1

•1

CIRCUITOS

•INTEGRADORES PASIVOS Y ACTIVOS, LINEALES Y NO LINEALES.

•DIFERENCIADORES PASIVOS Y ACTIVOS, LINEALES Y NO LINEALES.

•DISPOSITIVOS ACTIVOS COMO INTERRUPTORES.(SWITCH)

2

Circuitos Integradores

•2

a) Integrador Pasivo

C Vo (t)

R

i (t)Vi (t)

Condición: = RC >> T / 2 Ecuación de diseño. Constante lenta

3

•3

R

tVitidtti

CVo

)()()(

1 dttVi

RCtVo )(

1)(

Sea Vi(t) un escalón con magnitud E:

EdtRC

tVo1

)( tRC

EtVo )(

Representa la ecuación de la recta

C Vo (t)

R

i (t)Vi (t)

4

Ejercicio

•4

Analizar el siguiente circuito

RVi (t)

L

Vo ( t )

Circuito RL

5

•5

A

B

Vo

Vi

t

t

E

E

Plantear ecuaciones que determina los puntos A y B en función de E

Para que efectivamente la carga del condensador sea lineal, la corriente de carga debe ser constante.

6

Fuente de corriente constante

•6

+V

RS

VZ

+

dz

-

C

+R-

V0

+

-

VBE I = cte

+

-

Investigar otras fuentes de corriente constante

Velocidad de barrido [V/seg]

I = Corriente Constante C = Condensador

RateSlew Seg

Vbarrido de Velocidad

dt

dVo

R

VVI beZ

tC

IVo

7

•7

b) Integrador Activo

R

+ -

+ V

- V

A

B

-

+

Salida

C

•Investigar forma de onda de salida • Investigar otro circuito integrador, cuya ganancia no dependa de la frecuencia

Integrador Activo

8

•8

b) Integrador Activo

•Investigar para el circuito integrador activo con Amp. Op. de la lámina anterior, cómo se genera una corriente de carga constante en el condensador que hace que la señal de salida sea “lineal”.

•Investigar un circuito integrador activo con Amp. Op., diferente al de la lámina anterior e indicar las condiciones para que funcione como integrador

9

Circuito Diferenciador

•9

a) Diferenciador Pasivo ( Pasa Alto )

C

R Vo (t)Vi (t )

Condición:

<< T / 2

Ecuación de diseño

Diferenciador Pasivo

10

•10

R

+ V -

Vo

En el canto de bajada la tensión de entrada se va a tierra y el condensador deja una polaridad negativa en la salida VO

Vo = -V

a) Diferenciador Pasivo ( Pasa Alto)

11

•11

C

R Vo (t)Vi (t )

Vc

Vo

Vi

E

E

E

- E

5 aprox.

dt

dViCti )(

RtitVo *)()(

dt

tdViRCtVo

)()(

12

•12

b) Diferenciador Activo

-

+

+ V

- V

C

R

R1

Vi (t)

Vo (t)

Diferenciador Activo

13

•13

b) Diferenciador Activo

•Investigar un circuito diferenciador activo con Amp. Op., diferente al de la lámina anterior e indicar las condiciones para que funcione como diferenciador

14

Elementos Activos como Interruptores

Diodo Transistor

FET

Amplificador Operacional

•14

15

Diodo

•15

=

+ -

Polarizacióndirecta

=CIAB

Polarizacióninversa

- +

COCI

Real Ideal

Vj Vj

16

•16

V1

V2Vo

R

E

Vj

Vj

D1

D2

OR

Aplicación

V1 V2 “Vo” Vo (v) Estado de los diodos

0

0

1

1

0

1

0

1

0

1

1

1

-Vj

V2 – Vj

V1 -Vj

Vi - Vj

Conduce D1 y D2

D1 en corte, D2 en conducción

D1 en conducción, D2 en corte

Conduce D1 y D2

Circuito AND - OR

17

Ejercicio

•17

Construir tabla de verdad, y Ver cómo funcionan éstas

compuertas con Vi definido ( entre 0 y –V )

V2

V1

R

D1

D2

AND

Vo

+ V

Vj

Vj

Circuito AND - OR

Resolución AND

18

El Diodo como Recortador

•18

DR

VR

VoVi

Vo

t

D cortado

D conduciendo

Diodo Recortador Tarea Diodo Recortador

19

El Diodo como Restaurador de Nivel Continuo y como Multiplicador de Tensión.

•19

•El diodo conduce máximo 90°, conduce solo para inyectarle tensión al condensador. •En el semiciclo ( + ) Vo = Vi + Vm.

