abc de la electrónica

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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.

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  • 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 extras es llamado silicio del tipo-n (n=negativo). El silicio con atomos de boro y electrones deficientes es llamado silicio del tipo-p (p=positivo). SILICIO DEL TIPO-P - Un atomo de boro en un grupo de atomos de silicio deja una avertura de electron vacante llamado "hueco". Es posible que un electron de un atomo cercano "caiga" dentro de este hueco. Por lotanto, el hueco se ha movido a una nueva ubicacion. Recuerde que los huecos se pueden mover a traves del silicio (asi como las burbujas se mueven a traves del agua). SILICIO DEL TIPO-P - Un atomo de fosforo en un grupo de atomos de silicio dona un electron extra. Este electron extra se puede mover a traves del cristal con facilidad. En otras palabras, el silicio del tipo-p puede portar una corriente electrica. Asi los huecos del silicio tipo-p "portan" la corriente ELECTRONEXTRA 40. EL ABC DE LA ELECTRONICA EL DIODO Ambossilicios del tipo-p y tipo-n conducen electricidad. La resistencia de ambos tipos es determinada por la proporcionde los huecos o electrones excedentes. Por esto ambos tipos pueden operar como resistencias. Y estosconduciranelectricidad en cualquier direccion. Poniendo algo de silicio tipo-p en un trozo de silicio tipo-n, los electrones fluiran a traves del silicio en una unica direccion!. Este es el principio del diodo. La interfaz p-n es llamada union pn. 7- COMO FUNCIONAEL DIODO -aqui se explica brevemente como conduce electricidad un diodo en una direccion(ENSENTIDODIRECTO)mientrasbloqueael flujode corrienteen direccionopuesta(inversa). POLARIZACION EN SENTIDO DIRECTO POLARIZACION EN SENTIDO INVERSO FLUJO DEL ELECTRON FLUJO DEL HOYO SIN FLUJO DE CORRIENTE Aqui la carga de una bateria rechaza los huecos y los electrones hacia la union. Si el voltaje excede 0,6 volts (silicio), entonces los electrones cruzaran la union y se combinaran con los huecos, y fluira una corriente. Aqu la carga de la bateria atrae orificios y electrones de la union. .Por esto, no puede fluir la corriente. UN DIODOTIPICO- Los diodos son comunmente encapsulados en pequeoscilindrosdevidrio.Unabandaobscuramarca laterminaldel catodo. Laterminalopuestaes el anodo. La corriente fluye cuando el anodo es mas positivo que el catodo. P N 11 11 N P o - ----o y-- . o o - - - -.... o -" - - .... I-1>1- :1 --KJ- 41. EL ASC DE LA ELECTRONICA + OPERACION DEL DIODO - Usted ya esta enterado que el diodo es como una valvula electronica de una via. Es importante comprender algunos aspectos adicionales de la operacion del diodo. Aqui se mencionan algunas claves: 1. Un diodo no conducira hasta que el voltaje en sentido directo alcanza cierto punto de umbral. El voltaje para los diodos de silicio es de aproximadamente 0.6 volts. 2. iSi la corriente directa es excesiva, el chip semiconductor se puede quebrar o derretirl Y se pueden separar los contactos. Si el chip se derrite, el diodo puede conducir repentinamente en ambas direcciones. iEI calentamiento resultante puede vaporizar el chip. 3. Demasiado voltaje inverso causara que el diodo conduzca en la direccion equivocada. Ya que este voltaje es alto, el incremento repentino de la corriente puede daar al diodo. + RESUMIENDO LA OPERACION DEL DIODO - Esta grafica resume la operacion del diodo. (Esta es una aproximacion). v = VOLTAJE EN SENTIDO INVERSO R V = VOLTAJE EN SENTIDO DIRECTO F I = CORRIENTE EN SENTIDO INVERSO R I = CORRIENTE EN SENTIDO DIRECTO F . VF . 0.6.VOlT (SILICIO) 42. EL ASC DE LA ELECTRONICA Q TIPOS DE DIODOS - Sepueden conseguir muchas clases diferentes de diodos. Aqui se muestran algunos tipos: Los diodos de pequea seal son utilizac10s para transformar corriente baja de c.a a C.C.,detectar seales de radio (modulacion), multiplicar voltaje, realizar logica, absorber picos de voltaje, etc. Pequea seal r o RECTIFICADORDE POTENCIA Funciona igual que los diodos de pequea seal, los rectificadores de potencia pueden controlar mucha mas corriente. Estos se fabrican en grandes encapsulados de metal que disipan el EXCESO DE calor. Y son utilizados principalmente en fuentes de poder. El diodozener es diseado paratener un voltaieespecifico de ruptura inverso (conduccion). Esto significa que los diodos zener pueden operar como interruptores sensibles al voltaje. Existen diQdoszener disponibles que tienen voltajes de ruptura (vz) que van desde aproximadamente 2 volts hasta 200 volts. CJ ZENER Todos los diodos emiten alguna radiacion electromagnetica cuando se polarizan directamente. Los diodos fabricados de ciertos semiconductores (como fosforo de arsenico de galio) emiten considerablemente mas radiacion que los diodos de silicio. Estosse llaman diodos emisores de luz (Ieds). CJ EMISION DE LUZ Todos los diodos responden en algun grado cuando son iluminados. Los diodos diseados especificamente para detectar luz son llamados fotodiodos. Estos tienen una ventana de vidrio o de plastico en la cual la luz penetra. Frecuentemente estos tienen una amplia region de union expuesta. El silicio es un buen material para los fotodiodos. o FOTODIODO 43. EL ASC DE LA ELECTRONICA COMO SE USAN LOS DIODOS En el capitulo 9 usted vera como varios tipos de dlodos se utilizan en muchas aplicaciones. Por el momento aqul hay dos tipos de diodos de pequea seal y rectiflcadores mas importantes: + RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA + f ~+! ( V V i:*- / v V ENTRADACI> SALIDACD LA MITADDE LASENAL ES BLOQUEADA + RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA + ENTRADA CA SALIDA CD MAS ACERCA DE LA DIRECCION DEL FLUJO DE CORRIENTE Una seal ondulante (c.a) o voltaje es rectificado a una seal deuna sola polaridad (c.c.). Esta "red" de 4 diodos (o puente rectificador) rectifica ambas mitades de una seal de c.a. Una corriente electrica es el movimiento de electrones a traves de un conductor o semiconductor. Ya que los electrones se mueven de una region cargada negativamente a una region cargada positivamente. porque la flecha de un smbolo del diodo apunta hacia la direccion opuesta? aqui se mencionan dos razones: 1. Desde los tiempos de benjamin franklin, se asumia que tradicionalmente la electricidad fluye de una region cargada positivamente a una region cargada negativamente. El descubrimiento del electron corrigio esto. ( Muchos de los diagramas de circuitos electricos de la actualidad todavia siguen la vieja tradicion en la cual la conexion positiva de la fuente de poder es colocada arriba de la conexion negativa como si la gravedad de alguna manera influyera en el flujo de la corriente.) 2, En un semiconductor, como el que se muestra en la pagina 45, los huecos fluyen en contra del flujo de un electron. Por lo tanto es comunreferirsealflujode una corrienteconvencionalo de huecosen los semiconductores. Para exactitud. en este libro en "flujo de corriente" se refiere al flujo del electron. Pero estamos contemplando los simbolos que indican el flujo del hueco. EL TRANSISTOR Lostransistores son dispositivos semiconductorescon tres terminales de conexion. Un voltaje o corriente muy pequea en una terminal puede controlar grandes cantidades de corriente a traves de los otros dos pines. Esto significa que los transistores pueden ser utilizados como amplificadores e interruptores. EXIstendos familias principalesde transistores:Bipolaresy de efecto de campo 44. EL ABC DE LA ELECTRONICA TRANSISTORESBIPOLARES Estosfusionan una segunda union a un diodo de union pny puede obtener un sandwich de silicio de 3 capas. El sandwich puede ser ya sea npn o pnp. De cualquier manera,laregion central actua como llave o compuerta que controla la corriente que se mueve a traves de las tres capas. (EMISOR ~ + OPERACION DEL TRANSISTOR BIPOLAR . Lastres terminales de un transistor bipolar son el emisor, la base y el colector. La base es muy delgada y tiene menos atomos dopados que el emisor y el colector. Por eso una pequea corriente de base-emisor causara que fluya una corriente mayor de emisor-colector. COLECTOR SALIDA DE CORRIENTE AMPLIFICADA N Lasresistencias protegen al transistor contra la corriente excesiva (las cuales pueden causar calentamiento excesivo). N t BASE FLUJO P DE CORRIENTE EMISOR lL ~~LELECTRON I + MAS ACERCA DE LA OPERACION DE LOS TRANSISTORES BIPOLARES Los diodos Ylos transistores comparten varias caracteristicas claves: 1. la union base-emlsor 0 alado) no conduclra nasta que el voltaje no inversor exceda O,E) volts. 