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SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL

MECNICA DE

PRODUCCIN

FASCCULO DE APRENDIZAJE

ELECTRNICA

Tcnico de Nivel Medio.

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AUTORIZACIN Y DIFUSIN

MATERIAL DIDCTICO ESCRITO

FAM. OCUPACIONAL : METALMECNICA.

ESPECIALIDAD : MECNICA DE PRODUCCIN.

NIVEL : TCNICO MEDIO.

Con la finalidad de facilitar el arendi!a"e en el de#arrollo de la for$aci%n & caacitaci%n en lae#ecialidad de MECNICA DE PRODUCCIN a nivel nacional & de"ando la o#i'ilidad de (n

$e"ora$iento & act(ali!aci%n er$anente) #e a(tori!a la APLICACIN * DI+U,IN de $aterialdid-ctico e#crito referido a ELECTRNICA.

Lo# Directore# onale# & /efe# de Unidade# Oerativa# #on lo# re#on#a'le# de #( dif(#i%n &alicaci%n oort(na.

DOCUMENTO APROBADO POR ELGERENTE TCNICO DEL SENATI

N0 de P-1ina2............3442...........22

+ir$a 22222222222222..No$'re5 /or1e ,aavedra 6a$%n

+ec7a5 222289 : 84 ;

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ELECTRONICA

IN DICE

3. Presentaci6n --------------------------------. =

2. Tarea 1

~ Arma circuitos resistivos ------------------------ 3 -1

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ELECTR6NICA

EI +resente manua# %e a+ren%i)a*e %e #a es+ecia#i%a% %e /ECANICA

DE PROD0CCION corres+on%e a #a asinatura ELECTRONICA.

En esta asinatura se estu%ian #os %i"erentes circuitos

concemientes a recti"ica%ores +ara "uentes %e a#irnentacion circuitos con

am+#i"ica%ores a transistores a%ernas tam(ien veremos %i"erentes

circuitos %e o+eraciones matematicas.

34 Arma circuitos resistivos

!#) !eri"ica #a Le$ %e O&m

!#) !eri"ica #as #e$es %e 'irc&o""

34 Armar"uentes %e a#imentacion esta(i#i)a%a "i*a

34 Armarcircuitos am+#i"ica%ores con transistores

!#) Armar circuitos %e +u#so

34 Armarcircuitos %e +otencia

Este manua# %e a+ren%i)a*e inc#u$e %i"erentes e*ercicios $ tareas

%e re"or)amiento 5ue +ermittran tener mas &a(i#i%a% teorica $ +ractica en

#os %i"erentes circuitos %e corriente continua $ a#tema.

E#a(ora%o en #a ona#

Ano

Instructor

Lam(a$e5ue Ca*amarca Norte

2005

In. 7uan 8arcia Ane#es

/ECANICA DE PROD0CCI6N =

3

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ARMA CIRCUITOS RESISTIVOS

/ECANICA DE PROD0CCI6N ; 30012 - 10012 12 - 4(012 Q

3 - 6 12 - 1000#2 100#1 Q

100#1 - 1000#2 -? IIM

/ontan%o e# sistema %e ecuaciones tenemos;

-30011 100#2 6 IM100 '1 - 1000#2 -? IIM

/u#ti+#ican%o #a ecuaci6n IM +or 1 tenemos;

-300011 1000#2 >8

100 '1 - 1 '2 -?

MECANICA DE PRODUCCI6N ?9

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-2?

;

~3 E I E ..>. R

; -

Las "uentes rea#es son e5uiva#entes si ante iua# ecitacion tienen iua# res+uesta

entonces ensa$amos una;

r;;;;..) ;.^l v Ecitaci6n a+#ica%a Res+uesta %e corriente

vQ E iR

. v E1---

R R

Ensa$an%o #a otra "uente;i

T

I t R v

Por #a 1a Le$ %e 'irc&o"";

. 23 -

R

. v1--1

R

Por 38tanto son e5uiva#entes si tienen #a misma resistencia $ si 1 $I R Le$ %e O&mM

MECANICA DE PRODUCCI6N 9@

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=

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ELECTR6NICA

ARMAR 'UENTE DE A&IMENTACION

ESTABI&I:ADA 'IJA

/ECANICA DE PROD0CCI6N 94

?

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ELECTRONICA

8)3 A

1N

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ELECTRONICA

MECANICA DE PRODUCC#ON 59

6

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r

OPERACION

Reco"ocerlos te""i"ales *e u" *io*o8

En esta o+eraci6n se reconoce #os termina#es %e un %io%o es %ecir cua# es e# ano%o 8 cato%o.

PROCESO DE EJECUCION

1.e#eccione e# rano %e me%ici6n via s]itc& %e se#ecci6n %e "unci6n %e me%ici6n.

2. Conecte e# ca(#e %e +rue(a nero a# enc&u"e $ e# ca(#e %e +rue(a ro*o a# enc&u"ep#4

3. e#eccione #a +rue(a %e %io%o via #atec#a ,elect. EIsim(o#o %io%o a+arece en e# %is+#a$.9. Lea e# resu#ta%o %e #a me%ici6n en #a +anta##a & %e%u)ca seun e# ra"ico e# ano%e $ cato%o

%e#%io%o.

/$CATODO ANODO

Jiura 1.

PRECAUCIONES

Previo a #a +rue(a %e %io%o %e(e aseurarse 5ue e# %io%o a ser+ro(a%o no esta activo. EI %escui%o a cum+#ir esta recomen%aci6n+ue%e con%ucir a +e#irosas &eri%as cor+ora#es %e usuario a causar%arios a# instrumento.

A%iciona#mente vo#ta*es etrarios "a#sean e# resu#ta%o %e me%ici6n.

%;&&!' Circuitos semicon%uctores $ resistores en +ara#e#o a# %io%o

+ue%e causar resu#ta%os %e me%ici6n "a#sea%os.

MECANICA DE PRODUCCI6N 60

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ELECTR6NICA

OBSERVACIONES

- e %e(e tener +resente 5ue e# %io%o con%uce #a corriente con un so#o senti%o esto 5uiere

%ecir 5ue a# momento %e rea#i)ar #a me%ici6n e# %io%o so#amente rnostrara #ectura en unso#o senti%o.

I

ANODO CATODO

- Cuan %o se conecta e# ca(#e %e +rue(a ro*o a# ano%e $ e# ca(#e %e +rue(a nero a# cato%oen e# mu#titester se muestra una #ectura sin em(aro a# momento %e invertir #os ca(#es %e+rue(a $ en e# mu#titester se siue re"#e*an%o #a #ectora se %ice 5ue e# %io%o esta averia%o

es %ecir se esta com+ortan%o como ca(#e.

- Cuan%o se conectan #as +untas %e +rue(a ro*o & nero a #os termina#es ano%e & catodo %e#%io%o res+ectivamente $ en e# mu#titester no se muestra #a #ectura cuan%o se invierten #osca(#es tam(ien no muestra #ectura se %ice 5ue e# %io%o esta averia%o es %ecir se com+ortacomo un circuito a(ierto.


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ELECTRONICA

OPERACI6N

A""ar u" recti#ica*or*e me*ia o"*a8


Recti#ica*or *e me*ia O"*a

1. Ca#cu#e #a tensi6n %e ti+o inversa %e resistor %e cara %e 1 . Ca#cu#e tam(ien #a tensi6n

me%ia en #a sa#i%a #a corriente CC $ #a "recuencia %e #a on%u#aci6n. Reistre sus va#ores

ca#cu#a%os en #a ta(#a 1.

En #a "iura 2 #a tensi6n en e# secun%ario %e# trans"orma%or es %e 12!ca. Nomina#.

2. /onte e# circuito recti"ica%or %e me%ia on%a mostra%o en #a "iura.

3. /i%a #a tensi6n e"ica) en e# secun%ario %e# trans"orma%or $ note en #a ta(#a 1.

9. /i%a $ anote #a tensi6n me%ia %e cara. /i%a $ anote #a corriente me%ia %e# %io%o.

D

.............. CT 1P.O

Jiura 2

. Conecte e# osci#osco+io +ara o(servar #a "orma %e on%a %e #a tensi6n en #a cara RLM

Anote e# va#or %e #a tensi6n %e +ico %e #a sena# recti"ica%a. A continuaci6n mi%a e# +erio%o

%e #a tensi6n %e sa#i%a. Ca#cu#e #a "recuencia %e #a on%u#aci6n $ anote e# resu#ta%o en #a

ta(#a 1.

Ta(#a 1. Recti"ica%or %e /e%ia On%a

MAGNITUD

i6 7i8"9 en e# 8:"/i

REPRESENTACI()N

V

CALCULADO MEDIDO

i %epi8 i;/"

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ELECTRONICA

OPERACION

Armar recti#ica*or *e ue"te *e *io*os8


1. En #a "iura 3 ca#cu#e $ anote e# va#or %e ca%a manitu% %escrita en #a ta(#a 3.

2. /onte e# circuito recti"ica%or %e on%a com+#eta en +uente con"orme a# %iarama %e #a"iura3.

1A

........... CT

D3;;;;33P"#

Jiura 3.

3. /i%a $ anote #os va#ores %e ca%a manitu% %escrita en #a ta(#a 3 mi%a #a corriente me%iaen ca%a %io%o %e# +uenteM.

VERI'ICACION DE DE'ECTOS

9. u+ona 5ue uno %e #os %io%os %e# +uente recti"ica%or esta a(ierto. ca#cu#e $ anote en #ata(#a 2 #a tension CC $ #a "recuencia %e #a on%u#acion en #a sa#i%a.

Ta(#a 2. Recti"ica%or en +uente

MAGNITUD

i 7i"9 l :-"/i

R?

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ELECTR6NICA

. Desconecte uno %e #os %io%os %e# +uente. /i%a $ anote #a tension CC $ #a "recuencia %e #a

on%u#acion en #a sa#i%a. !ue#va a conectar e# %io%o en #a +osicion norma#.

6. u+ona 5ue mita% %e# arro##amiento secun%a rio este en cortocircuito entre #a tomacentra# $ una %e #as +untas %e sa#i%aM. Ca#cu#e $ anote en #a ta(#a 3 #a tensi6n me%ia $ #a

"recuencia %e #a on%u#acion en #a sa#i%a.

cara %e 2 rnA. %e(e escoer otro resistor %e caraM.

?. /onte e# circuito 5ue +ro$ect6. /i%a $ anote en #a ta(#a #os va#ores %e ca%a manitu%

%escrita en #a ta(#a 9.

Ta(#a 3. !eri"icaci6n %e De"ectos

*?>?@ Vcc &"#8:l") 7 8 &"#8:l") Vcc &!i) 7&!i)

*i "Ai/

@8:"/i 8/ 8i/8:i

Ta(#a 9. Pro$ecto

!IU* R?

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ELECTR6NICA

C0ETIONARIO

1. Para me%ir #a tension e"ica) en e# secun%ario es me*or

usar; aM 0n osci#osco+io(M 0n am+erimetro

cM 0n vo#timetro con e# termina# cornun a tierra%M 0n vo#timetro en t#uctuacion

2. Con e# recti"ica%or %e on%a com+#eta con toma centra# %e esta e+eriencia #atension me%ia en #a cara es a+roima%amente %e;

aM 1! (M 3! cM 6! %M 12!

3. La tension me%i %e sa#i%a en un recti"ica%or en +uente com +ara%a con #a tensionme%ia %e sa#i%a %e un recti"ica%or %e on%a com+#eta con toma centra# es %ea+roima%amente;

aM /ita% %e# va#or(M EI mismo va#orcM EI %o(#e %e# va#or%M 6 H)

9. De #os ti+os %e recti"ica%ores +ro(a%os a5ue# 5ue re+resento e# ma$or va#or %etension me%ia en #a sa#i%a "ue;

aM /e%ia on%a

(M On%a com+#eta con toma centra#cM En +uente

%M Ninuno %e e##os

. ue +orcenta*e %e tension me%ia eiste en #a sa#i%a %e un recti"ica%or en +uente

con re#ac#on a# va#ore"ica) %e #a tension %e entra%a.

aM 31= (M 9 cM 636 %M ?

