FUNDAMENTOS DE ELECTRONICA

1. La Electrnica es la base de todos los sistemas de avinica, as como todoslos dispositivos semiconductores como diodos, transistores y circuitosintegrados.

2. Este captulo proporciona una introduccin a la teora y el funcionamientode los semiconductores y su aplicacin en los circuitos electrnicos bsicos.

TEORIA DE LOS SEMICONDUCTORES1. Los materiales, que combinan algunas de las caractersticas elctricas de los conductores y algunos

aislantes, se conocen como SEMICONDUCTORES.2. Los tipos mas comunes de semiconductores son el silicio, germanio, selenio y galio.3. En su estado puro estos materiales tienen relativamente pocos electrones libres que permitan el flujo

de corriente elctrica.4. Sin embargo es posible adicional al material puro, algunos tomos de otro material, (tomos

impureza) para modificar las propiedades del semiconductor para que pueda conducirelectricidad.

5. Recordemos que los tomos, deben mantener estabilidad en sus cargas, la cual se considera ceroo se dice que tiene carga nula.

6. Los electrones giran alrededor del ncleo, cada uno en una orbita establecida (Shell).

1. En electrnica la nica orbita de importancia es la masexterna al ncleo del tomo, la cual se denomina capade valencia (Valence Shell).

2. Si la capa de valencia, tiene completo el nmero deelectrones establecidos para ese material, entonces loselectrones estn unidos rgidamente entre s, por lotanto el material tiene las propiedades de un aislante.

3. Si de otra manera, la capa de valencia no tienecompletos los electrones establecidos para el material,los electrones pueden ser fcilmente separados de susorbitas, entonces el material tendr las propiedadesasociadas con un conductor elctrico.

4. En su estado puro, el silicio es un aislante, debido a quesu enlace covalente mantiene rgidos a todos loselectrones de valencia, (no existen electrones libres), nopermitiendo de esta manera la conduccin de energaelctrica. Ver estructura reticular Fig. 2.1.

1. Si introducimos al material, un tomo que tiene cinco electrones en su capa de valencia de unelemento diferente (una impureza) se producir un excedente de electrones. Fig. 2.2).

2. Entonces, estos electrones libres estarn disponibles para utilizarlos como portadores de carga, deesta manera cuando se aplique una diferencia de potencial la corriente elctrica fluir.

3. Independientemente si la impureza produce exceso de electrones o huecos, el material ya no secomporta como un aislante, ni va a tener las propiedades que normalmente asociamos con unconductor.

4. Debido a esto, lo llamaremos material semiconductor, el trmino simplemente indica que lasustancia ya no es un buen aislante, ni un buen conductor, pero tiene algunas propiedades de losdos.

5. Ejemplos de semiconductores incluyen germanio (Ge) y silicio (Si).

1. El proceso de introducir un tomo de otro material (impureza), enun material puro se conoce como dopaje (doping).

2. Cuando un material puro, es dopado en su capa de valencia conuna impureza que contiene cinco electrones en su capa devalencia (pentavalente) se convierte en un material N o sea deltipo negativo.

3. Pero si lo dopamos, con una impureza que contiene tres electronesen su capa de valencia (trivalente) se convierte en un material P, osea tipo positivo.

4. El material N, contiene exceso de portadores de carga negativos(electrones), y el material P contiene exceso de portadores decarga positivos (huecos).

1. Todos los materiales ofrecen cierta resistencia al flujo de corriente.2. En los conductores los electrones libres, en lugar de pasar sin obstculos a travs del material,

chocan con los ncleos de los tomos.3. Al aumentar la temperatura, los ncleos vibran ms enrgicamente, obstruyendo an ms la

trayectoria de los electrones libres, causando colisiones ms frecuentes.4. Debido a esto la resistencia de un conductor de metal aumenta con la temperatura.5. Debido a la naturaleza de los enlaces en los aislantes, estos no tienen electrones libres, excepto

que cuando la energa trmica aumenta por efecto de alta temperatura, unos pocos electronesrompen sus enlaces y actan como portadores de carga.

6. El resultado es que en los aislantes, la resistencia decrece con el aumento de la temperatura.

1. Los Semiconductores se comportan de una manerasimilar a los aislantes.

2. Al cero absoluto (- 273 C) materiales conductores yaislantes actan como aislantes perfectos.

3. Sin embargo, similar a los aislantes, a medida queaumenta la temperatura en un semiconductor, un grannmero de electrones libres rompen su enlace covalentey actan como portadores de carga.

