abc de la electrónica

Download ABC de la electrónica

Post on 03-Nov-2014

122 views

Category:

Engineering

51 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

ABC de la electrónica - steren ELECTRICIDAD. COMPONENTES ELECTRÓNICOS. SEMICONDUCTORES. SEMICONDUCTORES SENSIBLES A LA LUZ. CIRCUITOS INTEGRADOS. CIRCUITOS INTEGRADOS DIGITALES. CIRCUITOS INTEGRADOS LINEALES. CONSEJOS PARAEL ENSAMBLE DE CIRCUITOS. 100 CIRCUITOS ELECTRÓNICOS.

TRANSCRIPT

  • 1. ELABCDELAELECTRONICA

2. CONTENIDO DESPEGANDO A LA ELECTRONICA 7 5 1. ELECTRICIDAD 8 PONIENDO A TRABAJAR LA ELECTRICIDAD 9 REVISANDO LAS BASES 10 ELECTRICIDAD ESTTICA 12 CORRIENTE ELCTRICA 15 ELECTRICIDAD DE CORRIENTE DIRECTA 16 ELECTRICIDAD DE CORRIENTE ALTERNA 20 MEDICiN DE C.A. Y C.D. 21 CIRCUITOS ELCTRICOS 22 PULSOS, ONDAS. SErlALESy RUIDO 24 2. COMPONENTES ELECTRNICOS 26 CABLE YALAMBRE 26 SWITCHES 27 RELEVADORES 28 MEDIDORES DE BOBINA MVIL 28 MICROFONOS y BOCINAS 29 RESISTENCIAS 30 CAPACITORES 34 APLICACIONES DE RESISTENCIAS Y CAPACITORES 37 BOBINAS 39 TRANSFORMADORES 41 3. SEMICONDUCTORES 43 SILICIO 43 EL DIODO 45 EL TRANSISTOR 48 TRANSISTORES BIPOLARES 49 TRANSISTORES DE EFECTO DE CAMPO 52 EL TRANSISTOR UNIJUNTURA 57 EL TIRISTOR 58 RECTIFICADORES CONTROLADOS DE SILICIO 58 TRIACS 59 4. SEMICONDUCTORES SENSIBLES A LA LUZ 61 LUZ 61 OPTOELECTRONICA 62 COMO SE UTJlIZAN LOS LENTES CONVEXOS 63 FUENTESQE LUZ POR SEMICONDUCTORES 64 OIOOOSEMISORES DE LUZ 64 SEMICpNOUCTORES DETECTORES DE LUZ 67 DETECTORESDE LUZ FOTORESISTIVOS 68 DETECTORESDE LUZ DE UNiN PN 69 FOTODIOOOS 69 FOTOTRANSISTORES 71 FOTOTIRISTORES 73 CELDAS SOLARES 73 5. CIRCUITOS INTEGRADOS 74 3. 6. CIRCUITOS INTEGRADOS DIGITALES 76 COMPUERTASDE INTERRUPTOR MECNICO 76 LA CONEXiN BINARIA 77 COMPUERTASDE DIODOS 78 COMPUERTASDE TRANSISTORES 78 SIMBOLOS DE COMPUERTAS 79 CAMINOS DEALTAVELOCIDAD DE DATOS(DATAHIGHWAYS) 81 COMO SON UTILIZADAS LAS COMPUERTAS 81 CIRCUITOS LGICOS COMBINACIONALES 81 CIRCUITOS LGICOS SECUENCIALES 83 UN SISTEMA LGICO SECUENCIAL-COMBINACIONAL 85 FAMILIAS DE CI DIGITALES 86 7. CIRCUITOS INTEGRADOS LINEALES 87 EL CIRCUITO BSICO LINEAL 87 AMPLlFICADORES OPERACIONALES 87 TEMPORIZADORES 88 GENERADORES DE FUNCiN 89 REGULADORES DE VOLTAJE 89 OTROS CI LINEALES 90 8. CONSEJOS PARAEL ENSAMBLE DE CIRCUITOS 90 CIRCUITOS TEMPORALES 90 CIRCUITOS PERMANENTES 91 COMO SOLDAR 92 ENERGIZANDO CIRCUITOS ELECTRNICOS 93 9. 100 CIRCUITOS ELECTRNICOS 94 CIRCUITOS CON DIODOS 95 DIODOS DE SEAL PEQUEA Y RECTIFICADORES 95 CIRCUITOS CON DIODOS ZENER 96 CIRCUITOS CON TRANSISTORES 97 CIRCUITOS CON TRANSISTORES BIPOLARES 97 CIRCUITOS CON FET UNION y MOSFET DE POTENCIA 99 CIRCUITOS CON TRANSISTORES UNIJUNTURA 101 CIRCUITOS CON TIRISTORES 103 CIRCUITOS CON SCR 103 CIRCUITOS CON TRIACS 104 CIRCUITOS DE OPTOELECTRONICA 105 CIRCUITOS CON DIODOS EMISORES DE LUZ (LEO) 105 CIRCUITOS SEMICONDUCTORES DETECTORES DE LUZ 107 CIRCUITOS CON CI DIGITALES 109 CIRCUITOS TTL 109 CIRCUITOS CMOS 111 CIRCUITOS CON CI LINEALES 115 CIRCUITOSAMPLlFICADORES OPERACIONALES (OP-AMP) 115 CIRCUITOS COMPARADORES 117 CIRCUITOS REGULADORES DE VOLTAJE 118 CIRCUITOS TEMPORIZADORES 119 SIMBOLOS DE CIRCUITOS COMUNES 121 4. SIMBOLOS DE CIRCUITOS COMUNES DIODOSy TIRISTORES: ~G DIODO RECTIFICADOR TRIAC DIACDIODO ZENER SCR TRANSISTORES: S N-MOSFET G NPN PNP N-JFET P-JFET RECTIFICADOR TIPO PUENTE S P-MOSFET COMPUERTAS LGICAS: =D- D- --t>- D- D- AND NAND OR NORINVERSOR D- EX-OR COMPONENTES PASIVOS: ] [---1(- ---=t.