dispositivos electronicos guía contestada
TRANSCRIPT
7/23/2019 Dispositivos Electronicos Guía Contestada
http://slidepdf.com/reader/full/dispositivos-electronicos-guia-contestada 1/6
Guía Dispositivos Electrónica
1.- ¿Que son los dispositivos electrónicos?
Los Dispositivos Electrónicos consisten en la combinación de diversos elementos organizados en circuitos, destinados acontrolar y aprovechar las señales eléctricas, a diferencia de un dispositivo eléctrico, el cual sirve para controlar yaprovechar el flujo de la corriente eléctrica.
2.- ¿La bombilla eléctrica es un dispositivo electrónico?
No. Es un Dispositivo Eléctrico. Una bombilla eléctrica aprovecha el flujo eléctrico para producir energía luminosa
3.- Qué dispositivos electrónicos contiene un amplificador de sonido
Resistencias, Amplificador Operacional, Transformador, Bocina.
4.- ¿Que es un diodo?
Los diodos son dispositivos semiconductores que permiten hacer fluir la electricidad solo en un sentido. La flecha delsímbolo del diodo muestra la dirección en la cual puede fluir la corriente. Los diodos son la versión eléctrica de la válvula otubo de vacío y al principio los diodos fueron llamados realmente válvulas. Los diodos deben conectarse de la formacorrecta, el diagrama puede ser etiquetado como (+) para el anodo y (–) para el catodo.Un diodo (del griego "dos caminos") es un dispositivo semiconductor que permite el paso de laCorriente eléctrica en una única dirección con características similares a un interruptor. De formaSimplificada, la curva característica de un diodo (I-V) consta de dos regiones: por debajo de ciertaDiferencia de potencial, se comporta como un circuito abierto (no conduce), y por encima de ella como un cortó circuito conmuy pequeña resistencia eléctrica.
7/23/2019 Dispositivos Electronicos Guía Contestada
http://slidepdf.com/reader/full/dispositivos-electronicos-guia-contestada 2/6
A.DIODO RECTIFICADOR
Un diodo rectificador es uno de los dispositivos de la familia de los diodos más sencillos. El nombre diodo rectificador” procede de su aplicación, lacual consiste en separar los ciclos positivos de una señal de corriente alterna.
Si se aplica al diodo una tensión de corriente alterna durante los medios ciclos positivos, se polariza en forma directa; de esta manera, permite elpaso de la corriente eléctrica. Pero durante los medios ciclos negativos, el diodo se polariza de manera inversa; con ello, evita el paso de la corriente en tal sentido.
Durante la fabricación de los diodos rectificadores, se consideran tres factores: la frecuencia máxima en que realizan correctamente su función, la corriente máxima en que puedenconducir en sentido directo y las tensiones directa e inversa máximas que soportarán. Una de las aplicaciones clásicas de los diodos rectificadores, es en las fuentes dealimentación; aquí, convierten una señal de corriente .
B. DIODO ZÉNER
Un diodo zéner es básicamente un diodo de unión, pero construido especialmente para trabajar en la zona de ruptura de la tensión de polarización inversa; por esoalgunas veces se le conoce con el nombre de diodo de avalancha.
Su principal aplicación es como regulador de tensión; es decir, como circuito que mantiene la tensión de salida casi constante, independientemente de las variaciones quse presenten en la línea de entrada o del consumo de corriente de las cargas conectadas en la salida del circuito.
El diodo zéner tiene la propiedad de mantener constante la tensión aplicada, aun cuando la corriente sufra cambios. Para que el diodo zene r pueda realizar esta función,debe polarizarse de manera inversa.
Generalmente, la tensión de polarización del diodo es mayor que la tensión de ruptura; además, se coloca una resistencia limitadora en serie con él; de no ser así, conduciría de manera descontrolada hasllegar al punto de su destrucción.
En muchas aplicaciones de regulación de tensión, el diodo zéner no es el dispositivo que controla de manera directa la tensión de salida de un circuito; sólo sirve de referencia para un circuito máscomplejo; es decir, el zéner mantiene un valor de tensión constante en sus terminales.
