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UNIDAD 1: FUNDAMENTOS BSICOS DE LA ELECTRNICA
Unidad 1: Fundamentos Bsicos de la Electrnica
UNIVERSIDAD ALONSO DE OJEDA
FACULTAD DE INGENIERA
ESCUELA DE COMPUTACIN
ASIGNATURA: ELECTRNICA
PROFESOR:
ING. GERARDO ALBERTO LEAL, MSc
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UNIDAD 1: FUNDAMENTOS BSICOS DE LA ELECTRNICA
CONCEPTO DE ELECTRNICA
Es la rama de la Ciencia y la Tecnologa que se ocupa del estudio de las leyes que
rigen el flujo de electrones a travs del vaco, de gases o de semiconductores, as
como del estudio y desarrollo de los dispositivos en los que se produce este
movimiento controlado y de sus aplicaciones. Las reas de aplicacin de la
electrnica son:
ELECTRON Electrnica de Comunicaciones
(Telecomunicaciones)
Electrnica Digital
(Ingeniera de Computacin)
Electrnica de Control
(Ingeniera de Control)
Electrnica de Potencia
(Control de Energa Elctrica)
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UNIDAD 1: FUNDAMENTOS BSICOS DE LA ELECTRNICA
SISTEMA ELECTRNICO
Dispositivo basado en circuitos electrnicos capaz de extraer,
almacenar, transportar, procesar, controlar la informacin de
una seal. Consta de tres bloques:
Bloque de entrada (sensor o transductor)
Encargado de transformar las seales de mundo fsico (presin,
temperatura, sonido, voz, imgenes, etc..) en seales de corriente o
voltaje
Bloque de procesamiento
Conjunto de circuitos electrnicos cuya funcin es la de transformar,
almacenar y procesar las seales de voltaje y corriente provenientes
de los transductores
Bloque se salida (actuador)
Convierte las seales de corriente o voltaje en seales fsicamente
tiles.
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UNIDAD 1: FUNDAMENTOS BSICOS DE LA ELECTRNICA
EJEMPLO DE UN SISTEMA ELECTRNICO
Esquema de una radio.
Transductor
Transductor
Actuador
Actuador
Bloque de procesamiento
Circuitos Electrnicos
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UNIDAD 1: FUNDAMENTOS BSICOS DE LA ELECTRNICA
Seal analgica: - Toma cualquier valor de amplitud.
- Varia continuamente en el tiempo
- Mas sensibles al ruido o perturbaciones
- Mas difcil de implementar en circuitos integrados
Seal digital: - Toma solo dos valores lgicos de amplitud
- Varia en instantes espaciados uniformemente
- Menos sensible al ruido o perturbaciones
- Mas fcil de implementar en circuitos integrados
SEALES DE UN SISTEMA ELECTRNICO
Seal analgica: Seal Digital:
Seal analgica con ruido: Seal digital con ruido:
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UNIDAD 1: FUNDAMENTOS BSICOS DE LA ELECTRNICA
Un semiconductor, es un material que tiene las propiedades elctricas de un
conductor y de un aislante, como por ejemplo el Germanio y el Silicio (metaloides),
este ultimo el ms utilizado en la actualidad para la fabricacin de componentes
electrnicos.
LOS SEMICONDUCTORES
Un material conductor, tiene gran cantidad de
electrones libres, permitiendo el flujo de
electrones entre sus tomos (electricidad)
Eje: el cobre.
Un aislante es todo lo contrario
por lo cual se dice que no
conduce electricidad.
Eje: Plstico
Despus del oxigeno, el silicio es el elemento
mas abundante en la corteza terrestre en:
Arena, cuarzo, granito, arcilla,etc.
Silicio
- Fabricacin de componentes electrnicos
- Construccin de ladrillos, vidrios y otros materiales
- Silicona para implantes mdicos - Fertilzate en la agricultura
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UNIDAD 1: FUNDAMENTOS BSICOS DE LA ELECTRNICA
TIPOS DE SEMICONDUCTORES
TIPO P:
Portadores mayoritarios
huecos (+)
Semiconductores Extrnsecos: se le agregan impurezas, es decir tomos diferentes
de otros materiales (aleaciones). Proceso conocido como dopaje del cristal de silicio.
