PRESENTACION

Los instrumentos electrónicos en la actualidad son utilizados ampliamente en todos los campos de la ciencia y la ingeniera, por ello es necesario comprender sus diversos usos y aplicaciones.

Por tal motivo en el presente trabajo analizaremos el circuito de una “sirena avisador antirrobo” de fácil de construcción. Para esto utilizaremos algunos dispositivos electrónicos como son: resistencia, potenciómetro, transistor, condensador y circuitos integrados (integrador).

El funcionamiento y los tipos de cada uno de estos componentes serán descritos de forma breve en el presente trabajo; el cual nos proporciona una excelente ocasión para ampliar nuestros conocimientos personales.

OBJETIVO

El objetivo de este trabajo es comprender el funcionamiento de cada componente y sus diversos usos en un circuito electrónico.

CIRCUITO

Sirena de alarma

Este circuito es una sirena antirrobo, utiliza con dos integrados, SN7400 los cuales actúan uno como oscilador de baja frecuencia y el otro como oscilador de frecuencia de audio de 1000 a 2200 Hz.

Componentes:

Alimentación:

V max: simple 5V DC I  max: 1A Componentes:

R1 1 kΩ potenciómetro C1 100 µF Q1 2N3055

R2 1 kΩ potenciómetro C2 0.47 µF Q2 BC237

R3 330 Ω U1 74LS00

R4 1 kΩ U2 74LS00

Características:

a) Transistor 2N3055:

- Tipo NPN silicio - V Colector –Base =100v- V Colector-Emisor= 60v- V Base-emisor=7- Imáx colector =15A- Pmáx = 115w

b) transistor BC238:

- Tipo NPN silicio

-V Colector-Base= 75v

-V Colector-Emisor =40v

-V Base- Emisor = 6v

- I máx Colector = 6A

- P máx = 500w (TA 25°C)

- Frecuencia=300MHZ

Integrados:

Integrado SN7400:

Por serie 7400 se conoce a los circuitos integrados digitales, originalmente fabricados en tecnología TTL (lógica transistor-transistor o en inglés transistor-transistor logic), que forman una subfamilia de semiconductores, dentro del campo de la electrónica digital.

Tensión de alimentación: 5 V, con una tolerancia (de 4,5 V a 5,5 V).

Niveles lógicos: entre 0,2 V y 0,8 V para el nivel bajo (L) y entre 2,4 V y 5 V para el nivel alto (H), ya que estos chips son activados por altos y bajos, o también llamados 0 y 1, dígitos del sistema binario utilizados para estos usos en la electrónica.

Código identificador: el 74 para los comerciales y el 54 para los de diseño militar. Estos últimos son chips más desarrollados, ya que los de serie 74 soportan menos rangos de temperaturas.

Temperatura de trabajo: de 0 °C a 70 °C para la serie 74 y de -55º hasta los 125 °C para la 54.

Condensadores:

Cerámico: 100uF, 6.3v

Electrolítico : 0.47uF ,50v

Fundamentos teóricos :

Resistencia

Es un componente pasivo, es decir no genera intensidad ni tensión en un circuito. Se pone al paso de la corriente. Su comportamiento se rige por la ley de Ohm.

Su valor lo conocemos por el código de colores, también puede ir impreso en cuerpo de la resistencia directamente.

Una vez fabricadas su valor es fijo.

SIMBOLOS

CARACTERISTICAS TECNICAS GENERALES

A- Resistencia nominal.

Es el valor teórico esperado al acabar el proceso de fabricación.

B-Tolerancia.

Diferencia entre las desviaciones superior e inferior. Se da en tanto por ciento. Nos da una idea de la precisión del componente. Cuando el valor de la tolerancia es grande podemos decir que la resistencia es poco precisa, sin embargo cuando dicho valor es bajo la resistencia es más precisa.

Los condensadores:

Es un componente electrónico que almacena cargas eléctricas para utilizarlas en un circuito en el momento adecuado.Está compuesto, básicamente, por un par de armaduras separadas por un material aislante denominado dieléctrico. La capacidad de un condensador consiste en almacenar mayor o menor número de cargas cuando está sometido a tensión.