Esta tensión se compara mediante un circuito amplificador a transistores o con circuito integrados con una tensión de salida. El resultado de la comparación permite definir la acción a efectuar: aumentar odisminuir la corriente de salida, a fin de mantener constante la tensión de salida.
Es importante hacer notar que los diodos zéner se construyen especialmente para que controlen sólo un valor de tensión de salida; por eso es que se compran en términos de la tensión de regulación.
C. DIODO VARACTOREs un dispositivo semiconductor que puede controlar su valor de capacidad en términos de la tensión aplicada en polarización inversa. Est
es, cuando el diodo se polariza inversamente no circula corriente eléctrica a través de la unión; la zona de deplexión actúa como el dieléctride un capacitor y las secciones de semiconductor P y N del diodo hacen las veces de las placas de un capacitor.
La capacidad que alcanza el capacitor que se forma, es del orden de los pico o nanofaradios. Cuando varía la tensión de polarización inversaplicada al diodo, aumenta o disminuye de igual forma la zona de deplexión. En un diodo, esto equivale a acercar o alejar las placas de ucapacitor. Los diodos varicap se controlan mediante la tensión que se les aplica; por lo que el cambio de capacidad se puede hacer medianotro circuito de control, ya sea digital o analógico. Las aplicaciones de los varicap son la mayoría de las veces en circuitos resonantes, lo
cuales permiten seleccionar una señal de una frecuencia específica, de entre muchas señales de diferentes valores.
D. DIODO EMISOR DE LUZ
Cuando un diodo semiconductor se polariza de manera directa, los electrones pasan de la sección N del mismo, atraviesan la unión y salen a la sección P.
En la unión se efectúa la recombinación electrónica, en donde los electrones se unen a los huecos. Al unirse, se libera energía mediante la emisión de un fotón (energíaelectromagnética).
Esta emisión de energía, que en un diodo normal es pequeña, puede aumentar mediante la utilización de materiales como elgalio, el arsénico y el fósforo en lugar del silicio o el germanio.
Así, los diodos diseñados especialmente para emitir luz son conocidos como LED.
El color de la luz emitida depende del intervalo de energía del material; por ejemplo, el fosfato de galio arsénico (GaAsP) emite luz de color rojo y el f osfato de galio (GaP) emite luz de color verde.Los LED pueden emitir radiaciones desde el infrarrojo hasta l a luz visible.
Es importante resaltar que los LED se polarizan de manera directa y soportan una tensión máxima al cual emiten la mayor radiación. Si se sobrepasa este valor, el LED puede dañarse.
E. DIODO LÁSER
Los Diodos láser, emiten luz por el principio de emisión estimulada, la cual surge cuando un fotón induce a un electrón que se encuentra en un estado excitado a pasar al estad
de reposo, este proceso está acompañado con la emisión de un fotón, con la misma frecuencia y fase del fotón estimulante.
Para que el número de fotones estimulados sea mayor que el de los emitidos de forma espontánea, para que se compensen las perdidas, y para que se incremente la pureza
espectral, es necesario por un lado tener una fuerte inversión de portadores, la que se logra con una polarización directa de la unión, y por el otro una cavidad resonante, la cual posibilita tener una
trayectoria de retroalimentación positiva facilitando que se emitan más fotones de forma estimul ada y se seleccione ciertas longitudes de onda haciendo más angosto al espectro emitido
7/23/2019 Dispositivos Electronicos Guía Contestada
http://slidepdf.com/reader/full/dispositivos-electronicos-guia-contestada 3/6
4.- Cuales son los elementos semiconductores típicos
Silicio (Si) Germanio (Ge).
F. DIODO ESTABILIZADOR
Está formado por varios diodos en serie, cada uno de ellos produce una caída de tensión correspondiente a su tensión umbral. Trabajan en polarización directa y estabilizantensiones de bajos valores similares a lo que hacen los diodos Zéner.