4. Por lo tanto, cuando la temperatura aumenta, laresistencia de un semiconductor disminuye rpidamente.

5. Con procesos de aleacin especiales, se producenmateriales que mantienen la resistencia constante sinimportar que vare la temperatura.

6. La Fig. 2.4 nos muestra la resistencia versus la variacin detemperatura de los materiales en cuestin.

1. A diferencia de los resistores convencionales, la resistencia deun termistor est destinado a cambiar considerablementecon la temperatura.

2. Los Termistores se emplean en una amplia variedad deaplicaciones, como detectores y compensadores detemperatura.

3. Existen dos tipos bsicos de termistores: Los que tienen coeficiente de temperatura negativo (NTC). Y los que tienen coeficiente de temperatura positivo (PTC). Las curvas caractersticas de ambos resistores se muestran el

la Fig. 2.5 y Fig. 2.6

HIGHLIGHTS1. Los termistores nos sirven como sensores de temperatura.2. La resistencia de un termistor NTC disminuye con el incremento de temperatura.3. La resistencia de un termistor PTC aumenta con el incremento de la temperatura.

MAINTENANCE HIGHLIGHTS1. Muchos dispositivos semiconductores estn equipados con sistemas de refrigeracin como

disipadores de calor y ventiladores.2. Estos componentes proporcionan refrigeracin por medio de una combinacin de conduccin

trmica y por conveccin (fluidos), y son cruciales para el correcto funcionamiento de losdispositivos.

3. Por tanto, es esencial asegurarse que los sistemas de refrigeracin estn correctamente colocadosy estn en pleno funcionamiento cuando los dispositivos estn trabajando.

4. El xido de berilio (BeO2), se utiliza en la construccin de algunos semiconductores de potencia.Este material es muy txico y se debe tener especial cuidado cuando se manipule y eliminecualquier semiconductores que utilice oxido de berilio.

5. Es esencial tomar en cuenta, las recomendaciones del fabricante de los semiconductores, sobre elmanejo adecuado y disposicin de estos dispositivos

DIODOS1. Cuando unimos, materiales semiconductores tipo N y tipo P, el

dispositivo resultante es llamado DIODO.2. Este dispositivo, ofrece una baja resistencia al flujo de la corriente en

una direccin, y una alta resistencia al flujo de la corriente en el otro.3. Esta caracterstica, le permite ser usado en circuitos donde sea

necesario, un comportamiento diferente en una direccin de flujo dela corriente o en otra.

4. Se adicionan dos terminales, una en el material P llamada nodo, yotra en el material N llamada ctodo. Ver Fig. 2.7.

5. Sin ninguna diferencia de potencial aplicada a las terminales, loselectrones del material N cruzan hacia la regin del material tipo P, yllenan algunos de los huecos vacantes.

6. Esta accin, resulta en la aparicin de una regin en el centro de launin, la cual no tiene portadores de carga libres, esta zona esconocida como regin de deplecin. (depletion region).

1. Si aplicamos un voltaje positivo al nodo, los huecos en elmaterial P, sern repelidos y se movern desde elpotencial positivo, hacia la unin.

2. Del mismo modo el voltaje negativo aplicado al ctodo,har que los electrones en el material tipo N se alejen delpotencial negativo y se muevan hacia la unin.

3. Cuando los huecos y los electrones coinciden en la junta,se atraen y se combinan, lo cual provoca que seintroduzcan mas portadores de carga desde la fuente devoltaje.

4. La corriente elctrica fluir, siempre que exista un voltajeaplicado.

5. A esta condicin le llamaremos, polarizacin directa(forward biased) del diodo.

1. Si aplicamos un voltaje negativo al nodo, los huecos en elmaterial P, sern atrados y se movern desde la uninhacia el potencial negativo.

2. Del mismo modo el voltaje positivo aplicado al ctodo,har que los electrones en el material tipo N se alejen dela unin hacia el potencial positivo.

3. Cuando los huecos y los electrones coinciden en la junta,se atraen y se combinan, lo cual provoca que seintroduzcan mas portadores de carga desde la fuente devoltaje.