6. E+#i5ue +or 5ue e# recti"ica%or en +uente es e# mas usa%o %e #os tres ti+os.

!ERIJICACION DE DEJECTO

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ELECTRONICA

=. i uno %e #os %io%os %e un recti"ica%or en +uente estuviera en cortocircuito +or a#unara)6n +uente %eso#%a%o %io%o 5uema%o etc.M ~ue +asara con #os otros %io%oscuan%o e# circuito "uera a#imenta%oS 7usti"i5ue su res+uesta resumi%amente.

PRO(ECTO

?. E+#i5ue %eta##a%amente 385ue &i)o en su +ro$ecto. ~ Por 5ue 38&i)oS


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ELECTR6NICA

OPERACI6N

Conectar Ji#tro.

Conectan%o un ca+acitor en #a sa#i%a %e un recti"ica%or +o%emos o(tener una tensi6n%ecara 5ue es a+roima%amente constante. I%ea#mente #a tensi6n %e sa#i%a con"i#tro ca+acitivo es a+roima%amente iua# a #a tensi6n %e +ico %e# secun%ario. Parame%ir a+roima%amente #a tensi6n me%ia es ti+icamente ? a ?F #a tensi6n %e +ico %e#secun%ario con una on%u#aci6n %e +ico a +ico %e cerca %e 1F.

En este #a(oratorio conectara un ca+acitor de "i#tro %e sa#i%a %e un recti"ica%or en+uente. Cam(ian%o e# resistor %e cara e# ca+acitor %e "i#tro ven"tcara #as re#aciones(asicas. Tena muc&o cui %a%o cuan%o conecte e# trans"orma%or a #a #inea %ea#imentaci6n. EI trans"orma%or %e(e contar con un "usi(#e %e entra%a e# +rimario u$ e#

secun%ario %e(en estar ais#a%os a"in %e evitar c&o5ues e#ectricos.

PROCEO DE E7EC0CION

1. /i%a #a resistencia %e #os arro##amientos +rimario $ secun%ario $ anote en #ata(#a.2. asan%ose en #a"iura 3 su+ona 5ue #a tensi6n %e# secun%ario sea 12!$ 5ue RL Q 1

C 9< ~J. Ca#cu#e $ anote en #ata(#a

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ELECTR6NICA

=. /onte e# circuito con uno %e #os %io%os %esconecta%o. /i%a $ anote #os va#ores en #ata(#a

.

/ECANICA DE PROD0CCI6N >@

6=

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ELECTRONICA

?. u+ona 5ue e# ca+acitor %e "i#tro esta a(ierto en #a "iura 3 con RL 1 C 9IC *?L @?U* RI

?@I6 *? R?U?I ? *ULI6

LUL* !?*I*

?@I6 IC *?L @?U* RI

?@I6 *? R?U?I ? *ULI6

?@I6

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Ta(#a ?. !eri"icacion %e %e"ecto

*i "Ai/l

8p8i/ Ai/l

LUL* !?*I*

vee fSAUDA VOND Vee fSALIDA VOND

Ta(#a 1. Pro$ecto +ara 1F %e On%u#acion

?@I ?>IC *?L @?U* RI

?@I *? R?U?I ? *ULI

?@I

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X

ELECTRONICA


6. En e# caso %e 5ue uno %e #os %io%os %e un circuito %e #a "iura 6 se a(riera se convertira

en un "i#tro ca+acitivo a#imenta%o +or un;

aM recti"ica%or %e me%ia on%acM recti"ica%oren +uente

(M recti"ica%or %e on%a com+#eta%M converser uni#atera#

@. E+#i5ue resumi%amente #os 5ue suce%e con un circuito %e "iura 6 cuan%o un "i#troca+acitivo a(re.

PRO(ECTO

=. En un +ro$ecto 0%. usara un ca+acitor %e "i#tro %e (a*o a#to va#or %e ca+acitanciaS7usti"i5ue su res+uesta.

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ELECTR6NICA

OPERACION

Reco"ocer los te""i"ales *e u" *io*o :e"er8

I%ea#mente un %io%o )ener es e5uiva#ente a una "uente %e a#imentation CC cuan%o en #areion %e ru+tura. Para una seun%a a+roimacion es como si "uese una "uente CC can una+e5ue"ia im+e%ancia intema. u +rinci+a# venta*a es mantener #a tensi6n en sus termina#esa+roima%amente constante. En este #a(oratorio o(tenora va#ores %e tensi6n ener $ %eresistencia ener.


1. e#eccione e# rane %e me%ici6n via G %e se#ecci6n %e "unciones %e me%ici6n.

2. Rea#ice #a rne%icion como un %io%o norma#.

Jiura 9.

/$ANODO

3. uscar en e# manua# EC8 se5un e# c6%io %e %io%o +ara sa(er 5ue caracteristicas tieneasi como tam(ien sa(er 5ue ti+o %e %io%o es.

TENSION :ENER

9. /i%a #as resistencias %e# %io%o ener en #as +o#ari)aciones %irecta e inversa tratan%o %e

u(icar #a me%ici6n en un rane %e me%icion a%ecua%o %e ta# manera 5ue #a in%icacion se%e en e# centro %e #a esca#a %e# o&mimetro. La ra)on entre #as resistencias %irecta e

inversa %e(e ser +ar 1 menos %e 1; 1

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X

ELECTR6NICA

. EI %io%o ener 1N

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ELECTR6NICA

PROECTO

16. Pro$ecte un resistor +ara #imitar #a corriente en e# %io%o ener con 16. mA

a+roima%amente +ara ent 19! Anote e# va#or +ro$ecta%o en #a +arte su+erior %e #ata(#a 19. /onte e# circuito con e# va#or Rs +ro$ecta%o. /i%a $ anote #a tensi6n %e sa#i%a

+ara ca%a va#or %e tensi6n %e entra%a #ista%o en #a ta(#a 19.

1

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ELECTRONICA


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ELECTR6NICA

OPERACION

Armar u" circuito esta;ili3a*or *e volta$e co" *io*o :e"er8

En un reu#a%or %e tension ener #a resistencia %e cara 5ue%a en +ara#e#o con e# %io%oener. /ientras 5ue e# %io%o ener o+era en #a reion %e ru+tura #a tension en #a cara sera

constante $ a+roima%amente iua# a #a tension ener. En un reu#a%or ener esta(#e #a

resistencia ener es menor %e# 5ue 1#100 %e# resistor serie $ menor %e 1#100 %e #a resistencia%e cara. La +rimera con%icion &ace 5ue e# reu#a%or ener atenue #a onou#ac#on %e entra%a

+or un "actor %e +oco menos 1 veces. La seun%a con%icion &ace 5ue e# reu#a%or ener

+are)ca una "uente %e a#imentaci6n con una tension esta(#e en #a cara.

En este #a(oratorio montara una "uente %e a#imentacion simetrica con sa#i%as +ositivas $neativa reu#a%os. Esto +ermitira #a corn+ro(acion %e# "uncionamiento %e# reu#a%or ener.


1. EI %io%o 1N

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ELECTR6NICA

Ta(#a 1. A#imentaci6n sirnetrica

Cicuito Calculado Afedido

entrada V"i" entradCl V)*#*

R?UL*R

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ELECTRONICA

OPERACION

Reconocer#os termina#es %e un %io%o LED

EI LED Li8TH E/ITTIN8 DIODEM 8 %io%o emisor %e #u) +ertenece a #a "ami#ia %e #os%is+ositivos o+toe#ectronicos.

Entre #os miem(ros %e esta "ami#ia se encuentran #os LEOs Dis+#a$ %e siete sementos%io%os %e emision in"rarro*a IREDM "oto%io%os "ototransistores CR activa%os +or #u)LACRM TRIACs activa%os +or #u) LATM ais#a%ores o+ticos "oto interru+tores etc.

u ma$or tiem+o %e vi%a $ re%uci%o tarnano &a +ermiti%o 5ue #os LEOs reem+#acen a #os"o5uitos 8 #am+aritas %e #os e5ui+os e#ectronicos as# se usan como in%ica%ores en +ane#es%e contro# re#o*es ca#cu#a%oras $ muc&os otros e5ui+os $ a+aratos.

EI %io%o LED emite #u) %e una #onitu% %e on%a %e# es+ectro visi(#e +or eso eisten LEOs 5ueemiten #u) %e co#or ver%e ro*o naran*a amari##o $ a)u#. in em(aro en aries recientes e#%io%o emisor %e #u) in"rarro*a IREDM &a si%o incor+ora%o en muc&os e5ui+os %isena%os +arauso en #a in%ustria e# comercio $ e# &oar.

Por e*em+#o e# contro# remoto %e su T! 8 !H +osee un IRED como #a "uente e#ectr6nica %esrnision +ara #as %iversas "unciones como cam(io %e cana#es contro# %e vo#umen etc.Evi%entemente en e# T! eiste e## RED %etector.

En muc&os #uares +uoucos ta#es como cuartos %e (an~ su+ermerca%os etc #os seca%ores%e manos +oseen LEOs IRED emisores $ %etectores 5ue contro#an e# encen%i%o $ e# a+aa%o

%e estos e5ui+os.

A%ernas #os IRED son am+#iamente usa%os en ais#a%ores o+ncos $ re#es %e esta%o s6#i%o enrea#i%a% esto es so#o una +ince#a%a %e# "uturo atractivo $ +rovisor %e #a o+toe#ectronica.

APECTO JisICO OEAL80NO LEOs

'A/DAD

'AD

AD

'AD

AD

/ECANICA DE PROD0CCI6N @4

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G

o

ELECTRONICA

SiMBO&O DE& %1%%% &ED

Eisiuiente es e#s#rnoo#o %e# %io%o LEDANODO

CATODO

IDENTI'ICACION DE TERMINA&ES

0na manera %e i%enti"icar 389 termina#es %e# %io%o LED es

+or o(servacion;

1. La +atita mas corta in%ica e# cato%o.

'AD

AD

2. O(servan%o#o %es%e a(a*o se a+recia 5ue e# circu#o %e+tastico usa%o como (ase +osee un #a%o +#ano #a +atitacercana a ese #a%o +#ano es e# cato%o.

PRUEBA DE& %1%%% &ED USANDO E& O)MiMETRO

EI %io%o LED es una *untura PN #ueo tiene e# mismo com+ortamiento 5ue un %io%orecti"ica%or +or 38 tanto me%iante e# o&mimetro m%icara en una +osicion A7AREITENCIA$ a# invertir#os termina#es in%icaraALTA REITENCIA.


1. o#icite un %io%o LED.

2. Por o(servacion %etermine e#ano%e $ e# cato%o.

3. Di(u*e e# %io%o LED con sustermina#es i%enti"ica%os.

Jiura

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Y

ELECTRONICA

PRUEBA DE& %1%%% &ED USANDO UNA 'UENTE DE TENSION DC.

OBSERVACION

To%o %io%o LED +o#ari)a%o %irectamente %e(e conectarse en serie con una resistencia #imita%ora %ecorriente %e no &acer#o se corre e# rieso %e %eterminar+ermanentemente e# %io%o LED.

Cuan%o un LED es +o#ari)a%o %irectamente emite #u). EI (ri##o %e esta #u) %e+en%era %e #a canti%a%%e co#iente 5ue circu#e +ore# LED.

Los "a(ricantes es+eci"ican #a canti%a% %e corriente re5ueri%a en +o#ari)acion %irecta +ara +ro%ucirun (ri##o a%ecua%o. Esto varia %e "a(ricante a "a(ricante.