G. DIODO TÚNELEl Diodo túnel es un diodo semiconductor que tiene una unión pn, en la cual se produce el efecto túnel que da origen a una conductancia diferencial negativa en un cierto
intervalo de la característicacorriente-tensión.
La presencia del tramo de resistencia negativa permite su utilización como componente activo (amplificador/oscilador). También se conocen como diodos Esaki, en honor del
hombre que descubrió que una fuerte contaminación con i mpurezas podía causar un efecto de tunelización de los portadores de carga a lo largo de la zona de agotamiento en launión. Una característica importante del diodo túnel es su resistencia negativa en un determinado intervalo de voltajes de po larización directa. Cuando la resistencia es negativala corriente disminuye al aumentar el voltaje. En consecuencia, el diodo túnel puede funcionar como amplificador, como oscilador o como biestable. Esencialmente, este diodo es un dispositivo de bajapotencia para aplicaciones que involucran microondas y que están relativamente libres de los efectos de la radiación.
H. DIODO PIN
Se llama diodo PIN a una estructura de tres capas, siendo la intermedia semiconductor intrínseco, y las externas, una de tipo P y la otra tipo N (estructura P-I-N que da nombre aldiodo). Sin embargo, en la práctica, la capa intrínseca se sustituye bien por una capa tipo P de alta resistividad (π) o bien por una capa n de alta resistividad (ν).
El diodo PIN puede ejercer, entre otras cosas, como:
-conmutador de RF-resistencia variable-protector de sobretensiones-foto detector
El fotodiodo PIN es uno de los fotodetectores más comunes, debido a que la capa intrínseca se puede modificar para optimizar su eficiencia cuántica y margen de frecuencia. Siendo así un materialintrínseco semiconductor. Conmutador: El diodo PIN se puede utilizar como conmutador de microondas. Tiene capacidad para manejar alta potencia.
I. DIODO BACKWARDEste diodo presenta una relación de corriente pico a corriente valle mucho menor, que los demás, pero tiene su punto de ruptura en cero volts. Es muy útil cuando se
necesita una acción rectificadora en combinación con ondas de pequeña amplitud, pues el rendimiento mejora grandemente. es una variación de un diodo Zener o túnede diodo que tiene una mejor conducción para las pequeñas sesgos reversa (por ejemplo -0,1 a -0,6 V) que para tensiones de polarización directa. El diodo Backward una forma especial de diodo túnel en el que el fenómeno de túnel es incipiente, y la región de resistencia negativa desaparece prácticamente. La corriente directa es mupequeño y se vuelve equivalente a la corriente inversa de un diodo convencional.
J. DIODO SCHOTTKYEl diodo Schottky o diodo de barrera Schottky, llamado así en honor del físico alemán Walter H. Schottky, es un dispositivo semiconductor que proporciona conmutacionmuy rápidas entre los estados de conducción directa e inversa (menos de 1ns en dispositivos pequeños de 5 mm de diámetro) y muy bajas tensiones umbral (tambiénconocidas como tensiones de codo, aunque en inglés se refieren a ella como "knee", es decir, rodilla). La tensión de codo es la diferencia de potencial mínima necesariapara que el diodo actúe como conductor en lugar de circuito abierto; esto, dejando de lado la región Zener, que es cuando existe una diferencia de potencial losuficientemente negativa para que a pesar de estar polarizado en inversa éste opere de forma similar a como lo haría regularmente.
A frecuencias bajas un diodo normal puede conmutar fácilmente cuando la polarización cambia de directa a inversa, pero a medida que aumenta la frecuencia el tiempode conmutación puede llegar a ser muy alto, poniendo en peligro el dispositivo.
El diodo Schottky está constituido por una unión metal-semiconductor (barrera Schottky), en lugar de la unión convencional semiconductor P - semiconductor N utilizada por los diodos normales.