4. El efecto combinado, es que la regin de deplecin sehace ms ancha.

5. A esta condicin le llamaremos, polarizacin inversa(reverse biased) del diodo, donde la corriente que pasa estotalmente despreciable.

HIGHLIGHTS1. En conduccin libre o de polarizacin directa, el diodo se comporta como un interruptor cerrado.2. En el estado de polarizacin inversa, el diodo se comporta como un interruptor abierto.

CARACTERISTICAS DEL DIODO1. Las caractersticas tpicas corriente/voltaje del diodo son mostradas en la Fig. 2.10.2. Notaremos que el voltaje de conduccin directa del diodo de germanio es 0.2V, y para el diodo

de silicio es de 0.6V aproximadamente.3. Este umbral de voltaje debe ser, lo suficientemente alto para superar por completo el potencial

asociado con la regin de deplecin, y forzar a los portadores de carga a moverse a travs de launin.

4. Todos los diodos estn limitados, por la cantidad de corriente que fluye en polarizacin directa, y elvoltaje inverso que puede soportar.

5. Estos limites estn basados en el tamao y construccin del diodo.6. En el caso de la condicin de polarizacin inversa, se debe respetar el mximo voltaje inverso

(VRM) o voltaje inverso pico (PIV) establecido por el fabricante, debido a que la region dedeplecin puede sufrir daos irreversibles.

HIGHLIGHTS1. La tensin directa para un diodo de germanio es de aproximadamente 0,2 V mientras que para un

diodo de silicio es de aproximadamente 0,6 V.

EL DIODO ZENER1. Los diodos Zener estn altamente dopados, a diferencia de los diodos normales, presentan una

abrupta ruptura inversa a tensiones relativamente bajas.2. Un efecto similar se produce en diodos de avalancha que son menos dopados.3. Estos diodos de avalancha tambin presentan un colapso rpido apareciendo una corriente muy

baja antes de alcanzar la tensin de avalancha, y una corriente considerable cuando alcanza latensin de avalancha.

4. Para diodos de avalancha, esta tensin de ruptura por lo general ocurre a tensiones superiores.5. En la prctica, sin embargo, ambos tipos de diodo son llamados comnmente diodos Zener.

1. El smbolo de un diodo Zener se muestra en la Fig.2.12, mientras que las caractersticas tpicas diodoZener se muestran en la figura. 2.13

1. La ruptura inversa es un efecto indeseable en los circuitos que usan diodos convencionales, Sinembargo es extremadamente til en los diodos zener cuando el voltaje de ruptura es conocidocon precisin.

2. Cuando un diodo opera en ruptura inversa, sin exceder sus valores nominales mximos, el voltajeque aparece en el diodo permanecer constante, al cual llamaremos voltaje Zener.

3. Esta propiedad hace que el diodo Zener sea ideal como un regulador de voltaje.4. Los diodos zener, segn sus caractersticas de potencia y encapsulado, estn disponibles en

valores de voltaje que pueden oscilar entre los 2.4 V a los 91 V.

1. Un regulador de voltaje simple es mostradoen la Fig. 2.14, el resistor Rs se utiliza paralimitar la corriente zener a un valor seguro,cuando la carga esta desconectada.

2. Cuando se conecta una carga la corrienteZener caer, debido a la desviacin decorriente hacia la resistencia de carga.

3. Con el fin de que el diodo regule, es usualpermitir una corriente mnima de 2 mA a 5mA.

4. La salida de voltaje se mantendr al voltajezener Vz,, hasta que la regulacin fallecuando el divisor de voltaje formado por Rs yRL produzcan una salida de voltaje menor aVz.

5. La relacin de Rs a RL es por lo tantoimportante.

HIGHLIGHTS1. Los diodos zener empiezan a conducir significativamente, cuando el voltaje aplicado alcanza un

valor umbral particular, llamado voltaje zener.2. Por lo tanto los diodos zener, pueden ser usados para mantener un voltaje constante, que puede

ser usado como voltaje de referencia.

EL RECTIFICADOR DE SILICIO CONTROLADO1. El rectificador de silicio controlado, SCR o tiristor, es un dispositivo de tres terminales utilizado para

conmutar y controlar fuentes de corriente alterna.2. Los SCR pueden cambiar rpidamente de un estado de conduccin a un estado de corte.3. En el estado de corte o no conduccin, el SCR presenta una corriente despreciable.4. En el estado de conduccin el SCR, presenta una resistencia muy baja.5. Esto se traduce en una muy baja prdida de potencia, en el SCR, incluso cuando est controlando

niveles de potencia considerables.