A%ernas %e(e tenerse en cuenta #os siuientes +untos;

1. Cuan%o e# LED esta +o#ari)a%o %irectamente su cai%a %e tension !J #a tension entre e# ano%o $e# cato%o es ma$or 5ue en #os %io%os recti"ica%ores. La tension !J en un LED esta en e# rane

%e1 ! a 23 !o#tios recuer%e 5ue en #os %io%os recti"ica%ores %e si#icio es %e < !o#tiosM.

2. La tension %e ru+tura 8 tension inversa !RM %e #os LEOs menor5ue en #os %io%os recti"ica%ores.La tension !R en un %io%o LED esta en e# rano %e 3 a !o#tios.

Los "a(ricantes recomien%an %os tecnicas +ara evitar %eteriorar un %io%o LED +or tension inversa $son #as siuientes.

1R R

-- v v

Jiura =


1. o#icite un %io%o LED.

2. 0san%o e# /anua# %e emicon%uctores EC8 o(tena sus +arametres im+ortantes com+#etan%o#a siuiente ta(#a.

OBSERVACION

Consi%ere +or e*em+#o 5ue e# LED o(teni%o es %e +ro+osito enera# +or e*em+#o e# LED EC83

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Y

=1

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ELECTRONICA

CONCEPTO As#CO ORE E/ICOND0CTORE

Eisten varios materia#es va#i%os +ara #a "a(ricaci6n %e %is+ositivos e#ectr6nicos %e esta%os6#i%o #os mas %estaca(#es son; si#icio iM ermanio 8eM $ arseniuro %e a#io 8aAsM.

i#icio intrinseco

EI mo%e#o %e o&r +ara un atomo %e si#icio ais#a%o consiste en un n0c#eo 5ue contiene 3?+rotones $ #a ma$or +arte %e #a masa %e# atorno con un tota# %e 3? e#ectrones ro%ean%o a#nuc#eo en 6r(itas es+eci"icas. Las 6r(itas %e #os e#ectrones se encuentran aru+a%as en 1

5ue #Iamamos ca+as. La siuiente ca+a %e ma$or eneria contiene = or(ita#es. Ca%a or(ita#+ue%e tener como maimo un s61e#ectr6n. As@ +ara un atomo %e si#icio en su esta%o %eeneria mas (a*o #a ca+a mas interna contiene %os e#ectrones #a siuiente ca+a contieneoc&o e#ectrones $ #os cuatro e#ectrones 5ue restan ocu+an or(ita#es en #a ca+a eterior

tarn(ien #Iama%a ca+a %e va#encia. on estos e#ectrones %e va#encia eteriores #os 5ue+ro+orcionan #os +orta%ores %e cara en e# esta%o so#i%o %e# materia#.

En un crista# %e si#icio intrinseco +uroM ca%a atomo se +osiciona "orman%o unaes+ecie %e reticu#a con cuatro atornos cercanos. Ca%a +ar %e atornos cercanos "orma un

en#ace cova#ente consiste en %os e#ectrones 5ue or(itan a#re%e%or %e# +ar. ca%a atomoa+orta un e#ectron a ca%a uno %e #os cuatro en#aces con sus vecinos. Po%emos ver esoc#aramente en e# %iarama %e #a "iura 3. En e# crista# rea# #a %is+osici6n %e #os atomos estri%imensiona#; ca%a atomo esta en e# centro %e un tetrae%ro con un atomo vecino en ca%aes5uina.

&) &) -

&-)/Q

$

Nuc#eo ionico 5ue

consta %e# nuc#eo $

#os e#ectrones interiores

D r;;.. ^ r;;.. D r;;.. ^ r;;.. D r;;.. ^ r;;.. D-3---3: 9 .... )..;..... ..... 9 ...... ...;. .. .. .. .... 9 .... ....;

K M M;; -- ;;M M M

;-T

....

.. ;--T9 ;;;; ......T9 ...... ; en en#aces_ --..--.._--...--.._--..--.._

E#ectrones

cova#entesK M M;; ;; ;;

M M M

Qr..;.;....?L?....r..;.;....

Q...;...;..

?;.?*...;;;;;Qr..;.;.. ?'-..?.. r..;.;.. Q ....
mailto:@r--mailto:@r--

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M M K

Jiura 1. Crista# %e si#icic intrinseco


=2

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ELECTRONICA

Con tem+eraturas %e cero a(so#uto #os e#ectrones estan en #os menores esta%os %eeneria %is+ont(#es. Asi to%os #os e#ectrones %e va#encia "orman +arte %e en#acescova#entes $ no son #i(res %e moverse +or e# cristaL En estas con%iciones e# si#icio es un

ais#ante e#ectrico. in em(aro a _tem+eratura am(iente` a+roima%amente 38

'Ma#unos e#ectrones a#can)an #a su"iciente eneria termica como +ara #i(erarse %e susen#aces. Estos e#ectrones #i(res +ue%en moverse con "aci#i%a% +or e# crista#. Esta situacionse i#ustra en #a "iura 2,

-.-..... .....-....-.. . --- .....-.

.........

...

= -------rt- En#ace roto O;;;;;;O6 ;; --

;.....

;.

;...8

6

3---E#ectron #i(re

-..- ......-- .. .. ---..- ......

....

Jiura 2, La eneria termica +ue%e rom+er un en#ace crean%o un &ueco $ un e#ectron #i(re

+u%ien%o moverse am(os con #i(erta% +or to%o e# crista.

i a+#icamos tension a# si#icio intrinseco "1uirauna corriente. in em(aro e# nurnero%e e#ectrones #i(res es re#ativamente +e5uerio com+ara%o con e# 5ue encontramos en un

(uen con%uctor. Por e##o se c#asi"ica e# si#icio intrinseco como semicon%uctor. EI si#icio

contiene unos 1==

atomosrcm-.A tem+eratura am(iente &a$ n - 19 138

e#ectrones

#i(res +or crn: Asi so#o un e#ectron +orca%a 19 13 2! I .

~-----,

ELECTR6NICA

PIV

La re% %e #a "iura 3 a$u%ara a %eterminar e# PI! neto +ara ca%a %io%o %e este

recti"ica%or %e on%a com+#eta. La inserci6n %e# vo#ta*e maimo %e# vo#ta*e secun%ario $ e# !m%e acuer%o con 38esta(#eci%o +ara #a re% a%*unta %ara +or resu#ta%o

PI! Q !sec0n%ario !R

- m trans"orma%or CT recti"ica%or %e on%a com+#eta 16M

);;;;;;;

-

PI! T

R

T

Jiura 3. Determinaci6n %e# nive# %e# PI! +ara #os %io%os %e# trans"orma%or%erivaci6n centra# +ara un recti"ica%or %e on%a com+#eta.

E$emlo

Determina #a "orma %e on%a %e sa#i%a +ara #a re% %e #a "iura 36 ca#cu#ar e# nive# %c %e sa#i%a$ e# PI! 5ue se re5uiere +ara ca%a %io%o.

o 8

Jiura 36. Re% +uente +ara e# e*em+#o


1

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ELECTRONICA

OIOOOS :ENER

EI ana# isis %e #as re%es 5ue uti#i)an %io%os ener es mu$ simi#ar a# 5ue se a+#ica a#ana# isis %e %io%os semicon%uctores %e #as secciones anteriores. Primero %e(e %eterminarse

e# esta%o %e# %io%o seui%o +or una sustituci6n %e# mo%e#o a%ecua%o $ una %eterminaci6n %e

#as otras canti%a%es %esconoci%as %e #a re%. A menos 5ue se es+eci"i5ue #os contrario e#

mo%e#o ener uti#i)a%o +ara e# esta%o :encen%i%o: sera como e# 5ue in%ica #a "iura 9a.

Para e# esta%o :a+a5a%o: %e acuer%o con su %e"inici6n +ara un vo#ta*e menor 5ue !!+ero ma$or 5ue O! con #a +o#ari%a% 5ue se in%ica en #a "iura 9( e# e5uiva#ente ener es e#

circuito a(ierto 5ue a+arece en #a misma "iura.

~ ~

:Encen%i%o:

aM

&V- V 4V)

:A+aa%o:

(M

Jiura 9. E5uiva#entes

%e %io%o ener +ara #os

esta%os

aM :encen%i%o: $

(M :a+aa%o:

Las re%es mas sim+#es %e# %io%o ener a+arecen en #a "iura 91. EI vo#ta*e DC a+#ica%o es

"i*o asi como #a resistencia %e cara. EI ana# isis +ue%e &acerse "un%amenta#mente en %os

+asos.

R R

T

V

Jiura 91. Reu#a%or ener as#co Jiura 92. Determinaci6n %e# esta%o

%e# %io%o ener

1. Determinar e# esta%o %e# %io%o ener me%iante su e#iminaci6n %e #a re% $ ca#cu#an%o e#

vo#ta*e a traves %e# circuito a(ierto resu#tante.

MECANICA DE PRODUCCI6N 1=

1?

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ELECTR6NICA

La a+#icacion resu#tante %e# +aso 1 a #a re% %e #a "iura 91 5enerara #a re% %e #a "iura 2%on%e una a+#icacion %e #a reia %e# %ivisor %e# vo#ta*e resu#tara.

1 !! e# %io%o ener esta :encen%i%o: $ se +ue%e sustituir e# mo%e#o e5uiva#ente %e #a

"iura 9a. i ! K !! e# %io%o ener esta :a+aa%o:$ se sustitu$e #a e5uiva#encia e# circuito

a(ierto %e #a "iura 9(.

2. ustituir e# circuito e5uiva#ente a%ecua%o $ reso#ver#o +ara #as inconitas

%esea%as.

Para #a re% %e #a "iura 91 e# esta%o:encen%i%o: %ara +or resu#ta%o #a re%e5uiva#ente %e #a "iura 93. Puesto 5ue#os vo#ta*es a traves %e #os e#ementos+ara#e#os %e(en ser #os mismos seencuentra 5ue;

1=M

Jiura 93. ustitucion %e# e5uiva#ente ener+ara #a sustituci6n :encen%i%o:

La corriente %io%o ener %e(e %eterrninarse +or #a a+#icaci6n %e #a #e$ %e corriente %e'irc&o"". Esto es;

e 1?M

%on%e;

La +otencia %isi+a%a +or e# %io%o ener esta %eterrnina%a +or;

2M

e# cua# %e(e ser menor 5ue #a P/ es+eci"ica%a +ara e# %is+ositivo.

MECANICA DE PRODUCCI6N 1?

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ELECTRONICA

;

Antes %e continuar es mu$ im+ortante %arse cuenta %e 5ue e# +rimer +aso se uti#i)o so#o+ara %eterminar e# esta%o %e# %io%o ener. i e# %io%o ener esta en esta%o :encen%i%o: e#vo#ta*e a traves %e# %io%o no es ! vo#ts. Cuan%o e# sistema se encien%e e# %io%o ener se

encen%era tan +ronto como e# vo#ta*e a traves %e e# sea !! vo#ts. e :atara: en estenive# $ nunca a#can)ara un nive# mas a#to %e ! vo#ts.

#os %io%os ener se uti#i)an con ma$or "recuencia en #as re%es reu#a%oras 8 como unvo#ta*e %e re"erencia. La "iura 91 es un reu#a%or sim+#e %isena%o +ara mantener unvo#ta*e "i*o a traves %e #a cara R

L. Para #os va#ores %e vo#ta*e a+#ica%o ma$ores +ara e# 5ue

se 5uiere +ara encen%er e# %io%o ener e# vo#ta*e a traves %e #a cara se rnanten%ra en !!vo#ts.

si e# %io%o ener se em+#ea como un vo#ta*e %e re"erencia o"recera un nive# +aracom+rar#o en "uncion %e otros vo#ta*es.

E*em+#o

aM Para #a re% %e %io%o ener %e #a"iura 9? %eterminar !L.!R F I! P!