2. La excesiva corriente causara que un transistor se caliente y funcione inapropiadamente. Si un transistor esta caliente cuando se toca, puede estar ocurriendo algun problema!!. 3. La corriente o voltaje excesivo puede daar o destruir permanentemente el chip que forma el transistor. Si el chip no se daa. sus delgados pines de conexion se pueden derretir o separar del chip. iNunca conecte un transistor inversamente!. 45. EL ABC DE LA ELECTRONICA CONMUTACION y PEQUEA SEAL DE POTENCIA DE ALTA FRECUENCIA + SIMBOLOS DEL TRANSISTOR BIPOLAR - Los transistores de pequea seal son utilizados para amplificar seales de bajo nivel. Los transistores de conmutacion estan diseados para operar totalmente como interruptores encendido/apagado. Algunos transistores pueden realizar la funcion de amplificar y tambien conmutar muy bien!. Los transistores de potencia son utilizados en los amplificadores de alta potencia y fuentes de alimentacion. Su tamao grande y encapsulado metalico los mantiene frios. Lostransistoresde alta frecuenciaoperan en las frecuencias de radio, television y micro ondas. La region de la base es muy delgada y el chip real es muy pequeo. Las flechas apuntan la direccion del flujo del hueco. COLECTOR ( C ) E Cuando la base de un transistor npn se aterriza (Ov),no fluye corriente del emisor al colector ( el transistor esta apagado). Si la base es polarizada directamente por al menos 0,6 volts, fluira una corriente del emisor al colector (eltransistor esta encendido). Cuando se opera unicamente en estos dos modos, el transistor funciona como un interruptor.Si la basese polarizadirectamente,la corrientede emisor a colector seguira lasvariaciones de una corriente de base mucho mas pequea. El transistor entonces funciona como un amplificador. Esta explicacion se aplica a un transistor en el cual el emisor es la conexion comun de tierra tanto para la entrada como para la salida y se le llama circuito de emisor-comun. Algunos circuitos emisor-comun simplificados se muestran abajo. Asi puede ver como se utilizan en los circuitos reales, de cada ejemplo se puede ver una aplicacion tipica de operacion en el capitulo 9. [email protected]: p [email protected]:B N BASE(B) P NPN PNP EMISOR ( E ) c COMO SE UTILIZAN LOS TRANSISTORES BIPOLARES 46. EL ABC DE LA ELECTRONICA + INTERRUPTOR DE TRANSISTOR BIPOLAR RESISTENCIA ~ BASE +V t RESISTENCIA ~ BASE tTIERRA OK UTILIZAR UNA RESISTENCIA O COLOCAR UNA LAMPARA UNICAMENTE ES POSIBLE TENER DOS ENTRADAS: Tierra (Ovolts) y el voltaje positivo de la bateria ( +v). Por lo tanto el transistor se apaga o se enciende. La res;stec;ade base tipica es de 5000 a 10 000 ohms. (Si la resistencia es reemplazada por un alambre, la 'amparase puede encender o apagar desde una distancia considerable). + AMPLIFICADOR DE C.C. CON TRANSISTOR BIPOLAR RESISTENCIA EN SERIE MEDIDORDE___ CORRIENTE La resistencia variable polariza directamente al transistor y controla la corriente de entrada (base emisor). El medidor indica la corriente de salida (colector-emisor). La resistencia enserie protegeel medidorde corriente excesiva. En un circuito en operacion, la resistencia variable puede estar en serie con un segundo componente que tenga una resistencia que varia con la temperatura, luz, humedad, etc. (El agua es la resistencia variable en un medidorde humedad de la pagina 97) cuando la seal de entrada cambia rapidamente, se utiliza un amplificador como el que se muestra abajo. + AMPLIFICADOR DE CA CON TRANSISTOR BIPOLAR RESISTENCIA DE POLARIZACION __ Este es el mas simple de los ampllficadores de ca basicos. El capacitor de entrada bloqueara cualquier componente de cc en la seal de entrada. SE- ~AL DESALIDA +10v ~ MIFICADA NIVELDE o ~ POLARI~ SEAL DE SALIDA SE INVIERTE 47. EL ABC DE LA ELECTRONICA La resistencia de polarizacion se selecciona de un valor adecuado para dar un voltaje de salida de aproximadamente la mitad del voltaje de la bateria. La seal amplificada ''viaja'' en este voltaje de salida estable y varia hacia arriba y hacia abajo. (Sin la resistenciade polarizacion, unicamente la mitad positiva de laseal de entrada que sobrepase 0,6 volts (ver p.46) sera amplificada. (Esto causara una distorsion severa). Para ver una version de un modo de operacion de este amplificador, vaya a la pagina 115 y vea la seccion de salida del transmisor de onda corta. TRANSISTORES DE EFECTO DE CAMPO Los transistores de efecto de campo (o fets) se han vuelto mas importantes que los transistores bipolares. Estos son faciles de fabricar y requieren de menos silicio. Existen dos familias principales de fets, de union y semiconductor metal-oxido- semiconductor. iEn ambos casos una corriente de salida puede ser controloda por un pequeo voltaje de entrada y practicamente sin corriente de entrada!. Fets, de union los dos tipos de fets son: Canal-n y canal-p. El canal es como una resistencia de silicio que conduce corriente que se mueve de la fuente al drenaje. Un voltaje en la compuerta incrementa la resistenciadel canal y reduce la corriente de la fuente del drenaje. Por lo tanto el fet se puede utilizar como un amplificador o un interruptor. (FUENTE ( -+- OPERACION DEL FET DE UNION- )DRENAJE ) El arreglo de abajo muestra como opera un fet de canal n. Un voltaje de compuerta negativo crea dos regiones de alta resistencia (el campo) en el canal de silicio tipo-p. El mas voltaje de compuerta causara que los campos se fusionen y aislen completamente la corriente. La resistencia compuerta-canal es muy alta. o VOLTS.COMPUERTA MAX. CORRIENTE DRENAJE -0.5VOLT .... FUENTE TIERRA GU SIN CORRIENTE CORRIENTE DRENAJE DRENAJE N e I no -1VOLT . O . "',', ,.,'1, . .... " , .. '" '1 " I I ',,, r' :: O"" " 11,1 ti '1 ", " ' , " " . , " """ COMPUERTA d o '-t COMPUERTA Q'O t:, .(J" FUENTE FUENTE 48. EL ASC DE LA ELECTRONICA MAS ACERCA DE LOS FETS DE UNION Ya que estos son controlados por voltaje, los fets de union ( o jfets) tienen importantes ventajas sobre los transistoresbipolares controlados por corriente: 1. La resistenciadel canal-compuerta de un jfet es muy alta (millones de ohms). Por esto el jfet tiene un efecto pequeoo nulo en los componentes externos o de los circuitos conectados a su compuerta. 2. La alta resistencia del canal- compuerta significa que practicamente no fluye corriente en el circuito de la compuerta. Por que es muy alta la resistencia? La compuerta y el canal forman un diodo. Como la seal de poJarizacionde este diodo es inversa, la compuerta tiene una resistencia de entrada muy alta. 3. Como los transistores bipolares, losjfets se pueden daar o destruir debido a corrientes o voltajes excesivos. TIPOS DE FETS DE UNION- Losjfets son utilizados en muchas aplicaciones diferentes. Ya que estos no pueden ser utilizados en funciones de alta potencia, la mayor parte de estos estan construidos en pequeas CAPSULAS de metal o plastico. Enseguida se mencionan los tipos principales: PEQUEaA SEaAL y CONMUTACION. Los jfets de pequea seal son utilizados en la etapa de entrada de los amplificadores para suministrar una entrada de alta resistencia. Estos tambien son utilizados como interruptores. Dealta frecuencia Los jfets de alta frecuencia son utilizados para amplificar o producir seales de alta frecuencia. + SIMBOLOSDE LOS FETS DE UNION-compuerta conectadas internamente. DRENAJE(D) D D I .