Así se dice que el diodo Schottky es un dispositivo semiconductor "portador mayoritario". Esto significa que, si el cuerpo semiconductor está dopado con impurezas tipo N, solamente los portadores tipo N(electrones móviles) desempeñarán un papel significativo en la operación del diodo y no se realizará la recombinación aleatoria y lenta de portadores tipo N y P que tiene lugar en los diodos rectificadoresnormales, con lo que la operación del dispositivo será mucho más rápida.
7/23/2019 Dispositivos Electronicos Guía Contestada
http://slidepdf.com/reader/full/dispositivos-electronicos-guia-contestada 4/6
5. ¿Qué es un Tiristor?
Los tiristores son dispositivos especialmente populares en Electrónica de Potencia.Son sin duda los dispositivos electrónicos que permiten alcanzar potencias mas altas, son dispositivos realmente robustos.
Es un dispositivo electrónico que tiene dos estados de funcionamiento: conducción y bloqueo. Posee tres terminales: Anodo(A), Cátodo(K) y puerta (G).
Símbolo del tiristor Estructura interna del tiristor
La conducción entre ánodo y cátodo es controlada por el terminal de puerta. Se dice que es unDispositivo unidireccional, debido a que el sentido de la corriente es único.
Tipos de Tiristor:
- Dispositivo de 4 capas con estados estables de conducción y bloqueo- Interruptor de potencia muy alta- Potencias y tensión muy altas- Frecuencias de conmutación no superiores a 2kHzSCR (Silicon Controlled Rectifier).
Interruptor unidireccional
GTO (Gate Turn-off)Interruptor unidireccional. Apagado por puerta
TRIAC (Triode AC)Interruptor bidireccional
DIAC. (Diode AC)Interruptor bidireccional ( Control de tiristores)
Ponga el diagrama eléctrico de una restador con dos amplificadores operacionales y que a lasalida me entregue un voltaje de -3.5 mV proponga los valores de las resistencias
8.- ¿Qué es optoelectrónica?
Es la unión entre los sistemas ópticos y los sistemas electrónicos.
Los componentes opto electrónicos son aquellos capaces de convertir energía luminosa en eléctrica o viceversa.
7/23/2019 Dispositivos Electronicos Guía Contestada
http://slidepdf.com/reader/full/dispositivos-electronicos-guia-contestada 5/6
9.- ¿Qué es grafeno y cuáles son sus características?
El carbono es uno de los elementos químicos más importantes en la naturaleza. Se encuentra en todos los seresvivos y, según se distribuyan sus átomos, puede formar sustancias con distintas características. A partir delcarbono se consigue el grafeno. Este material surge cuando pequeñísimas partículas de carbono se agrupan de formamuy densa en láminas de dos dimensiones muy finas (tienen el tamaño de un átomo), y en celdas hexagonales. Paraque te hagas una idea, su estructura es similar a la que resulta de dibujar un panal de abejas en un folio. ¿Por quéen un folio? Porque es una superficie plana, de dos dimensiones, como el grafeno.
El grafeno se obtiene a partir de una sustancia abundante en la naturaleza, el grafito. Ésta, forma parte de nuestravida cotidiana, ya que se emplea para fabricar muy variados objetos, desde la mina de los lápices hasta algunos
ladrillos.
Pese a que el grafeno se conoce desde la década de 1930, fue abandonado por considerarlo demasiado inestable.No fue hasta muchos años después, en 2004, cuando los científicos de origen ruso Novoselov y Geim consiguieronaislarlo a temperatura ambiente. Este descubrimiento no fue baladí, pues gracias a él obtuvieron el Premio Nobelen 2010.
Utilidad del Grafeno
Para poder hacernos una idea de en cuántos campos distintos puede aplicarse el grafeno, es necesario echar unvistazo a nuestro alrededor y ver todo lo que nos rodea. Ordenadores, coches, teléfonos móviles y equipos de músicason, por mencionar sólo algunos de ellos, cosas que encontramos frecuentemente en nuestra vida cotidiana en lasque el grafeno se podría llegar a aplicar.