(- . CAPACITOR CAPACITOR CAPACITOR RESISTENCIA RES.lSTENCIA TRANSFORMADOR FIJO POLARIZADO VARIABLE FIJA VARIABLE OPTOELECTRONICA: -e- LED FOTODIODO FOTOTRANSISTOR CELDASOLAR LASCR FOTOQESISTENCi.A 5. EL ABC DE LA ELECTRONICA 1.ELECTRICIDAD La unica diferencia entre un rayo y la chispa que se genera entre su dedo y la perilla de una puerta en un dia seco es la cantidad., ambas son electricidad. Benjamin franklin confirmo esto por primera vez en su famoso experimento del papalote. Aquellos que vuelan un papalote durante la lluvia, es mejor que digan "adios" ya que no es muy seguro .. LLAVE ~ LAMPARA DE NEON Existe una manera clara de "ver" la electricidad sin la necesidad de ser lastimado: Tome una punta de una lampara de nen, camine a travs de una alfombra mientras usa zapatos de suela endurecida y haga tocar la segunda punta de la lampara con un objeto de metal. La lampara se encender ( a menos que la humedad relativa sea muy alta). A LA PERILLA DE LA PUERTA o TUBO DE AGUA Por supuesto que usted no puede "ver" la electricidad!, usted ver su efecto a travs del aire y la lampara de nen. Los efectos de la electricidad que pueden se pueden ver son varios. Aqu hay algunos ms. 6. EL ABC DE LA ELECTRONICA PONIENDO A TRABAJAR A LA ELECTRICIDAD Todala materia tiene propiedades elctricas. por esta razn muchos cientficos de siglos pasados han podido inventar cientos de aparatos que generan, almacenan, controlan y conmutan la electricidad. Estosdispositivos han sido combinados para llevamos dentro de.... ~ ~~ ./ ~L~.-' )'1// ~ ~G> ~G> UN CIRCUITO EN SERIE Un circuito puede incluir mas de un componente (interruptor, lampara, motor, etc. ) Un circuito en serie se forma cuando el flujo de corriente pasa primeramente a travez de un componente luego fluye hacia otro. ( Las flechas muestran la direccion del flujo de electrones ). UN CIRCUITO EN PARALELO Uncircuitoen paraleloesta formado cuando dos o mas componentes estan conectados de tal manera que la corriente puede fluir a travez de un componente sin tener que pasar a travez de otro. "- / I" I IJJ UN CIRCUITO SERIE PARALELO Varios circuitos electricos combinan los circuitos serie y paralelo. Todos suministran una trayectoria completa entre el circuito y su fuente de alimentacion. I I I " 18. EL ABC DE LA ELECTRONICA DIAGRAMASDE CIRCUITOS - Hastaeste momento los circuitos elctricos mostrados en este libro han sido ilustrados en forma pictrica. Las versionespictoricas de los circuitos sern utilizadas en varios captulos proximos. Mas adelante en el libro las ilustracionespictoricas sern reemplazadaspor diagramas de circuitos. En los diagramas de circuitos pictoricos lavistade los componentes sern reemplazados por smbolos de componentes. BATERIA ( B ) "CORTO"CIRCUITO ELECTRICO - LAMPARA ( L) B L3 L4 CIRCUITO SERIE - PARALELO Cuandoun alambre u otro conductor es colocado a traves de las conexiones de un componente, algunas o todaslas corrientesdel circuito pueden ponerse en "corto" circuito a traves del conductor. Los cortos circuitos talescomoeste son usualmente no deseados. Estos pueden causar que las bateras pierdan rapidamente su capacidad.Y estos pueden causar dao al cableado y los componentes. Los cortos circuitos pueden incluso causarsuficientecalentamientopara quemarel aislamientode uncable! Precaucion!:El cuerpo humano conduce electricidad,por lo tanto si se toca por descuido un circuito electrico este puede causar un "corto" circuito. Si el voltajey la corriente son suficientemente altos, usted puede