-L COMrrRTA=9P11PF= G G ,.u-,) G==iNIINFG G s U S S FUENTE(S) CANAL-N CANAL-P --G 49. EL ABC DE LA ELECTRONICA FETS DE METAL-OXIDO- SEMICONDUCTOR Los fets de metal oxido Semiconductor (o mosfet) ha llegado a convertirse en lostransistores mas importantes. La mayoria de los circuitos integrados de las computadoras y memorias son conjuntos de miles de mosfets ubicados en un trozo pequeo de silicio. Porque?Los mosfets son facHesdefabricar, pueden ser muy pequeos, y algunoscircuitos mosfet consumen una cantidad de energia insignificante. Los nuevos tipos de mosfets de potencia son muy utiles. OPERACION DEL MOSFET Todos los tipos de mosfets son del tipo-n y tipo-p. A diferencia del fet de union, la compuerta de un mosfet no tiene contacto electrico con la fuente y el drenaje. Una capa parecida al vidrio hecha de dioxido de silicio ( un aislante) separa el contacto de metal de la compuerta del resto del transistor. CONTACTODE COMPUERTA ~ DE ALUMINIOAISLADOR SILICIO OXIDO Un voltaje de compuerta positivo atrae los electrones a la region baja de la compuerta. Esto crea un canal tipo-n delgado en el silicio tipo-p entre la fuente y el drenaje. Entonces la corriente puede fluir a traves del canal. El voltaje de la compuerta determina la resistencia del canal. FUENTE oVOLTS (COMPUERTA) SIN CORRIENTE + 0.5VOLT (COMPUERTA) ALGUNA CORRIENTE + 1VOLT (COMPUERTA) MAXIMA CORRIENTE TIERRA 50. EL ABC DE LA ELECTRONICA MAS ACERCA DE LOS MOSFETS - La resistencia de entrada del mosfet es la mas alta que cualquier transistor pueda ofrecer. Este y otros factores le dan a los mosfets ventajas importantes: 1.La resistenciadel canal-compuerta es casi infinita (tipicamente 1,000,000,000,000,000 ohms). Esto significa que la compuerta no jala corriente de los circuitos externos. (Bueno, solo puede tomar pocas trillonesima de ampere). 2. Los mosfet pueden funcionar como resistenciasvariables controladas por voltaje. El voltaje de la compuerta controla la resistencia del canal. 3. Existen nuevos tipos de mosfets que pueden conmutar corrientes muy altas en pocas billonesimas de segundo. PRECAUCION - _ // Debido a que la capa de oxido de silicio es muy delgada, puede ser traspasada por voltajes excesivos o incluso por la electricidad estatica. iEs posible que la carga estatica generada por la ropa o una envoltura de papel celofan pueda daar la compuerta de un mosfetL TIPOS DE MOSFETS - @ IMOSFET SIMBOLO DANADO DE PRECAUCION Asi como los jfets, los mosfets construidos en pequeos encapsulados metalicos o plastico son utilizados para dar a los amplificadores una resistenciade entrada ultra alta. Estostambien son utilizados como resistencias controladas por voltaje e interruptores. La categoria mas importante que ha surgido es: POTENCIA Los mosfets de potencia permiten que poco voltaje conmute o amplifique muchos amperes a velocidades muy rapidas. SIMBOLOS DE LOS MOSFETS -ESTOS SON LOS MAS COMUNES. COMPUERTA (G) DRENAJE (D) D G s MISFET -N D G G s MOSFET - P 51. EL ASC DE LA ELECTRONICA COMO SE USAN LOS FETS Los transistores de efecto de campo son utilizados como ampliflcadores, interruptores y resistencias controladas por voltaje. Aqul se muestran algunos circuitos ti picos. + UN ELECTROMETRO JFET - -- - - ( --- -- f' /- ~#~ BARRA CARGADA + MANDO DE UNA LAMPARA MOSFET. (INTERRUPTOR DE BOTON NORMAlMENTE ABIERTO O'lQp + ATENUADORDE LAMPARA MOSFET (DIMMER) RESISTENCIA / VARIABLE CONTROL DE CORRIENTE PEQUENA Este circuito ultra simple es la version electronica del electroscopio. La terminal de la compuerta de un jfet de canal-n se deja desconectada. Normalmente esta fluyendo una corriente de la fuente al drenaje. Cuando un objeto cargado negativamente (como un peine de plastico que ha sido pasado por su cabello) se coloca cerca de la compuerta,el flujo de la corriente se reduce o se detiene. Este circuito muestra como un mosfet de potencia puede ser utilizado para encender una lampara u otro dispositivo energizado con cd. Ya que el mosfet de potencia tiene casi una resistencia de entrada infinita,el interruptorpuedeser remplazado por una seal de entrada muy pequea. Este circuito utiliza un mosfet de potencia como una resistencia controlada por voltaje. s ~ ~- , I ICORRIENTE DE SALIDA GRANDE 52. EL ASC DE LA ELECTRONICA ELTRANSISTOR UNIJUNTURA El transistor unijuntura (ujt) no es un transistor verdadero, es mas parecido a un diodo con dos conexionesde catodo. Opera como un interruptor controlado por voltaje y no amplifica. + OPERACIONDEL UJT -normalmentefluirauna pequea corriente de la base 1 a la base 2. Cuando el voltajeaplicado al emisor alcanza cierto umbral(varios volts),el ujt se activa y fluye una corriente alta de la base 1 al emisor. Por debajo del voltaje de umbral, no fluyecorriente de la base 1 al emisor. [J SIMBOLO DEL UJT -el simbolo del ujt hace recordar al jfet. / BASE1 VOLTAJE PEQUENO 82 VAJA CORRIENTE 8AJA CORRIENTE 82 ..1L"'81 ALTA CORRIENTE ALTA CORRIENTE TIERRA E COMO SON UTILIZADOS LOS TRANSISTORES UNIJUNTURA 82 Este arreglo permite que un ujt haga destellar un diodo emisor de luz (Ied).la corrientefluyeal capacitor hasta que el ujtalcance su voltaje de disparo. la corriente del capacitor es entonces "vaciada"a traves delled. El led se ilumina hasta que el condensador se descarga. El ciclo de carga y descarga entonces se repite. ESTA CORRIENTE CARGAEL CAPACITOR E CAPACITOR '-''-+ I CAPACITOR DESCARGA LA CORRIENTE 53. EL ASC DE LA ELECTRONICA Los tiristores son dispositivos semiconductorescon tres pines de conexion. Una pequea corriente en uno de estos pines permitira que fluya una corriente muy grande a traves de los otros dos pines. La corriente controlada puede ser solamente encendida o apagada. Por esto los tiristores no amplifican las seales fluctuantes comolos transistores lo hacen. En su lugar estos son interruptoresde estado solido. Existen dos familias de tiristores, rectificadores controlados de silicio (scr) y triac. Los scr conmutan corriente directa y los triacs conmutan corriente alterna. EL TIRISTOR [email protected] ,,@, CORRIE~ PEQUENA ENCENDIDO RECTIFICADORES CONTROLADOS DE SILICIO (SCRS) ANODO El scr es similar a un transistor bipolar con una cuarta capay por lotanto tres junturas pn. Es llamadoalgunas veces diodopnpn de 4 capas ya que pasauna corriente en una direccion unicamente. OPERACION DEL SCR - si el anodo de un scr se vuelve mas positivo que el catodo las dos uniones pn mas alejadas se polarizan directamente. Sin embargo, la union pn central, se polariza inversamentey lacorrientenopuedefluir. Una pequea corriente de compuerta directa polariza la union central pn y permite que fluya una corriente mayor a traves del dispositivo.elscr se mantiene encendido incluso si la corriente de compuerta es removida!. ( Hasta que se desconecte la energia). (";:-.:.:.:.:~-, 1 I~' - -_ 1 1 J 111____ 1 I 1 ---'I ANODO I L_h_1 J 11 " " 11, 1, ~1 , ~ I li~ '1 11 '1 11 11 COMPUERTA :: I~____________-:..__________!