TIPO N:
Portadores mayoritarios
electrones (-)
Semiconductores Intrnsecos: cristales en estado puro, todos los tomos
son iguales con la misma cantidad de cargas positivas y negativa (4). El silicio se
comporta como un aislante
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UNIDAD 1: FUNDAMENTOS BSICOS DE LA ELECTRNICA
LA UNION PN
Barrera de potencial ZONA P:
Portadores
Mayoritarios Huecos
ZONA N:
Portadores Mayoritarios
electrones
UNION DE DOS ELECTRODOS (DIODO)
(SEMICONDUCTORES P Y N)
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UNIDAD 1: FUNDAMENTOS BSICOS DE LA ELECTRNICA
POLARIZACIN DIRECTA DE LA UNION PN
Zona de agotamiento se reduce
Si la unin es de Silicio, el VD debe se superior a 0,7 V
Si la unin es de Germanio, el VD debe ser superior a 0,3 V
Hay circulacin de corriente ID > 0
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UNIDAD 1: FUNDAMENTOS BSICOS DE LA ELECTRNICA
POLARIZACIN INVERSA DE LA UNION PN
Zona de agotamiento se agranda.
Tensin de ruptura, es el voltaje mximo permitido sin que se destruya la unin.
No hay circulacin de corriente ID = 0
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UNIDAD 1: FUNDAMENTOS BSICOS DE LA ELECTRNICA
EL DIODO:
Dispositivo de dos terminales conformado por una unin P-N que conduce corriente
elctrica en una sola direccin. El termino Diodo surge de la composicin de las
palabras dos (di) electrodos (odo), es decir dos electrodos.
P N
CIRCUITOS BSICOS DEL DIODO:
ANODO CATODO
SIMBOLO DEL DIODO:
+
VD
-
R
V ID
V = RID+VD
VR = V - 0,7V
VD 0,7 V Silicio
VD 0,3 V Germanio
POLARIZACIN DIRECTA
ID > 0 Is 0
-
VD
+
R
V
Is
VD = V y VR = 0V
POLARIZACIN INVERSA
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UNIDAD 1: FUNDAMENTOS BSICOS DE LA ELECTRNICA
CURVA CARACTERISTICA DEL DIODO:
PARAMETROS TIPICOS DEL DIODO:
ID = Corriente de polarizacin directa
VD = Voltaje de polarizacin directa
VR = Voltaje de ruptura
ID
I
V vD (0,7V) vR
Is
IS = Corriente inversa de saturacin
PD = ID x VD Potencia disipada por el diodo
ID mx. = Corriente mxima de polarizacin directa
que puede circular por el diodo sin destruirse
P mx. = Potencia mxima que puede disipar un
diodo sin degradarse
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UNIDAD 1: FUNDAMENTOS BSICOS DE LA ELECTRNICA
EL TRANSISTOR DE UNION BIPOLAR (BJT):
Numero de Electrones: E > C y C >> B
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UNIDAD 1: FUNDAMENTOS BSICOS DE LA ELECTRNICA
EL TRANSISTOR DE UNION BIPOLAR (BJT): Estructura Interna y Simbologa
C
B
E
Diodo Colector Base
(Salida)
Diodo Emisor Base
(Entrada) Aspecto
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UNIDAD 1: FUNDAMENTOS BSICOS DE LA ELECTRNICA
EL TRANSISTOR DE UNION BIPOLAR (BJT): Corrientes en los Diodos de Entrada y Salida
e
e
e
Diodo BE (Pol Directa)
Diodo BC (Pol Inversa)
La mayor cantidad de electrones
se mueven del Emisor al Colector y
una pequea cantidad salen por la
Base.
IC
IE
IB
IC
IE
IB
Segn LKC: IE = IB + IC
IB
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UNIDAD 1: FUNDAMENTOS BSICOS DE LA ELECTRNICA
+
+
+
+
V BB
V CC
R C
R B
I B
I C
I E
V BE
V CE
EL TRANSISTOR DE UNION BIPOLAR (BJT): Circuito bsico de polarizacin en
Configuracin Emisor Comn polarizado por la base
Parmetros Etapa de Entrada:
VBB = Voltaje de la Fuente de Base
RB = Resistencia de polarizacin por la Base
IB = Corriente de Base
VBE = Voltaje Diodo Base-Emisor (0,6 V) Silicio
Parmetros Etapa de Salida:
VCC = Voltaje de la Fuente de Colector
RC = Resistencia limitadora de Colector
IC = Corriente de Colector
VCE = Voltaje Colector-Emisor
IE = Corriente de Emisor
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UNIDAD 1: FUNDAMENTOS BSICOS DE LA ELECTRNICA
EL TRANSISTOR DE UNION BIPOLAR (BJT): Curva caracterstica del BJT y Zonas de Operacin
Zona Saturacin
Zona Corte
Zona Activa
Punto de Operacin (Q)
Recta de Carga
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UNIDAD 1: FUNDAMENTOS BSICOS DE LA ELECTRNICA
EL TRANSISTOR DE UNION BIPOLAR (BJT): Funciones bsicas del BJT en Emisor Comn
Amplificacin: BJT Trabajando en la Zona Activa
Conmutacin: BJT Trabajando en las Zonas de Corte y Saturacin
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