Condensador básico Símbolos del condensador

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS GENERALES

Capacidad nominal.- Es el valor teórico esperado al acabar el proceso de fabricación. Se marca en el cuerpo del componente mediante un código de colores o directamente con su valor numérico.Tolerancia.- Diferencia entre las desviaciones, de capacidad, superior o inferior según el fabricante.Tensión nominal.- Es la tensión que el condensador puede soportar de una manera continua sin sufrir deterioro

Cerámico

Los materiales cerámicos son buenos aislantes térmicos y eléctricos. El proceso de fabricación consiste básicamente en la metalización de las dos caras del material cerámico.Se fabrican de 1pF a 1nF (grupo I) y de 1pF a 470nF (grupo II) con tensiones comprendidas entre 3 y 10000v.Su identificación se realiza mediante código alfanumérico. Se utilizan en circuitos que necesitan alta estabilidad y bajas pérdidas en altas frecuencias.

Condensador cerámico de disco Condensador cerámico de placa

Electrolítico

Permiten obtener capacidades elevadas en espacios reducidos. Actualmente existen dos tipos: los de aluminio, y los de tántalo. El fundamento es el mismo: se trata de depositar mediante electrolisis una fina capa aislante. Los condensadores electrolíticos deben conectarse respetando su polaridad, que viene indicada en sus terminales, pues de lo contrario se destruiría.

El transistor

Dispositivo semiconductor que permite el control y la regulación de una corriente grande mediante una señal pequeña. Existe una gran variedad de transistores. En

principio, se explicarán los bipolares. Los símbolos que corresponden a este tipo de transistor son los siguientes:

Transistor NPN

Estructura de un transistor NPN

Transistor PNP

Estructura de un transistor PNP

Veremos mas adelante como un circuito con un transistor NPN se puede adaptar a PNP. El nombre de estos hace referencia a su construcción como semiconductor.

1. FUNCIONAMIENTO BASICO

Cuando el interruptor SW1 está abierto no circula intensidad por la Base del transistor por lo que la lámpara no se encenderá, ya que, toda la tensión se encuentra entre Colector y Emisor. (Figura 1).

Figura 1 Figura 2

Cuando se cierra el interruptor SW1, una intensidad muy pequeña circulará por la Base. Así el transistor disminuirá su resistencia entre Colector y Emisor por lo que pasará una intensidad muy grande, haciendo que se encienda la lámpara. (Figura 2).

En general: IE < IC < IB ; IE = IB + IC ; VCE = VCB + VBE

2. POLARIZACIÓN DE UN TRANSISTOR

Una polarización correcta permite el funcionamiento de este componente. No es lo mismo polarizar un transistor NPN que PNP.

Polarización de un transistor NPN Polarización de un transistor PNP

Generalmente podemos decir que la unión base - emisor se polariza directamente y la unión base - colector inversamente.

3. ZONAS DE TRABAJO

CORTE.- No circula intensidad por la Base, por lo que, la intensidad de Colector y Emisor también es nula. La tensión entre Colector y Emisor es la de la batería. El transistor,

entre Colector y Emisor se comporta como un interruptor abierto.

IB = IC = IE = 0; VCE = Vbat

SATURACION.- Cuando por la Base circula una intensidad, se aprecia un incremento de la corriente de colector considerable. En este caso el transistor entre Colector y Emisor se comporta como un interruptor cerrado. De esta forma, se puede decir que la tensión de la batería se encuentra en la carga conectada en el Colector.

ACTIVA.- Actúa como amplificador. Puede dejar pasar más o menos corriente.

Cuando trabaja en la zona de corte y la de saturación se dice que trabaja en conmutación. En definitiva, como si fuera un interruptor.

La ganancia de corriente es un parámetro también importante para los transistores ya que relaciona la variación que sufre la corriente de colector para una variación de la corriente de base. Los fabricantes suelen especificarlo en sus hojas de características, también aparece con la denominación hFE. Se expresa de la siguiente manera:

ß = IC / IB

. Circuito integrado

Un circuito integrado (CI), es una pastilla pequeña de material semiconductor, de algunos milímetros cuadrados de área, sobre la que se fabrican circuitos electrónicos generalmente mediante fotolitografía y que está protegida dentro de un encapsulado de plástico o cerámica. El encapsulado posee conductores metálicos apropiados para hacer conexión entre la pastilla y un circuito impreso

Potenciómetro:

Es un elemento de 3 terminales que funciona como 2 resistencias variables, pero la suma de ellas siempre permanece constante.

Los potenciómetros y los reóstatos se diferencian entre sí, entre otras cosas, por la forma en que se conectan. En el caso de los potenciómetros, éstos se conectan en paralelo al circuito y se comporta como un divisor de voltaje. Ver la figura.