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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$ón 3, 3 &,(& √ 2 ( : 733.3v 1prom : 3@.K,v
311.12
10 : 73.33v ʄ sal : I, x : 3,,6$
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 ¶lelo(.
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 $ona activa.
Para distintos valores de I B tendremos
Estas curvas son proporcionadas por el fa+ricante.
ediante estas curvas sa+remos cuales son los rangos de operación del transistor &valores de
I B # 1?E# I c apropiados(
Para el circuito anterior suponga
199: 3,v
1cc:3v
89: B-;
8c: 7.7 ;
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Vanancia de corriente del transistor & : "fc: ,,('
=etermine los valores de I c y 1?E
I B :VBB−VBE
RB :10 v−0.7 v
4700 :3.@-Km!
:'
I C
I B : ,, :
I C
1.97.8mA
I C : ,.,7@I-! : 7@.I-m!
1?E : 1??)2c 8c : 3)&7@.I-> 10−3
>77,,( : )33K.IK3
PUNTO 1
%on los valores actuales de 1?E e I C presentes en el circuitos para los valores de
polari$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.