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ELECTRICIDADELECTRONICA Y FUERZA
MOTRIZCIRCUITOSELECTRÓNICOS
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• La electrónica es el campo de la ingeniera! de la "sica aplicada orientada al dise#o !aplicación de dispositi$os en los circ%itoselectrónicos
• &% "%ncionamiento depende del '%(o deelectrones para la generación) transmisión)recepción) almacenamiento de in"ormación)entre otros*
• La in"ormación p%ede consistir en $o+ om,sica como en %n receptor de radio) en%na imagen en %na pantalla de tele$isión) oen n,meros % otros datos en %nacomp%tadora*
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• Los circ%itos electrónicos o"recen di"erentes"%nciones para procesar esta in"ormación- pore(emplo la ampli.cación de pe/%e#asse#ales d01iles 2asta %n ni$el /%e se p%eda%tili+ar*
• 3eneración de ondas de radio) la e4tracciónde in"ormación por e(emplo la rec%peraciónde la se#al de sonido de %na onda de radio5demod%lación67 el control) como en el casode introd%cir %na se#al de sonido a ondas deradio 5mod%lación6) ! operaciones lógicas)como los procesos electrónicos /%e tienenl%gar en las comp%tadoras*
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CIRCUITO&RECTIFICADORE&
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Transformador
se#al dec*a* se#al de c*a*m8s pe/%e#
Transformador
+
–
v E
+
–
vS
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Rectificador de media onda
c*a*5positi$a !negati$a6
c* pse%docontin%a
+
–
+
–
Rectificador
v E v S≥ 0
v S
D
+
Entrada Salida
+
Rectificador
– –
v E v
S= v
R
R L
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T
T 2
v E
v S
t
t
-
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+
+
+
–
– –
vS
R L
D A
D B
v EA
v EB
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t
t
v E
v S
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Efecto del filtro
D
+
Entrada Salida
+ Rectificador
Filtro
C
– –
v E
v S=v
R
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T 4
5T4
v
S
t
v E
v E = v
C v E = v
C
T 4 3T
4
t
v S
v EA
v EB
v EA= v C v EB= v C
• Filtro con rectificador de media onda
• Filtro con rectificador de onda completa
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Transistor 1ipolar 59:T6
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Transistor 1ipolar
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Transistor bipolar de unión (BJT = Bipolar JunctionTransistor)Dispositivo semiconductor formado por 3 reiones
dopadas alternativamente! npn (o pnp)"cción transistor! Captación de portadores mayoritarios
procedentes de una unión p-n polariada en directa !ue losemite por otra unión p-n in"ersamente polariada y muycercana a la anterior
Dos tipos!9:T npn 9:T pnp
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Transistor 9:T
#ntroducción
#res terminales$ E % Emisor& ' % 'ase& C % Colector
(o es sim)trico$ la concentración de portadores en E es *eneralmente astante
mayor !ue en C
,a re*ión central -'. es estrec/a
Sólo 2 tensiones y 2 corrientes independientes -leyes de irc//off.
1710~ D
N
15
10~ D N
1610~ A
N
μm5~1 μm10~5
μm1.0~
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• Los transistores se "a1rican conmateriales semicond%ctores comoel silicio o el germanio) dopados 5es
decir) se les 2a introd%cidope/%e#as cantidades de otros8tomos mediante reacciones/%micas6) de manera /%e se
prod%ce %na a1%ndancia o %nacarencia de electrones li1res*
• En el primer caso) se dice /%e elsemicond%ctor es del tipo n) ! en elseg%ndo /%e es del tipo p*
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• El transistor 1ipolar esta "ormado portres capas de material dopado) /%e"orman dos %niones pn 51ipolares6 concon.g%raciones posi1les del tipo pnp o
npn*• Una %nión se conecta a la 1atera parapermitir el '%(o de corriente5polari+ación directa6) ! la otra est8conectada a %na 1atera en sentido
contrario 5polari+ación in$ersa6*• &i se $ara la corriente en la %nión de
polari+ación directa mediante la adiciónde %na se#al) la corriente de la %nión depolari+ación in$ersa del transistortam1i0n $ariar8*