(M Re+etir e# incise a con RL 3 '

+ VR

_

R

16 !

T

V!1!

OL0CION;

Jiura 99. Reu#a%or %e# %io%o ener+ara e# e*em+#o

aM iuien%o e# +roce%imiento sueri%o #a re% se %i(u*a como 1 in%ica #a "iura 9.La a+#icacion %e #a ecuacion 1

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;

Da%o 5ue ! .

De(i%o a 5ue ! 12! es ma$or 5ue !) 1! e# %io%o esta en esta%o :encen%i%o: $ #a re%

%e #a "iura 9< sera e# resu#ta%o. La a+##cacion %e #a ecuacion 1=M enera

!L !) 1!

$

con

e

!R !* - !L 16! - 1! 6!

1 ! 3.33 mA3'

6! 6rnA1'

%e ta# "orma I! IR ; IL

6 rnA - 3.33 rnA

2.6

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Z K

!3 "i*o RL varia(#e

De(i%o a# vo#ta*e !! eiste un rano %e va#ores %e resistencias $ +or tanto %e corriente %e

caraM 5ue ase5urara 5ue e# %is+ositivo ener esta en esta%o :encen%i%o:. 0na resistencia

%e cara RL mu$ +e5uena enerara un vo#ta*e !L a traves %e #a resistencia %e cara menor

5ue !! R e# %is+ositivo ener estara en esta%o :a+aa%o:.

Para %etenninar #a resistencia %e cara minima %e #a "iura 96 5ue encen%era e# %io%o enersim+#emente se ca#cu#a e# va#or RL$ %ara como resu#ta%o un vo#ta*e %e cara ! LQ!).Estoes;

Reso#vien%o RLse tiene;21M

Cua#5uier va#or %e resistencia %e cara ma$or 5ue e# %e RL 5ue se o(tiene %e #a ecuaci6n 21Mase5urara 5ue e# %io%o ener esta en esta%o :encen%i%o: $ 5ue e# %io%o +ue%e ser

reem+#a)a%o +or su "uente e5uiva#ente !!.

La con%ici6n %e"ini%a esta(#ece e# RLrn#rumo +ero a su ve) es+eci"ica ei#L maimo como;

22M

0na ve) 5ue e# %io%o esta en esta%o :encen%i%o: e# vo#ta*e a traves %e R +ermanece

constante en;

e IR +ermanece "i*a en;

!R !i - !! # 23M

La corriente ener;

I ! RR; R 29M

I! IR ; IL M 2MResu#tan%o un I! minima cuan%o ILes un maimo $ un I! maimo cuan%o ILes un va#or minima%e(i%o a 5ue IR es constante.

Da%o 5ue I! esta #imita%a a I/como se es+eci"ic6 en #a &o*a %e %atos a"ecta e# rano %e RL

$ +ortanto %e IL. ustitu$en%o I/+or I! esta(#ece ei#L minima como;

IL min IR ; I! K

#a resistencia %e cara maima como;

26M

!RLma -1;----

Lmin2

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E$emlo

aM Para #a re% %e ia "iura 9= %eterminar e# rane %e R# %e I# 5ue resu#tara 5ue !R# se

mantena en 1!.

(M Determinar e# va#or %e #a %isi+aci6n maima en ]atts %e# %io%o.

3 '

V

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ELECTR6NICA

0na ra"ica %e !L en "unci6n %e RLa+arecen en #a "iura 9?a $ +ara !L en "unci6n %e L en

#a "iura9?(.

(MPma !! I/ 1!M 32mAM 32 mG

o 2. 1.2 'D o =mA 9mA

aM (M

Jiura 9?. !L en "unci6n %e RL e#L +ara e# reu#a%or %e #a "iura 9=

R& #i$a5 Vi varia;le

Para #os va#ores "i*os %e RL en #a "iura 91 e# vo#ta*e !i %e(e ser 38 su"iciente ran%e +ara

encen%ere# %io%o ener. EI vo#ta*e %e encen%i%o minimo !i !iminesta %etermina%o +or;

! ! RL!iL R RL

2=M

EI va#or maimo %e !i esta #imita%o +or #a corriente ener maimaI/. Oe(i%o a 5ue I/ IR- IL

2?M

Oe(i%o a 5ue ILesta "i*o en ! RL $ 5ue I/es e# va#or maimo %e I! e# maimo !i se

%e"ine +or;

3M


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ELECTRONICA

L !

!L v. 2 !

E$emlo

Deterrninar e# rano %e va#ores %e !i 5ue rnantencran e# %io%o ener %e #a "iura en esta%o

;'R:encen%i%o :. R

22

VC!2!

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1 LED

EI %io%o LED +resenta un com+ortamiento ana#o5o a# %io%o recti"ica%or %io%o

semicon%uctor + -nM sin em(aro su tensi6n %e co%o tiene un va#or ma$or norma#menteentre 1.2 -1.!.

i"

o-----II7-/-I--OR

eun e# materia# $ #a tecno#oia %e "a(ricaci6n estos %io%os +ue%en emitir en e# in"rarro*o%io%os IREDM ro*o a)u# amari##o $ ver%e %e+en%ien%o %e cua# sea #a #onitu% %e on%a en

torno a#a cua# emita e# LED.

Entre sus a+#icaciones +o%emos %estacar; +i#otos %e seria#i)aci6n instrumentoso+toaco+#a%ores etc.

Resu#ta %i"ici# %istinuir +or +ura ins+ecci6n visua# e# mo%e#o %e# LED as# como e# "a(ricante;#os va#ores rnairnos %e tensi6n $ corriente 5ue +ue%e so+ortar $ 5ue suministra e# "a(ricanteseran +or 38 enera# %esconoci%os. Por esto cuan%o se uti#ice un %io%o LED en un circuitose recomien%a 5ue #a intensi%a% 5ue 38 atraviese no su+ere #os 2 mA +recauci6n %ecaracter enera# 5ue resu%a.

1 DE CAPACIDAD !ARIALE !ARICAPM

on %io%os 5ue (asan su "uncionamiento en e# +rinci+io 5ue &ace 5ue #a

anc&ura %e #a (arrera %e +otencia# en una union PN varia en "un cion %e #a tension

inversa a+#ica%a entre sus etremos. AI aumentar %ic&a tension aumenta #a anc&ura%e esa (arrera %isminu$en%o asita ca+aci%a% %e# %io%o. De este mo%o se o(tiene uncon%ensa%or varia(#e contro#a%o +or tension. Los va#ores %e ca+aci%a%es o(teni%os

van %es%e 1 a +J. La tension inversa minima tiene 5ue ser%e 1!.

La a+#icacion %e estos %io%os se encuentra en #a sinton ia %e T) rno%u#acion %e"recuencia en transmisiones %e J/ $ ra%io so(re to%o.

im(o#o#a


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ELECTR6NICA

ARMAR CIRCUITOS AMP&I'ICADORES

CON TRANSISTORES

/ECANICA DE PROD0CCI6N 11 Ve. Anote sus res+uestas en #a ta(#aA.

..---------- 1 !

=@8 G.O

Jiura =

2. /onte e# circuito %e #a i#ustraci6n =. /i%a $ anote #os va#ores +ro+uestos en #a ta(#aA.

3. Re+ita #os +asos 2 $ 3 +ara #os otros transistores

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ELECTRONICAMECANICA DE PRODUCCI6N 3=

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ELECTRONICA

Polaizacio" co" eali$e"tacio"

9. En #a "iura ? use 7+E ti+ico +ara ca#cu#ar I.

!e !?' Anote sus res+uestas en #ata(#a .

9# delco*ecto

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ELECTR6NICA

TAB&A A. Po#ari)aci6n %e #a (ase

/"i/ "l8:l" !i

l" I V! l" I V!

3

=

eria# %esa#i%a R&en ae

:,&

#e

#e

eria# %e C C2 Centra%a

en ac

8 M Ve% V(%D+ D +C3

Ve%- ?Ve% ?

Jiura 2. Circuito %e +o#ari)aci6n "i*a Jiura 3. E5uiva#ente %e %c %e #a "iura 2


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Po#ari)aci6n %irecta (ase- emisor

Consi%ere +rimero #a ma#ta %e# circuito (ase-

emisor %e #a "iura 9. Cuan%o escri(a #a ecuaci6n%e vo#ta*e %e 'irc&&o"" en #a %irecci6n %e #asmaneci##as %e# re#oi se o(ten%ra.

N6tese #a +o#ari%a% %e #a cai%a %e vo#ta*e a travss

%e R* esta(#eci%a +or #a %irecci6n in%ica%a %e l*.

Cuan%o se resue#ve #a ecuaci6n +ara #a corrienteIa%a +or resu#ta%o 1siuiente;

I: Q V>>~.VD?

I Jiura 9. /a#ia (ase-emisor

Es ver%a% 5ue #a ecuaci6n 9 no es %i"ici# %e

recor%ar si se toma en cuenta 5ue #a cornente %e

(ase es #a cornente a traves %eR*. %e acuer%o

con #a #e$ %e O&m %ic&a cornente es e# vo#ta*e a

traves %e R* %ivi%i%o entre #a resistencia R*. EI

vo#ta*e a traves %eR* es e# vo#ta*e Vee a+#ica%o en

un etremo menos #a ca#%a a traves %e #a union

(ase-emisor V"?). De(i%o a 5ue e# vo#ta*e Vee

e# vo#ta*e (ase-emisor son constantes R*. "i*a e#nive# %e #a cornente %e (ase +ara e# +unto %e

o+eraci6n.

~l/>

+; V(%

DK-;

-;

ve>

/a#ia co#ector-emisor

La secci6n co# ector emisor %e #a re% a+arece en

#a "iura con #a %irecci6n %e #a corriente I

in%ica%a $ #a +o#ari%a% resu#tante a traves %eRe.La manitu% %e #a corriente %e# co#ector esta

%irectamente re#aciona%a a l*me%iante;

Es interesante o(servar 5ue %e(i%o a 5ue #acornente %e (ase esta contro# a%a +or e# nive# %e

R* 5ue l8 esta re#aciona%a *l* +or #a constante

~. #a manitu% %e l8 no es una "unci6n %e #a

resistencia Re. EI cam(io %e Re &acia cua#5uier

nive# no atectara e# nive# %e l*

%e l> mientras se+ermane)ca en #a rei6n activa %e# %is+ositive.

Jiura . /a#ia co#ector-emisor

1Jiura 6. /e%ici6n %e Ve$ V>/ECANICA DE PROD0CCION 3

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in em(aro como se vera mas a%e#ante e# nive# %e Re %eterminara #a manitu% %e Ve$' e#

cua# es un +arametro im+ortante.

La a+##cac#on %e #a #e$ %e 'irc&&o"" en #a %ireccion %e# senti %o %e #as maneci##as %e#

re#o* a#re%e%or %e #a ma## a cerra%a in%ica%a en #a "iura %ara +or resu#ta%o 38siuiente;

Ve$ Ie Re - Vee 8

$I Ve$ Vee -Ie Re I

#a cua# esta(#ece 5ue e# vo#ta*e a traves %e #a reion co#ector -emisor %e un transistor en #a

con"i5uracion %e +otart)acion "i*a es e# vo#ta*e %e atimentacion menos #a ca#%a a traves %e Re.

Como un (reve re+aso %e #a notacion %e su(#n%ice senci##o $ %o(#e recuer%e 5ue;

%on%e Ve$ es e# vo#ta*e co# ector -emisor $ Ve V$ son #os vo#ta*es %e# co#ector $ %e# emisor atierra res+ectivamente. Pero 8", %e(i%o a 5ue V$ Q O! se tiene 5ue;

A%ernas $a 5ue

$ 5ue V? ! entonces

Tena +resente 5ue #os nive#es %e vo#ta*e como VCE son %etermina%os me%iante #a co#ocacion%e #a +unta %e +rue(a ro*a +ositivaM %e# vo#timetro en #a termina# %e# co#ector $ #a +unta %e

+rue(a nera neativaM a #a termina# %e# emisor seun se muestra en ta "iura 6. Ve es e#

vo#ta*e %e# co#ector a #a tierra $ se mi%e se5un #a misma "iura. En este caso #as %os #ecturas

son i%enticas +ero en #as re%es 5ue siuen #as %os +ue%en ser mu$ %i"erentes. Com+ren%er

#a %i"erencia entre am(as me%i%as +ue%e ser mu$ im+ortantes +ara #a #ocen)aoon %e "a##asen #as re%es %e transistores.