1. Cuando el SCR esta en el estado de conduccin,este deber conducir hasta que la corriente en elSCR sea removida.

2. En aplicaciones de corriente directa, el SCRnecesita la interrupcin o desconexin de laalimentacin, para que el SCR pueda regresar a suestado de corte.

3. Cuando el SCR es utilizado con corriente alterna, elSCR automticamente pasa a estado de cortecuando la corriente se invierte. Lo que permiteque, pase a estado de conduccin en el prximosemiciclo que tenga la polaridad correcta.

4. Como los diodos convencionales de silicio, el SCRtiene un nodo, un ctodo y adems una puerta(gate) que se utiliza para controlarlo.

5. El smbolo del SCR esta representado en la Fig. 2.12.

1. Normalmente el SCR es llevado a su estado de conduccin, por medio de la aplicacin de unpulso de corriente a la puerta (gate) del mismo. Ver Fig. 2.15.

2. La activacin efectiva de un SCR, requiere un pulso de disparo de puerta que tenga un rpidotiempo de ascenso y que provenga de una fuente de baja resistencia.

3. La activacin se vuelve errtica, cuando la corriente de puerta disponible es insuficiente ocuando la corriente cambia lentamente.

HIGHLIGHTS1. Los SCR son diodos que pueden ser activados al modo de conduccin, aplicando una pequea

corriente de entrada en la puerta.2. Los SCR son usados, para controlar grandes voltajes y corrientes, por medio de una seal

relativamente pequea.

EL DIODO EMISOR DE LUZ1. Los (Light emitting diode) o LED pueden ser usados como indicadores de propsitos generales, y

comparado con las bombillas de filamento, consumen voltajes y corrientes significantementepequeas.

2. Adems los LED, son mucho mas duraderos que las bombillas de filamento.3. Los LED nos ofrecen un nivel razonable de energa lumnica, cuando en polarizacin directa, se les

aplica una corriente con un valor entre 5 mA a 20 mA.4. Estn disponibles en diferentes formas, siendo la mas popular la forma redonda, la cual va desde

los 3mm a 5mm de dimetro, y rectangulares de 5mm X 2mm, con revestimiento plstico,5. El ngulo de visin va desde los 20 a 40 en los redondos, y hasta 100 en los rectangulares.6. El smbolo del LED es:

EL RECTIFICADOR1. El diodo semiconductor, es utilizado comnmente para

convertir corriente alterna en corriente directa, en estoscasos son llamados rectificadores.

2. La forma mas simple de un circuito rectificador, es la queutiliza solamente un diodo el cual aprovecha solamente unsemiciclo de la corriente alterna (+ o -), y se conoce comorectificador de media onda.

3. En la Fig. 2.16 se muestra un circuito simple de unrectificador de media onda.

4. En el primario del transformador T1 se aplican 115 VAC, elcual presenta en el secundario un voltaje de 28.75 VACRMS (turns ratio 4:1)

1. El diodo D1,permite el flujo de corriente solamente en unadireccin (de nodo a ctodo),

2. En el semiciclo positivo, el diodo esta en polarizacin directa, loque permite la conduccin de corriente.

3. En el semiciclo negativo, el diodo esta polarizado inversamente,causando que el diodo pase a condicin de corte , el cual actacomo un switch abierto.

4. Es importante considerar el voltaje inverso, cuando se seleccionaun diodo para una aplicacin particular.

5. Suponiendo que el secundario de T1 ofrece 28,75 V RMS, la salidade voltaje pico del secundario del transformador ser:

1. En la Fig. 2.19, muestra una mejora considerable alrectificador, el capacitor C1 ha sido adicionado paraasegurar que el voltaje de salida se mantenga a ocerca del voltaje pico cuando el diodo est en estadode corte.

2. Cuando aparece el primer semiciclo a travs deldiodo, el capacitor se carga al valor pico, o sea a 40V, este voltaje es el mismo que cae sobre RL debido aque esta en paralelo con C1.

3. El tiempo de carga del capacitor, depende de laconstante de tiempo del circuito, que es lamultiplicacin de la resistencia en serie por lacapacitancia.