_ ______J) SALIDA DE ALTA CORRIENTE P N p ~ N CONTROL DE CORRIENTE PEQUENA CATODO TIERRA~ + TIPOS DE SCRS - Losscrssonclasificadosde acuerdoa la corrientequeestospuedenconmutar.Aquse mencionastres tipos generales(sepuedenconsegiren el mercadovariostiposde encapsulados): Baja corriente ~~Corriente media Los scr de baja corriente incluyen aquellos que conmutan desde 1 ampere y 100 volts. Estos scr conmutan arriba de 10 amperes y varios cientos de volts. Una aplicacin comun es la conmutacion de estado solido para auto motores. Alta corriente Estos scr pueden conmutar mas de 2 500 amperes y arriba de varios miles de volts! Estos controlan motores, luces, aparatos, etc. 54. EL ABC DE LA ELECTRONICA SIMBOLO DEL SCR ANODO (A) + COMOSE UTILIZAN LOS SCR PINIP CATODO (C) Este8"eglo le muestra como se usa un scr para encender una lampara incandescente. Tambien pueden ser controlados otros dispositivos. TRIAC INTERRUPTOR DE BOTON NORMALMENTECERRADO (OPRIMA PARA APAGAR LA lAMPARA) El triac es el equivalente de dos scrs conectados en paralelo. Esto significa que los triac pueden conmutar ambas corrientes. directa y alterna. Note que el triac tiene ~ capas mas una regionextradel tipo n.Tambien observecomolostres pinesde conexionhacen contacto con las ~ capas. Q OPERACION DEL TRIAC VOLTAJE DE C.A. SAliDA DE CORRIENTE ALTA CONTROL DE CORRIENTE BAJA ::::- - lAMPARA A :lJt INTERRUPTOR ,/ DE BOTON NORMAlMENTE ABIERTO OPRIMA PARA ENCENDER LA lAMPARA P N P -.N C~ lr G TERMINAL PRINCIPAL 1 (oA2) TERMINAL PRINCIPAL 2(oA1) N P N Los dos scrs en paralelo estan cara a cara en direccion opuesta en el triac (contra paralelo). Cuando se utiliza para conmutar corriente alterna, el triac permanece activo unicamente cuando la compuerta recibe corriente. Remuevala corrientede compuerta y se desactiva cuando la c.a. Pasa a cero volts. P N MT1 55. EL ASC DE LA ELECTRONICA TIPOS DE TRIAC -los triac, como los scr, estan clasificados de acuerdo a la corriente que estos pueden conmutar. Los triacs no tienen la capacidadde alta de potenciacomolos scrs de alta corriente. Aqui semuestran dos categorias. De corriente media Los triac de baja corriente conmutan arriba de 1 ampere y varios centenares de volts. Tambien se utilizan otros encapsulados. Estos triac conmutan mas de 40 amperes y desde 1,000 volts.se pueden encontrar en el mercado tambin otros tipos de encapsulados. SIMBOLOS DEL TRIAC - Recuerde, el triac es lo mismo que dos scrs en contra paralelo: SCR MT2 SCR COMO SE UTILIZAN LOS TRIAC COMPUERTA G N P INI PIN ~ COMPUERTA MT2~ MT1 N MT1 MT1 MT2 Este diseo muestra como un triac puede encender una lampara, energizada por la corriente de linea casera. Tambien pueden ser controlados los motores y otros dispositivos. "CABLE DE LA ALlMENTACION ~!SECUNDARIO , ~ LAMPARA INTERRUPTOR DE BOTON NORMALMENTE ABIERTO Precauclon: NO ENSAMBLAR! P.104 TIRISTORES DE DOS TERMINALES Un scr o triac se activara sin una seal de disparo, si el voltaje a traves de sus otras dos terminales alcanza cierto nivel (voltaie de ruptura). Esta habilidadde auto conmutacionhace posible los tiristores de dos terminales. Diodo de cuatro capas El diodo de 4 capas es un scr sin compuerta. Conmuta voltaje de c.c. Dlac (diodo de ca) E! diac es un dispositivo de tres capas similar a un transistor de unjon pnp pero sin la terminal de base. Puede conmutar voltaje de c.a. N P N MT111 N COMPUERTA 56. EL ASC DE LA ELECTRONICA 4. SEMICONDUCTORES SENSIBLES A LA LUZ Laoptoelectrnica es uno de los campos de ms rpido crecimiento de la electrnica que estudia los dispositivos semiconductores que emiten y detectan luz. Antes de ver algunos componentes sensibles a la luz, echemos un vistazo rpido sobre algunos hechos acerca de la luz. LUZ ..SE I-tIZC> L..A. /1/''''''- La luz es la composicin de partrculas llamadas fotones que se comportan como ondas de energfa. Los fotonesno son necesariamente visibles y aqullos que si se pueden ver son llamados colectivamente luz. Los fotonesse producen cuando un electrn que ha sido excitado a un nivel de energfa ms alto que el normal cae de regreso a su nivel normal. ELECTRONES ~ EXCITADOS aQ) ~ aQ)) VARIOS NIVELES DE ENERGIA ,.. ,J o '" ~ITUD /,;;: 'I--I< SALIDA OV OV OV I OV 6V 5.4V 6V OV 5.4V 6V 6V 5.4V :::rrDA A B I SALIDA OV OV OV OV 6V .5V I 6V OV .5V a r 6V 6V 5.4V 74. EL ASC DE LA ELECTRONICA COMPUERTA "NOT" (INVERSOR) ENTRADA I SALIDA Cuando la entrada in est jen +v (binario 1 o alto), el transistor q1 se L I H enciende (QO)y conectala salidaoutdirectamentea tierra (binario H L o bajo). Cuando in es baja, q1 conmuta a off y out SE;vuelve +v (a traves de r1). Las compuertas "not" como esta hacen posibles ~ IN nuevas compuertas logicas importantes. ,?v,? 10K ,?,?1 B sc COMPUERTA"AND" COMPUERTA''''NA'ND'' (NOT-AND) +V (3T09V) SALIDA - Utilice un transistor 2n2222 o cualquier npn de propsitogeneral para todas estas compuertas COMPUERTA "OR" La funcin "not" est "integrada" (no se requiere de un transistor extra.). COMPUERTA "NOR" +V +V 10K 10K B +V para todas estas compuertas puede ser +3 a +9 volts. SIMBOLOS DE LAS COMPUERTAS Como la compuerta "nand", la funcion "not" est integrada. Antes de seguir con los circuitos integrados digitales, veamos los smbolos para los variados tipos de compuertas. Este tambin es buen momento para introducir varias compuertas que todava no hemos tomado en cuenta. COMPUERTA "ANO" COMPUERTA"NANO" COMPUERTA "NANO" +V +V t 10K A L=LOW A B SALIDA SALIDA 10K H=HIG'i A B SALIDA L L L A L H L 10K L L H B SALIDA H L L L H H H H H H L H B H H L 10K --1 A S SALIDA 10K A S SALIDA A L L L L L H L H H SALIDA L H L A L LH L H 10K H B SALlDA H H H H H L A B SALIDA A B SALIDA : D- SALIDA L L L : =D-- SALIDA L L H L H L L H H H L L H L H H H H H H L --G 75. Las compuertas lgicas con ms de dos entradas se muestran abajo y son llamados circuitos lgicos porque realizandecisiones lgicas. Las compuertas lgicas tienen frecuentementemas de dos entradas. Adicionalmente las entradas incrementan la decisin de energizar una compuerta. Estas tambin incrementa el numero de modos de conexin de las compuertas para conectarse de una a otra y formar circuitos lgicos digitales avanzados. Aqul se muestran dos ejemplos: COMPUERTAAND DE TRES ENTRADAS A B C SALIDA A~ L L L L ~~ L L H LL H L L L H H L H L L L H L H L H H L L H H H H COMPUERTA NAND DE TRES ENTRADAS A B C SALIDA A =D- L L L H ~ L L H H L H L H L H H H H L L H H L H H H H L H H H H L COMPUERTAS DE UNA ENTRADA La compuerta "not" o inversor es muy importante ya que puede invertir la salida de otra compuerta. Por eso hablando estrictamente, el inversor no es un circuito que hace decisiones (como las compuertas con dos o mas entradas). Una compuerta relativamente parecida al inversor es el compensador (buffer), un circuito no- inversor que alsla las compuertas de otros circuitos o permite controlar cargas mas grandes de lo normal. Los inversores de tres estados y compensadores tienen una salida que puede ser desconectada electrnicamente . de la memoria del circuito. La salida es entonces alta o baja. BUFFER ~ 1N-t>- OUT ~ I ~ BUFFER DE 3 ESTADOS CONTROL IN~ OUT CONTROL l l H OUT l H HI-Z IN l H X INVERSOR (NOT) ~ 1N-t>- OUT ~ I ~ INVERSOR DE 3 ESTADOS CONTROL ~ -f>o- OUT OUT H L HI-Z CONTROL- l l H IN l H X i "X" SIGNIFICA "NO IMPORTA" I HI-Z SIGNIFICA ALTA IMPEDANCIA DE SALIDA EL ASC DE LA ELECTRONlCA COMPUERTA "OR" COMPUERTA"NOR" A B SALIDA A B SALIDA :V-- SALIDA L L L :==L>--SALIDA L L H L H H L H L H L H H L L H H H H H L COMPUERTA""EXCLUSIVE OR" COMPUERTA" EXCLUSIVE NOR " A B SALIDA A B SALIDA : D- SALIDA L L L :V- SALIDA L L H L H H L H L H L H H L L H H L H H H 76. EL ABC DE LA ELECTRONICA CANALDE ALTAVELOCIDAD DE DATOS(DATAHIGHWAYS) Frecuentemente los circuitos hechos de compuertas intercambian informacin (binario codificado como niveles de voltaje ceros y unos Oy 1 o bajos y altos), la informacin es usualmente enviada por