E$emlo Determinar 38siuiente +ara #a con"i5uracton %e +o#ari)acion "i*a %e #a "iura

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u, +;

t

!ee12!

Re

)= .O C2 a#i%a

Entra%aC1

en ac M

#$ 8 en ac=?8 i## 38 Il+

7G= 50

D+

38 Il+ V(%

V$%

-

KJiura l* < l*5 V9 V* - V> < ! - 6=3 !

-613!

$ e# sino neativo reve#a 5ue #a union tiene +o#ari)ac#on inversa como %e(e ser +ara #aam+##t#cacion #inea#.


13?

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saturac#on *el tra"sistor

EI termino ":/"8i6 se a+#ica a cua#5uier sistema %on%e #os nive#es &an a#can)a%o sus

rnairnos va#ores. 0na es+on*a satura%a es a5ue##a 5ue no +ue%e contener otra ota %e#i5ui%o. Para un transistor 5ue o+era en #a reion %e saturacion #a corriente es un va#ormaimo +ara e# i p"/i8:l"/. EI cam(io en e# %iseno +ue%e ocasionar 5ue e# nive# esaturacion corres+on%iente +ue%a #Iear a incrementarse 8 %escen%er. Des%e #ueo e# nive#mas a#to %e saturacion esta %e"ini%o +or #a corriente maima %e# co#ector $ se +ro+orciona en#a &o*a %e es+eci"icaciones.

Las con%iciones %e saturacion se evitan norma#mente +or5ue #a union (ase-co# ector

$a no se encuentra con +o#ari)acion inversa $ #a seria# %e sa#i%a am+#i"ica%a se %istorsionara.

0n +unto %e o+eracion en #a reion %e saturac#on se %escri(e en #a "iura =a. Notese 5ue se

trata %e un reion %on%e #as curvas caracteristicas se *untan $ e# vo#ta*e co#ector -emisor se

encuentra en 8 +or %e(a*o %e !@$ 6*:. A%emas #a corriente %e# co#ector es re#ativamente a#ta

en #as caracteristicas.i se a+roiman #as curvas %e #a "iura =a a #as 5ue a+arecen en #a "iura =(e# rneto%o

%irecto +ara %eterminar e# nive# %e saturacion se toma a+arente. En #a "iura =a #a corriente

es mas menos a#ta $ e# vo#ta*e !CE se asume %e vo#ts. AI a+#icar #a #e$ %e O&m

+ue%e ca#cu#arse #a resistencia entre #os termina#es %e# co#ector $ #as %e# emisor %e #a

siuientemanera;

V@$ OR8?=- -- O

I> I@6*:

~ ~

IC 3"x +unto

+unto H

o o

aM 'K

Jiura =. Reion %e saturacion aM rea# (M a+roima%a.

La a+#icacion %e #os resu#ta%os a# es5uema %e #a re% resu#taria en #a con"#uracion %e #a"iura ?.

MECANICA DE PRODUCCI6N 13?

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ELECTR6NICA

Jiura ?. Determinaci6n %e '@6*:R@$!8 nV@$ Q ! . I8 Q I@6+:

Portanto $ +ara e# "uturo si eistiera una necesi%a% inme%iata %e conocer #a corrientemaima %e# co#ector nive# %e saturaci6nM +ara un %ise"io en +articu#ar s61 se inserta une5uiva#ente %e corto circuito entre e# co#ector $ e# emisor %e# transistor $ se ca#cu#a #a

corrienteresu#tante %e# co#ector. En resumen s61 &aa V@$ ov. Para #a con"iuraci6n %e+o#ari)aci6n "i*a %e #a "iura 1 e# corto circuito se a+#ic6 causan%o 5ue e# vo#ta*e a traves %e

R> se convierta en e# vo#ta*e a+#ica%o Vcc- La corriente %e saturaci6n resu#tante +ara #acon"iuraci6n %e +o#ari)aci6n "i*a es;

Jiura1. Determinaci6n %e '@6l+: +ara

#a con"iuraci6n %e +o#ari)aci6n

0na ve) 5ue '@6C: se conoce +ue%e tenerse i%ea %e #a corriente maima +osi(#e %e# co#ector

+ara e# %ise"io escoi%o $ e# nive# (a*o e# cua# %e(e +ermanecer si se es+era una

am+#i"icaci6n #inea#.

E$emlo Determine e# nive# %e saturaci6n +ara #a re% %e #a "iura

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ELECTR6NICA

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ELECTRONICA

-

Ana#isis %e recta %e cara

EI ana#isis &asta e# momenta se &i)o uti#i)an%o e# nive# %e ~ corres+on%iente con e# +unto H

resu#tante. A&ora se invest#5ara #a "orma en 5ue #os +arametres %e #a re% %e"inen e# rano+osi(#e %e +untos #a manera en 5ue se %etermina e# +unto rea#. La re% %e #a "iura 11aesta(#ece una ecuaci6n %e sa#i%a 5ue re#aciona #as varia(#es %e l8 V? %e #a siuiente

manera;

Las caracteristicas %e sa#i%a %e# transistor tam(ien re#acionan #as %os varia(#es como se

I8E V? muestraen#a"iura 11(.

En esencia se tiene una ecuaci6n %e re%es & un con*unto %e caracteristicas 5ueuti#i)an #as mismas varia(#es. La so#uci6n comun %e #as %os suce%e %on%e se satis"acen #as

restricciones esta(#eci%as +or ca%a una %e manera sirmntanea. Eso es simi#ar a encontrar #aso#uci6n +ara %os ecuaciones simu#taneas; una esta(#eci%a +or #a re% $ #a otra +or #ascaracteristicas %e# %is+ositive.

Las caracteristicas %e# %is+ositive %e l8 en "unci6n %e V? se o"recen en #a "iura 11(.

A&ora se %e(e su+er+oner #a #inea recta %e"ini%a +or #a ecuaci6n 12 so(re #as caracteristicas.

EI rneto%o mas %irecto +ara ra"icar #a ecuaci6n 12 so(re #as caracteristicas %e sa#i%a esme%iante e# &ec&o %e 5ue una #inea recta se encuentra %e"ini%a +or %os +untos. i se #iB

5ue '> sea mA entonces se es+eci"ica e# e*e &ori)onta# como #a #inea so(re #a cua# esta#oca#i)a%o un +unto. AI sustituir Ic OmAen #a ecuaci6n 12 se encuentra5ue;

V? V88 - &4)R8

$ V?Q V88 -I8 R8 I%e"inien%o un +unto +ara #a #inea recta %e acuer%o con #a"iura 12.

ll>

Ve>4e;

@

I mAM ~

?8L

R* Re

> .r-

9 ;V? "-

3~

2~

( Ve$l*

3

=)

1 ~

8 9

38L

l*!10 ~

I I

38 1

aM (M

Jiura 11.Ana#isis %e #a recta %e cara; aM #a re% (M #as caracteristicas e# %is+ositive.

/ECANICA DE PROD0CCI6N 3?3

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Jiura 12. Recta %e cara +ara

+o#an)acion "i*a

, Recta %e cara

o

A&ora s# se #iB 5ue V? sea O) 38 5ue esta(#ece a# j vertica# como ia #inea so(re ia cuaiestara %e"ini%o e# seun%o +unto se tiene 5ue cesta %etermina%o +or #a siuiente ecuacion;

e

eun a+arece en #a "iura 12.

AI unir #os %os +untos %e"ini%os +or #as ecuaciones 13 $ 19 se +ue%e %i(u*ar#a #inea recta. A#a

#inea resu#tante so(re #a ra"ica %e #a "iura 12 se Ie ##ama /8" 8"/B" %e(i%o a 5ue es %e"ini%o +ore# resistor %e cara R. /e%iante Ia so#ucion +ara e# nive# resu#tante %e 1C +ue%e esta(#ecerse e# +unto

rea# 5ue se muestra en #a "iura 12.

i e# nive# %e 1C cam(ia a# variare# va#or %e RDI e# +unto se %es+#a)a &acia arri(a 8 &acia a(a*o

so(re #a recta %e cara como se in%ica en #a "iura 13. i !eese conserva "i*o $ se cam(ia Re, #a recta

%e cara se movera e acuer%o con #a "iura 19. i I? se mantiene "i*o +unto se %es+#a)a como sein%ica en #a misma "iura. i R se mantiene "i*o $ V varia #a recta %e cara se mueve iua# 5ue en

#a "iura 1.

V

R< .)D;;t;;;; I?5

Jiura13. /ovimiento %e +unto H connive#es crecientes %e I Jiura19. E"ecto %e #os nive#es crecientes%e Reso(re #a recta %e cara $ e# +unto H.

/ECANICA DE PROD0CCI6N 3?=

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I8

V==7

R8

V==2

R8

V==3

R8

Jiura1. E"ecto %e va#ores +e5ue#ios %e ee so(re #a recta %e cara $ e# +unto H.

E$emlo Da%a 7a recta %e 7a cara %e 7a "iura 16 & e7 +unto H %e"ini%o ca7cu7e #osva# ores re5ueri%os %e ee) e; RD +ara #a con"iuraci6n %e +o#ari)aci6n "i*a.

Soluci6", A +artir %e #a "iura 16

12

10

?8

4

--~~---------30~

>

------~~------20~

?

--------------~~----10~

=I8=~

Ve$ Vee -2! e l> rnA

Ie Q VeeRe

Re Vee 2! 2 Ie 1mA

o 9 10 39 20

Jiura 16.


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CIRCUITO DE PO&ARI:ACIONESTABI&I:ADO EN EMISOR

La re% %e +o#ari)acion %e %c %e #a "iura 1e V*$= 8

con

$ reso#vien%o +ara I* %a

Notese 5ue #a mica %i"erencia entre esas ecuaciones +ara l* #a 5ue se o(tuvo +ara #a

connouracon %e +o#art)acion "i*a es e# termmo P 1R$

MECANICA DE PRODUCCI6N 3??

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ELECTR6NICA

TR

?

?

VVee

Jiura1=. /a#ia (ase - emisorJiura1?.

La "iura 1? #a so#ucion +ara #a cornente E4 %ara +orresu#ta%o #a misma ecuacion o(teni%a. O(servese 5uea%ernas %e# vo#ta*e %e #a (ase a# emisor V

?, e# resistor RE

/7#j" /B/ a# circuito %e entra%a %e #a (ase +orun "actor 1M. En otras +a#a(ras e# resistor%e# emisor5ue "orma +arte %e #a ma##a co#ector-emisor :a+arececomo:

G 1M R? en #a ma##a %e #a (ase a# emisor %e(i%o a 5ue ~es norma# mente 8 mas e# resistor %e# emisor a+arentaser muc&o ma$or en e# circuito %e #a (ase. Por tanto +ara#a cont#5uracion %e #a "iura 2 +ue%e ser %e uti#i%a% en e#

ana#isis 5ue se5uira a connnuacion. O"rece un "ormare#ativamente senci##a +ara recor%ar #a ecuaeion.

D

Jiura 2. Nive# re"#e*a%o %eim+e%ancia %e RE

0ti#i)an%o #a #e$ %e O&m se sa(e 5ue #a corriente a traves %e un sistema es e# vo#ta*e%ivi%i%o entre #a resistencia %e# circuito.

