64319815 Guia de Electronica Basica

8/12/2019 64319815 Guia de Electronica Basica

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GUA DE ELECTRNICA BSICA1. Como se define un semiconductor?

Un semiconductor es un elemento que se comporta como un conductor o como aislantedependiendo de diversos factores, como por ejemplo el campo elctrico o magntico, lapresin, la radiacin que le incide, o la temperatura del ambiente en el que se encuentre. Unsemiconductor es un componente que no es directamente un conductor de corriente, pero

tampoco es un aislante. En un conductor la corriente es debida al movimiento de las cargasnegativas (electrones). En los semiconductores se producen corrientes producidas por elmovimiento de electrones como de las cargas positivas (huecos). Los semiconductores sonaquellos elementos pertenecientes al grupo IV de la Tabla Peridica (Silicio, Germanio, etc.Generalmente a estos se le introducen tomos de otros elementos, denominados impurezas,de forma que la corriente se deba primordialmente a los electrones o a los huecos,dependiendo de la impureza introducida. Otra caracterstica que los diferencia se refiere a suresistividad, estando sta comprendida entre la de los metales y la de los aislantes.http://www.youtube.com/watch?v=IMiuD-PNIts&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=rm8V7aBWvXM&feature=related

2. Cuales son los valores que se toman en cuenta para el Silicio y el Germanio?Los tomos de los elementos semiconductores pueden poseer dos, tres, cuatro o cincoelectrones en su ltima rbita, de acuerdo con el elemento especfico al que pertenecen. Noobstante, los elementos ms utilizados por la industria electrnica, como el silicio (Si) y elgermanio (Ge), poseen solamente cuatro electrones en su ltima rbita. En este caso, elequilibrio elctrico que proporciona la estructura molecular cristalina caracterstica de esostomos en estado puro no les permite ceder, ni captar electrones. Normalmente los tomos delos elementos semiconductores se unen formando enlaces covalentes y no permiten que lacorriente elctrica fluya a travs de sus cuerpos cuando se les aplica una diferencia depotencial o corriente elctrica. En esas condiciones, al no presentar conductividad elctricaalguna, se comportan de forma similar a un material aislante.

3. Cuales son las caractersticas bsicas de los semiconductores? Entre los semiconductores comunes se encuentran elementos qumicos y compuestos,

como el silicio, el germanio, el selenio, el arseniuro de galio, el seleniuro de cinc y eltelururo de plomo.

Para incrementar el nivel de la conductividad se provocan cambios de temperatura, de laluz o se integran impurezas en su estructura molecular.

Estos cambios originan un aumento del numero de electrones liberados (o bien huecos)conductores que transportan la energa elctrica.

Los cuatro electrones de valencia (o electrones exteriores) de un tomo estn en parejas yson compartidos por otros tomos para formar un enlace covalente que mantiene al cristal

unido. Para producir electrones de conduccin, se utiliza energa adicional en forma de luz o decalor (se maneja como temperatura ), que excita los electrones de valencia y provoca suliberacin de los enlaces, de manera que pueden transportar su propia energa.

Cada electrn de valencia que se desprende de su enlace covalente deja detrs de s unhueco , o dicho en otra forma, deja a su tomo padre con un electrn de menos, lo quesignifica entonces que en ese tomo existir un protn de ms.

Las deficiencias o huecos que quedan contribuyen al flujo de la electricidad (se dice queestos huecos transportan carga positiva ). ste es el origen fsico del incremento de laconductividad elctrica de los semiconductores a causa de la temperatura.
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Los cristales semiconductores de dividen en intrnsecos y extrnsecos. Un cristal intrnseco

es aqul que se encuentra puro (aunque no existe prcticamente un cristal 100% puro); esdecir, no contiene impurezas; mientras que un cristal extrnseco es aqul que ha sidoimpurificado con tomos de otra sustancia. Al proceso de impurificacin se le llama tambindopado , y se utiliza para obtener electrones libres que sean capaces de transportar laenerga elctrica a otros puntos del cristal.

Los materiales extrnsecos s e dividen en tipo n y tipo p.

La diferencia del nmero de electrones entre el material dopante (tanto si acepta como siconfiere electrones) y el material receptor hace que crezca el nmero de electrones deconduccin negativos o positivos.

Si aumenta el nmero de electrones de conduccin negativos, entonces el material es tipo n;y si aumenta el numero de cargas positivas (lagunas), es un material tipo p.

4. Ilustre la estructura atmica del silicio

Mirando la figura del centro puede verse la representacin del tomo de silicio. Note como loselectrones se distribuyen en los niveles. El tomo de silicio tiene 14 protones y 14 electrones.

El primero y segundo nivel estn completos, y hay cuatro electrones en el ltimo nivel. Estoselectrones del ltimo nivel se conocen como electrones de valencia y pueden ser compartidoscon otros tomos para formar enlaces.

GERMANIO

Un tomo de germanio est formado por un ncleo, el cual est rodeado por varias cadenas deelectrones y se ilustra en la figura anterior. Su ncleo est formado por 32 protones, mismosque son la parte principal de su masa. Ya hemos visto en otras lecciones que los protonesposeen una carga positiva de electricidad. El ncleo est rodeado por 32 electrones, los quegiran en rbitas fijas. Los cuatro electrones de la rbita no son atraidos tan fuertemente por elncleo, como lo son los de las rbitas siguientes. A estos electrones se les da el nombre de


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ELECTRONES DE VALENCIA ( ver figura 1b ), puede verse la carga neta resultante de 4protones en el ncleo y 4 electrones en la rbita exterior.

5. Mencione la clasificacin de los semiconductores

Materiales semiconductores Tipo N, obtenidos al aadir impurezas como el Fsforo o el Antimonio y se caracterizan por tener gran tendencia a ceder electrones (pues tienen enexceso).

Material semiconductor Tipo N, donde los puntos redondos representan elexceso de electrones que fcilmente cedern, quedando de esta formacargados positivamente.

Materiales semiconductores Tipo P, obtenidos al aadir impureza como el Boro o el Indio y secaracterizan por tener una gran tendencia a captar electrones (pues en su estructura presentangran nmero de huecos).

Material semiconductor Tipo P, donde los puntos cuadrados representanhuecos que fcilmente captarn electrones, quedando cargadosnegativamente.

6. Cuando se dice que un material es amorfo, monocristalino y policristalino?

El slido amorfo es un estado slido de la materia, en el que las partculas que conforman elslido carecen de una estructura ordenada. Estos slidos carecen de formas y caras biendefinidas. Esta clasificacin contrasta con la de slidos cristalinos, cuyos tomos estndispuestos de manera regular y ordenada formando redes cristalinas.

Muchos slidos amorfos son mezclas de molculas que no se pueden apilar bien. Casi todoslos dems se componen de molculas grandes y complejas. Entre los slidos amorfos msconocidos destaca el vidrio.

Un mismo compuesto, segn el proceso de solidificacin, puede formar una red cristalina o unslido amorfo. Por ejemplo, segn la disposicin espacial de las molculas de slice (SiO2), sepuede obtener una estructura cristalina (el cuarzo) o un slido amorfo (el vidrio).

Materiales Monocristalinos

Constituidos por un solo tipo de red cristalina. Son sistemas homogneos de grano nico. Sindiscontinuidades. Alta resistencia y baja capacidad de deformacin.

Materiales Policristalinos


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Tienen ms de un tipo de ordenamiento o estructura cristalina. Cada una de esas estructurasse llaman granos. Estos se van ordenando en forma regular. Durante la solidificacin haycompetencia entre los cristales para ocupar el mayor espacio posible. Los extremos de loscristales interaccionan entre s produciendo discontinuidades: limites de granos.* Granos grandes: frgiles.* Granos pequeos: dctiles.

7. Diga cual es la diferencia entre un semiconductor intrnseco y un extrnseco?Los materiales semiconductores, segn su pureza, se clasifican de la siguiente forma:

1. Intrnsecos2. Extrnsecos

Se dice que un semiconductor es intrnseco cuando se encuentra en estado puro, o sea, queno contiene ninguna impureza, ni tomos de otro tipo dentro de su estructura. En ese caso, lacantidad de huecos que dejan los electrones en la banda de valencia al atravesar la bandaprohibida ser igual a la cantidad de electrones libres que se encuentran presentes en la bandade conduccin.

Cuando se eleva la temperatura de la red cristalina de un elemento semiconductor intrnseco,algunos de los enlaces covalentes se rompen y varios electrones pertenecientes a la banda devalencia se liberan de la atraccin que ejerce el ncleo del tomo sobre los mismos. Esoselectrones libres saltan a la banda de conduccin y all funcionan como electrones deconduccin, pudindose desplazar libremente de un tomo a otro dentro de la propiaestructura cristalina, siempre que el elemento semiconductor se estimule con el paso de unacorriente elctrica.

Como se puede observar en la ilustracin, en elcaso de los semiconductores el espaciocorrespondiente a la banda prohibida es mucho msestrecho en comparacin con los materiales

aislantes. La energa de salto de banda (Eg)requerida por los electrones para saltar de la bandade valencia a la de conduccin es de 1 eVaproximadamente. En los semiconductores de silicio(Si), la energa de salto de banda requerida por loselectrones es de 1,21 eV, mientras que en los degermanio (Ge) es de 0,785 eV.

Estructura cristalina de un semiconductor intrnseco, compuesta solamente por tomos de silicio (Si) que forman una celosa. Como se puedeobservar en la ilustracin, los tomos de silicio (que slo poseen cuatroelectrones en la ltima rbita o banda de valencia), se unen formando

enlaces covalente para completar ocho electrones y crear as un cuerposlido semiconductor. En esas condiciones el cristal de silicio secomportar igual que si fuera un cuerpo aislante.


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SEMICONDUCTORES "EXTRNSECOS"

Cuando a la estructura molecular cristalina del silicio o del germanio se le introduce ciertaalteracin, esos elementos semiconductores permiten el paso de la corriente elctrica por sucuerpo en una sola direccin. Para hacer posible, la estructura molecular del semiconductor se

dopa mezclando los tomos de silicio o de germanio con pequeas cantidades de tomos deotros elementos o "impurezas".

Generalmente los tomos de las impurezas corresponden tambin a elementossemiconductores que, en lugar de cuatro, poseen tres electrones en su ltima rbita [como el galio(Ga) o el indio (In)], o que poseen cinco electrones tambin en su ltima rbita [como el antimonio(Sb) o el arsnico (As)]. Una vez dopados, el silicio o el germanio se convierten ensemiconductores extrnsecos y sern capaces de conducir la corriente elctrica.

En la actualidad el elemento ms utilizado para fabricar semiconductores para el uso de laindustria electrnica es el cristal de silicio (Si) por ser un componente relativamente barato deobtener. La materia prima empleada para fabricar cristales semiconductores de silicio es la arena,uno de los materiales ms abundantes en la naturaleza. En su forma industrial primaria el cristalde silicio tiene la forma de una oblea de muy poco grosor (entre 0,20 y 0,25 mmaproximadamente), pulida como un espejo.

A la izquierda se muestra la ilustracin de una oblea (wafer) o cristalsemiconductor de . silicio pulida con brillo de espejo, destinada a lafabricacin de transistores y circuitos . integrados. A la derecha aparece lacuarta parte de la oblea conteniendo cientos de . minsculos dados ochips, que se pueden obtener de cada una. Esos chips son los . quedespus de pasar por un proceso tecnolgico apropiado se convertirn en . transistores o circuitos integrados. Una vez que los chips se han

convertido en . transistores o circuitos integrados sern desprendidos de laoblea y colocados dentro . de una cpsula protectora con suscorrespondientes conectores externos.

El segundo elemento tambin utilizado como semiconductor, pero en menor proporcin que elsilicio, es el cristal de germanio (Ge).

Durante mucho tiempo se emple tambin el selenio (S) para fabricar diodossemiconductores en forma de placas rectangulares, que combinadas y montadas en unaespecie de eje se empleaban para rectificar la corriente alterna y convertirla en directa.Hoy en da, adems del silicio y el germanio, se emplean tambin combinaciones de otroselementos semiconductores presentes en la Tabla Peridica.

Placa individual de 2 x 2 cm de rea, correspondiente a un antiguo diodo de selenio.

Entre esas combinaciones se encuentra la formada por el galio (Ga) y el arsnico (As) utilizadapara obtener arseniuro de galio (GaAs), material destinado a la fabricacin de diodos lserempleados como dispositivos de lectura en CDs de audio.


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Lente (sealada con la flecha) detrs de la cual se encuentra instalado un diodo lser dearseniuro de galio (GaAs) empleado para leer datos de texto, presentaciones multimedia omsica grabada en un CD. En esta ilustracin el . CD se ha sustituido por un disco similartransparente de plstico comn.

En el caso del silicio (Si) y el germanio (Ge) cuando se encuentran enestado puro, es decir, como elementos intrnsecos, los electrones de su

ltima rbita tienden a unirse formando "enlaces covalentes", para adoptaruna estructura cristalina. Los tomos de cualquier elemento,independientemente de la cantidad de electrones que contengan en sultima rbita, tratan siempre de completarla con un mximo de ocho, yasea donndolos o aceptndolos, segn el nmero de valencia que lecorresponda a cada tomo en especfico.

Con respecto a los elementos semiconductores, que poseen slo cuatro electrones en su ltimarbita, sus tomos tienden a agruparse formando enlaces covalentes, compartiendo entre s loscuatro electrones que cada uno posee, segn la tendencia de completar ocho en su rbitaexterna. Al agruparse de esa forma para crear un cuerpo slido, los tomos del elemento

semiconductor adquieren una estructura cristalina, semejante a una celosa. En su estado puro,como ya se mencion anteriormente, esa estructura no conduce la electricidad, por lo que esoscuerpos semiconductores se comportan como aislantes.

8. Mencione la clasificacin de los diodos semiconductores

Diodos Rectificadores.Diodos de Seal.Diodos de Conmutacin.Diodos de alta Frecuencia.

Diodos Zener.Diodos especiales.


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9. Defina e ilustre al diodo rectificador

Un diodo rectificador es uno de los dispositivos de la familia de los diodosms sencillos. El nombre diodo rectificador procede de su aplicacin, lacual consiste en separar los ciclos positivos de una seal de corrientealterna. Si se aplica al diodo una tensin de corriente alterna durante losmedios ciclos positivos, se polariza en forma directa; de esta manera,permite el paso de la corriente elctrica. Pero durante los medios ciclosnegativos, el diodo se polariza de manera inversa; con ello, evita el pasode la corriente en tal sentido. Durante la fabricacin de los diodosrectificadores, se consideran tres factores: la frecuencia mxima en que

realizan correctamente su funcin, la corriente mxima en que pueden conducir en sentidodirecto y las tensiones directa e inversa mximas que soportarn. Una de las aplicacionesclsicas de los diodos rectificadores, es en las fuentes de alimentacin; aqu, convierten unaseal de corriente alterna en otra de corriente directa.

10. Defina e ilustre al diodo de seal

Este tipo de diodo se utiliza para la deteccin de pequeas seales, o seales dbiles, por loque trabaja con pequeas corrientes. La tensin Umbral, o tensin a partir de la cual el diodo,polarizado directamente, comienza a conducir, suele ser inferior a la del diodo rectificador. Osea la V.Umbral es aproximadamente 0,3 voltios.

Smbolo: Aspecto fsico:

El material semiconductor suele ser el Germanio.

Aplicaciones: Se emplean, sobre todo el la deteccin de seales de Radio Frecuencia (RF). Seutilizan en etapas moduladoras, demoduladoras, mezcla y limitacin de seales.

11. Defina e ilustre al diodo de comunicacinLos diodos de conmutacin o rpidos se caracterizan por ser capaces de trabajar con sealesde tipo digital o que presenten unos tiempos de subida y bajada de sus flancos muybreves. El factor o parmetro que caracteriza a estos diodos es el tiempo de recuperacininverso (TRR) que expresa el tiempo que tarda la unin P-N en desalojar la carga elctrica queacumula, cuando se encuentra polarizada inversamente (efecto similar a la acumulacin decarga de un condensador), y recibe sbitamente un cambio de tensin que la polariza ensentido directo. Pueden ser considerados rpidos aquellos diodos con un TRR inferior a 400nanosegundos, en modelos de media potencia, para los de baja potencia este tipo es del ordende los 5 nanosegundos.


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12. Defina e ilustre al diodo de alta FrecuenciaLos diodos de alta frecuencia se emplean en aquellas partes de un circuito quedeben de funcionar con frecuencias superiores a 1 megahertz (1 milln deciclos por segundo). Se caracterizan por presentar una baja capacidad dedifusin (Cd) entre las dos zonas semiconductoras que forman la unin P-N,cuando stas estn polarizadas en sentido directo.

13. Defina e ilustre al diodo ZenerLos diodos estabilizadores de tensin se emplean, como su nombre indica, paraproducir una tensin entre sus extremos constante y relativamente independientede la corriente que los atraviesa. Aprovechan, para su funcionamiento, unapropiedad muy interesante que presenta la unin semiconductora cuando sepolariza inversamente por encima de un determinado nivel.

Normalmente un diodo que recibe una polarizacin inversa no permite el paso de la corriente olo hace dejando pasar una intensidad debilsima. Sin embargo, al alcanzar una determinadatensin, denominada tensin zener se produce un aumento de la cantidad de corriente, deforma tal que esta diferencia de potencial entre sus extremos se mantiene prcticamenteconstante, aunque se intente aumentar o disminuir a base de variar la intensidad que lo

atraviesa. Existe una amplia gama de tipos clasificados por una serie de tensiones zenernormalizadas y por la potencia que son capaces de disipar, desde 250 mili vatios hastadecenas de vatios, con encapsulado plstico o metlico. Los parmetros que caracterizan a undiodo zener son:

- Tensin zener (Vz). - Corriente minima para alcanzar la Vz (Iz). - Potencia mxima (P/tot).

14. Defina e ilustre los diodos especiales

El diodo varicap y su funcionamiento

Al polarizar inversamente la unin N-P se crea en la zona central una capaaislante y neutra, debida a la recombinacin de electrones y huecos en ella,que separa a los dos tipos de semiconductores, dando lugar a una capacidadentre ambos. Las armaduras del condensador ficticio estn constituidas por

los semiconductores N y P, que soportan la tensin inversa, y el dielctrico es la zona neutracuyo espesor es variable con el valor de la polarizacin externa.


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El comportamiento de la unin N-P cuando se polariza inversamente es la de un condensadorcuya capacidad depende de la tensin aplicada, por lo que sustituye ventajosamente a losantiguos condensadores variables, en los que mediante movimientos mecnicos se proceda avariar la superficie o espesor entre armaduras para lograr la capacidad adecuada, aunque conpoca precisin y utilizando un componente de bastante volumen.

En el caso de utilizar una unin N-P como condensador variable, llamado varicap, basta regularla tensin inversa, que se aplica entre sus extremos con ayuda de un potencimetro, paramodificar la capacidad de forma muy exacta y ocupando el mnimo espacio.

15. Cuales son los valores mximos de tensin y corriente en los diodos rectificadores?Se especifican por la corriente mxima promedio que pueden conducir con polarizacin directay por el voltaje mximo que pueden soportar en polarizacin inversa sin entrar en avalancha.Estos parmetros se designan en las hojas de datos como IF(av) y VRRM, respectivamente .Se consiguen diodos rectificadores con valores de VRRM desde menos de 40V hasta mas de600V y valores de IF(av) desde menos de 100 mA hasta mas de 100 A. El subndice "F"(forward) representa las condiciones en polarizacin directa y el subndice "R" (reverse) lascondiciones en polarizacin inversa.

16. Como se define un transistor y cual es su clasificacin?El transistor es un dispositivo electrnico semiconductor que cumplefunciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El trmino"transistor" es la contraccin en ingls de transfer resistor ("resistencia detransferencia"). Actualmente se encuentran prcticamente en todos losaparatos domsticos de uso diario: radios, televisores, grabadoras,reproductores de audio y video, hornos de microondas, lavadoras,automviles, equipos de refrigeracin, alarmas, relojes de cuarzo,ordenadores, calculadoras, impresoras, lmparas fluorescentes, equipos derayos X, tomgrafos, ecgrafos, reproductores mp3, telfonos mviles, etc.

Tipos de transistores

Transistor de contacto puntualLlamado tambin transistor de punta de contacto, fue el primer transistor capaz de obtenerganancia, inventado en 1947 por J. Bardeen y W. Brattain. Consta de una base de germanio,semiconductor para entonces mejor conocido que la combinacin cobre-xido de cobre, sobrela que se apoyan, muy juntas, dos puntas metlicas que constituyen el emisor y el colector. Lacorriente de base es capaz de modular la resistencia que se "ve" en el colector, de ah elnombre de "transfer resistor". Se basa en efectos de superficie, poco conocidos en su da. Esdifcil de fabricar (las puntas se ajustaban a mano), frgil (un golpe poda desplazar las puntas)y ruidoso. Sin embargo convivi con el transistor de unin (W. Shockley, 1948) debido a sumayor ancho de banda. En la actualidad ha desaparecido.[editar] Transistor de unin bipolar


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El transistor de unin bipolar , o BJT por sus siglas en ingls, se fabricabsicamente sobre un monocristal de Germanio, Silicio o Arseniuro degalio, que tienen cualidades de semiconductores, estado intermedioentre conductores como los metales y los aislantes como el diamante.Sobre el sustrato de cristal, se contaminan en forma muy controlada treszonas, dos de las cuales son del mismo tipo, NPN o PNP, quedandoformadas dos uniones NP.

La zona N con elementos donantes de electrones (cargas negativas) y la zona P deaceptadores o "huecos" (cargas positivas). Normalmente se utilizan como elementosaceptadores P al Indio (In), Aluminio (Al) o Galio (Ga) y donantes N al Arsnico (As) o Fsfor(P).

La configuracin de uniones PN, dan como resultado transistores PNP o NPN, donde la letraintermedia siempre corresponde a la caracterstica de la base, y las otras dos al emisor y alcolector que, si bien son del mismo tipo y de signo contrario a la base, tienen diferentecontaminacin entre ellas (por lo general, el emisor est mucho ms contaminado que elcolector).

El mecanismo que representa el comportamiento semiconductor depender de dichascontaminaciones, de la geometra asociada y del tipo de tecnologa de contaminacin (difusingaseosa, epitaxial, etc.) y del comportamiento cuntico de la unin.[editar] Transistor de unin unipolar o de efecto de campo

El transistor de unin unipolar , tambin llamado de efecto de campo de unin (JFET), fue elprimer transistor de efecto de campo en la prctica. Lo forma una barra de materialsemiconductor de silicio de tipo N o P. En los terminales de la barra se establece un contactohmico, tenemos as un transistor de efecto de campo tipo N de la forma ms bsica. Si sedifunden dos regiones P en una barra de material N y se conectan externamente entre s, seproducir una puerta. A uno de estos contactos le llamaremos surtidor y al otro drenador.

Aplicando tensin positiva entre el drenador y el surtidor y conectando a puerta al surtidor,estableceremos una corriente, a la que llamaremos corriente de drenador con polarizacincero. Con un potencial negativo de puerta al que llamamos tensin de estrangulamiento, cesala conduccin en el canal.

El transistor de efecto de campo , o FET por sus siglas en ingls, que controla la corriente enfuncin de una tensin; tienen alta impedancia de entrada.

* Transistor de efecto de campo de unin, JFET, construido mediante una unin PN.* Transistor de efecto de campo de compuerta aislada, IGFET, en el que la compuerta se

asla del canal mediante un dielctrico.* Transistor de efecto de campo MOS, MOSFET, donde MOS significa Metal-xido

Semiconductor, en este caso la compuerta es metlica y est separada del canalsemiconductor por una capa de xido.


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FototransistorLos fototransistores son sensibles a la radiacin electromagntica en frecuencias cercanas a lade la luz visible; debido a esto su flujo de corriente puede ser regulado por medio de la luzincidente. Un fototransistor es, en esencia, lo mismo que un transistor normal, slo que puedetrabajar de 2 maneras diferentes:

* Como un transistor normal con la corriente de base (IB) (modo comn).

* Como fototransistor, cuando la luz que incide en este elemento hace las veces de corrientede base. (IP) (modo de iluminacin).

Transistores y electrnica de potencia

Con el desarrollo tecnolgico y evolucin de la electrnica, la capacidad de los dispositivossemiconductores para soportar cada vez mayores niveles de tensin y corriente ha permitidosu uso en aplicaciones de potencia. Es as como actualmente los transistores son empleadosen conversores estticos de potencia, controles para motores y llaves de alta potencia(principalmente inversores), aunque su principal uso est basado en la amplificacin decorriente dentro de un circuito cerrado.

17. Mencione las especificaciones del diodo Varactor e ilustre su smboloLos diodos varactores o varicap han sido diseados de manera que su funcionamiento seasimilar al de un capacitor y tengan una caracterstica capacitancia-tensin dentro de lmitesrazonables

En el siguiente grfico se muestra las similitudes entre un diodo y un capacitor. Debido a larecombinacin de los portadores en el diodo, una zona de agotamiento se forma en la juntura.Esta zona de agotamiento acta como un dielctrico (aislante), ya que no hay ninguna carga yflujo de corriente.

Las reas exteriores a la zona de agotamiento si tienen portadoresde carga (rea semiconductor). Se puede visualizar sin dificultad laformacin de un capacitor en el diodo (dos materialessemiconductores deparados por un aislante). La amplitud de lazona de agotamiento se puede ampliar incrementando la tensininversa aplicada al diodo con una fuente externa.Esto causa que se aumente la separacin (aislante) y separa mslas reas semiconductoras. Este ltimo disminuye la capacitancia.Entonces la capacitancia es funcin de la tensin aplicada al diodo.- Si la tensin aplicada al diodo aumenta la capacitancia disminuye- Si la tensin disminuye la capacitancia aumenta

Smbolo del diodo varacto
http://www.unicrom.com/Tut_corriente_electrica.asphttp://www.unicrom.com/Tut_corriente_electrica.asp


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18. En que basa su principio el diodo de potencia?

Son dispositivos unidireccionales, no pudiendo circular la corriente en sentido contrario al deconduccin. El nico procedimiento de control es invertir el voltaje entre nodo y ctodo. Losdiodos de potencia se caracterizan porque en estado de conduccin, deben ser capaces desoportar una alta intensidad con una pequea cada de tensin. En sentido inverso, deben sercapaces de soportar una fuerte tensin negativa de nodo con una pequea intensidad defugas.

19. Describa las caractersticas bsicas de los fotodiodos

Un fotodiodo es un semiconductor construido con unaunin PN, sensible a la incidencia de la luz visible oinfrarroja. Para que su funcionamiento sea correcto sepolariza inversamente, con lo que se producir una cierta

circulacin de corriente cuando sea excitado por la luz. Debido a suconstruccin, los fotodiodos se comportan como clulas fotovoltaicas,es decir, en ausencia de luz exterior generan una tensin muy

pequea con el positivo en el nodo y el negativo en el ctodo. Esta corriente presente enausencia de luz recibe el nombre de corriente de oscuridad.

20. Explique como se realiza la rectificacin de media onda y onda completa mediante eluso de diodos y diga que aplicacin tiene?

El rectificador de media onda es un circuito empleadopara eliminar la parte negativa o positiva de una sealde corriente alterna de entrada (Vi) convirtindola encorriente directa de salida (Vo). Es el circuito mssencillo que puede construirse con un diodo.

Rectificador de media onda con filtro RC (Diodo ideal)

Un circuito RC sirve como filtro para hacer que el voltaje alterno se vuelva directo casi como elde una batera, esto es gracias a las pequeas oscilaciones que tiene la salida del voltaje, lascuales son prcticamente nulas.

La primera parte del circuito consta de una fuente de voltajealterna, seguido de un diodo que en esta ocasin ser ideal(simplemente para facilitar la comprensin del funcionamiento)y finalmente el filtro RC.

El circuito funciona de la siguiente manera:

1. Entra la seal alterna al circuito, la cual se rectifica con el diodo. (Solo permite pasar unsemi-ciclo de la seal, que en este caso es el semi-ciclo positivo)

2. En el momento que el voltaje sale del diodo el condensador se empieza a cargar y la cadade voltaje se recibe en la resistencia.

3. En el semi-ciclo negativo no hay voltaje por que el diodo no permite que fluya nada,entonces el condensador se empieza a descargar (la velocidad con la que se descargadepende de la capacitancia).


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4. El condensador no se descarga por completo, entonces en el momento que otra vezempieza el semi-ciclo positivo el condensador se vuelve a cargar. A esta diferencia que existese le conoce como voltaje de rizo (Vr) y la idea es que sea muy pequea.

Un Rectificador de onda completa es un circuito empleado para convertir una seal decorriente alterna de entrada (Vi) en corriente continua de salida (Vo) pulsante. A diferencia delrectificador de media onda, en este caso, la parte negativa de la seal se convierte en positivao bien la parte positiva de la seal se convertir en negativa, segn se necesite una sealpositiva o negativa de corriente continua. Existen dos alternativas, bien empleando dos diodoso empleando cuatro (puente de Graetz).

Rectificador con dos diodos.

En el circuito de la figura, ambos diodos no pueden encontrarsesimultneamente en directa o en inversa, ya que las diferencias depotencial a las que estn sometidos son de signo contrario; portanto uno se encontrar polarizado inversamente y el otrodirectamente. La tensin de entrada (Vi) es, en este caso, la mitadde la tensin del secundario del transformador.

Tensin de entrada positiva.

El diodo 1 se encuentra en polarizado directamente (conduce),mientras que el 2 se encuentra en inversa (no conduce). Latensin de salida es igual a la de entrada. El diodo 2 ha desoportar en inversa la tensin mxima del secundario.

Tensin de entrada negativa.

El diodo 2 se encuentra en directa (conduce), mientras que eldiodo 1 se encuentra en inversa (no conduce). La tensin desalida es igual a la de entrada pero de signo contrario. El diodo 1ha de soportar en inversa la tensin mxima del secundario .

Puente de Graetz o Puente Rectificador de doble onda

En este caso se emplean cuatro diodos con la disposicin de lafigura. Al igual que antes, slo son posibles dos estados de

conduccin, o bien los diodos 1 y 3 estn en directa y conducen(tensin positiva) o por el contrario son los diodos 2 y 4 los quese encuentran en inversa y conducen (tensin negativa).

A diferencia del caso anterior, ahora la tensin mxima de salidaes la del secundario del transformador (el doble de la del casoanterior), la misma que han de soportar los diodos en inversa, aligual que en el rectificador con dos diodos. Esta es laconfiguracin usualmente empleada para la obtencin de ondacontinua.
http://es.wikipedia.org/wiki/Transformadorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Puente_de_diodos.pnghttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Circuito_rectificador_onda_completa_OFF.pnghttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Circuito_rectificador_onda_completa_ON.pnghttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Circuito_rectificador_onda_completa.pnghttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Puente_de_diodos.pnghttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Circuito_rectificador_onda_completa_OFF.pnghttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Circuito_rectificador_onda_completa_ON.pnghttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Circuito_rectificador_onda_completa.pnghttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Puente_de_diodos.pnghttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Circuito_rectificador_onda_completa_OFF.pnghttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Circuito_rectificador_onda_completa_ON.pnghttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Circuito_rectificador_onda_completa.pnghttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Puente_de_diodos.pnghttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Circuito_rectificador_onda_completa_OFF.pnghttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Circuito_rectificador_onda_completa_ON.pnghttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Circuito_rectificador_onda_completa.pnghttp://es.wikipedia.org/wiki/Transformador


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Tensin rectificada.Vo = Vi = Vs/2 en el rectificador con dos diodos.Vo = Vi = Vs en el rectificador con puente de Graetz.

Si consideramos la cada de tensin tpica en los diodos en conduccin, aproximadamente 0,6V;tendremos que para el caso del rectificador de doble onda la Vo = Vi - 1,2V.

Curva t

21. Mencione que tipo de diodo se utiliza en reguladores?El diodo Zener, tambin llamado diodo regulador de tensin

22. Cual es el diodo que tiene una impedancia negativa muy alta?El diodo PIN es un diodo que presenta una regin P fuertemente dopada y otra regin Ntambin fuertemente dopada, separadas por una regin de material que es casi intrnseco. Estetipo de diodos se utiliza en frecuencias de microondas, es decir, frecuencias que exceden de 1GHz, puesto que incluso en estas frecuencias el diodo tiene una impedancia muy alta cuandoest inversamente polarizado y muy baja cuando esta polarizado en sentido directo. Adems,las tensiones de ruptura estn comprendidas en el margen de 100 a 1000 V.

23. Mencione el diodo que se utiliza con potencias bajasLa familia de diodos rectificadores est concebida especialmente para esta aplicacin aunquelos de baja potencia tambin pueden ser empleados como diodos de seal o conmutacin encircuitos de CD o baja frecuencia y en aquellos de tipo digital que no requieran velocidad muyelevada.

24. Cual es el tipo de material del cual estn formados los diodos?En la construccin del diodo semiconductor. Se colocan dos materiales semiconductores concontenido de carga opuesta uno al lado del otro. Un material es semiconductor como silicio ogermanio excesivamente cargado de partculas negativas (electrones). El otro material es delmismo tipo semiconductor con la diferencia de que este tiene la ausencia de cargas negativas.Los materiales ms comunes utilizados en la construccin de diodos son tres; germanio, silicioy arsenurio de galio. En general, en silicio ha reemplazado al germanio en los diodos debido asu mayor barrera de energa que permiten la operacin a temperaturas ms altas, y los costosde material son mucho menores. El arsenurio de galio es particularmente til en aplicacionesde alta frecuencia y microondas.

25. Como se define la electrnica?La electrnica es la rama de la fsica y especializacin de la ingeniera, que estudia y empleasistemas cuyo funcionamiento se basa en la conduccin y el control del flujo microscpico delos electrones u otras partculas cargadas elctricamente.

26. Que es un oscilador?OscilacinFenmeno por el cual una magnitud (corriente, desplazamiento, etc.) vara en funcin deltiempo de una forma peridica. El tiempo transcurrido entre dos estados iguales se llamaperodo. La amplitud es la desviacin mxima, y el nmero de oscilaciones por unidad detiempo es la frecuencia. Las oscilaciones que se propagan en el tiempo y en el espacio recibenel nombre de ondas.
http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Tensi%C3%B3n_sinusoidal.png


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-- amortiguada. Aquella en la que el valor de la magnitud oscilante va disminuyendo con el

tiempo.

-- forzada. La producida por un sencillo oscilador u otro sistema mecnico equivalente, pormedio de una fuerza peridica externa.

-- fundamental. La oscilacin de frecuencia ms baja con la que puede vibrar naturalmenteun sistema. La frecuencia de las dems oscilaciones es mltiplo de la fundamental; vase

Armnico.

-- propia. La que realiza un sistema con una de sus frecuencias propias.

-- acoplada. La que realizan dos sistemas acoplados cuya energa de oscilacin seintercambia peridicamente de uno a otro a travs de una ligadura entre ellos.

OsciladorCircuito electrnico que convierte la energa de corriente continua en una corriente alterna defrecuencia determinada. Con circuitos adecuados pueden generarse gran variedad de sealesalternas con diversas formas de onda ( sinusoidales, triangulares, cuadradas...) y en un ampliointervalo de frecuencias. Se utilizan ampliamente en emisores y receptores de radio y TV, y eninstrumentos electrnicos destinados a medidas de tiempo y comprobaciones.

-- armnico. Sistema oscilante cuya fuerza recuperadora es proporcional a la desviacin conrespecto a la posicin de equilibrio, lo que conduce a un proceso vibratorio sinusoidal.

-- de armstrong. Oscilador usado para emitir ondas sinusoidales de amplitud y frecuenciaconstante dentro del espectro de radiofrecuencia. El sistema Armstrong utiliza un desfasador yun modulador equilibrado. La seal de RF del oscilador a cristal se aplica al desfasador y almodulador equilibrado.

27. Que es un rectificador? Aparato o dispositivo para convertir una corriente alterna en unidireccional o continua. Unrectificador ideal posee una resistencia nula en un sentido e infinita en el otro. Cuando seintercala un rectificador en un circuito de corriente alterna, slo circular corriente mientras lapolaridad de la misma est en el sentido favorable. Por lo tanto, slo circular corriente en unsentido, rectificando as la corriente.

-- de media onda. Rectificador elemental constituido por un diodo. Cuando pasa por l unacorriente alterna sinusoidal, slo dejar pasar la mitad de cada onda (la de polaridadadecuada), y de ah su nombre.

-- de onda completa. Rectificador constituido por dos diodos de tal forma que cada uno deellos conduce durante una mitad del ciclo de la corriente alterna. Se obtiene de esta forma unsuministro de corriente durante los dos semiciclos.


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28. Que es un amplificador?Circuito que incrementa el valor de voltaje o de la intensidad de una seal elctrica.

Aparato electrnico que capta las vibraciones mecnicas o las dbiles seales de una cpsulamagntica y las amplifica hasta activar las bobinas de los altavoces u otros dispositivos quepermitan la percepcin de las ondas sonoras.

29. Como se define un amplificador operacional e ilustre su smbolo?Un amplificador operacional (comnmente abreviado A.O. u op-amp), es un circuito electrnico(normalmente se presenta como circuito integrado) que tiene dos entradas y una salida. Lasalida es la diferencia de las dos entradas multiplicada por un factor (G) (ganancia):Vout = G(V+ V) El A.O. ideal tiene una ganancia infinita, una impedancia de entrada infinita, un ancho de bandatambin infinito, una impedancia de salida nula, un tiempo de respuesta nulo y ningn ruido.Como la impedancia de entrada es infinita tambin se dice que las corrientes de entrada soncero.

30. Cual es el tipo de lenguaje que interpretan las mquinas?El Lenguaje Maquina , est compuesto por un conjunto de instrucciones en cdigo binario (1 y0), los cuales son entregados a la unidad central de proceso en forma de estados elctricos(encendido apagado).

El Lenguaje de Bajo Nivel o Lenguaje de Ensamblador est compuesto por cdigoentendible por la persona, pero su dificultad radica en que existe un lenguaje especfico paracada tipo de procesador, lo que dificulta su aprendizaje.

El Lenguaje de Alto Nivel esta compuesto bsicamente por enunciados en ingles, es fcil deentender por el desarrollador, pero difcil de entender para la unidad central de proceso, por locual estos lenguajes de programacin utilizan traductores, llamados tcnicamenteCompiladotes o Interpretes, quienes se encargan de traducir este lenguaje de alto nivel alenguaje entendible por la unidad central de proceso.

31. Como se define el sistema binario?El sistema binario, en matemticas e informtica, es un sistema de numeracin en el que losnmeros se representan utilizando solamente las cifras cero y uno (0 y 1). Es el que se utilizaen las computadoras, debido a que trabajan internamente con dos niveles de voltaje, por lo quesu sistema de numeracin natural es el sistema binario (encendido 1, apagado 0).

32. Mencione cual es la diferencia entre utilizar un sistema binario y un sistema octal?La diferencia es que el sistema octal utiliza 8 cifras (0,1,2,3,4,5,6,7) cifras y el sistema binarioutiliza dos cifras (0,1).


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33. Cuales son las compuertas utilizadas en sistemas electrnicos y elabore su tabla deverdad de cada una, indicando su expresin booleana?Puerta lgicaUna puerta lgica, o compuerta lgica, es un dispositivo electrnico el cual es la expresinfsica de un operador booleano en la lgica de conmutacin. Cada puerta lgica consiste enuna red de dispositivos interruptores que cumple las condiciones booleanas para el operadorparticular. Son esencialmente circuitos de conmutacin integrados en un chip.

Claude Elwood Shannon experimentaba con rels o interruptores electromagnticos paraconseguir las condiciones de cada compuerta lgica, por ejemplo, para la funcin booleana Y(AND) colocaba interruptores en circuito serie, ya que con uno solo de stos que tuviera lacondicin abierto, la salida de la compuerta Y sera = 0, mientras que para la implementacinde una compuerta O (OR), la conexin de los interruptores tiene una configuracin en circuitoparalelo.

La tecnologa microelectrnica actual permite la elevada integracin de transistores actuandocomo conmutadores en redes lgicas dentro de un pequeo circuito integrado. El chip de laCPU es una de las mximas expresiones de este avance tecnolgico. En nanotecnologa seest desarrollando el uso de una compuerta lgica molecular, que haga posible laminiaturizacin de circuitos.

Lgica directa

Puerta S o Buffer

Smbolo de la funcin lgica S: a) Contactos, b) Normalizado y c) No normalizado

La puerta lgica S, realiza la funcin booleana igualdad. En la prctica se suele utilizar comoamplificador de corriente o como seguidor de tensin, para adaptar impedancias (buffer eningls).

La ecuacin caracterstica que describe el comportamiento de la puerta S es:

Su tabla de verdad es la siguiente:

Tabla de verdad puerta SI

Entrada A Salida A

0 0

1 1
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Puerta AND

Smbolo de la funcin lgica Y: a) Contactos, b) Normalizado y c) No normalizado

La puerta lgica Y, ms conocida por su nombre en ingls AND ( ), realiza lafuncin booleana de producto lgico. Su smbolo es un punto (), aunque se suele omitir. As, elproducto lgico de las variables A y B se indica como AB, y se lee A y B o simplemente A porB.

La ecuacin caracterstica que describe el comportamiento de la puerta AND es:


Tabla de verdad puerta AND

Entrada A Entrada B Salida

0 0 0

0 1 0

1 0 0

1 1 1

As, desde el punto de vista de la aritmtica mdulo 2, la compuerta AND implementa elproducto mdulo 2.

Puerta OR

Smbolo de la funcin lgica O: a) Contactos, b) Normalizado y c) No normalizado

La puerta lgica O, ms conocida por su nombre en ingls OR ( ), realiza laoperacin de suma lgica.

La ecuacin caracterstica que describe el comportamiento de la puerta OR es:
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Tabla de verdad puerta OR


0 0 0

0 1 11 0 1

1 1 1

Podemos definir la puerta O como aquella que proporciona a su salida un 1 lgico si al menosuna de sus entradas est a 1.

Puerta OR-exclusiva (XOR)

Smbolo de la funcin lgica O-exclusiva: a) Contactos, b) Normalizado y c) No normalizado

La puerta lgica OR-exclusiva , ms conocida por su nombre en ingls XOR , realiza la funcinbooleana A'B+AB'. Su smbolo es el ms (+) inscrito en un crculo. En la figura de la derechapueden observarse sus smbolos en electrnica.

La ecuacin caracterstica que describe el comportamiento de la puerta XOR es:

|-


Tabla de verdad puerta XOR


0 0 00 1 1

1 0 1

1 1 0

Se puede definir esta puerta como aquella que da por resultado uno, cuando los valores en lasentradas son distintos. ej: 1 y 0, 0 y 1 (en una compuerta de dos entradas). Se obtiene cuandoambas entradas tienen distinto valor.
http://es.wikipedia.org/wiki/Tabla_de_verdadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ecuaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Tabla_de_verdadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Funcion_logica_O-EX.PNGhttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Funcion_logica_O-EX.PNGhttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Funcion_logica_O-EX.PNGhttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Funcion_logica_O-EX.PNGhttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Funcion_logica_O-EX.PNGhttp://es.wikipedia.org/wiki/Tabla_de_verdadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ecuaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Tabla_de_verdad


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Si la puerta tuviese tres o ms entradas , la XOR tomara la funcin de suma de paridad,cuenta el nmero de unos a la entrada y si son un nmero impar, pone un 1 a la salida, paraque el nmero de unos pase a ser par. Esto es as porque la operacin XOR es asociativa, para tres entradas escribiramos: a (b c) o bien (a b) c. Su tabla de verdad sera:

XOR de tres entradas

EntradaA

EntradaB

EntradaC

Salida

0 0 0 0

0 0 1 1

0 1 0 1

0 1 1 0

1 0 0 1

1 0 1 0

1 1 0 01 1 1 1

Desde el punto de vista de la aritmtica mdulo 2, la puerta XOR implementa la suma mdulo2.

Puerta NO (NOT) lgica negada

Smbolo de la funcin lgica NO: a) Contactos, b) Normalizado y c) No normalizada

La puerta lgica NO (NOT en ingls) realiza la funcin booleana de inversin o negacin deuna variable lgica. Una variable lgica A a la cual se le aplica la negacin se pronuncia como"no A" o "A negada".

La ecuacin caracterstica que describe el comportamiento de la puerta NOT es:

Su tabla de verdad es la siguiente: Se puede definir como una puerta que proporciona elestado inverso del que est en su entrada.

Tabla de verdad puerta NOT

Entrada A Salida

0 1

1 0
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Puerta NO-Y (NAND)

Smbolo de la funcin lgica NO-Y: a) Contactos, b) Normalizado y c) No normalizado

La puerta lgica NO-Y, ms conocida por su nombre en ingls NAND , realiza la operacin deproducto lgico negado. En la figura de la derecha pueden observarse sus smbolos enelectrnica.

La ecuacin caracterstica que describe el comportamiento de la puerta NAND es:


Tabla de verdad puerta NAND


0 0 1

0 1 1

1 0 1

1 1 0

Podemos definir la puerta NO-Y como aquella que proporciona a su salida un 0 lgiconicamente cuando todas sus entradas estn a 1.

Puerta NO-O (NOR)

Smbolo de la funcin lgica NO-O: a) Contactos, b) Normalizado y c) No normalizado

La puerta lgica NO-O, ms conocida por su nombre en ingls NOR , realiza la operacin desuma lgica negada. En la figura de la derecha pueden observarse sus smbolos enelectrnica.
http://es.wikipedia.org/wiki/Puerta_l%C3%B3gica#Puerta_Y_.28AND.29http://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ecuaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Tabla_de_verdadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Funcion_logica_NO-O.PNGhttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Funcion_logica_NO-Y.PNGhttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Funcion_logica_NO-O.PNGhttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Funcion_logica_NO-Y.PNGhttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Funcion_logica_NO-O.PNGhttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Funcion_logica_NO-Y.PNGhttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Funcion_logica_NO-O.PNGhttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Funcion_logica_NO-Y.PNGhttp://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Tabla_de_verdadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ecuaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Puerta_l%C3%B3gica#Puerta_Y_.28AND.29


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La ecuacin caracterstica que describe el comportamiento de la puerta NOR es:


Tabla de verdad puerta NOR


0 0 1

0 1 0

1 0 0

1 1 0

Podemos definir la puerta NO-O como aquella que proporciona a su salida un 1 lgico slo

cuando todas sus entradas estn a 0. La puerta lgica NOR constituye un conjunto completode operadores.

Puerta equivalencia (XNOR)

Smbolo de la funcin lgica equivalencia: a) Contactos, b) Normalizado y c) No normalizado

La puerta lgica equivalencia , realiza la funcin booleana AB+~A~B. Su smbolo es un punto() inscrito en un crculo. En la figura de la derecha pueden observarse sus smbolos enelectrnica. La ecuacin caracterstica que describe el comportamiento de la puerta XNOR es:


Tabla de verdad puerta XNOREntrada A Entrada B Salida

0 0 1

0 1 0

1 0 0

1 1 1
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34. Ilustre el diagrama de la siguiente expresin booleana (A+B)+(CD) = F

A B A+B C D CD F = (A+B)+(CD)0 0 0 0 0 0 00 1 1 0 1 0 11 0 1 1 0 0 11 1 1 1 1 1 1

35. Convierta 87 decimal a binario

36. Convierta 11111000010010 a octal, decimal y hexadecimal

37. Convierta 18AFB hexadecimal a decimal, octal y binario

38. Realice la siguiente suma binaria: 111001 + 101001

39. Reste 11001 de 11101

40. Multiplique: (111101) (101110)

41. Divida: 11010/11

42. Muestre sus smbolos en notacin americana y sueca de cada una de las compuertaslgicas.

43. Cual es su smbolo y mencione cada una de sus partes del transistor P-N-P y N-P-N?Dispositivo semiconductor que permite el control y la regulacin de una corriente grandemediante una seal muy pequea. Existe una gran variedad de transistores. En principio, seexplicarn los bipolares. Los smbolos que corresponden a este tipo de transistor son lossiguientes:

Transistor NPN Estructura de un transistor NPN Transistor PNP Estructura de un transistor PNP


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Funcionamiento bsicoCuando el interruptor SW1 est abierto no circula intensidad por la Base del transistor por loque la lmpara no se encender, ya que, toda la tensin se encuentra entre Colector yEmisor. (Figura 1).

Figura 1 Figura 2Cuando se cierra el interruptor SW1, una intensidad muy pequea circular por la Base. As eltransistor disminuir su resistencia entre Colector y Emisor por lo que pasar una intensidadmuy grande, haciendo que se encienda la lmpara. (Figura 2).

En general: IE < IC < IB ; IE = IB + IC ; VCE = VCB + VBE

Polarizacin de un transistorUna polarizacin correcta permite el funcionamiento de este componente. No es lo mismopolarizar un transistor NPN que PNP.

Polarizacin de un transistor NPN Polarizacin de un transistor PNP Generalmente podemos decir que la unin base - emisor se polariza directamente y la uninbase - colector inversamente.

Zonas de trabajoCORTE.- No circula intensidad por la Base, por lo que, la intensidad de Colector y Emisortambin es nula.La tensin entre Colector y Emisor es la de la batera. El transistor, entreColector y Emisor se comporta como un interruptor abierto.

IB = IC = IE = 0; VCE = Vbat

SaturacinCuando por la Base circula una intensidad, se aprecia un incremento de la corriente decolector considerable. En este caso el transistor entre Colector y Emisor se comporta como uninterruptor cerrado. De esta forma, se puede decir que la tensin de la batera se encuentraen la carga conectada en el Colector.


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Activa Acta como amplificador. Puede dejar pasar ms o menos corriente.Cuando trabaja en la zona de corte y la de saturacin se dice que trabaja en conmutacin. Endefinitiva, como si fuera un interruptor.

La ganancia de corriente es un parmetro tambin importante para los transistores ya querelaciona la variacin que sufre la corriente de colector para una variacin de la corriente debase. Los fabricantes suelen especificarlo en sus hojas de caractersticas, tambin aparececon la denominacin hFE. Se expresa de la siguiente manera:

= IC / IB

En resumen:Saturacin Corte Activa

VCE ~ 0 ~ VCC Variable

VRC ~ VCC ~ 0 Variable

IC Mxima = ICEO lang=EN-GB~ 0 Variable

IB Variable = 0 Variable

VBE ~ 0,8v < 0,7v ~ 0,7v

Los encapsulados en los transistores dependen de la funcin que realicen y la potencia quedisipen, as nos encontramos con que los transistores de pequea seal tienen unencapsulado de plstico, normalmente son los ms pequeos ( TO- 18, TO-39, TO-92, TO-226 ... ); los de mediana potencia, son algo mayores y tienen en la parte trasera una chapa

metlica que sirve para evacuar el calor disipado convenientemente refrigerado medianteradiador (TO-220, TO-218, TO-247...) ; los de gran potencia, son los que poseen una mayordimensin siendo el encapsulado enteramente metlico . Esto, favorece, en gran medida, laevacuacin del calor a travs del mismo y un radiador (TO-3, TO-66, TO-123, TO-213...).

44. Cuales son los valores mximos que manejan los transistores con referencia a suvoltaje y corriente?En los manuales de datos publicados por los fabricantes siempre estn especificados losvalores mximos y minimos permitidos de voltajes y corrientes.

Por ejemplo:

Ic max = 1 A.Vcb max = 75 VPc max = 7.5 W


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45. La expresin siguiente (A+B)+(C+D) = F nos denota una aplicacin de la compuerta?

46. (C D) (B A) = F es una aplicacin de la compuerta

47. Cual es la definicin de compuerta lgica?Una compuerta logica es un dispositivo que nos permite obtener resultados, dependiendo delos valores de las seales que le ingresemos. Es necesario aclarar entonces que lascompuertas lgicas se comunican entre s (incluidos los microprocesadores), usando el sistemaBINARIO. Este consta de solo 2 indicadores 0 y 1 llamados BIT dado que en electrnica solohay 2 valores equivalentes 0=0volt 1=5volt (conectado-desconectado). Es decir que cuandoconectamos una compuerta a el negativo equivale a introducir un cero (0) y por el contrario siderivamos la entrada a 5v le estamos enviando un uno (1). Ahora para comprender como secomporta cada compuerta se debe ver su TABLA DE VERDAD. Esta nos muestra todas lascombinaciones lgicas posibles y su resultado.

48. Mencione una aplicacin de la compuerta NOTCircuitos digitales y microprocesadores

49. Definicin de un sistema decimales un sistema de numeracin posicional en el que las cantidades se representan utilizandocomo base el nmero diez, por lo que se compone de diez cifras diferentes: cero (0); uno (1);dos (2); tres (3); cuatro (4); cinco (5); seis (6); siete (7); ocho (8) y nueve (9)

50. Definicin de un sistema digitalSe puede definir un sistema digital como cualquier sistema de transmisin o procesamiento deinformacin en el cual la informacin se encuentre representada por medio de cantidadesfsicas (seales) que se hayan tan restringidas que slo pueden asumir valores discretos. Laprincipal ventaja de los sistemas digitales respecto a los analgicos es que son ms fciles dedisear, de implementar y de depurar, ya que las tcnicas utilizadas en cada una de esas fasesestn bien establecidas. Por lo tanto, es ms sencillo y flexible realizar un diseo digital queuno analgico. Las operaciones digitales tambin son mucho ms precisas y la transmisin deseales dentro del circuito y entre circuitos es ms fiable porque utilizan un conjunto discreto devalores, fcilmente discernibles entre s, lo que reduce la probabilidad de cometer errores deinterpretacin. Los sistemas digitales tienen tambin una gran ventaja cuando nos referimos alalmacenamiento. Por ejemplo, cuando la msica se convierte a formato digital puede seralmacenada de una forma mucho ms compacta que en modo analgico. El mejor argumento afavor de la mayor flexibilidad de los sistemas digitales se encuentra en los actualesordenadores o computadoras digitales, basados ntegramente en diseos y circuitos digitales.Los sistemas digitales se definen a travs de funciones digitales que son, ni ms ni menos, queaplicaciones entre dos conjuntos discretos: el conjunto de todas las entradas posibles X y elconjunto de todas las salidas posibles Y

51. Definicin de un sistema analgicolos sistemas analgicos en los cuales las seales tanto de entrada como de salida no poseenningn tipo de restriccin y pueden asumir todo un continuo de valores (es decir, infinitos).


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52. Mencione las caractersticas a considerar para la eleccin de un diodo A la hora de elegir un diodo para una aplicacin concreta se debe cuidar que presente unascaractersticas apropiadas para dicha aplicacin. Para ello, se debe examinar cuidadosamentela hoja de especificaciones que el fabricante provee. Las caractersticas comerciales msimportantes de los diodos que aparecen en cualquier hoja de especificaciones son:

1. Corriente mxima en directa, IFmax o IFM (DC forward current): Es la corriente continuamxima que puede atravesar el diodo en directa sin que este sufra ningn dao, puestoque una alta corriente puede provocar un calentamiento por efecto Joule excesivo. Losfabricantes suelen distinguir tres lmites:a) Corriente mxima continua (IFM)b) Corriente de pico transitoria (Peak forward surge current), en la que se especifica

tambin el tiempo que dura el picoc) Corriente de pico repetitivo (Recurrent peak forward current), en la que se especifica la

frecuencia mxima del pico

2. Tensin de ruptura en polarizacin inversa (Breakdown Voltage, BV; Peak Inverse Voltage,PIV): Es la tensin a la que se produce el fenmeno de ruptura por avalancha.

3. Tensin mxima de trabajo en inversa (Maximun Working Inverse Voltage): Es la tensinque el fabricante recomienda no sobrepasar para una operacin en inversa segura.

4. Corriente en inversa, IR (Reverse current): Es habitual que se exprese para diferentesvalores de la tensin inversa

5. Cada de tensin en PD, VF (Forward Voltage): Pese a que se ha sealado anteriormentelos 0.7V como valor tpico, en muchas ocasiones los fabricantes aportan datos detalladosde esta cada de tensin, mediante la grfica I-V del dispositivo.

Adems, es frecuente que los fabricantes suministren datos adicionales a cerca delcomportamiento del dispositivo para otras temperaturas diferentes a la nominal.

Por ejemplo:

Corr iente m xim a en po larizacin d irect a, I Fmax : Mientras est en conduccin y,despreciando su cada de tensin (V (ON)):

Tambin se desprecia la corriente que absorbe C para cargarse.

Tensin mxima en inversa, PIV : Cuando est en corte, V D=vi-VC. VC es siempre mayorque cero, tal y como se aprecia en la figura, y su valor mximo es VM. En este aspecto esms exigente el funcionamiento en vaco que en carga, ya que cuando llega a ser -V M,VC sigue siendo VM, y se tiene VD=vi-VC=-VM-VM=-2VM.

Los parmetros comerciales del diodo sern, por lo tanto:

PIV=2VM


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53. Para que un semiconductor logre su estado de conduccin cuales son los puntos quese deben de tener en cuenta?

Al estudiar la naturaleza de los materiales conductores, semiconductores y aislantes, seestablece que:

- Los materiales aislantes se caracterizaban por poseer una Banda Prohibida muy ancha, lacual impide el paso de electrones de la Banda de Valencia a la de Conduccin.

- En los materiales semiconductores, la Banda Prohibida es mucho menos ancha que en losaislantes. Por lo general, a 0 K los materiales semiconductores se comportan como aislantes.Pero a medida que aumenta la temperatura lo hace su capacidad de conduccin, ya que esteaporte de energa sirve para que los electrones puedan saltar de la Banda de Valencia a la deConduccin.

La anchura de la Banda Prohibida condiciona la energa que debe aportarse a los electronespara que pasen de la Banda de Valencia a la de Conduccin. El aporte de energa debesuperar los 0,785 eV (Electrn - Voltios) en el caso del germanio y los 1,21 eV para el silicio. Alsaltar de la Banda de Valencia a la de Conduccin, los electrones dejan un hueco. Por lo tanto,se establecen dos corrientes: una producida por los electrones situados en la Banda deConduccin y otra originada por los huecos (en el proceso de recombinacin).

La resistividad de los semiconductores se encuentra entre la de los aislantes y la de losmetales. El germanio (Ge) y el silicio (Si) son los semiconductores ms frecuentementeutilizados en la fabricacin de diodos y transistores. Ambos tomos, cuando estn aislados,poseen cuatro electrones en su ultima capa de energa, es decir, son tetravalentes.

Si consideramos un material semiconductor puro (semiconductor intrnseco) a una temperaturade cero grados Kelvin, los electrones de la red ocuparan todos los estados de energa posiblesdentro de la BV. De esta manera, al no quedar estados libres dentro de esta banda, y al verseimposibilitados de pasar a la banda de conduccin donde si hay estado libres, el material secomporta como un aislante. Si se incrementa la temperatura, algunos electrones tendran unaprobabilidad no nula (la distribucion de probabilidad que corresponde es la de Fermi-Dirac) depasar a la BC y de esa manera podr conducir.

Consideremos ahora un semiconductor puro tetravalente, como los que mencionamospreviamente, al que se le agrega una pequea dosis de tomos (impurezas) de tomospentavalentes (por ejemplo Fosforo). A este tipo de materiales los denominaremos tipo n. Laestructura de bandas se modifica, apareciendo un nivel de energa en la banda prohibida muycercano a la banda de conduccin. Un electrn que ocupa este nivel de energa fcilmentepuede saltar a la banda de conduccin.

De la misma manera, podemos ahora considerar un semiconductor puro tetravalente al que sele agrega una pequea dosis de tomos (impurezas) de tomos tetravalentes (por ejemploBoro). A este tipo de materiales los denominaremos tipo p. La estructura de bandas semodifica, apareciendo un nuevo nivel de energa en la banda prohibida muy cercano a la bandade valencia. Con alta probabilidad, un electrn en la banda de valencia puede ocupar eseestado en la banda prohibida, dejando un estado libre en la BV. Ahora, los electrones en la BVcuentan con un estado libre que hace posible la conduccin.

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64319815 Guia de Electronica Basica