alambres llamados buses (pistas). Un bus es como un canal de alta velocidad de datos. Puede ser un cable a travs del cual enva la informacin en serie (bit por bit). O pueden ser ocho ( o mas) alambres a travs de los cuales la informacin es enviada en paralelo ( un byte o mas a la vez). En ambos casos, por supuesto, se requiere de una tierra para completar el circuito. VIGILANTES DE TRAFICO DE 3 ESTADOS Las compuertas de tres estados pueden detener "los embotellamientos de trfico" en los buses. Por ejemplo: CONTROL CONTROL CONTROL IN IN IN Unicamente entran al bus de datos seleccionados por el buffer (control = 1). COMO SE UTILIZAN LAS COMPUERTAS Las compuertas pueden ser utilizadas individualmente o conectadas conjuntamente para formar una "red" de compuertas llamadas un circuito lgico. Casi todos los circuitos lgicos pueden ser reemplazados por uno de la siguiente categora: Combinacional o secuencia!. CIRCUITOS LOGICOS COMBINACIONALES Los circuitos lgicos combinaciona:as responden a los datos entrantes ( OY 1 ) casi inmediatamente. ( Esto tendr ms sentido cuando lea acerca de los circuitos secuenciales). Los circuitos lgicos combinacionales pueden ser muy simples o inmensamente complicados. Virtualmente cualquier circuito combinacional puede ser implementado nicamente con compuertas "nand" o "nor". Como estos circuitos de compuertas...'nand".... COMPUERTA" NANO" OE 4 ENTRADAS INVERSORES COMPUERTA" ANO" Nota: Estos circuitos no muestran la conexin de tierra que debe estar presente Usualmente la tierra es el comn para la entrada y la salida. BUFFERS COMPUERTA OlOREXCLUSIVA" COMPUERTA" OR " 77. EL ABC DE LA ELECTRONICA COMPUERTA "NOR" COMPUERTA" NOR EXCLUSIVA" COMBINACION DE DIFERENTES COMPUERTAS aqu hay dos ejemplos de redes combinapionales que utilizan mas de un tipo de compuerta. (Recuerde, ambos circuitos pueden elaborarse completamente con compuertas "nand"!). SELECTOR DE DATOS. DECODIFICADOR BINARIO A DECIMAL Los datosen a o b son dirigidos a la salida bajo control de la entrada selector de datos (las "direcciones"). Este circuito se puede expandir para incluir muchas mas entradas y direcciones: Este convierte un numero binario de dos bits a su equivalente decimal. A o REDES COMBINACIONALESAVANZADAS aqu se muestran algunos ejemplos de cuatro familias principales de redes combinacionales. Esta y otras familias de redes estn disponibles como circuitos integrados. Las cajas que aqu se muestran son smbolos de circuitos lgicos que representan redes complicadas de compuertas. CODIFICADOR DECODIFICADOR Convierte decimales y otros datos a binarios. Utiliza compuertas "or" -- Convierte binario a decimal y bcd a digitos decimales en pantallas digitales. A B I v- OUT -1- +B In I L---" Y I I I b--- 2 AMBOS SIGNIFICAN A B I O 1 2 3 fSIN I I t>-- 3 , CONTACTO L L L H H H L H H L H H H L H H L H H H H H H L MULTIPLEXOR (SELECTOR DE DATOS) DEMUL TIPLEXOR x y -DATA SELEC X y. DATASELEC X Y OUT X Y INTO... i] om A L L A L L A L H B B L H BOUT H L e C H L e H H D D H .H D 78. EL ABC DE LA ELECTRONICA CIRCUITOS LOGICOSSECUENCIALES El estado de la salida de un circuito lgico secuencial es determinado por el estado previo de la entrada. En otras palabras. Los bits de datosse muevena travs de circuitos secuenciales paso por paso. Frecuentemente los datos avanzan un paso cuando se recibe un pulso de reloj, ( un circuito que emite un flujo estable de pulsos). El bloque integrado de lgica secuencial es el flip-flop. S R Q Q L L ( D1SALLOWER) L H H L H L L H ~) H H NO C~ANGE Q = NOT Q (IF Q =o , Q = 1 ) El flip-flop tipo "rs" basico(set - reset) tambien llamado de avalancha. Las salidas estan siempre en estados opuestos. Significa "no" q) s Q R Flip-flop tipo "rs" con reloj este avalancha ignora los datos en s y r hasta qLiael pulso de reloj llega (o se activa).entoncescambialos estadosde las salidas. s R Flp flap d(dato o delay) el flip flap d almacena las salidas presentes entre los pulsos de reloj. DATA Flip-flop tipo "jk" el flip-flop jk permite a ambas entradas estar altas.( encuyo caso sus salidas "se encienden o apagan" o switchean su estado en cada pulso del reloj). CLOCK J Q S R Q Q L L NO CHANGE L H L H H L H L H H ( DISALLOWED ) VALlD AFTER CLOCK PULSE ARRIVES Q o o a r- +V - R1 -VER REGULADOR DEL DIODO ZENER ( P-103 ) V OIJT = n x 0.6 v LOS 010008 V, R1 DEBEN TENER LA CAPACIDAD DE POTENCIA ADECUADA ( VER P 103 )- t ~ V -(n x 0.6V)I I IUno o mas diodos de silicio Pueden regular un voltaje en Pasos de 0,6 volts CARGA (R ~ 1 EJEMPLO ~.4+V-6V ,pr it+u ~ fuente de poder de 9 valts. CABLEDE ALlMENTACION + + I .:!:L ~~ CI -~~ Cn 3300JlF IT1 Vour (9VOLTS) Esta es una lnea de ea bsicaoperadaporuna fuente de poderde 9 volts. Parafluctuacin baja (casuperpuesta en v t)' utilice un valor mayorpara c1. (Esta bien adicionar uno o mas condensadores (cn) en paralelo con c1 parao~na mayor capacitancia). Los condensadores deben tener un voltaje de operacin de cc (wvcc) de al menos 12 volts. El rectificador tipo puente b1 debe tener un voltaje pico inversor (piv) de al menos 12 volts. T1 y b1 deben tener rangos adecuadosde potencia y corriente. (Utilice la ley de ohm..)precaucin: Debe aislar o encerrar todas las conexiones de lnea de cal El cable de alimentacin debe estar desconectado cuando ensamble o de servicio al circuito!. DUPLlCADORES DE VOLTAJE +V LOS DIOD08 DEBEN TENER LACAPACIDAD DE POTENCIAADECUADA 01 (P=Vxl) V -0.6 02 I V -1.2I I Dn '2 91. EL ASC DE LA ELECTRONICA ENTRADA (VIN) o CONVENCIONAL + SALIDA (2VIN) Estos circuitos entregan aproximadamente el doble de un voltaje de c.a entrante. La salida es c.c. Utilice capacitores y diodos con capacidad para el doble de voltaje de entrada. La fluctuacin de salida (h)puede reducirse utilizando valores mayores para c1 y c2. ENTRADA (VIN) C1 .+ + C2 TRIPLlCADOR DE VOLTAJE V triplica y convierte a cc Un voltaje entrante de ca C2. d1, d2, d3 con capacidad>2vin + C1 ENTRADA ( VIN ) I D2 MULTIPLICADOR TIPO CASCADA Circuitos con dlodos zener Agregue ms etapas para mayor multiplicacin. todos los componentes deben tener capacidad >2 V IN El duplicador con puente es ms eficiente que el doblador de cascada convencional. Ya que se pueden comprar los puentes ya integrados.SALIDA ( 2V,N) CUADRIPLlCADOR DE VOLTAJE cuadriplica y convierte a cc un voltaje entrante de ca. o---J' + ENTRADA (VIN) + SAUDA DE 8 VIN AY ; , C21 + D1 G-i+ SALIDA ENTRADA T (2V... ) (VIN) D2 CASCADA + D1 r+C3 SALIDA I D2 (3VIN) ENTRADA JL C1 SALIDA (VIN)+ D3 (4V...) C4 C2 "'04 92. VIN EL ASC DE LA ELECTRONICA P: = Vz X Il 1: = Pz/Vz R: = (VIN-Vz) 1I VOIJf CARGA (R L) Este circuito entrega un voltaje estable (Vout) hacia una carga a partir de una fuente no regulada (como una bateria). Vin Puede variar, pero al menos debera ser un voltmas grande que Vo. IL puede variar de OmAa un mximo establecido. I no cambia si Il cae a OmApuesto que 1=ll+ IzI sube cuando I cae. En otras palabras el reulador siempre usa la misma corriente auncuando la carga se retira. Precaucin: D1 y R1 deben tener rangos de potencia adecuados, use la ley de Ohm. 11=mxima corriente de carga Iz = mxima corriente zener I =corriente en r1 Vz = voltaje del zener pz =potencia del zener Ejemplo: Un radio consume de 20 a 50 mA a partir de una batera de 9 V, para alimentarse con una batera de 12 V, use un zener de 9 V 1/2 W, R1 deber ser lo ms cerca posible a 60 g y con una potencia de al menos 0.15 W. LlMITADOR DE FORMA DE ONDA R1 ~VIH 12V (V IN) ONDA / RECORTADA ," ,! rlH " -' "..."I" Este circuito es til para Reduciruna seal de voltaje entrante a un nivel ms bajo,y ms manejable. Tambin puedeconvertir una onda Sinoidal o triangular a una onda cuadrada aproximada. *R1: Ver arriba (deje que la