Para e# circuito %e #a (ase a# emisor e# vo#ta*e neto es Vee - VD?

. Los nive#es %e resistencia

son RD mas RE re"#e*a%o +or ~ 1M.

Malia colector / emisor

La ma##a co#ector -emisor se encuentra %i(u*a%a %e nuevo en #a "iura 21. La #e$ %e 'irc&&o""+ara #a ma##a in%ica%a en #a %ireccion %e #as maneci##as %e# re#o* %ara +or resu#ta%o;

ustitu$en%o E

OI aru+an%o terminos %a

VCE Q Vcc ; IC &R8 R$ Q 8


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ELECTRONICA

MT

o

$

EI vo#ta*e %e un unico su(i n%ice !? es e# vo#ta*e%e# emisor a #a tierra $ se %etermina +or

I V? I? R? I

mientras 5ue e# vo#ta*e %e# co#ector a #a tierra+ue%e %eterminarse

V? !e - V?

!e V? V? I

l/>

V@$

lI$

V>>

$

I V= V -lR I Jiura 21. /a#ia co#ector -emisor

EI vo#ta*e en #a (ase res+ecto a tierra +ue%e %eterminarse a +artir %e

Ia V.. - l" Ra II VD VD? V? I

E$emlo Para #a re% %e +o#ari)aci6n en emisor %e #a "iura 22 ca#cu#e;

aM ID

(M I

cM V?

%M !e

eM V$

"M a

M V"93 .

2!

2.

38 fl+

.--i O!o

38 fl+

Vi

M1----T-----1

Jiura 22. Circuito %e +o#ari)aci6n conesta(i#i)aci6n en e# emisor

Soluci6"

aM I - V.. - VD? Q 2! -O

1?3 ! 9 1 ~J9=1

MECANICA DE PRODUCCI6N 3?>

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(M Ie !(#l*

;; M 9 1 ~M

21 rnA

cM Ve$ Vee -/eRe R$

2! - 21 rnAM 2 1 M

2! -63 !

13?< !

dK v) Vee -/>ARe2! - 21 rnAM 2 M 2! - 92 !

1?= !

Nivel *e saturaci6"

EI nive# %e saturaci6n %e# co#ector #a corriente

maima %e# co#ector +ara un %iseno %e +o#ari)aci6n

en emisor +ue%e %eterminarse si se uti#i)a e# mismo

rneto%o a+#ica%o +ara #a con"iuraci6n %e

+o#ari)aci6n "i*a; se a+#ica un cortocircuito entre #as

termina#es %e# co# ector- emisor como se muestra en#a "iura 23 $ #ueo se ca#cu#a #a corriente %e#co#ector resu#tante +ara #a "iura 23.

I - Veee#at ; R 0R

e E

La a%ici6n %e# resistor %e emisor re%uce e# nive# %e

saturaci6n %e# co# ector a(a*o %e# 5ue o(tuvo con una

con"iuraci6n %e +o#ari)aci6n "i*a uti#i)an%o e# mismo

resistor e# co# ector.

eM V$ Ve - Ve$1?= ! - 13?< !

21 !

"M V* V*$ V$

< ! 21 !

2C#at ; R 0R

e %

Q ;:2 2 ! 2 !--;-E ~::1::;:~.E 3 E

66< rnA

5ue es mas menos e# %o(#e %e# nive# %e lQ +ara e# e*em+#o

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19=

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La ecuacion %e #a ma##a co#ector -emisor 5ue %e"ine #a recta %e cara es #a siuiente;

La secc#on %e IC rnA%a

e5un se o(tiene +ara #a con"#5urac#on %e +otan)acron "i*a. La e#eccion %e V? Q ! %a

Como se muestra en #a "iura 29. Los %i"erentes nive#es %e 'DQ %es+ta)aran %es%e #ueo e#

+unto H &acia arri(a &acia a(a*o %e #a recta %e cara.

PO&ARI:ACION POR DIVISION DE VO&TAJE

En #as con"iuraciones %e +o#an)acion +revias a#a corriente %e +otan)aoon IQ $ e#

vo#ta*e %e V?Q

+o#an)ac#on eran una "uncion %e #a anancia n corriente PK %e# transistor.

in em(aro %e(i%o a 5ue + es sensi(#e a #a tem+eratura es+ecia# mente +ara #ostransistores %e si#icio $ %e 5ue e# va#or rea# %e veta +or 38 enera# no esta (ien %e"ini%o 38me*or seria %esarro##ar un circuito 5ue "uera menos %e+en%iente %e &ec&o in%e+en%iente%e #a (eta %e# transistor.

La re% a #a 5ue nos re"erimos es con"i5uracion %e +o#ari)acion +or %ivision %e vo#ta*e

%e #a "iura 2. i se ana#i)a so(re una (ase eacta #a sensi(i#i%a% a #os cam(ios en (etaresu#ta ser mu$ +e5ue#ia. i #os +arametres %e# circuito se e#ien a%ecua%amente #os

nive#es resu#tantes %e IQ $ %e V?Q +ue%en ser casi tota#mente in%e+en%ientes %e (eta.

Recuer%e 5ue en ana#is#s anteriores e# +unto H esta(a %e"ini%o +or un nive# "i*o %e '8Q $ %e

V?Q' como se muestra en #a "iura 26.

EI nive# %e I@Q carn(iara con e# cam(io en (eta +ero e# +unto %e o+eracion %e"ini%o

so(re #as caracteri sticas +er IKo $ V?Q +ue%e +ermanecer "i*o si se uti#i)an #os +ararnetros

a%ecua%os %e# circuito.


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V

---

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ELECTR6NICA

1

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RM$ La "uente %e vo#ta*e Vee reresa a# circuito & e# vo#ta*e %e circuito a(ierto T&even#n %e ta

"iura 2? se ca#cu#a %e #a siuiente manera;

La a+#icacion %e #a reia %e# %ivisor %e vo#ta*e;

? Q D Q R2 UeeM R2 R+R

3 =

Jiura 2?. Determinacion %e ?M

Des+ues se vue#ve a %i(u*ar #a re% t&evenm como se muestra en #a "iura 3 e I@Q +ue%eca#cu#arse a# a+#icar +rimero #a #e$ %e vo#ta*e %e 'irc&&o"" en #a %#reccion %e #as maneci##as %e#

re#o* +ara #a ma##a 5ue se in%ica;

ustitu$en%o '$ ~ 1)# reso#vien%o +ara I

Aun5ue #a ecuacion 3 a+arece a# +rinci+io %i"erente %e #as 5ue se %esarro##aros anteso(servese 5ue e# numera%or es una ve) mas una %i"erencia %e %os nive#es %e vo#ta*e $ 5uee# %enomina%or es #a resistencia %e #a (ase mas e# resistor %e emisor re"#e*a%o +or ~ 1M.

0na ve) 5ue I se conoce #as canti%a%es restantes %e #a re% +ue%en esta(#ecerse %e

#a misma manera como "ueron %esarro##a%as +ara #a con"iuracion %e +otan)acion en emisor.

Estoes.

D

Jiura 3. #nsercion %e# circuito e5uiva#ente %e T&evenin


11

7/23/2019 89000645 Electronica

197/240

1

EJercicio Determine e# vo#ta*e %e +otan)ac#on %e %e V?ta corriente I +ara #a siuientecon"i5uracton %e %ivisor %e vo#ta*e %e #a "iura 31.

22 !

7/23/2019 89000645 Electronica

198/240

ELECTRONICA

ARMAR CIRCUITOS DE PU&SO


13

7/23/2019 89000645 Electronica

199/240

3

-; 3

! >;r i

1

I

F

1 1

@

ELECTRONICA

1!1! 9

7/23/2019 89000645 Electronica

200/240

ELECTRONICA

19

7/23/2019 89000645 Electronica

201/240

ELECTR6NICA

OPERACION

Armar $ veri"icar e# "uncionamiento %e un 7T en corte $ saturaci6n

EI mo%o mas sim+#e %e usar un transistor es &acer#o "uncionar como un interru+tor

esto sini"ica 5ue e# o+era en #as reiones %e saturaci6n $ %e corte +ero sin sa#ir %e #a recta %ecara. Cuan%o esta satura%o un transistor actua como un contacto cerra%o entre #os

termina#es %e# emisor $ co#ector cuan%o esta corta%o "unciona como un contacto a(ierto%e(i%o a #a ran rano %e variaci6n %e ee una saturaci6n "uerte es usa%a en circuitos con

transistores usa%os como interru+tores. Esto sini"ica &acer circu#ar en #a (ase una corriente

su"iciente +ara aranti)ar #a saturaci6n %e# transistor sa(re to%as #as con%iciones %e

o+eraci6n. Para transistores %e +e5ueria seria# una saturaci6n "uerte re5uiere corriente %e

(ase %e a+roima%amente un %ecimo %e corriente %e saturaci6n %e co#ector.

Otra "orma (asica %e usar un transistor es como una "uente %e corriente. En este caso

e# resistor %e (ase es omiti%o $ una "uente %e tensi6n es conecta%a %irectamente e# termina#%e (ase. Para a*ustar #a corriente %e# co# ector %esea%a usamos un resistor en e# emisor. EI

emisor esta amarra%o a #a (ase con una ca#%a %e tensi6n %e ! E . Por 1tanto #a corriente %e#

co#ector es iua# a !ee - !EK %ivi%i%o +or RE. Esta corriente "i*a %e# co# ector circu#a entonces

+or #a cara #a cua# es conecta%a entre e# co#ector $ #a "uente %e a#imentaci6n.

PROCEO DE E7EC0CION

1. Ca#cu#e en #a "iura 1 I I e !eE.Anote sus res+uestas en #a ta(#a 1.

1 !

1 G.O

LEDQ

Jiura 31 R

2. /onte e# circuito corte saturaci6n con transistor %e #a "iura 1. /i%a $ anote #os va# ores+ro+uestos en #a ta(#a 1.

3. Re+ita #os +asos 1$ 2 con #os otros transistores.

?I /"i/ 8 7: 8//i

9. Ca#cu#e #os va#ores +ro+uestos %e #a "iura 2 $ anote en #a ta(#a 2.

/ECANICA DE PROD0CCI6N 39?

1

7/23/2019 89000645 Electronica

202/240

T1!

Jiura 2.

. /onte #a "uente %e corriente a un transistor "iura 2. Encuentre $ anote #os va#ores +ro+uestos

en #a ta(#a 2.

6. Re+ita #os +asos 9 usan%o #os otros transistores.

V/i7i8"8i6 *78

7/23/2019 89000645 Electronica

203/240

ELECTRONICA

Ta(#a 1. Transistor como interru+tor

/"i/ "l8:l" !i

l" I V? l" I V?

3

=

: 8//i

"l8:l" !-i-

R V? I V" I


1

7/23/2019 89000645 Electronica

204/240

OPERACION

Armar /u#tivi(ra%or monoesta(#e con e#

EI tem+ori)a%or tarn(ien +ue%e usarse como un circuito mu#tivi(ra%or %e un %is+aro

monoesta(#e como se ve en #a "iura. Cuan%o #a seria# %e %is+aro +asa a ne5ativo activa a#mu#tivi(ra%or %e un %is+aro con #a sa#i%a en e# termina# 3 $en%o %e a#to +or un +erio%o %e

tiem+o. " 1.1 R

1 !

I-------i @ ?

ALIDA

..,-----" > < t-----r----O

2 1

ENTRADA DE ---I

DIPARO

Jiura 1

PROCEO DE E7EC0CION

1. /ontar e# circuito %e #a "iura anterior con R0 Q

7/23/2019 89000645 Electronica

205/240

OPERACION

Armar Multivi;ra*or Asta;le co" e1===8


1. Ca +ara #os va#ores %e "recuencia $ e# "actor %e tra(a*o en #a "iura 2 +ara #os va#ores %e

resistencia anota%os en #a ta(#a ?. Anote sus res+uestas.