4. En contraste, el tiempo de descarga es mucho masrpido, ya que depende de la capacitancia y laresistencia de carga RL.

5. Esto da lugar a una pequea variacin en el voltajede salida de DC, conocida como Ripple (rizado).

EL RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA1. El rectificador de media onda, es ineficiente debido a que

solamente aprovecha un semiciclo de la onda.2. El rectificador de onda completa (full wave rectifier), es

considerablemente mejor debido a que aprovecha los dossemiciclos de la onda, adems ste necesita menoscomponentes capacitivos o de filtraje.

3. Existen dos tipos de rectificadores de onda completa, el dedoble fase (bi-phase rectifier) y el rectificador en puente (bridgerectifier).

4. En la Fig. 2.21 se muestra un rectificador de doble fase,compuesto por un transformador T1 con una relacin de voltajede 4:1, el cual contiene un secundario con dos devanados.

5. Adems contiene dos diodos D1 y D2, uno en cada devanado.

1. En el rectificador de onda completa, la frecuencia de rizado es el doble de la frecuencia de laonda, debido a esto el filtrado es mas eficiente, recordemos que la reactancia de un capacitor sereduce cuando la frecuencia se incrementa.

EL RECTIFICADOR EN PUENTE1. Una alternativa para el uso de circuitos de doble fase, es el rectificador en puente, el cual utiliza

cuatro diodos, as se evita la necesidad de utilizar transformadores de derivacin central.

HIGHLIGHTS1. El voltaje de polarizacin directa para los diodos de germanio es aproximadamente 0.2 voltios, sin

embargo para el diodo de silicio es aproximadamente 0.6 voltios.2. La frecuencia de rizado de un rectificador de media onda es igual a la frecuencia de la entrada

de corriente alterna.3. La frecuencia de rizado de un rectificador de onda completa, es el doble de la frecuencia de la

corriente alterna de entrada.

TRANSISTORES1. En las aeronaves, los transistores tienen

aplicaciones tpicas en los sistemas elctricos yelectrnicos, tales como: control de corrientedel campo de los generadores, control deluces, amplificadores de seal de sensores ytransmisores, amplificadores de audio en lacabina, radiocomunicacin y navegacin.

2. Los transistores convencionales de junta bipolar(bipolar juntion transistor) BJT, generalmente sonNPN o PNP de silicio o germanio.

3. Los transistores de silicio, son superiores cuandose compara con los de germanio, en unaamplia gama de aplicaciones en particular aaltas temperaturas, los transistores de germanioraramente estn presentes en los equiposelectrnicos modernos.

VOLTAJE DE POLARIZACIN Y FLUJO DE CORRIENTE.1. En operacin normal, la unin base-emisor del transistor est

polarizada directamente, y la junta colector base est polarizadainversamente.

2. La region de la base es construida muy estrecha, debido a esto losportadores de carga pueden precipitarse desde el emisor al colector,fluyendo solamente una pequea cantidad de corriente en la base.

3. Esto significa que la corriente del emisor, es tpicamente 100 vecesmas grande que la corriente de base.

4. La direccin del flujo de corriente convencional, en el transistor PNP esde emisor a colector, y en los transistores NPN es de colector a emisor.Ver Fig. 2.32.

5. Segn la ley de las corrientes de Kirchhoff, la ecuacin que relacionael flujo de las corrientes en el colector, base y emisor del transistor es:

6. Donde IE es la corriente de emisor, IB es la corriente de base y IC es lacorriente de colector, todas expresadas en amperios.

EJEMPLO 11. Un transistor opera con una corriente de colector de 2 A y una corriente de emisor de 2.1 A.

Determine el valor de la corriente de base.

PROBLEMA 11. Un transistor opera con una corriente de emisor de 1.25 A y una corriente de base de 50 mA. Cual

es la corriente de colector.

HIGHLIGHTS1. La corriente de emisor de un transistor, es la suma de su corriente de base y la corriente de

colector.

CARACTERISTICAS DEL TRANSISTOR1. Las caractersticas de un transistor de junta bipolar, se

presentan usualmente como un grupo de graficasque relacionan los voltajes y las corrientes presentesen las terminales del transistor.

2. La Fig. 2.33 muestra una tpica grafica de lascaractersticas de entrada (Corriente de base versusvoltaje base-emisor) para un transistor NPN operandoen configuracin de Emisor Comn.