corriente sea como mnimo 2ma). CIRCUITO DE EJEMPLO + + R1 600 1/2W D1 9V 1/2W 9V ( VOUT) -- LIMITADOR DE FORMA DE ONDA DUAL R1 01 CORTE / ,IVALENTE 02 ..... I'r--- r--- '--'J' ,..." ..... VOUT Esta es una forma simtrica del circuito adjunto. Corta equivalentemente ambas mitades de una onda entrante ( si v = d1=d2). Utilice para proteger las bocinas y fon6s de los niveles de seal excesivamente altas o para producir ondas cuadradas CIRCUITOS CON TRANSISTORES Los circuitos integrados recibenms atencin, pero ambos transistores bipolares y de efecto de campo tienen varias aplicaciones. CIRCUITOS DE TRANSISTORES SIPOLARES MEDIDOR DE HUMEDAD HUMEDAD PUNTASDELSENSOR R1 +3V 1M Q-1mA MEDIDOR RELEVADOR ACTIVADO POR R2 +6T0+9V 1M R1 100K RELAY SPST PUNTAS DEL SENSOR B 93. EL ABC DE LA ELECTRONICA Este circuito medir el nivel de humedad del terreno de su jardn. Ajuste r2 para lectura de 1 ma del medidor cuando la humedad del terreno sea de su preferencia. El medidor entonces indicar niveles de humedad ms baja. METRONOMO +9V R1 10K R2 50K 02 E 2N2907 02 2N2222 C 80 SPKR + C1 22 pF Un metrnomo marca el tiempo produciendo una secuencia regular de "clicks" o "pocks". ajuste el rango del clic ajustando r2 o cambiando el valor de c1. SIRENA R1 22K +9 V + C1 22.F R2 39K FUENTE DE PODER DE ALTO VOLTAJE +11/2TO+9V R1 27K Q2 E 2N2907 C1 1 JF T1 = 120 V A 6 V LAMPARADESTELLANTE +6 TO +9V R1 100K 02 2N2907 R2 5.6K L1 Este circuito produce un flash cada segundo.R1 controla el tiempo del destello, use una lmpara No. 122 o 222 tipo miniatura. Cierre 51 Yla bocina emitir un tono que aumenta de frecuencia (cuando C1 se carga). Abra 51 y el tono disminuye de frecuencia (cuando C1 se descarga) as: ; 51CERRADO S1 ABIERTO Este circuito produce pulsos--d22OVolts C.C. cuando se energiza con una batera de 9 volts. Y producir hasta 170 volts si se alimenta con una batera de lmpara (pero usted tiene que experimentar con el valor de C1). El circuito energiza una o mas lmparas de nen a travs de una resistencia de 1M en serie. 94. ALARMA ANTI ASALTO EL ABC DE LA ELECTRONICA La lmpara suena y se mantiene (hasta que la energa es desconectada) cuando el interruptor magntico se abre o se rompe la tira de aluminio. R1:Ajuste al mximo el valor. Desconecte un pi.npara poner el interruptor o la tira. Luego reduzca el valor de R1 hasta el punto donde la alarma suena. El circuito utiliza nicamente 0,3 mili amperes trabajando a 6 volts. Para el relevador: utilice uno de 6 volts, 500 oHms cuando la fuente es de 6-9 volts. Cuando la fuente es de 12 v. Nota: Ensamble, instale y trate este sistema con cuidado. +11/2TO+9V R1 100K 01 2N 2222 e ALARMA CIRCUITOS DE FETS UNION ELECTROMETRO +9V R1 R2 3.3K 100K 01 2N3819 0-1 mA MEDIDOR "ANTENA" CABLE CORTOG Este circuito detecta electricidad esttica procedente de un objeto cargado (peine de plstico, etc.) Hasta una distancia de 30 cm. Ajuste R1 hasta que el medidor indique 1mA. El objetocargado cuando se acerca a la "antena" disminuirla lectura del medidor. TEMPORIZADOR +9V RESET I S1 R1 1K D + TIME C1 4.7 A 470llF TIEMPO DE RETARDO DE HASTA 1.5 MINUTOS Ajuste R1 a "reset" (el zumbador sonar). Luego ajuste 51 a "time", el zumbador dejar de sonar hasta que el retardo sea completo. El zumbador entonces sonar. Incremente C1 o R1 para retardos ms largos. Reduzca la resstencia de R2 durante el modo reset (aumentar la velocidad del reset). 01 = 2N3819 "ON" +6 TO +9V 5000 RELAY - OPCIONAL "OFF" D1 1N914 -":-I~"'------ 1 1/2 V Puertas exteriores.- Instlese lejos de la lnea de energa, toque brevemente "sobre" los contactos para activar el relevador.Toqueel contacto dos veces para desactivar el relevador. Para puertas interiores.- Puede ser necesario incluir un circuito "off' opcional. C1 .11lF +9V G D C3 .11lF t- rENTRADAS ADICIONALES .. --- Este circuito permite que se conecten al mismo amplificador dos micrfonos (o ms) u otros dispositivos R1 y R2 controlan la atenuacin de cada entrada. Por lo tanto R1 y R3 son controles de balance. o IN(A) 1 L R2 1 R1 100K 10K C2 - .11lF o I IN (B) 1 R3 10K 95. EL ABC DE LA ELECTRONICA CIRCUITOS CON MOSFETS DE POTENCIA (DMOS, VMOS, ETC.) ATENUADOR DE LUZ LINEAL +6V Q1= MOSFET DE POTENCIA CANAL N +6V R1 1M R2 1M Q1 l1=4-6V LAMPARA R3 1M .... - Varie el valor de R2 para cambiar la intensidad de la lmpara. Este circuito muestra cmo el mosfet de potencia se puede utilizar como una resistencia variable. o-.:. ENTRADA 8Q SPKR Utilizado para amplificar seales y tonos de otros circuitos R2 controla la ganancia (volumen). CIRCUITOS DE RETARDO DE TIEMPO DE LARGA DURACION 1.- RETARDO DESPUES DE "OFF" +9V C1 1-100IlF Cierre y luego abra S1 para activar el zumbador despues C1 se descarga internamente o a travs de R1 (opcional), 01 se apaga y no suena el zumbador, es posible lograr retardos ms largos. 2.- RETARDO DESPUES DE "ON" +9V -f 51 Q2 2N2222 +1 ZUMBADOR PIEZO R3 REDUCEEL VOLUMEN DEL ZUMBADOR 02 invierte el estado de 01. Por lo tanto el zumbador sonar despus de que el tiempo de retardo se termine. Incremente el valor de C1 para hacer ms largo el retardo. 96. EL ASC DE LA ELECTRONICA CIRCUITOS CON TRANSISTORESUNIJUNTURA Q BASE DETIEMPOS +12 TO +18V R2 100K 01 : 2N4891 O SIMILAR R3 100 ~ LED Cada vez que el UJT (Q1) se enciende, la carga en C1 se "drena" a travs delled, elled destella como respuesta, entre los destellos el led brilla. R2 controla el rango del destello y se puede ajustar para hacer un destello por segundo (funcin de base de tiempos). ORGANO R VALOR R1 10K R2 15K R3 22K R4 33K R5 47K R6 68K R7 100K R8 150K FRECUENCIA 5806 Hz 3988 Hz 2956 HZ 1984 Hz 1393 Hz 941 Hz 583 Hz 430 Hz C1 .01 + +9 TO +12V R2 100K 80 SPKR01 : 2N4891 O SIMILAR Este circuito es idntico en principio al circuito de al lado. C1 es muy pequeo para acelerar el ciclo de carga y descarga. El resultado es un tono de frecuencia auditiva el cual es emitido por la boc:na. Este circuito se puede ampliar (ver abajo). . +9 TO +12V 01 : 2N4891 o SIMILAR R8 La tabla muestra las frecuencias tpicas. Cambie C1 para alternar el rango total de frecuencia. 97. EL ABC DE LA ELECTRONICA GENERADOR DE RAMPA +9V R3 100K 01 2N2222 +1 C1 .001-22jJF _ 01:2N4891,ETC GENERADOR DE CHicHARRA +9V R3 100 R5 100 E R4 220K + C1 1pF + C2 .001pF 01, 02 : 2N4891 o SIMILAR OSC'LADOR SENSIBLE AL VOLTAJE +V (OTO +18V) L R1 100K + C1 .047jJF DIODO ZENER CONTROLA EL TONO 01 01: 2N4891, ETC. 02 muestrea el voltaje de C1 y le da salida tipo rampa (onda de "diente" de sierra). R3 controla el rango en el cual se produce la rampa. SALIDA ~ ~5.4V I Las rampas suministran voltaje de subida gradual para muchos tipos de circuitos. R6 100 Este circuito produce una variedad asombrosa de sonidos. Como se muestra "suena" en rangos determinados por R3, experimente con valores de C1, R5 YC2 para otros efectos diferentes. BOCINA TWEETER Este circuito produce un tono cuando V esta debajo del V de D1. Seleccione V de D1 para el nivel deseado de apagado. Este circuito se puede utilizar para indicar cuando el voltaje de una batera (el cual puede energizar otro circuito) cae debajo de cierto nivel. Este es un ejemplo excelente de un circuito simple, que puede llegar a ser sofisticado. 