+15V 470n

~

Jiura 2. I1nJ .L 100n

2. /onte e# circuito %e acuer%o a#a JIura 2 con RA Q 1 R Q 1 .

3. O(serve #a seria# %e sa#i%a con e# osci#osco+io. /i%a $ anote #a "recuencia.

9. /i%a G. Ca#cu#e $ anote e# "actor %e tra(a*o como D me%i%o en #a ta(#a 2.

. O(serve #a tension en e# ca+acitor %e tem+on)acion Pin 6M. De(e o(servar una on%a con

su(i%a $ %escenso e+onencia# con #os Iimites %e $ 1 !

6. Re+ita #os +asos 2 a +ara #os otros va#ores %e #a resistencia %e #a ta(#a ?.

Ta(#a 2. /u#tivi(ra%or asta(#e

RA RCa#cu#a%o /e%i%o

" D " D

1 1

1 1

1 1


1?

7/23/2019 89000645 Electronica

206/240

OPERACION

Detectar- rearar#allas e" circuitos *e ulso8

1 !!CC12!

=

999

'2

1nJQ6! I

aM 'K

Jiura 1


1. Para #a "iura =a su+ona 5ue #a resistencia %e (ase esta a(ierta mi%a $ ca#cu#e #atension en e# co#ector$ I#ene en #a ta(#a 11a tension %e co#ector.

Ta(#a 2.

R ! co#ector Teorico ! co# ector me%i%o

R 1

2. Anote en #a ta(#a 1 +ara #os %e"ectos 5ue se +resenten en e# circuito %e #a "iura 1a.

Ta(#a 1.

De"ecto ! c Ca#cu#a%o !c/e%i%o

Co#ector - Emisor

en corto

Co#ector - Emisor

a(ierto

MECANICA DE PRODUCCION 1?

16

7/23/2019 89000645 Electronica

207/240

ELECTR6NICA

3. Anote en #a ta(#a 2 +ara #os %e"ectos 5ue se +resentan en #a "iura=(.

Ta(#a 2.

De"ecto ALIDA v;"recuenciaMPIN 1 a(ierto

PIN 9 a(ierto

PIN = a(ierto

R3 a(ierto

R= a(ierto

R< a(ierto

RESPUESTA DE& TRANSISTORA UNA ONDA CUADRADA

Cuan%o e# transistor tra(a*a en #a )ona #inea# e# +rinci+io %e su "uncionamiento es e# :contro#

%e corriente: consistente en 5ue +e5uerias variaciones %e #a corriente %e entra%a lMK

oriinan variaciones ma$ores en #a corriente %e sa#i%a #cM. En esta )ona #a re#aci6n entre Ie

e IM es e# +ararnetro &JE anancia %e corriente. Este tra(a*o %e# 7T se a+#ica en

#os am+#i"ica%ores %e seria#.

En conmutaci6n e# transistor tra(a*a como si "uese un interru+tor %on%e se +osi(i#ita s61%os

a#temativas %e tra(a*o en (#o5ueo en saturaci6n.

+ EI ,-T e" %lo.ueo

En esta%o (#o5uea%o e#7T no con%uce corriente. Para 5ue con%u)ca un 7T %e si#icio%e(e eistir una %i"erencia %e +otencia# %e < !entre (ase $ co#ector. En e# siuiente ra"icoen #a (ase $ co# ector. En e# siuiente ra"ico en #a (ase &a$ O!sien%o iua# a #a tensi6n %e#emisor +or 1tanto e# transistor +errnanecera (#o5uea%o sien%o maima #a tensi6n %esa#i%a %e# circuito.

---------1-------_ 0ccQ !

3;;;;;; ....0oQ !

Jiura 2.

MECANICA DE PRODUCCI6N 3>8

7/23/2019 89000645 Electronica

208/240

ELECTR6NICA

161

7/23/2019 89000645 Electronica

209/240

ELECTRONICA

I

R

+ EI ,-T $% satuacio"

En este esta%o e# transistor con%uce #a maima corriente +osi(#e %e# circuito Ie satM

sien%o 0eE mu$ cerca %e O! con 1 5ue #a tensi6n %e a#imentaci6n %e# circuito 5ue%a

+racticamente to%o en #a resistencia %e co#ector RcM mientras 5ue #a tensi6n %e sa#i%a en e#

co#ector es %e# or%en %e 1 . Cuan%o 0Eoriina #a saturaci6n %e# transistor $a no se

mantiene #a re#aci6n entre Ie 7+E 5ue +ara #a )ona #inea# era #sien%o en este caso su+erior &5ue +ara aseurar #a saturaci6n %e# transistor #a re#aci6n +or 1 menos %e(e #Iear a# %o(#e5ue en #a )ona #inea#.

---------.-------- 0ccQ !

t;;;;;;; 0o Q ov

Jiura 3.

E/e$!lo0

e re5uiere contro#ar e# encen%i%o $ a+aa%o %e una #am+ara +or me%io %e un re#e $ 5ue a #ave) este sea contro# a%o +or un circuito e#ectr6nico %e conmutaci6n. Tenien%o #ascaracteristicas %e #a "uente e# va#or %e #a tension %e entra%a $ #as caracteristicas %e# re#ese#eccionare# transistor$ R.

etiene;

0cc 12! Re#e 12! 36 rnA. 0W9!

18 e se#ecciona e#transistor;

en stoc se tiene O 13cu$ascaracteristicas son;

=8 e ca#cu#a R

Ie Q 36mA

Ie maC Q 2A

0eEQ 9!1= Q

I, 27+E

Ptot Q 12G

7+E Q 9 ... 1

1= Q ?6 rnA

- 0* - 0E ;

I

R Q 33

MECANICA DE PRODUCCI6N 3>3

162

7/23/2019 89000645 Electronica

210/240

ELECTR6NICA

5

CIRCUITOS INTERADOS TEMPORI:ADOS

Las a+#icaciones como osci#a%ores enera%ores e +u#so enera%ores e ram+a u on%a

cua%ra%a mu#tivi(ra%ores %e un %is+aro a#armas contra ro(o $ monitores %e tension 5uere5uieren un circuito ca+a) %e +ro%ucir interva#os %e tiem+o me%i%o.

EI circuito intera%o tem+ori)a%or mas +o+u#ar es e# "ue intro%uci%o +rimero +or

inetics Cor+oration. imi#ar a #os am+#i"ica%ores o+eraciona#es %e +ro+osito enera# e#

es con"ia(#e "aci# %e usar en ran varie%a% %e a+#icaciones $ %e (a*o costo. EI

tarn(ien +ue%e o+erar con tensiones %e a#imentacion %e ! a 1=! +or tanto es com+ati(#e

tanto con #os circuitos TTL como con am+#i"ica%ores o+eraciona#es.

EI Temori3a*or === >Timer?

EI tem+ori)a%or +ue%e consi%erarse como un con*unto "unciona# 5ue tiene %os

com+ara%ores %os transistores tres resistencias iua#es un "#i+ - "#o+ $ una eta+a %e sa#i%a

se5un se muestra en #a "iura;

0cc

7 DE=

163

7/23/2019 89000645 Electronica

211/240

ELECTRONICA

entra%a inversora se %enomina %is+ara%or +in 2M %e(i%o a# %ivisor %e tension #a entra%a noinversora tiene una tension "i*a%o a 0cc Q3 cuan%o #a tension %e entra%a en e# %is+ara%or es

#ieramente menor5ue 0ccQ3 #a sa#i%a %e# o+eraciona# a un nive# a#to %e tensi6n entra%a r

%e# "#i+ "#o+M $ +one a cero a# "#i+ "#o+. Jina#mente #a +atita 8 +in 1 es #a tierra e# intera%omientras 5ue #a +atita = es #a %e a#irnentacion. EI timer "uncionara con cua#5uier tension%e a#imentaci6n com+ren%i%a entre #os 9!$ 16!.

