Transcript Introducción

Electrónica I
Héctor E. Medellín Anaya
Requisitos
Análisis de circuitos: nodos, mallas, teoremas de Thevenin y
Norton, Circuitos con capacitores y bobinas.
Cálculo diferencial e integral
Instrumentación electrónica: manejo de fuentes, multímetros,
osciloscopio, simbología, manual de reemplazo.
Objetivo del curso
Objetivos generales
•Conocer y utilizar los diferentes modelos de circuitos electrónicos
como son la representación gráfica, matemática y circuital de los
dispositivos.
•Analizar el comportamiento de los dispositivos electrónicos que
se usan en la actualidad.
•Utilizar programas de simulación de redes electrónicas como el
paquete SPICE, WorkBench, etc.
•Diseñar redes electrónicas de uso general utilizando los
dispositivos electrónicos actuales.
•Probar los diseños estudiados en el laboratorio.
Temario
Unidad 1: Principios del modelado y procesamiento de señal
Unidad 2: Semiconductores, uniones p-n
Unidad 3: El diodo semiconductor y sus aplicaciones
Unidad 4: Transistores bipolares
Unidad 5: Transistor de efecto de campo
Unidad 6: Modelos de transistores bipolares
Unidad 7: Análisis de pequeña señal del BJT
Unidad 8: Análisis de pequeña señal del BJT
Bibliografía
Boylestad, R. L., L. Nashelsky, “Electrónica: teoria de
circuitos y dispositivos electrónicos”, Prentice Hall, 2003.
Norbert R. Malik, Circuitos electrónicos, análisis,
simulación y diseño. Prentice Hall. ISBN: 84-89660-03-4
Millman and Halkias. Integrated Electronics. McGraw-Hill.
E. Norman Lurch. Fundamentos de Electrónica. CECSA
(1989).
A. Sedra, K. C. Smith. Dispositivos Electrónicos y
Amplificación de Señales. McGraw-Hill, 2006
Cisneros Parra J. U., Prácticas de electrónica I, Diodos y
transistores. Pirmera edición, 2010.
UNIDAD 1: Principios del
modelado y procesamiento de
señal
CURSO DE ELECTRÓNICA I
CONTENIDO
• Desarrollo histórico de la electrónica
• Características tensión-corriente de los
dispositivos
• Amplificadores
• Entradas y salidas
• Amplificadores diferenciales
• Limitaciones
Desarrollo histórico de la
electrónica
En 1883 Edison inventó el diodo de vacío.
La electrónica se originó 1896 con la transmisión de la señal
sin cable por Marconi en Italia y Popov en Rusia.
En 1907 Lee DeForest añadió al diodo una rejilla de control.
En 1947 William Schockley, John Bardeen y Walter Brattain
desarrollaron el transistor de unión trabajando para la Bell
Telephone.
El circuito integrado fue inventado independientemente por
Jack Kilby en Texas Instrument y por Robert Noyce en
Fairchild Semiconductor.
Características tensión-corriente
de los dispositivos
En la electrónica, las tensiones y corrientes aplicadas son, en
general, señales que contienen información que el circuito
procesará de algún modo.
En los sistemas analógicos la información se codifica en las
formas de onda de tensiones o corrientes y el procesamiento
podría traducirse en hacer la señal mayor o menor, en eliminar
ruidos, cambiar su forma, determinar el valor pico, medio o
combinarla con otra señal.
En sistemas digitales las señales son secuencias de números
binarios; los valores altos y bajos de una corriente o de una
tensión representan respectivamente los valores binarios uno y
cero.
Un lado del circuito, la parte izquierda, funciona como la
entrada y la señal entra en forma de tensión o corriente. El otro
extremo del circuito, el derecho, funciona como salida y la
señal procesada sale del circuito y pasa a ser observable para
llevar a cabo alguna función útil o para ser procesada por otro
circuito.
Entrada
Circuito
electrónico
Salida
Algunas veces la entrada estará conectada a "transductores de
entrada" estos convierten variables físicas como el sonido,
temperatura, presión, etc., en señales eléctricas codificadas en
variaciones de tensión o corriente. En algunos casos las señales
serán de corriente alterna y en otras de corriente continua.
La salida se representa por una resistencia de carga, esta
representa un "transductor de salida" que convierte la energía
eléctrica en otra magnitud física, como sonido, luz, etc. O, en otro
caso, la resistencia de carga podría representar la entrada de otro
circuito de procesamiento de señal.
Algunos circuitos no tiene entrada como un generador de señales.
Otra idea importante es la de polarización. Los circuitos sólo
son capaces de amplificar señales debido a la conversión de
potencia continua en potencia de señal. Las señales de tensión y
de corriente se encuentra superpuestas sobre los niveles de
polarización.
Curvas VI de algunos dispositivos
Resistencia:
1
i   v
R
Fuente de tensión independiente:
v  Vss i  ?
Fuente de corriente
i  I SS v  ?
independiente:
Corto y circuito abierto:
Cuadripolos
Definición de un cuadripolo:
Ejemplo:
Fuente de tensión controlada por
tensión
Fuente de corriente controlada
por corriente
VCCS y CCVS
Modelado y curvas vi
Valor rms de una tensión
Potencia
instantánea:
v 2 t 
Pi t  
RL
Potencia media:
1 T
1 T v 2  
Pmed   Pi  d  
d
0
0
T
T
RL
 1

T



 0 v  d 
RL
T
2
2
1 T 2
v  d
Voltaje rms: vL 

T 0
Necesidad de amplificadores
Amplificadores en cascada
Av1 
Ri 2
v2
 1
v1
Ri 2  Ro1
v0
RL
Av 2    2
v2
RL  Ro 2
Ri 2
RL
Av  Av1  Av 2  1
2
Ri 2  Ro1
RL  Ro 2
Factor de carga
intermedio:
Ri 2
Ri 2  Ro1