98. EL ABC DE LA ELECTRONICA CIRCUITOS CONTIRISTORES Los rectificadores controladosde silicio y los triacs tienen varias aplicaciones como interruptores de estado slido. CIRCUITOS CON SCR INTERRUPTORDEAVALANCHA +9V +6V S1-NORMALMENTEABIERTO INTERRUPTOR SI ES "EL RESORTE PARAAPAGADO O CENTRAL" -rt .k L1 (6V) S2-NORMALMENTE CERRADO CARGA (RL) A SCR ON G SCR G S1 OFF Cierre S1 para encender el SCR y alimente corriente a la carga. El SCR permanecer encendido despus de que S1 es abierto, a menos que la carga sea un motor CC o hasta que S2 es abierto brevemente. S1 es un interruptor SPTD, en la posicin "on", el SCR se enciende y la lmpara se ilumina. En la posicin "off", la corriente se desva del SCR, apagndolo. LED DESTELLADOR DE DESCARGA DE CAPACITOR. +9V + C1 22J.lF C2 Cuando el SCR est apagado, C2 se carga a travs de R4. Cuando el SCR se enciende por un pulso del UJT,la carga en C1 es rpidamente "drenada" a travs delled, el SCR (y elled) se apaga, ya que no existe suficiente corriente de mantenimiento. El ciclo entonces se repite. E R4 5.6K G + R1 100K LEO ~ Q1: 2N4891 UJJ -!- R1: CONTROLARANGO 99. EL ASC DE LA ELECTRONICA Circuitos con triaes a circuito de prueba A LALlNEA DECA ( 5EC 6V 51 (OPCIONAL) ) PRI 120 V 60Hz CABLEDE ALlMENTACION T1 L1 se ilumina cuando 51 se cierra, L1 no se ilumina cuando 51 est abierto. R1 33 51 Precaucin: Los triaes estn diseados especificamente para operacin en c.a. iObserve estrictamente las reglas de seguridad cuando trabaje con corriente de Uneacasera!. Asegrese de que todas las conexiones a la Uneade ac estn aisladas o cubiertas. CIRCUITOS DIMMER DE LUZ 1. DIMMER DE 6,3 VOLTS D1 1N914 SEG 6V CABLEDE ALlMENTACION T1 2, DIMMER DE 120 VOLTS A2 A LA LlNEA CECA ( 120 V ) . 11 ~ = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = :- CAJAAI5LADA L1 (LAMP. No. 47) R1 100K C1 .047IJF Q1 : 2N4891 o SIMIlAR WT Esta es la manera en la que se fabrican varios interruptores dimrners caseros. L1 puede ser una lmpara de hasta 100 WatIs (120 volts). Utilice un disparador d(~calor si el triac se calienta. El diac es un diodo de disparo bidirecciona. Precaucin: Este circuito debe estar totalmente cubierto durante todo el tiempo en que es aplicada la energfal. 100. EL ABC DE LA ELECTRONICA CIRCUITOS SENSIBLESA LALUZ Circuitos con dlodos emisores de luz (Ied) Los circuitosque utilizancomponentes sensibles a la luzse encuentran entre los circuitos ms verstiles e interesantes. CIRCUITO CONTROLADOR LED FARO PLANO ~r 1 --[)t- +V LED DE BRILLANTEZ VARIABLE +V -(VLEC) Rs= _1LEC Ejemplo:Supongamos que usted desea operar un led rojo con corriente (!Lec)de 10 mA (0.01 amperes ) con una fuente de 5 Volts. La hoja de datos para elled indica que el voltaje delled (VLEC) es de 1.7 volts. Por lo tanto RS es de (5-1.7)/0.01 0330 Ohms. Rs Se debe utilizar una resistencia en serie para limitar la corriente a travs delled. Excepciones: ciertos circuitos de pulso e IC led drivers. LED ~ +V Ajuste R1 para alterar la corriente a travs delled. de este modo variando su brillantez. Rs se debe utilizar (ver arriba). INDICADOR DE POLARIDAD Rs Este circuito indica la polaridad de un voltaie. Es indispensable el uso de Rs (ver arriba). )POLARIDAD DESCONOCIDA INDICADOR DE POLARIDAD DE TRES ESTADOS lED 1 ROJO R2 Esta es una versin ms colorida del circuito de arriba. PROBE) lED 2 ~ VERDE D1 1N914 R1 = VIN-(VLED2 + 0.6) I lED2 R1 + R2 = (VIN + VLED2) I lED 1 lED + - AC(:t:) 1 ON OFF ON 2 OFF ON ON VIN COLOR + ROJO - VERDE AC(:t:) AMARillO 101. EL ABC DE LA ELECTRONICA Q DESTELLADOR LED DUAL +3V TO + 9V 01 01, 02 -2N3906 Este circuito es un multibvibrador de operacin libre. Es idntico a un Flip-flop que se autodispara repetidamente. 01 y 02 son transistores PNP de propsito general (2N3906, 2N2907, etc.) R1 y R2 limitan la corriente de los leds (los cuales destellan alternativamente). Al incrementar los valores de C1, C2 bajar la velocidad de destello. 02 R3,R4 220K INDICADOR DE NIVEL DE VOLTAJE +V +V -------- Encada circuito elled se ilumina cuando V+ alcanza el voltaje de ruptura (Vz) de ese Zener + VLEO asegrese de utilizar un RS individual para cada Led (ver pag anterior). El circuito de la derecha suministrar una lectura en forma de grfica de barras cuando se utilizan zeners con Vz ms alto progresivamente. Conecte Zenners en serie para un Vz total mayor. Rs Rs Rs 02 0301 LED1 JI/ LED3 JI/ Q LED DESTELLADOR + RELEVADOR 01 R1 1N914 100K -,' ", L1 1 (AJUSTE ,= 6V Elled flash incluye un IC que hace destellar DE RANGO) , alled varias ocasiones cada segundo.Este- ' , B/ rrQ1 circuitomuestra cmo .obtener" este rango 2N2907 81 de destello (via Q1) para formar un 2N3906 6V - generadorde pulsosextrasimplequeactiva- ::..: RELAY un relevadorya la vez una lmpara.D1es '' Lo T- necesario para mantener el voltaje delled I I destellador a 5 volts aproximadamente.I . LEO 5000 ) _ _JFLASHER 6-9V 102. EL ABC DE LA ELECTRONICA CIRCUITOS CON SEMICONDUCTORESDETECTORES DE LUZ CIRCUITOS MEDIDORESDE LUZ 1.FOTORESISTENCIA 2.CELDA SOLAR +1'111 - MEDIDOR 0-1mA MEO:DOR 0-1 mA 100K (CALlBRACION) ~ (1 +11111 - .- CELDASOLAROFOTODIODOO FOTOTRANSISTOR FOTORESISTENCIA CIRCUITOS CON RELEVADORES ACTIVADOS POR LUZ +9V 2. FOTOTRANSISTOR +9V 1. FOTORRESISTENCIA RELAY 5000, 6-9V Q1 ES FOTOTRANSISTOR NPN R1 ES CONTROL DE SENSIBILIDAD - RELAY 5000, 6-9V El relevador permanece activado por un tiempo breve despus de que la luz desaparece. El relevador es activado unicamente cuando la fotorresistencia se oscurece. CIRCUITOS CON RELEVADORES DESACTIVADOS POR LUZ 1. FOTORRESISTENCIA 2. FOTOTRANSISTOR +9V +9V R1 100K R1 ES CONTROL DE SENSIBILIDAD R1 100K R1 ES CONTROL DE SENSIBILIDAD RELAY 5000, 6-9V RELAY 5000. 6-9V ----.. El relevador acta slo cuando el circuito se encuentra en la oscuridad. El relevador slo actua cuando Q1 est en la oscuridad. La luz hace que se desactive el reloj calibre con R1. 103. EL ASC DE LA ELEG TRONICA PROBADOR AUDIBLE DE LUZ t1 1/2V Este es de entre los circuitos el de mayor entretenimiento en este libro, se pueden utilizar para q1 y q2 varios transistores pnp y npn. el tono de la bocina se incrementa en frecuencia al incrementar la intensidad de luz de la fotorresistencia.ies mw sensitivo!pruebe esto: opere el circuito en un cuarto oscuro hasta que el tono disminuya hasta una serie de clicks, luego haga brillar un haz de luz en la fotoresistencia. BAT NICADNIO D2 ~ Conecte los pines a las celdas estaando previamente los contactos de las mismas. Toque el alambre para hacer contacto y caliente hasta que la soldadura se derrita. Mantenga la punta quieta mientras la soldadura se endurece. D9 ~ iUtilice nueve celdas para cargar dos baterlas de Ni-Ca! la corriente de las celdas solares no debe exceder el rango mximo de carga para baterlas de Ni-Ca usted puede monitorear la corriente conectando un multfmetro entre la baterlas de Ni- Ca y D1. Inserte una resistencia en serie o retire la celda solar para reducir la corriente. D1 evita que se descarguen las baterlas de Ni-Ca a travs de las celdas solares (cuando est oscuro). Las celdas solares son frgiles, solde y monte con cuidado. CIRCUITOS DE AVALANCHA ACTIVADOS POR LUZ 1. RELE 2. LED O LAMPARA 3. ZUMBADOR +9V +9V +9V 51 E 51 E 51 E LA5CR (puedevariar) -- I tc:::::: I cAG RELAY A3LEO I AGUILA 4.7K SOL 16 4017 13 15 8 S1 -=- 109. EL ASC DE LA ELECTRONICA LUCESDESTELLANTESDECRUCEROPARAUNTRENA ESCALA -- R1 +9V 100K R2 1K I +V VIA = = 01,02: Transistor npo 03 mosfet de potencia L 1, 12: Cualquier lmpara pequea ( o utilice leds infrarrojos y resistor en serie). -- 02 Los leds destellan alternativamente cuando el tren interrumpe el haz de luz de 01 o 02. Los lads continan destellando hasta que el tren pasa. Proteja 01 y 02 de las luces del cuarto con Thermofit de 1 pulgada. AMPLIFICADOR OPERACIONAL DE GANANCIA PROGRAMABLE. +9V Voor CONTROL DE GANANCIA ~ SECUENCIADOR ACTlVADQ.DESACTlVADO Vouf=-Vin (IV/ R.M) Aplique seftales de control en las entradas deba para alterar R.M.R.Mvaria de 0001 a 1111 de r para r/15 tipico r,rf=1Ok. - 3 11 JUU1.. RELOJ +9V 4066 12 I rAR.!4A 31 14 /" RIN '-...... LRfA__ 19 VLA 101 111 A B t tVDD . 9 ---14 I 113 4,6,7, I 40138,10 , 5 e D Voo i Todas las salidas son bajas, luego altas, en sacuencia 51 I I (a...b...c...d...a...b...etc.). UtIlicecon 4,8,7, Ieds para un display llamativo. 