Multivi;ra*or Mo"oesta;le

La siuiente "iura muestra a# timer conecta%o +ara un "uncionamiento en mo%omonoesta(#e %escara micaM.

~~~------------------~ ucc

4@

6

I H

R #o

= I0cc

DIPARO

0/RAL

L... ALIDA

(M Jiura 2.

Junciona como siue; #a entra%a at %is+ara%or es #ieramente menor 5ue 0cc Q3 e#

o+eraciona# in"erior se va a un nive# %e tension a#to $ +one a cero e# "#i+ "#o+ esto &ace 5ue e#transistor se corte +ermitien%o cararse a# con%ensa%or. Cuan%o #a tensi6n %e um(ra# es#ieramente ma$or 5ue 20cc Q3 e# o+eraciona# su+erior tiene +or sa#i%a un nive# a#to %e

tension 1 cua# +one a uno "#i+ "#o+ tan +ronto como #a sa#i%a #Iea a uno e# transistorcon%uce $ e# con%ensa%or se %escara ra+i%arnente.


7/23/2019 89000645 Electronica

212/240

ELECTRONICA

169

7/23/2019 89000645 Electronica

213/240

#a "iura 3 +ara e# circuito tem+ori)a%or "uncionan%o en mo%o monoesta(#e s61 se

muestran #as +atitas +ines com+onentes eternos inci%enta# mente.

La "iura anterior muestra #as "ormas %e on%a ti+ica #a entra%a a# %is+ara%or es un +u#so

anosto con un va#or %e re+oso %e 0cc e# +u#so %e(e caer +or %e(a*o %e #as 0cc 13 +ara

+oner a cero a# "#i+ "#o+ $ +ermitirte cararse a# con%ensa%o cuan%o #a tensi6n %e um(ra#

ece%e #ieramente #os 20cc 13 e# "#i+ "#o+ se +one a uno esto satura a# transistor $ %escara

a# ca+acitor como resu#ta%o o(tenemos un +u#so %e sa#i%a rectanu#ar. EI con%ensa%or

tiene 5ue cararse a traves %e #a resistencia R a ma$or va#or %e #a constante %e tiem+o

ma$or es e# tiem+o 5ue toma e# con%ensa%or +ara a#can)ar #os 20cc 13; en otras +a#a(ras #a

con stante %e tiem+o Rc contro# a e# anc&o %e +u#so %e sa#i%a. Reso#vien%o #a ecuaci6n

e+onencia# +ara #a tensi6n %e con%ensa%or se o(tiene #a siuiente "6rmu#a +ara e# anc&o %e#

+u#so.

G 11 Rc

Por e*em+#o si R Q22 'N * C Q6= M J entonces #a sa#i%a %e# tem+ori)a%or monoesta(#ees;

G 11 22 1 9

c -3-- ,#

I2 1

I

T0cc

.1 7-#J

- 8 ;; -DIPARO

Jiura 3.

EI +in %e contro#M es +o#ari)a%o a tierra a traves %e un +e5ueno con%ensa%or ti+icamente

%e . 1 ~" esto +ro+orciona un "i#tra%o +ara e# rui%o 5ue se intro%uce +or #a tensi6n %e contro#.Cuan%o se conecta a tierra e# +in 9 in&i(e a# tem+ori)a%or +ara evitar +uestas a cero

acci%enta#es or%inariamente se conecta e# +in 9 a #a "uente %e airmentaci6n como se muestra

en #a "iura anterior.


16

7/23/2019 89000645 Electronica

214/240

Multivi;ra*or Asta;le

La siuiente "iura muestra a# timer conecta%o +ara este mo%o %e "uncionamiento.

4

aM

#

-#

R

1

7/23/2019 89000645 Electronica

229/240

ELECTRONICA

Sim;olo

Curva caracteristica

ona %e con%uccion%e# %io%o %e cuatro

ca+as i)5uier%o

ona %e con%uccion

%e# %io%o %e cuatro

ca+as %erec&o

-Q

E&SCR

Estos e#ementos +ue%en consi%erarse como una evo#ucion %e #os %io%os %e cuatro ca+as a#os 5ue se #es &a a7ia%i%o un e#ectro%o %e man%o tarn(ien %enomina%o +uerta.

Cuan%o e# e#ectro%o %e man%o 8 +uerta no esta conecta%o e# CR se com+orta como un%io%o %e cuatro ca+as.

Este e#emento actua como interru+tor %e a#ta ve#oci%a% $ se uti#i)a enera#mente en circuitos5ue "uncionan con +otencia#es %e varios cientos %e vo#tios $ +or 5ue +ue%an +asar &astavarios cientos %e am+erios. ien%o su ma$or uso en reu#aci6n %e ve#oci%a% %e motores %ecorriente continua.

Pri"ciio *e #u"cio"amie"to *el SCR

A un transistor CR +ue%e &acerse#e tra(a*ar como circuito a(ierto %e*an%o#o(#o5uea%o en senti%o %irectoM 8 +ue%e &acerse#e %is+arar a un esta%o %e con%ucci6n en

senti%o %irecto a+#ican%o un im+u#so corto %e +otencia re#ativamente (a*o e# termina# %e

+uerta.

MECANICA DE PRODUCCION 3@@

1

7/23/2019 89000645 Electronica

230/240

ELECTR6NICA

0na %e #as a$u%as +ara enten%er me*or su "uncionamiento es uti#i)a%o e# circuitoe5uiva#ente %e %os transistores. Divi%ien%o e# tiristor en %os transistores uno PNP $ e# otroNPN como se muestra ene# siuiente ra"tco.

Termina# %e Ano%o

/eta#

8

+

Puertan

Termina#

%e PuertaTermina# %e cato%o ' '

EI "uncionamiento +ue%e %ivi%irse %e #a siuiente manera;

Polari3aci6" inversa.- La +o#ari)aci6n neativa %e# ano%e res+ecto %e# cato%o e#tiristor se encuentra en esta%o %e (#o5ueo inverso $ so#amente +asa una corriente %e "ua %e

va#or (a*o. en estas con%iciones #as uniones 71 $ 73 estan +o#ari)a%as en senti %o inverso.

Polari3aci6" %irecta.- La +o#ari)aci6n +ositiva %e# ano%e res+ecto %e# cato%o +erosin seria# %e +uerta. En este caso se %ice 5ue e# CR esta (#o5uea%o en senti%o %irecto+uesto 5ue se com+orta como una resistencia e#eva%a.

o#amente +asa una +e5uena corriente %e "ua. Pue%e verse tam(#en 5ue aun5ue7

$ /< esten +o#ari)a%as en senti%o %irecto #a uni6n centra# /= esta inverti%a. Por 15ue res+ecta

a# circuito e5uiva#ente se +ue%e e+#icar e# (#o5ueo en senti%o %irecto +or5ue a# no tener #a+uerta seria# a+#ica%a. Tr= se (#o5uea. o#amente +ue%e +asar una corriente %e "ua

+e5ueria.

Po#ari)aci6n en senti %o %irecto con sena# a+#ica%a a #a +uerta. i se a+#ica unim+u#so %e +o#ari)aci6n %irecta entre #a +uerta $ cato%o mientras e# ano%e sea +o#ari)an%oen "orma +ositiva res+ecto %e# cato%o e# CR estara o(#ia%o a con%ucir.

EI tiem+o %e conmutaci6n es ra+i%o microseun%osM $ +ue%e +asar +or e#com+onente una corriente ran%e #imita%a so#amente +or #a resistencia eterna. La tensi6n%e ano%e a cato%o cae a un va#or (a*o norma#mente 1!.

Esta acci6n +ue%e e+#icarse em+#ean%o e# circuito e5uiva#ente seria#an%o 5ue un im+u#so

%e +o#ari)aci6n en senti%o %irecto &ace (aTr) con%u)ca.

MECANICA DE PRODUCCION 3@4

1

7/23/2019 89000645 Electronica

231/240

EI circuito %e #os %os transistores tiene un #a)o %e rea#imentaci6n +ositiva +uesto 5ue ca%auno tiene su co#ector ca(#ea%o a #a (ase %e# otro. Por este motivo #os %os transistorescon%ucen ra+i%amente $ +ermaneceran as@ aun cuan%o se retire #a seria#.

EI con*unto so#amente +ue%e %e*ar %e con%ucir +or re%ucci6n %e #a corriente %e ano%e +or%e(a*o %e un va#or conoci%o como :corriente %e retenci6n: corriente %e mantenimiento. En#os circuitos %e corriente a#tema #os CR %e*an %e con%ucir to%os #os semicic#os cuan%o #atension %e #a "uente %e a#imentaci6n +asa +or cera $ se &ace neativa esto autornaticarnente&ace 5ue %e*e %e con%ucir. En #os circuitos %e corriente continua se em+#ean tecnicases+ecia#es +ara re%ucir #a corriente %e ano%e a cero +ara &acer 5ue no con%u)ca esecom+onente.

Eisten otras %os con%iciones a+arte %e #a seria# %e #a +uerta 5ue &aran 5ue e# CR(#o5uea%o en senti%o %irecto entre en con%ucci6n.

o(re+asan%o #a tension %irecta maima %e ru+tura en senti%o %irecto.

A+#ican%o una on%a %e tension %e su(i%a ra+i%a entre ano%e $ cato%o norma#mente ma$or

%e ! +or microseun%o. Este :e"ecto %e ra+i%e): se e+#ica +or5ue #a ca+aci%a% interna

uni6n 7=K +ue%e a#imentar una +arte %e una tensi6n %e Ymo%o %e su(i%a (rusca a traves %e #a

+uerta. Esto &ace 5ue e# CR con%u)ca.

ien%o estos %os e"ectos in%esea(#es.

Sim;olo *el SCR

EI sim(o#o %e# CR es e# mismo 5ue e# %e un %io%o recti"ica%or a# 5ue se Ie ana%e un termina##Iama%o +uerta 8M.

6

A A

Curvas *e caracteristicas *el SCR

En e# siuiente ra"ico se tiene re+resenta%o #a curva caracter#stica %e #a IJen "unci6n

%e 0JM%on%e +o%emos o(servar 5ue con%uce en e# +rimer cua%rante con%ucci6n %irecta $

(#o5uea en e# tercercua%rante.

MECANICA DE PRODUCCI6N 3@

1=

7/23/2019 89000645 Electronica

232/240

Corriente %irecta

Q Con%ucci6n %irecta

Corriente %e retenci6n

a)Tension Inversa

: Rei6n %e %escara

inversa

Tension %irecta

maima %e ru+turaen senti%o %irecto

------------------_.

#o5ue en senti%o %irecto

Reverse current

Eseci#icacio"es tecn#cas *el SCR

Las es+eci"icaciones tecnicas mas im+ortantes %e# CR son;

Corriente me%ia en %irecto IJA!M.- Es #a maima corriente me%ia 5ue +ue%e circu#ar +or e#

CR.

Tension %e +ico inverso 0RG/M.- Es #a maima tension %e +ico 5ue +ue%e so+ortar e# CR

en +otan)ac#on inversa.

As# mismo eisten otros +arametres 5ue #os "a(ricantes +ro+orcionan +ara un me*or uso %e

ca%a ti+o %e CR entre e## os +o%emos citar;

B Corriente maima %e +uerta I8TM

B Tension maima %e ce(a%o %e #a +uerta 08TM

B Corriente %e mantenimiento 1 /M

B Tension %e mantenimiento 0HM

B Corriente %e enanc&e ILM

B Tension %e enanc&e 0LM

B Tension %e %is+aro 0OM

B Tension %e cresta a# esta%o (#o5uea%o 0OG/M

B Tension %irecta %e +ico re+etitivo 0JR/M

B Tension inversa %e +ico no re+etitivo 0R/M

B Corriente maima %e +ico no re+stitivo IJ/M

As# mismo en #a curva %e caracteristicas %e# CR +o%emos notar reiones en #a ausencia %e

corriente %e coman%o.

MECANICA DE PRODUCCION 348

1=1

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ELECTRONICA

1. Reion %e ran im+e%ancia $ con%tc#on %e (#o5ueo %e #a estructura PNPN sien%o #a unioncentra# +o#ari)a%a en inversa.

2. Aumentan%o #a tension %irecta se +resenta #a tension %e ava#anc&a %e #a union centra#esto es #a tension %e %is+aro ru+tura con 08

3. Reion %e resistencia neativa no o(serva(#e con e# osci#osco+io.

9. Reion %e +e5uena im+e%ancia es #a reion %e con%uccion %irecta.

i se a+#ica una corriente %e coman%o so(re #a +uerta se %es+#a)a &acia #a i)5uier%a

#a tension %e ru+tura 0DM

CORRIENTEDEANODO LIJM

9

=

#OM E

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234/240

TN 311 1

TN ?31 2 =88TN ?31 9 9

TN ?31 6 6 ;TN ?31 = =

TN ?311 =?1 3888 1 ?8 < =88 . 1.? =888 3

T"#?31 12 3=88TNP311~ 19

TN ?3116 16

TN ~311= 1= ;

TN ?312 =888

I.

g

ELECTRONICA

Ho*a %e %atos %e CRs %e +otencia.

THO/ON E/ICOND0CTE0R

t&$ri~tors ^\5 1Arms

t&$ristors ^\5 1Ae""

...

I.)hU))5.... T)Q=90C %v I dt0..... r,Ma

))hoo ... ^6F to ms .T I.T . I I:..T&e# T. Q 3=90C

Case

AK V)-- $a] $a] $a] minK AK $a] K $Ai K YrnAV iI,KrnAK

3?88 Ar$T Q 48 0C T) Q 3=90C It Q 33=9 COOA #

388 Ann,lT.)... 48 [C T. 3=90C 33^^^^

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235/240

E& TRIAC

Es un e#emento semicon%uctor %e tres e#ectro%os +erteneciente a #a "ami#ia %e #os

tiristores uno %e sus e#ectro%os es su termina# %e controi##ama%o +uerta 8M $ #os otros %osson #os e#ectro%os +rinci+a#es %e con%ucci6n.

Este %is+ositivo +ue%e +asar %e un esta%o %e (#o5ueo a un reimen %e con%ucci6n en

#os %os senti%os %e +o#ari)aci6n 1er $ 3er cua%rantesM $ vo#ver a# esta%o %e (#o5ueo +orinversi6n %e #a tensi6n +or %isminuci6n %e #a corriente +or %e(a*o %e# va#or %e

mantenimiento IH.

EI TRIAC es +ues #a versi6n (i%irecciona# %e# CR en su re+resentaci6n e#ectrica se Ie

+ue%e com+arar con #a asociaci6n en anti+ara#e#o %e %os CR como se in%ica en e# 5ra"ico

siuiente.

+ N

N

N

EI "uncionamiento es simi#ar a# %e #os CR.Asi e# TRIAC %e*ara +asar #a corriente #a

(#o5ueara en am(as %irecciones $ +ue%e ser %is+ara%o +ara 5ue +ro%u)ca en una u otra

%irecci6n #as senates %e +uerta +ositivas 8 neativas.

EI TRIAC conoucira correctamente si;

aM T2 MT1 -M

8TM

(M T2 -M

T1 M8-M

Primer cua%rante

Tercer cua%rante

MECANICA DE PRODUCCION 34

1=

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239/240

ELECTRONICA

BIB&IORA'iA

G ELECTRONICA; :Teorta %e circuitos: Ro(ert L o$#esta%. eta E%.Prentice - Ha## His+anoamericana.A

PRINCIPIO DE ELECTRONICA Pau# /a#uino. E%itoria# Esmera#%a/ora.

G ELECTRONICA Ham(#e$ 2a E%.Prentice - Ha## His+anoamericana.A

i## ELECTRONICA DE POTENCIA 7. 8arcia !i##arrea#. ENATI

MECANICA DE PRODUCCION 34@

1==

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89000645 Electronica