3. En esta configuracin, la corriente de entrada esaplicada a la Base y la corriente de salida apareceen el colector, o sea que el emisor es comn para elcircuito de entrada y la salida.

4. La caracterstica de entrada muestra que unapequea corriente de base fluye hasta que el voltajebase-emisor excede 0.6 V y aumenta rpidamente,notemos el parecido con la curva del diodo desilicio.

1. La Fig. 2.34 muestra una grafica tpica de las caractersticas de salida (corriente de colector versusvoltaje colector-emisor) de un transistor NPN.

2. Cada curva corresponde a un valor diferente de corriente de base.3. Notemos que la "rodilla" en la caracterstica de abajo el VCE = 2V.4. Tambin notemos que las curvas son bastante plana. Por esta razn (la corriente de colector no

cambia en gran medida segn cambie el voltaje colector-emisor) a menudo nos referimos a estocomo una caracterstica de corriente constante.

1. La Fig. 2.35 muestra una grafica tpica de las caractersticas de transferencia (transfercharacteristics) para un transistor bipolar NPN.

2. Aqu es graficada la corriente de colector IC, versus la corriente de base IB para un transistor debaja seal de propsitos generales.

3. La pendiente de esta curva ( o sea la relacin de la IC a la IB), es llamada ganacia de corriente delemisor comn de un transistor ( common emitter current gain). La cual explicaremos mas adelante.

CONFIGURACIONES DE OPERACIN DE UNTRANSSISTOR

1. Tres disposiciones bsicas son utilizadas paraamplificadores a transistores, y estos se basan en las tresconfiguraciones de circuito que conocimos antes (esdecir, que depende de cual las tres terminales deltransistores se hace comn a la entrada y la salida).

2. En el caso de los transistores bipolares, lasconfiguraciones son conocidas como Emisor Comn,Colector comn (Emitter Follower) y Base comn.

3. Cuando se utilizan transistores de efecto de campo (Fieldeffect transistor), se conocen como manantial comn,drenaje comn (source Follower) y puerta comn.

1. Un requisito importante de los amplificadores, es que la seal de salida debe ser una copia fiel de laseal de entrada, pero mayor en amplitud.

2. Otros tipos de amplificadores son no lineales, en este caso las formas de onda de entrada y salidano son necesariamente iguales.

3. La linealidad puede ser afectada por muchos factores, como la polarizacin de voltaje (bias) y laamplitud de la seal de entrada.

4. Se debe notar que los amplificadores lineales, pasan a ser no lineales cuando la amplitud de laseal de salida excede un valor umbral dado.

5. Mas all del valor umbral, se dice que el transistor esta saturado, lo cual distorsiona la seal desalida, como se incrementa la seal de entrada.

6. El valor optimo de polarizacin (bias), para un amplificador lineal (Clase A), es aquel valor el cualasegura que los dispositivos activos son operados a un punto medio de sus caractersticas.

GANANCIA DE CORRIENTE1. En trminos generales la ganacia de corriente es la relacin entre la corriente de salida a la

corriente de entrada.2. Cuando un transistor esta operando en modo de emisor comn, la corriente de entrada aparece

en la base y la corriente de salida en el colector.3. O sea que en este modo de operacin la ganacia de corriente debe ser simplemente la relacin

de la corriente de colector a la corriente de base.4. Utilizaremos el smbolo hFE, para representar el valor esttico de la ganancia de corriente, cuando

el transistor est en modo de emisor comn, de esta manera:

5. Los valores tpicos de la ganancia de corriente para un emisor comn est alrededor de los 40 a los200.

EJEMPLO 11. Una corriente de 4 Amperios debe ser aplicada por un transistor al Field de un generador. Si el

transistor esta operando en modo de emisor comn, con una corriente de base de 20 mA, cual esel valor mnimo de ganacia de corriente requerido.

EJEMPLO 21. Un transistor de baja seal en modo emisor comn, tiene una ganancia de corriente de 125, si el

transistor opera con una corriente de colector de 50 mA, determine el valor de la corriente debase.

EJEMPLO 31. Un transistor en emisor comn tiene una ganancia de corriente de 75. Si una corriente de base de

40mA es aplicada al transistor, cual debe ser la corriente de colector?

EJEMPLO 41. Calcule la ganacia de corriente en emisor comn, al transistor con la caracterstica de

transferencia referido en la Fig. 2.35.