4013 8,10 11 - 110. EL ABC DE LA ELECTRONICA CIRCUITOS CON IC LINEALES Usted puede produciruna gran variedad de circuitos sorprendentes con los ic lineales. A continuacin se muestran algunas de las diferentes posibilidades: CIRCUITOSCON AMPLlFICADORES OPERACIONAlES (OP-AMP) Ar,tPLlFICADOR DE AUDIO C1 1pF IN O +J ~M'CROFONO D'NAMICO ETC,PRUEBE TAMBIEN CON ESTOS DE ABAJO 741 es el preamplificador (R2 ajusta la ganancia) 386 es un amplificador de potencia +9V R3 10K 2 VOLUMEN 6 .-- 3 1+~" ESCORRECTO "-. EL USO DE OTROS AMPLlFICADORES -9V OPERACIONALES BOCINA DE 8 OHMS AMPLIFICADOR DIFERENCIAL 100K ENTRADA1 SALIDA +9V 6 SALIDA 100K ENTRADA2 -9V -9V ENTRADA1-ENTRADA2 ES AMPLIFICADOUTlUCE CON UN AMPLIFICADOR DEAUDIO COMO El DE ARRIBA. "TRANSMISOR DE VOZ DEONDA CORTA El micrfono es de cristal o elctrico. El led es del tipo infrarrojo. Utiliceun lente para enfocarla luzdelled en un rayo estrecho.Para probar, coloque un audlfono de radio cerca del micrfono. Ajuste R1 y R6 para mejores resultadosde audio. +9V .- -DEA I RED . INTERIOR I C1 I '" I MIC .1pF a__ R2 1M / o ::~'" 11''- I f LENTE R3 5.6K R6 /,,50K AJUSTE PARA MEJOR CALIDAD DE AUDIOR4 5.6K - MEZCLADOR 10K ENTRADA1 10K ENTRADA2 10K ENTRADA3 10K 111. ELABC DE LA ELECTRONICA SINTETIZADOR DE PERCUSION (CAMPANA, TAMBOR ETC.) Ajuste R2 y R3 a las posiciones centrales. Ajuste r4 en la posIciOn justa donde el oscilador se detiene. Cierre 51. Ajuste R2, R3 YR4 Y ~~ pruebe nuevamente. A la vez usted tendr un bongo, Tambor. campana electrnica. Ajuste R2 y R3 a las posiciones centrales. Ajuste R4 en la posicin justa donde el oscilador se detiene. Cierre 51. Ajuste R2, R3 Y R4 Y pruebe nuevamente. A la vez usted tendr un bongo, Tambor. campana electrnica. R1 1M +9V C6 .111F . BOCINA deBO GENERADOR DE TONOS ALTO/BAJO SENSIBLE A LA LUZ R1 10K BALANCE /' VOLUMEN .. BOCINA DE80R2 'OOK C2 100pF '" FOTORE515TENCIA Lleve este circuito y una lmpara a un cuarto oscuro... RECEPTOR DE COMUNICACIONES DE ONDA CORTA +8V ----------- R1~ 1K~ L--- O . " 1_... 11 Al' 11 ,... I ." , ''''!~-'." , .~lENT1!.. L___ C1 .1pF + R2 1M Detectar voz o un tono modulado de rayo de luz. Utilice un lente para mayor rango. Conserve el detector leJosde la luz delsol. . 1~ Detector: Utilice R1 y Q1 o celda solar. (Q1: Fototranslstor). ~ +9V ! 2 ............6I _.o 51 E1 PRE510N 4.. Y LIBERE -9V 112. EL ASC DE LA ELECTRONICA CIRCUITOS COMPARADORES MONITOR DE VOLTAJE +6A+15V R1 10K INDICADOR DE NIVEL ALTO +9V (HOTORESISTOR ZUMBADOR --...... PIEZO Q1 2N2222 IN Cuando el voltajede entrada es cero, ellad se ilumina. El led se apaga cuando el voltajede entrada aumenta a un niveldetenninado porr1. Intercambielosconectores a los pines 2 y 3 para invertirel modo de operacin. El zumbador suena cuando la luz cae por debajo del niveldetenninado por r2. Invierta los pines 2 y 3 para hacer sonar el tono cuando la luzse incrementa. INDICADOR DE VOLTAJE CON GRAFICA DE BARRAS COMPARADOR DE "VENTANA" +9V +9V ( PHOTORESISTOR ~-- R2 10K R6 1K R1 100K RS 1K I~ Ajuste r1 a la posicin central. Apague las luces y gire r3 justo al punto donde elled 2 se ilumina asi: Los lads se iluminan en secuencia cuando el voltaje de entrada aumenta. R1 controla la sensibilidad. R2 1K "" I I I .--.. I J I ... . I r I I TITUYA R3 I I 81 1K 1 1 , 9 I I JRS .) I R1 R4 R4 _I""" /. I 1M 10K 1K _ 1 :F LED1 LED2 113. EL ASC DE LA ELECTRONICA CIRCUITOS REGULADORES DE VOLTAJe .FUENTEALIMENTADA DE LlNEA DE SALIDA FIJA Esta f1iJente bsica entregar hasta 1.5 ampares en el rango de salida si es apropiadamente disipado de calor. Usted debe utilizar un transformador con capacidad de 11 voltaje apropiado y corriente. El regulador se 8apagar8 si el chip se sobre calienta. Para mejores resultados apliqu, grasa de silicn entre la CI Tap y el disipador. Todas las' conexiones a la c.a. Deben estar aisladas o cubiertas!. CI REGUlADOR 7805 = 5 VOlTS 7812 = 12 VOLTS 7815 = 15 VOLTS ~~ PESTAAA DISIPADORA DECALOR 1 2 3 FUENTE DE PODER DE SALIDA VARIABLE RECTlFIC /'" TIPO PU~ 81 }-. IN 317 +1C1 +1C2 CABlE DE AlIMENTACION (VERABAJO) T1 C1.C2 2000 pF SOY R1 51( Esta fuente ajustable entregara de 1.2 a 37 volts hasta 1.5 ampares. R1 controla Vwr. (Si Vwrno va a 1.2 voIts como mlnimo. es posible que R1 no pueda alcanzar el valor de resistencia lo suficientemente bajo para ello). T1 debe tener al menos 25 volts (o mayor) el secundario debe tener un rango de 2 ampares o ms. 1.- IN 2.- GROUND 3.- OUT ENTRADA TIERRA SALIDA OUT + R2 240 C3 .1uF +"rbI .. - A LA LlNEA lCA I $1 RECTIFICADOR /' TIPOPUENTEPR' 1 3 120V + ) I 60Hz 78XX I Voor T1 CABLEDE ALlMENTACION(VERABAJO) 114. CIRCUITOS TEMPORIZADORES TEMPORIZADOR BASICO +9V 01,02,: 1N4148 5 +' C1 10pF C2 .01pF RELAY 5000 6-9 V Presione s1 momentneamente para iniciarel ciclo del cronmetro. El relevadorse activar alado hacia adentro) hasta que el ciclosea completo. R1 y C1 controlan la longituddel tiempode retardo. Utiliceun valor grande para c1 para obtener retardos largos. Elcircuitoresponder a los pulsos igicos, tambien. GENERADOR DE PULSOS +9V 555 OR 7555 PULSOS NEGATIVOS JTT ~ R1CONTROLA - LA FRECUENCIA 5 C2 .01pF Utilizado para suministrar pulsos para circuitos lgicos digitales, etc. EL ASC DE LA ELECTRONICA GENERADOR DE TONO SINCRONIZADO +9V Q-1 2N2222 Presione 51 Yla bocina emitir un tono. Libere 51 yel tono contina por varios segundos. C2 y R4 controla el relevador.C1 controla lafrecuencia. (Utilice7555 nicamente. El 555 utiliza demasiada corriente). TRANSMISOR DE TONOS CON LED. +9V 8 14 555 3 LED ~ Los valores mostrados suministran un pulso en un rango de 600 hz. R1 y c1 Utilizado para probar receptores de onda corta. 8 14 01 I 1-::. h... I R1 1M I 555 6 7 R1 r; A4 + 1K 71 7555 100K ::._ C2 100 A5 J IF 10K. 6 115. EL ASC DE LA ELECTRONICA DETECTOR DE LUZ I OSCURIDAD R1 47K R2 1K C1 o047pF GENERADOR DE TONOS DE 3 ESTADOS +9V ALARMA CONTRA FALLA DE EVENTO +9V + ZUMBADOR PlEZO C1:2.2TO47'* 81 C2 .111F Cuando 88 aplica la energr.. el 555 entra . un ciclode cronometraje.Amenos que 81 .. ciemt 81188de que termine el ciclo.el zumbadaor pIezo eI6ctrIco8U8NI.El ciclo88 puede reseteer en cualquier momen1DC8n81do 81. Nota: 81 88 puede rempIaz.arpor una 88IIaIde un circ:ultoexterno. 1.-TONOINTERRUMPIDO 2.- TONO ESTABLE 13.- DOS TONOS @- +9V R1 C2 CONTROLAN LA FR CUENCIA DEL TONO Cuando s1 esta en la posicin 8 -1".la bocina emite un tono ..FOTORESISTENCIAl cuandola luziluminala 71 555 h fotorreslstencia.Cuandos1est SI A iD en laposicin-d.. la bocina a emite un tono cuando no se 7555 ilumina la fotorreslstenda. 3 JC2 ,.. 7ul= INTERRUPTOR 2P2T--OL D R1 202K1 I 556 10I R2 r 100K_ 81 8 r-C1 + .8 3.3fIF . . !! 9 -I7 I +9V ':' I C21 111F 8 ,.. : I LSR2 - R1 U 555 14.7K O 7555 I! AS I . 2 51< , I . 11 Q1 2N3908 r:::A '!1.-C1 116. EL ABC DE LA ELECTRONICA SIMBOLOS DE CIRCUITOS COMUNES CABLEADO +(01 ~SIN CONECTAR INTERRUPTORES INTERRUPTOR DE PALANCA BOTON DE PRESION BOTON DE PRESION NORMALMENTE CERRADO ABREVIACIONES CODIGO DE RESISTENCIA A= AMPERES F= FARADIO 1= CORRIENTE P= POTENCIA R= RESISTECIA V= VOLT W= WATT Q= OHM NEGRO CAFE ROJO NARANJA AMARILLO VERDE AZUL VIOLETA GRIS BLANCO M (MEG)= X 1,000,000 K (KILO)= X 1,000 m (mili)= .001 IJ(micro)= .o00ooo1 n (nano) = .0?0ooooo1 P (pico) = .OOOOOOOOOOO1 V= IR 1= VIR R= VII P= VI.(OR)12R LA 4 ta. BANDA INDICA TOLERANCIA ORO = ~ 5% PLATA = ~ 10% o 1 2 3 4 5 6 7 8 9 o 1 2 3 4 5 6 7 8 9 X 1 X 10 X 100 X 1,000 X 10,000 X 100,000 X 1,000,000 X 10,000,000 X 100.000.000 X +V + 1 1 CONECTADO FUENTE TIERRA POSITIVA DISPOSITIVOSDE SALIDA --- =] 0 ZUMBADOR RELAY BOCINA PIEZO ELECTR1CO MICELANEOS W 0 m-=- -1llr- ::[t MEDIDOR MICROFONO LAMPARA CRISTAL BATERIA ENCHUFE DE ENERGIA