recibir un choque peligroso o incluso letal. "TIERRA" ELCTRICA- Unode los alambres de la linea de c.a. Se conecta a tierra por una barra de metal. Los empaques de metal de losdispositivosenergizadoselectricamentese conectan a este alambre de tierra. Esto evita el peligro de choque. Unalambresintierra deber hacercontacto con el empaque de metal. Sin la conexin a tierra, una persona que tocael dispositivomientras se para en la tierra o un suelo mojado puede recibir un choque peligroso. La tierra tambienhace referenciaal punto de un circuito en voltaje CERO, conectado o no a tierra. Es por esto, que el ladomenos(-) de la bateria de los circuitos de arriba y en las paginas siguientes se pueden considerar como tierra. + 1-1/2 V ESTA ES TIERRA (Ov ) CON RESPECTO A + 11/2v y -11/2V~ ~-=- '--SIMBOLO DE TIERRA - 1-1/2V 19. EL ABC DE LA ELECTRONICA PULSOS, ONDAS, SEALES Y RUIDO La electronica es el estudio y aplicacin de los electrones, su comportamiento y sus efectos. Las aplicaciones ms simples para los electrones son sencillamente en circuitos de ca y de cd en las cuales una corriente es utilizada para energizar lamparas, electromagnetos, motores, solenoides y dispositivos similares. Lo que lleva a la electronica mas lejos de estas aplicaciones bsicas es la facilidad con la cual el flujo de electrones puede ser controlado y manipulado. Este simple circuito es realmente el mas usual y que primero se muestra porque puede enviar informacin convirtiendo una secuencia planeada por medio de apagados del interruptor en destellos de luz. ,1// ,11/ ,11/ ,-/ ~ ,~/ ~ ,~/ '- '- '- '- '- ...... ON - OFF Los destellos de la lampara se pueden presentar por un diagrama como este. Los patrones de los destellos o pulsos como estos pueden representar informacion compleja como el habla. O el habla se puede transformar en variaciones proporcionales en la brillantes de una lampara, aqu se muestra una manera simple para enviar la voz sobre un rayo de luz reflejada.: ~ (((( t SEAL DE VOZ t BOTE HOJA DE ALUMINIO =< @j.(o)(o) Un grupo de atamos de silicio compartiendo electrones externosy forman una composicion regularllamadacristal. Esta es la vista magnificada de un cristal de silicio. Por simplicidad, unicamente son mostrados los electrones externos de cada atomo. Elsilicio forma el 27,7% de la composicion de la CORTEZA terrestre! Unicamente el oxigeno tiene mayor presencia.El silicio nunca se encuentra en su estado puro. Cuando se purifica, es de color gris obscuro. El silicio y el diamante comparten la misma estructurade cristal y otras propiedades. Solo que el silicio no es transparente. El silicio se puede cultivar en grandes cristales, el cual se .-- SEMILLADECRISTAL corta en tabletas para fabricar partes electronicas. FUNDENTE SILICIO ' DERRETIDO 1300C 39. EL ABC DE LA ELECTRONICA + RECETAS DE SILICIO - SORO + BARRA DE SiliCIO CONDIMENTADO CON P & N - El SILICIO PURO NO ES MUY USUAL. POR ESTO LOS FABRICANTES DE SILICIO CONDIMENTANSUS RECETASDE SILICIO CON UNA PIZCA DE FOSFORO, BORO U OTRAS ESPECIES. ESTO SE LLAMA DOPADO DEL SILICIO. CUANDO CRECE Y SE CONVIERTE EN CRISTALES, EL SILICIO DOPADO TIENE PROPIEDADES ELECTRONICASMUY UTILES!. El boro, el fosforo y otros atomos se pueden unir con los atomos de silicio para formar cristales. i Aqui esta el truco! : Un atomo de boro tienen unicamente tres electrones en su capa exterior. Y un atomo de fosforo tiene cinco electrones en su capa exterior. El silicio con electrones de fosforo ext