HIGHLIGHTS1. La ganancia de corriente para un transistor en modo emisor comn, es la relacin de la corriente

de colector a la corriente de base y esta tpicamente en el rango de 40 a 200.

CIRCUITOS INTEGRADOS1. Un ahorro considerable se logra, construyendo muchos componentes activos (diodos y transistores)

para el funcionamiento de un circuito, en una nica pieza de material semiconductor.2. El resultante de esto se llama circuito integrado, el cual puede contener desde 10 hasta 100,000

dispositivos, excepto en las aplicaciones de alta potencia.3. Los circuitos integrados, sustituyeron la construccin de los antiguos y obsoletos circuitos a

transistores.4. Los circuitos integrados, estn divididos generalmente en dos clases, digitales (lgicos) y lineales

(anlogos).5. Existe un numero de dispositivos que unen el mundo anlogo y digital, tales como los convertidores

anlogo-digital (ADC), los convertidores digital-anlogo (DAC) y los temporizadores (timers).

1. Los circuitos integrados digitales, tienen numerosas aplicaciones, siendo la ms obvia su uso encomputacin.

2. Las seales digitales tienen niveles discretos definidos, no permitindose niveles intermedios.3. La lgica electrnica convencional esta basada en dos estados binarios, conocidos comnmente

como un cero lgico (low) y uno lgico (high).4. Una comparacin de las seales digitales y anlogas se establece en la Fig. 2.39.

AMPLIFICADORES OPERACIONALES1. Los amplificadores operacionales son circuitos integrados analgicos, diseados para la

amplificacin lineal, los cuales ofrecen caractersticas casi ideales, tal como ganancia de tensin yresistencia de entrada virtualmente infinitas, junto con la resistencia de salida baja y gran ancho debanda.

2. Los amplificadores operacionales, pueden considerarse 'bloques de ganancia' universales, a loscuales solamente se aaden los componentes externos a fin de definir su funcionamiento dentro deun circuito.

3. Adicionando dos resistencias, podemos definir la ganancia precisa en un amplificador operacional,sin embargo con la adicin de tres resistores y dos capacitores podemos convertirlo en un filtro depaso bajo (low pass filter).

4. De esto deducimos, que los amplificadores operacionales son realmente fciles de usar.

1. El smbolo para representar un amplificador operacionalse muestra en la Fig. 2.40.

2. Existen pocas cosas que hacer notar en el dispositivo, quetiene dos entradas y una salida las cuales no tienen unaconexin comn.

3. Adems, es muy comn no representar las conexiones dealimentacin.

4. Una de las entradas esta marcada con el signo , y laotra con el signo +.

5. Estos smbolos no tienen relacin con la fuente dealimentacin, sino que indica la relacin de fase entrecada entrada y la seal de salida.

6. El signo +, indica que no existe desfase entre la entrada yla salida, y el signo -, indica un desfase de 180 entre laentrada y la salida.

1. Debido a esto, las entradas tambin se llaman entrada invertida a la que tiene el smbolo -, y noinvertida a la que tiene el signo +.

2. La mayora de los amplificadores operacionales, se alimentan con fuentes simtricas, tpicamentedesde 6V hasta 15 V, esto permite que la salida sea positiva y negativa, desde cero.

3. Otros amplificadores operacionales, funcionan con fuentes de alimentacin simples, usualmente de5V o de 15V.

HIGHLIGHTS1. Los circuitos integrados, contienen un gran numero de componentes individuales fabricados en

una simple pelcula de silicio.2. Los circuitos integrados, se clasifican en digitales o lgicos y en lineales o anlogos.3. Los amplificadores operacionales, son circuitos integrados anlogos que pueden ser utilizados

como un bloque de ganancia verstil, en una amplia variedad de circuitos.

COMPROBEMOS LO APRENDIDO1. En la Fig. 2.42 se muestra un circuito controlador de

un motor. Que tipo de transistor es TR1? Que tipo de diodo es D1? Que tipo de diodo es D2? Cual resistor define el brillo de D2? Que voltaje aparece en C1? Que voltaje aparece en R1? Que voltaje es entregado a M1? Que configuracin de operacin se usa para TR1? Que pasara si R1 se abre? Que pasa si C1 esta en corto circuito?

FIN DE LA PARTE 2FUNDAMENTO DE ELECTRONICA