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• El principio p%ede %tili+arse para constr%irampli.cadores en los /%e %na pe/%e#a se#al aplicada ala %nión de polari+ación directa pro$ocar8 %n grancam1io en la corriente de la %nión de polari+aciónin$ersa*
• Otro tipo de transistor es el de e"ecto de campo 5FET)acrónimo de Field;E
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Sistemas electrónicos
• Un sistema electrónico es %n con(%nto decirc%itos /%e interact,an entre s parao1tener %n res%ltado*
• Una "orma de entender los sistemaselectrónicos consiste en di$idirlos en lassig%ientes partes-
Entradas; sensores
Circ%itos de procesamiento de se#ales
&alidas; Act%adores
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• Entradas;&ensores 5o transd%ctores6 electrónicoso mec8nicos /%e toman las se#ales 5en "orma detemperat%ra) presión) etc*6 del m%ndo "sico ! lascon$ierten en se#ales de corriente o $olta(e*E(emplo- El termopar) la "oto resistencia para
medir la intensidad de la l%+) etc*• Circ%itos de procesamiento de se#ales =Consisten en pie+as electrónicas conectadas (%ntas para manip%lar) interpretar ! trans"ormarlas se#ales de $olta(e ! corriente pro$enientes
de los transd%ctores*• &alidas ;Act%adores % otros dispositi$os 5tam1i0ntransd%ctores6 /%e con$ierten las se#ales decorriente o $olta(e en se#ales "sicamente ,tiles*>or e(emplo- %n display /%e nos registre la
temperat%ra) %n "oco o sistema de l%ces /%e seencienda a%tom8ticamente c%ando este
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Amplifcadores de audio o sonido
• Los ampli.cadores de a%dio) de %so com,nen radios) tele$isores ! gra1adoras) s%elen"%ncionar a "rec%encias entre ?@ + ! B?
ilo2er+ 5B + B*@@@ ciclos por seg%ndo6*• Ampli.can o a%mentan la se#al el0ctrica
/%e se con$ierte en sonido con %n alta$o+*
• Los ampli.cadores operacionales)
incorpora;dos en circ%itos integrados !"ormados por ampli.cadores linealesm%lti"8sicos acopla;dos a la corrientecontin%a) son m%! pop%la;res comoampli.cadores de sonido*
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Amplifcadores de vídeo• Los ampli.cadores de $deo se %tili+an
principalmente para se#ales con %n rangode "rec%encias de 2asta mega2er+ 5BM+ B millón de ciclos por seg%ndo6*
• La se#al generada por el ampli.cador secon$ierte en la in"ormación $is%al pore(emplo la /%e aparece en la pantalla detele$isión) ! la amplit%d de se#al reg%la el1rillo de los p%ntos /%e "orman la imagen*
• >ara reali+ar esta "%nción) %n ampli.cadorde $deo de1e "%ncionar en lo /%e seconoce 1anda anc2a ! ampli.car de ig%almanera todas las se#ales) con 1a(adistorsión*
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Amplifcadores de radiorecuencia
• Estos ampli.cadores a%mentan el ni$el de se#alde los sistemas de com%nicaciones de radio o
tele$isión*• 3eneralmente s%s "rec%encias $an desde B@@ +
2asta el orden de los giga2er+ 5B 3+ B*@@@millones de ciclos por seg%ndo6) ! p%eden llegarincl%so al rango de "rec%encias de microondas*
λ c"
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Osciladores
• Los osciladores constan de %nampli.cador ! de alg,n circ%ito derealimentación- la se#al de salida se
recond%ce a la entrada del ampli.cador*• Los elementos determinantes de la
"rec%en;cia p%eden ser %n circ%ito deind%ctancia;capacitancia sintoni+ado o
%n cristal*• Los osciladores controlados por cristal
o"recen ma!or precisión ! esta1ilidad*
• Los osciladores se emplean paraprod%cir se#ales de sonido ! de radio en
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• Los osciladores de radio"rec%encia se emplean enlos modernos tel0"onos de teclas para transmitirdatos a la estación central al marcar %n n,mero*
• Los tonos de sonido generados por lososciladores tam1i0n p%eden encontrarse en
relo(es despertadores) radios) instr%mentoselectrónicos) comp%tadoras ! sistemas dealarma*
• Los osciladores de alta "rec%encia se emplean ene/%ipos de com%nicaciones para controlar las"%nciones de sintoni+ación ! detección de
se#ales*• Las emisoras de radio ! de tele$isión %tili+an
osciladores de alta "rec%encia ! de gran precisiónpara generar las "rec%encias de transmisión*