cuando la resistencia de carga está en su valor mínimo. El diodo debe ser capaz de disipar una gran gantidad de potencia cuando la resistencia de carga está en su valor máximo. 1.- Determinar el estado del diodo zener mediante la eliminación de la red y calculando el voltaje através del circuito abierto resultante. V = VL=RLVi/R + RL VL=Vz Iz= IR + IL Pz= Vz IL 2.- Sustituir el circuito equivalente adecuado y resolverlo para las incongnitas deseadas.

22. Reguladores de voltaje: R=1k VZ=10V Vi=16V. PZM= 30mW RL=1.2k =3k

23. Compuertas lógicas: