cuaderno electronica analogica

8/18/2019 Cuaderno Electronica Analogica

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ING. JOSE LUIS HERNANDEZ ESCOBEDOCUADERNO DE APUNTES 04/DICIEMBRE/15

E


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UNIDAD I

EL DIODO

Es el dispositivo semiconductor muy simple está formado por la unión de dos

materiales semiconductores. Uno tipo P y uno tipo N su característica principal de

funcionamiento es que permite la conducción de corriente eléctrica en un solo sentido.


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Fisicamente existen distintos encapsulados el mas tipico es el siguiente

• DIODO SIN POLARIZACION ( alimentacion )

!l unirse los materiales P y N se da un reacomodo de electrones y "uecos en la union#

lo que "ace que se forme una $ona llamada# $ona de deplexion o de agotamiento# la

cual va a oponer cierta resitencia al paso de la corriente de incio en el diodo.


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POLARIZACION DIRECTA%ignifica conectar la terminal &'( de la fuente al anodo y la &)( al catodo

En este caso la conduccion se presneta# aunque no de manera inmediata. *a que

de+era aplicarse un potencial suficiente para vencer la $ona de deplexion mencionada.

Este potencial de aranque es del orden de ,.-v en diodos de silicio y de ,.v en diodos

de germanio.

POLARIZACION INVERSA%ignifica conectar la terminal &)( de la fuente al anodo y la &'( al catodo .

En este caso al aplicarse el volta/e al diodo# la $ona de deplexion se "ace mas grande#

por lo que el diodo no conduce. 0a conduccion podria darse solo si el potencial aplicadolo incrementamos a un valor muy elevado# conocido como volta/e de ruptura


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CURVA CARACTERISTICA DEL DIODO


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1ariar la fuente con valores

"ATERIALES INTRINSICOS


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En un cristal de silico o germanio que forma una estructura similar a la del car+on

mediante enclaces covalentes entre sus atomos cundo el cristal se encuentra a

temperatura am+iente algunos electrones pueden a+osr+er la energia necesaria para

saltar a la +anda de conduccio de/ando el correspondiente "ueco en la +anda de

valencia. 0as energias requerdidas a temperatura am+iente son de 3#3 ev y ,#4- ev

para el silicio y el germanio respectivamente

"ATERIALES E#TRINSICOS

%i a un semiconductor intrinsico como el anterior se le a5ade un peque5o porcenta/e de

impuere$a es decir elementros trivalentes o pentavalentes el semiconductor se

denomina extrinscio y se dice que esta dopado. Evidenetmente las impuer$as de+eran

formar parte de la escrtuctura cristalina susitituyendo al correspondiente atomo de

silicio. 6oy en dia se "an logrado a5adir impuer$as de una parte por cada 3, millones

logrando con ella una modificacion del material

TIPO P

Un seminconductor tipo P se o+tiene llevando a ca+o un proceso de dopado a5adiendo

un cierto tipo de atomos al semiconductor para poder aumentar el numero de

portadores de cargas li+res &en este caso positovo o "uecos ( cuando se a5ade el

material dopante li+era los electrones mas de+ilemnte vinculados de los atomos del

semiconductor. Este gente dipante es tam+ien conocido como material aceptar y los

atomos del seminconductor que "an perdido un electron son conocios como "uecos el

proposito del dopa/e tipo P es el de crear a+undancia de "uecos. En el caso de silicio

un atomo tetravalente se le une a un atomo con tres electrones de valencia tatalescomo los del grupo 37 de la ta+la periodica y se incorpora a la red cristalina en el lugar

de un atomo de silicio entonces ese atomo de silicio tendra tres enlaces covalentes y

un "ueco priducudo que se entrara en conducion de aceptar un electron li+re

TIPO N

un semiconductro tipo N se o+tiene llevando a ca+o un proceso de dopado a5adieno un

cierto tipo de atomos al seminconductor para poder aumentar el numero de portadores

de carga li+res cuando se a5ade el material dopante aparta sus electrones mas

de+ilmente vinculados a los atomos del semiconductor. Para poder aumentar el numero

de portadores de carga . este tipo de agente dopante es tam+ien conocido como

material donante ya que da alugnos de sus electrones

PARA"ETROS DE LOS DIODOS

Resistenia interna $RB%


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Es la suma de las resitencias propias de los materiales semiconductroes &P)N(

89:8P'8N normalmente es menod de 3;

"a&ima orriente on polari'aion (ireta $I)%

Es la maxima corriente que puede circular por el dido sin que sufra da5o valor ado porel fa+ricante se designa tam+ien como 2F &max( o 2<

=escripcio de potencia&P=(

Potencia que puede disipar el diodo sin degradarse

P=max:1max>2max

1max es el volta/e de v presente cuando 2 es maxima

"a&ima tension in*ersa $Vr%

El volta/e maximo que soporta en polari$acion inversa

Corriente in*ersa ma&ima $IR%

?orriente de fuga que existe cuando el 1r se aplica al dido es del orden de algunos

microamperes

Cai(a (e tension en polari'aion (ireta $V+%

Es la caida de tension en el diodo cuando la 2 es maxima medida a temperatura

am+iente &c( tipicamente tiene un valor entre ,.@7)3.3v

Para relacionar el 18 adecuado con la aplicación se recomienda usar un factor de A. es

decir si la tension inversa del tra+a/o va a ser de 3,,v. se selecionaria un diodo con un

18:,,v


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Region 'ener

! medida que se incrementa el volta/e inverso aplicado al diodo los portadores li+res se

incrmentan "aciendo que la corriente inversa aumente. %i continuamos incrementando

el volta/e inverso el numero de portadores li+res se multiplica dando origen a la llamda

corriente de avalcanc"a. Esto "ace que el diodo condu$ca en polari$acion inversa a. !

esta region de conduccion invera se le nom+ra $ona $ener la mayoria de los diodos se

destruye cuando se da esta forma de conduccion# aunque existen unos diodosespeciales# llamados diodos $ener# que pueden funcionar en estas condiciones .

Tipos (e (io(os,


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Existe una gran variedad de diodos. Para distintas aplicaciones# mane/o de potencia# frecuencia

de tra+a/o# etc. Una clasificacion los divide entre diodos rectificadores y diodos de senal.

Dio(os reti+ia(ores

%on diodos para convertir una se5al de corriente directa. ! estos procesos se les llama

rectificacion son diodos que soportan corrientes altas 3 amper o mas y volta/es de polari$acion

inverso muy altros "asta miles de volts

0a frecuncia de operación son muy +a/as del orden de 4, "ert$0a serie B,xx son diodos rectificados

Dio(os (e se-al

%on diodos que tra+a/an con se5ales de +a/a potencia# del orden de algunos miliCatts# pero a

frecuencia muy alta del orden de D6$ o 6$. Normalmente se ofrecen en encapsulados de

vidrio .

Dio(o limpita(or

?ircuito que utili$a diodos de se5al se usa para limitar el rango de una se5al entrante a un

sistema que solo de+era reci+ir cierto nivel de se5al se usa tam+ien para recortar una se5al y

reconformar la forma de onda

Diodo limpitador positivo (recorta la parte negativa)

Para el diodo limpitador negativo se invierte la polaridad del diodo.

Podemos variar el rango de limitacion o recorte usando diodos en serie o una +ateria


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Nota rango de limitacion entre '.3 a ).3

Para que el circuito limitador funcione adecuadamente recomienda que

3,, 89 8%,.380

0a 8s de+e ser muc"o mayor que 89 y la 8l muc"o mayor que 8s

89:resistencia interna del diodo

CA"BIADOR DE NIVEL POSITIVO


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CA"BIADOR DE NIVEL NE.ATIVO

El requisito para que funcione adecuadamente es que

80 ? G 3,,H

0a constante del tiempo del circuito de+era ser 3,, veces mayor que el periodo de la

se5al

El producto 80? de+era ser mayor 3,, veces que ,.,,,3

83 80:3,,,;


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DETECTOR DE PICO

%e usa para determinar el valor maximo de una se5al de entrada

El requisito es que la constante de tiempo 80? sea muc"o maor que el periodo de lase5al de entrada

80?G3,,H

%uponeindo una se5al de entrada de 3,D6A y una 80:I,,; determine el minimo valor

de ? que podriamos utli$ar para que el circuito funcione adecuadamente

DETECTOR DE PICO A PICO

%i el detector de pico lo com+inamos con un cam+iador de nivel tendremos un detector

pico a pico


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"ULTIPLICADOR DE TENSION

Utili$an la misma configuracion que el circuito detector de pico a pico la diferencia es

que emplean diodos rectificados en lugar de diodos de se5al producen una salida de

volta/e que es multiplo de volta/e de entrada

DUPLICADOR DE TENSION

TRIPLICADOR DE TENSION

0a salida se toma entre c3 y c7 se considera una salida flotante ya que no existe conexión a

tierra

Dio(o (e emoisor (e lu' $LED%


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?uando un diodo se polari$a directamente los electrones al ocupar los "uecos del

material P Pasan de un nivel de energia mayor a uno menor emitiendo energia en

forma de calor en un led la energia emitida se da en forma de lu$

Empleando materiales como galio fosforo y arsenico se fa+rican leds que emiten la lu$

de diferentes colores e inclusive lu$ infraro/a

2%: &1%)1=(J8%

1= ?aida de tencion en el 0E= tipocamente : v

El fa+ricante indica la 2% apropiada para que el led funcione proporcionando la

luminosidad adecuada la tension de ruptura de la un led es +a/a del orden de 7 v a I v

por lo que se da5an si el 18 es mayor al indicado en el circuito anterior suponga que lafuente de tension es de 3v y el 0E= es un H20 que tra+a/a ! I ma y su caida es

de v determine el valor de la resitencia a usar

2%:&1%)1


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UNIDAD II

FUENHE% 02NE!0E% =E !02ENH!?2


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DIA.RA"A DE BLO1UESDE UNA )UENTE DE VOLTA2E

REDUCCION DE NIVEL

TRANSFORMADOR se utili$a para reducir o elevar el nivel de entrada a la salida.

Hiene devanados con una relación de espiras que determina el volta/e de entrada y

salida.

• 8elación volta/e)Numero de vueltas

N3JN:13J1

• 8elación de corriente)Numero de vueltas

N3JN:2J23

• 8elación potencia de entrada)potencia de salida

13>23:1>2

%in cam+io de fase

?on cam+io de fase 3K,LRELACION VOLTA2E PICO3 VOLTA2E E)ECTIVO

1p : 1rms > √ 2

RECTI)ICADORES

Vp

Vp

VRMS


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1olta/e Promedio &1prom(# 1olta/e Equivalente &1?=(

1o : 1prom : 1?= : 1pJM

Fin : Fout

E/emplo %uponga 1in : ,

8a$ón de Hransformación 3, a 3# =etermine el volta/e promedio o volta/e equivalente a

la salida

1rms : ,

1p : , > √ 2 : 733.3v

Hransformación de 3, a 3 : 73.33v


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RECTI)ICADOR DE ONDA CO"PLETA

a) Con Transformador Con Derivación Central

1o : 1prom : 1?= : 1pJ M

Fout : Fin

B) onda completa tipo puente

1, : 1pom : 1cd :2 vp

π : ,.474 vp

ʄ sal : ʄ ent

=urante el semiciclo &'( de entrada conducen los diodos =3 y=.

=urante el semiciclo &)( de entrada conducen los diodos =7 y =B.

0a dirección de la corriente en la carga# en am+os casos# es en un solo sentido.

Ejemplo


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Suponga: Vin = 220 ! : 2 = !0 : !

=etermine

a) prom de salida

!) "rec#encia de salida

c) di!#je la "rec#encia de la onda de salida

a( 1in :, 1prom :(2)(31.11)

π

ra$ón 3, 3 &,(& √ 2 ( : 733.3v 1prom : [email protected],v

311.12

10 : 73.33v ʄ sal : I, x : 3,,6$

ETAPA DE )ILTRADO

%e puede usar filtrado inductivo o capacitivo.

El filtrado inductivo# aunque es efectivo# resulta costoso y muy voluminoso a frecuencias +a/as

&4, 6$( por lo que el filtrado capacitivo es más usado.


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)ILTRADO CAPACITIVO

?onsiste en conectar un capacitor en paralelo con la carga# de un valor tal# que la

constante de tiempo &(# sea muc"o mayor que el periodo &H( de la se5al a ser filtrada.

: constante de tiempo &80 ?(

H : periodo de la se5al

1olta/e de ri$o la se5al filtrada &18(


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CALCULA LA VR

18 : I

FC

18 : 1alor pico O pico de la se5al de ri$o.

2 : ?orriente en la carga.

F : Frecuencia de la se5al de entrada al filtro.

? : ?apacitor de filtro.

Para calcular 2?# tomamos el valor pico &1p( en la carga y lo dividimos entre 80.

20 :VP

RL

120

5 : B& √ 2 ( :39.94 v

5 KΩ : 4.-KK x 10−3

18 :

6.788 Amp

(60 Hz)(100−6) :3.373777771

120

5 : B& √ 2 ( :39.94 v

5 KΩ : 4.-KK x 10−3


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18 :

6.788 Amp

(120 Hz)(100−6) :I.4I41

18 :

6.788 Amp

(60 Hz)(470−6) : ,.B,-

ETAPA DE RE.ULACION

Entrada

%alida

Posi+les variaciones

=e nivel

80

El regulador permite tener a la salida# un nivel de volta/e constante ante posi+les

variaciones de nivel del volta/e de entrada o de cam+ios en la resistencia de carga.

DIA.RA"A A BLO1UE DE UN CIRCUITO RE.ULADOR

Re!"#$%&


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Existen configuraciones de reguladores serie y paralelo.

E/emplo =e regulador en derivación &paralelo(.

En este dispositivo de regulación se conecta en paralelo con la carga.

RE.ULADOR ZENER

2s:2$'20 por lo tanto 2$:2s)20

10:1$

2s: &1in)1out(J8s

20:10J80 Ht": &1in80(J &8s'80(

?uando 1t" es mayor que 1$# el diodo $ener conduce y su volta/e se presenta en la

carga. %i 1in cam+ia# el 1t" cam+iara# pero 1$ permanecerá constante.


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$Esta %ener en cond#cci&n' 8:%i

?uánto vale 10# 2s# 20# 2$

1t": &1s80(J &8s'80( si 1t"G1$ el $ener conduce.

2s: &1s)10(J8s

10:1t":3K1 &3,,,


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1o: &83J &83'8(( 1=3

8eguladores en serie son más eficientes que los reguladores en derivación# utili$an un

transistor en serie con la carga# tra+a/ando en la $ona lineal# es decir# tra+a/ando demanera continQa.

Un e/emplo es el regulador $ener

1out: 1$'1+

20: 1outJ80

Pd &Potencia disipada(:

&1in)1out( 20


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20:1outJ80

Pd: &1in)1out( 20

RE.ULADORES LINEALES INTE.RADOS

0os reguladores serie se ofrecen como circuitos integrados que incluyen la

protección contra so+re corriente# los más populares son los de 7 pines.

Pueden entregar un volta/e positivo# negativo o varia+le. El encapsulado

más comQn y la distri+ución de terminales se muestran enseguida


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0a serie -Kxx son reguladores de volta/e positivos# donde xx:,I# ,4# ,K#

3,# 3# 3I# 3K o B volts de salida.

0a serie -@xx entregan salida negativa# donde xx:),I# ),4# ),K# )3,# )3#

)3I# )3K o )B volts de salida.

En am+os casos la corriente 2:3!mpere

>8eguladores con salida a/usta+le

073# 077-# 077K# 07I, con un rango de 3.I)7- 1olts y corrientes de

3.I a I !mperes

UNIDAD III

E%H8U?HU8! =E UN H8!N%2%H


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6ay tipos de transistores 9RH NPN y PNP

Están conformados por 7 secciones de material semiconductor. Físicamente la +ase es menos

que el emisor y el colector.

Existen gran variedad de encapsulados para los transistores de distintas formas y materiales

segQn sus condiciones de aplicación

.

En la "o/a de datos se nos especifican todas las características eléctricas y mecánicas del

transistor.

)OR"ACI4N DE TRANSISTORES

%e reali$an funciones +ásicas y muy utili$adas con los transistores


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A) Ampli"icaci&n

) onm#tador

!demás de otras funciones como regulación# comparar# etc. %e puede decir que existen

diodos en un transistor.


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%e forman dos $onas de depleción aun sin estar polari$ado

EL TRANSISTOR POLARIZADO

199: Fuente de +ase

1??: Fuente de colector

89: 8esistencia de +ase

8?: 8esistencia de colector

19: 1olta/e de +ase

1E: 1olta/e de emisor

1?: 1olta/e de colector

19E: 1olta/e +ase)emisor

1?E: 1olta/e +ase )colector

• El diodo de entrada &9)E(# se polari$a directamente.

• El diodo de salida se polari$a inversamente.

• ?ada diodo tiene una +arrera de potencias de ,.-v.


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Relai5n (e orrientes

I E:

I c'

I B

0a corriente de +ase es muy peque5a respecto a las I c e

I E # por lo que podemos

decir que

I E S I c

I B I c

! la relación entre I B e

I c se le designa como '

ᵝ CD : I c

I B a esta tam+ién se le llama ganancia de corriente en ?=.

! la relación de I E e

I c se le designa como ⍺

DC

⍺ DC :

I c

I E

Un transistor tiene una ganancia de corriente de 3-I. %i la corriente de +ase es de ,.3m!. ?uál es el valor de la corriente del colector.

ᵝ CD : 3-I:

I c

I B :

I c

0.1¿10−3

2c: 3-I&,.3> 10−3

(: 3-m!mp


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Un transistor tiene una corriente de colector de 3,m! y una corriente de +ase de B,

μ !.

T?uál es la ganancia de corriente del transistor

ᵝ CD :

I c

I B :10∗10−3

40∗10−6 : I,

CURVA DE SALIDA DEL TRANSISTOR

Para ciertos valores de polari$ación del circuito de +ase# tendremos cierta I B .


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%i variamos el 1cc la I c alcan$a un valor máximo &

I c1 ( si continuamos incrementando

1cc# este valor de I c permanece constante# "asta que se alcan$a el volta/e de ruptura. El

transistor se tra+a/a en la $ona activa.

Para distintos valores de I B tendremos

Estas curvas son proporcionadas por el fa+ricante.

ediante estas curvas sa+remos cuales son los rangos de operación del transistor &valores de

I B # 1?E# I c apropiados(

Para el circuito anterior suponga

199: 3,v

1cc:3v

89: B-;

8c: 7.7 ;


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Vanancia de corriente del transistor & : "fc: ,,('

=etermine los valores de I c y 1?E

I B :VBB−VBE

RB :10 v−0.7 v

4700 :3.@-Km!

:'

I C

I B : ,, :

I C

1.97.8mA

I C : ,.,7@I-! : [email protected]!

1?E : 1??)2c 8c : 3)&[email protected]> 10−3

>77,,( : )33K.IK3

PUNTO 1

%on los valores actuales de 1?E e I C presentes en el circuitos para los valores de

polari$ación selecciona dos &1??# 19# 8?# 89(.

?ualquier cam+io en estos elementos nos producirá un cam+io en el punto W# para cierta

polari$ación del circuito de salida.

RECTA DE CAR.A


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Es una recta que se tra$a so+re las curvas de salida del transistor. uestra todos los posi+les

valores del punto W# para cierta polari$ación del circuito de salida.

Para tra$arla determinamos dos puntos 2?max:VCC RC # que representa la máxima

I C que

puede presentarse en el circuito de salida y vcc max: vcc que representa el maximo valor de

1?E que se puede presentar# el cual se da cuando el transistor está en corte & I C :,

E/emplo

Para el circuito visto anteriormente trace la recta de carga y u+ique el punto W# cuando

89:3;

89: ,.K;

89:3.;

I cmax :Vcc

Rc :12

3300 : 7.47> 10

−3

1?E: 1?? : 3v

!( 2c: 3.K4m!

1?E: I.K4


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9( 2c : .7 m!

1?E: B.7

?( 2c:3.IIm!

1?E : 4.K4v

TRANSISTOR EN CON"UTACI4N

0os circuitos digitales tra+a/an entre corte y saturación# de este modo permiten que la

se5al de entrada pase o no pase "acia la salida.

En esta configuración después de determinar el valor de 8c de acuerdo con las

necesidades de 2c# podemos "acer el valor de 89 3, veces mayor que 8c y con esto

aseguramos una saturación fuerte en el transistor# cuando se presenta la corriente en la

+ase.


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El punto W fluctQa entre corte y saturación.

Para la figura determine si el circuito esta en saturación para los siguientes casos.

!( "fc: 3,,# 89: I3 ;

9( "fc: I,,# 199:3,v

?("fc: 3,,# 8c: 3, ;


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=( "fc: 3,,# 1cc: 3,v

A%

I cmax :Vcc Rc :

5v470 : ,.,3,!

1?E: 1cc : Iv

29:VBB−VBE

Rc :5 v−0.7 v51000 : ,.,KB7>

10−3

I c : ' I

B

: 3,,&,.,KB7> 10−3

( : K.B73> 10−3

1?E : 1cc ) I c 8c

:Iv)&K.B73> 10−3

( &B-,(

1?E : 3.,7-B7v

B%

I cmax :Vcc

Rc :5v

470 : ,.,3,!

1?E: 1cc : Iv


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I B :

VBB−VBE RB :

10 v−0.7 v680000 : ,.,374>

10−3

I c : ' I

B

: I,,&>,.,374 10−3

( : 4.K7K> 10−3

1?E : 1cc ) I c 8c

: Iv)&4.K7K> 10−3

( & B-,( : 3.-K4,

C% I cmax :Vcc

Rc :5 v

10000 : ,.I> 10

−3

1?E: 1cc : Iv

I B :

VBB−VBE

RB :

5 v−0.7 v680000 : ,.,,47> 10

−3

I c : ' I

B

: 3,, &,.,,47> 10−3

( : ,.477> 10−3


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1?E : 1cc ) I c 8c

: Iv)&,.477> 10−3

(&3,,,,( : )3.77I

Está en saturación

D% I cmax :Vcc

Rc :10 v

470 : ,.,3

1?E: 1cc : 3,v

I B :VBB−VBE

RB :10 v−0.7 v680000 : ,.,374->

10−3

I c : ' I

B

: 3,,&: ,.,374-> 10−3

( : 3.74-4> 10−3

1?E : 1cc ) I c 8c

: 3,) &3.74-4> 10−3

( &B-,( : @.7I-v


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Polari'ai5n (e emisor

En la polari$ación anterior# con la resistencia en la +ase# en el punto W es dependiente

de la X# ya

2c: X &2+(.

%i la X cam+ia por efecto de la temperatura u otro factor# el punto W cam+ia# lo cual no

es conveniente en ciertas aplicaciones.


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0a solución es cam+iar el 8+ al emisor# lo que produce un comportamiento más

esta+le.

En este caso tendremos

1e:1++)1+e

2e:1eJ8e

%e puede notar que en este caso la 2e no depende de la X# lo que el punto W sea más

esta+le.

8c:3D

1cc:3I1

8e:.

1++:I1

X :3,,

2e max:3IvJ3,,,:,.,3I!:3Im!


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2: &1++)1+e(J8+ :&I1 O ,.-v(J,,:3.@IBI m!

2c:2e:3.@I!

1e: 1++ O 1+e :&I O ,.- 1( :B.71

1ce:1c O1e: 37.,I )B.7 : K.-I 1

1c: 1cc O &2c8c(:3I O&3.@Im! (&3D(:37.,I

Con+igurai5n PDT omo ampli+ia(or,En esta configuración en el punto W se puede u+icar al centro de la recta de carga y

mantenerlo muy esta+le por tanto# es muy apropiada para usarla cuando requerimos amplificar

una se5al.

El sig. ?ircuito muestra esta aplicación.


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0os capacitores ?3# ? se llaman capacitores de acoplamiento ?7 se llama capacitor dedesacoplo.

0os 7 se usan para aislar la se5al de ?! de los volta/es de polari$ación y evitar que la se5al de

entrada produ$ca cam+ios la polari$ación.

Note que la se5al de salida está a 3K,L desfasada respecto a la entrada# a la relación 1out J

1in

%e le conoce como ganancia del amplificador y se designa : !:1outJ1in

Ampli+ia(or (e *arias etapasPodemos conectar varias etapas de amplificación como las anteriores# en cascada y o+tener

una ganancia total# igual al producto de las ganancias individuales.


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Etapa 3 ( etapa ( etapa 7

!: &!3( &!( &!7(

Con+igurai5n Darlington?onsiste en conectar transistores como se muestra


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=e esta forma se incrementa la ganancia de corriente X del transistor

%e ofrece tam+ién como componente integrado

Transistor (e e+eto (e ampo $)ET%


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0os transistores de efecto de campo se +asan en el control de corriente de portadores

&electrones o "uecos( por medio de un campo eléctrico exterior.

Existen dos tipos# transistor de efecto de campo con uniones &RFEH o simplemente FEH( y en

transistor de efecto de campo con puerta aislada &2VFEH( que tam+ién se le denomina

etal)


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UNIDAD IV


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A"PLI)ICADORES OPERACIONALES $OP3A"PS%

• !mplificador 2deal

• Esquema 2nterno

• Parámetros

• ?ircuitos 9ásicos

2ntroducción

!mplificadores


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Transistor (e E+eto (e Campo $)ET%

El RFEH es un dispositivo unipolar. Existen tipos ?anal N y ?anal P.

0a corriente de 2= de salida se controla por medio de un volta/e entre la compuerta y el

surtidor.

?aracterísticas generales

• Por el terminal de control no se a+sor+e corriente.

• Una se5al muy dé+il puede controlar el componente.

• 0a tensión de control se emplea para crear un campo eléctrico.

=iagrama a 9loques de


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Ejemplo de Ampli"icador Di"erencial.

!mplifica la diferencia entre las entradas 1out:! &13)1(. Note que se alimenta con

volta/e positivo y negativa.

f:unidad a la cual la se5al de salida del op)amp tiene una ganancia de 3.


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?88 : 8a$ón de rec"a$o en modo comQn.

=ados dos se5ales una deseado y otra en modo comQn &8uido( la se5al deseada de+erá ser

muc"o mayor que la no deseada &se de+e entender como ra$ón de rec"a$o al ruido(

El a/uste de offset &terminales 3# I( permite a/ustar la salida a cero cuando las entradas son

iguales.


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A"PLI)ICADOR INVERSOR

! : )8J83 1out: )! &1 in( 1out : ) &8J83( &1 in(

8 tam+ién se le llama resistencia de retroalimentación &feed+ac( o 8f.

El efecto de usar una resistencia de retroalimentación "ace que parte de la se5al de salida se

com+ine con la de entrada. Esto produce efectos so+re la ganancia# el anc"o de +anda &9Z( y

la impedancia de entrada de entrada &A in(.

En este caso a la ganancia se le llama ganancia de la$o cerrado &!00( y para# la configuración

inversora# es igual a

!?0 : )8J83

0a A in será igual a la 83.

ientras que la frecuencia de corte &fcl( &frecuencia más alta que puede mane/ar el op)amp(

estará dado O por

F?0 : funidadJ &!?0 ' 3(


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A"PLI)ICADOR NO INVERSOR

1out : !&1 in( ! : &8J83 ' 3( 1out : &8J83 ' 3(& 1 in( F?0 : funidadJ!?0

No existe inversión de la se5al de salida respecto a la entrada.

0a A in que normalmente es muy alta en la$o a+ierto# se incrementa más en la$o cerrado.

SE.UIDOR UNITARIO

1o : &3( 1in : 1 in

Es una configuración# no inversora con una ganancia de 3. Es decir la salida y la entrada son

iguales en cuanto a amplitud y fase# lo que cam+ia es la impedancia. Hiene una impedancia de

entrada alta y una impedancia de salida +a/a. %e usa como acoplador de impedancia.


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TRIPLICADO SU"ADOR

%uma las se5ales entrantes y las multiplica por las ganancias.

1o : ) &8fJ83 13 ' 8fJ8 1 ' 8fJ87 17(


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A"PLI)ICADOR DISTRIBUIDOR

Permite enviar una se5al "acia varios destinos

8estando

a% USANDO 6 OPA"PS


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1o: ) &8fJ87 &&) 8fJ83(&13(( ' &8fJ8(&1((

1o: ) &8fJ8(&1( O &&8f(& 8f (J&87(&83((&13(

%uponga

13:I,,m1# 1:3,,m1# Hodas las resistencias de 3,o"m

=etermine 1o

1o: &&3,o"m(J&3,o"m((&1( O &&3,o"m(&3,o"m(J&3,o"m(&3,o"m((&13((

1o: B,,m1

7% USANDO UN OP3A"P


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1o: &&87(J &83'87(( > &&8'8B(J &8(( &13( O &&8B(J &8((J &1(

%uponga 13:3,,m1# 1:7,,m1# 83 y 8 :,Do"m# 8 y 8B:3,,o"m

1o: &,o"m(J &&,>,( o"m(>&&3,,'3,,(J &3,,(( o"m &3,,mv(O&&3,,J3,,( &7,,mv(

1o: ),. 1

A"PLI)ICADOR DE INSTRU"ENTACI4N

es una configuración que produce una alta ganancia# a/usta+le con una sola resistencia

tiene una alta impedancia de entrada# especialmente si se usan opamps de tecnología

fet se usa para amplificar se5ales peque5as como la salida de los sensores que

entregan se5ales del orden de algunos m1 se ofrece tam+ién como circuito integrado.


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CIRCUITOS CONVERTIDORES

?onvertidor de volta/e O volta/e

&Fuente de volta/e controlada por volta/e(

' '

13 D13 1<

) )

1o: ) &&8f(J &83(( 13 :)D13

1o : &&8fJ83( ' 3( 13 :D13


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El 1o varía al variar el 13 &multiplicando por un factor D(

?onvertidor de volta/e O corriente

Fuente de corriente controlada por volta/e 2o

'

13 2o: D13

)

2o

2o

&?orriente ) 1olta/e(

2o '

D23 1o:D23

L# )%&&*e+,e

e+ "# )#&#

-I% #&# #"

#&*#& V1


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)

0a caída de volta/e en la cargar varía en función de los cam+ios de 23.

cuaderno electronica analogica

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