Por sus propiedades, el grafeno puede servir como material en la fabricación de aviones, satélites espaciales oautomóviles, haciéndolos más seguros. También en la construcción de edificios, pues los convertiría en más
resistentes.
Pero, sobre todo, destacan sus aplicaciones en el campo de la electrónica, donde a través de su capacidad paraalmacenar energía puede dotar a las baterías de una mayor duración y un menor tiempo de carga, establecer conexionesmás rápidas e incluso contribuir a mejorar el medio ambiente sustituyendo a materiales contaminantes que hoy endía nos vemos obligados a utilizar.
No hay que olvidar su relevancia en el ámbito de la salud. Las prótesis de grafeno podrían sustituir a las actuales,de diversos materiales. O incluso se podría aplicar para mejorar el tratamiento de algunas enfermedades.
Por todo esto, no es de extrañar que se diga que su utilidad es prácticamente ilimitada y que las barreras a suaplicación únicamente son las de la imaginación humana.
¿Cómo es el material del Grafeno?
El grafeno es un material que combina una gran cantidad de propiedades que no se dan juntas en cualquier otrocompuesto. ¿Qué significa esto? Que es capaz de mejorar por completo las condiciones de cualquier superficiedonde se aplique.
Y es que es un material muy duro, resistente, flexible y muy ligero; lo que permite moldearlo según las necesidades decada caso. Conduce muy bien tanto el calor como la electricidad; y permanece en condiciones muy establescuando se le somete a grandes presiones.
Su futuro en terrenos como la medicina se presenta realmente prometedor. ¿Un ejemplo de en qué se podría usar?En las máquinas con las que se realizan las radiografías. Éstas funcionan mediante radiaciones ionizantes, unasformas de energía que hacen que los materiales que se encuentran a su alrededor se desgasten muy pronto. Puesbien, el grafeno ofrecería una duración casi infinita, por lo que la inversión que habría que realizar en la adquisicióndel material sería, a la larga, mucho menor.
Pero además, el grafeno es capaz de generar electricidad a través de la energía solar , lo que le convierte en un materialmuy prometedor en el campo de las energías limpias. Para que te hagas una idea de su potencial, si seconstruyeran con grafeno las placas solares, podrían generar varias veces más energía por hora que las actuales.
¿Será este material una de las herramientas necesarias para superar la crisis energética que previsiblemente sedesatará cuando se agoten las reservas de petróleo?
¿Cómo se obtiene el Grafeno?
Llegados a este punto, seguramente te preguntarás por qué, si el grafeno tiene tantas cualidades y ofrece tantosbeneficios, no se emplea para mejorar nuestra calidad de vida.
La respuesta es sencilla. Para que conserve todas sus propiedades, el mineral ha de ser de la mayor calidadposible. Con el método tradicional de obtención a base de deshojar el grafito con cinta adhesiva, se consiguegrafeno de muy alta calidad, pero la cantidad producida es mínima y resulta insuficiente para su uso industrial.
Por otro lado, el empleo de otros métodos para su obtención enfocados en aumentar la cantidad producida noconsiguen un producto con la calidad suficiente.
7/23/2019 Dispositivos Electronicos Guía Contestada
http://slidepdf.com/reader/full/dispositivos-electronicos-guia-contestada 6/6
Actualmente, se comercializa el grafeno bajo dos formas: En lámina y en polvo. ¿En qué se diferencian?
• Grafeno en lámina: es de alta calidad y se emplea en campos como la electrónica, la informática o incluso laaeronáutica, donde se requiere un material muy resistente. Su producción es actualmente muy costosa.
• Grafeno en polvo: se usa en aquellos ámbitos que no requieren de un material de alta calidad. Su proceso deobtención es más barato y permite una mayor producción del producto, pero renunciando a parte de suspropiedades.
El siguiente gran reto en la historia de este mineral es la búsqueda de un método de obtención que supere estabarrera. Diversos equipos de científicos en todo el mundo dedican sus esfuerzos a este fin y aunque los resultados
obtenidos son prometedores, aún queda camino por recorrer.