-

+

D Vo

Vm

t90°

Vm

Vm Sen Wt

- +

Diodo Restaurador

20

•20

Vo

Vm

Vm

2Vm

Vo

t

• Cuando el Condensador se carga a través de R, el diodo conduce solo para inyectarle corriente al C, para que este quede cargado con Vm.

• Cuando el Diodo está al revés la señal se desplaza hacia abajo.

Vo

t

-Vm

-2Vm

21

Doblador de Tensión Simétrico Media Onda

•21

+-

RL

Vo

t

C1

D1 C2Vm

2Vm

Vo

D2

• El D2 evita que se descargue C2 hacia el circuito de entrada y solo se

descargue hacia la carga si existe.

• Si C2 necesita corriente para cargarse, D2 conduce.

• Cuando C1 se descarga, D1 lo carga.

Doblador Media Onda

22

Duplicador de Media Onda

•22

Vo

t

2Vm

Vm

Sin Carga Vo

t

2Vm

Vm

Con Carga

Se carga C1 Conduce D2

( recarga de C2 )

Estos dobladores de tensión son de baja corriente ( A )

23

Doblador de Tensión Asimétrico Onda Completa

•23

D1

D2

RL

+

2Vm

-

+

Vm

-+

Vm

-Vm Sen Wt

+

-

C1

C2-

+

Doblador Onda Completa

24

Doblador de Tensión Asimétrico Onda Completa

•24

2Vm

Vo con RL

Vo con RL infinito ( s/carga )

• Estos circuito multiplican tensiones y generan poca corriente ( A )

D1

D2

RL

+

2Vm

-

+

Vm

-+

Vm

-Vm Sen Wt

+

-

C1

C2-

+

25

Multiplicador de Tensión

•25

C1

C2

C3

C4

C5

D1 D3D2 D4Vm sen wt

SALIDA PAR

SALIDA IMPAR

No pueden existir los dos multiplicadores simultáneamente, por lo tanto la salida se toma desde la Out Par ó Out Impar.

Multiplicador de Tensión

26

C3 C5

D1 D3D2 D4

C1

C2 C4

SALIDA PAR

SALIDA IMPAR

- Vm +

Vm sen wt

-

+

•26

Multiplicador de Tensión

27

C3 C5

D1 D3D2 D4

C1

C2 C4

SALIDA PAR

SALIDA IMPAR

- Vm +

- 2Vm +

Vm sen wt

-

+-

+

•27

Multiplicador de Tensión

28

C3 C5

D1 D3D2 D4

C1

C2 C4

SALIDA PAR

SALIDA IMPAR

- Vm +

- 2Vm +

+

- 2Vm +

Vm sen wt

+ -

-

-

+

D1 sólo conduce para"recargar" a C1

•28

Multiplicador de Tensión

29

C3 C5

D1 D3D2 D4

C1

C2 C4

SALIDA PAR

SALIDA IMPAR

Vm sen wt

- Vm +

- 2Vm +

- 2Vm +

- 2Vm +

+

+

-

-

+

-

-

+

D2 sólo conduce para "recargar " a C2

•29

Multiplicador de Tensión

30

C3 C5

D1 D3D2 D4

C1

C2 C4

SALIDA PAR

SALIDA IMPAR

Vm sen wt

- Vm +

- 2Vm +

- 2Vm +

- 2Vm +

- 2Vm +

+

+

-

-

+

-

-

+ -

+

Los diodos D1 y D3 sólo conducepara "recargar" a C1 y C3

•30

Multiplicador de Tensión

31

C3 C5

D1 D3D2 D4

C1

C2 C4

SALIDA PAR

SALIDA IMPAR

Vm sen wt

- Vm +

- 2Vm +

- 2Vm +

- 2Vm +

- 2Vm +

+

+

-

-

+

-

-

+ -

+

•31

No pueden existir los dos multiplicadores simultáneamente, por lo tanto la salida se toma desde la Out Par ó Out Impar.

Multiplicador de Tensión

Multiplicador de Tensión

32

El Transistor y el FET como Dispositivos de Conmutación

•32

Configuración

Rc

Vcc

Vo

V

R1

Vi(1)

Vi(0)

ó ó =

Saturación CorteSimbología

33

•33

Vo = Vcc Vo = 0Vo

Rc

Vcc Vcc

Corte Saturación

Vcc

Rc Rc

Existe un tiempo repetitivo que puede entregar más corriente, lo da el fabricante y es distinto de la corriente nominal.

Lo mismo vemos para el voltaje inverso, se pueden sacar o soportar más Vinv máx ,

pero por tiempos pequeños.

Transistor como Conmutador FET como Conmutador

34

El Transistor como Dispositivo de Conmutación

•34

Zona de Saturación

Vce 0

Ic máx

Zona de Corte

I c 0

Vce (máx.)

Ic

VceC O R T E

Zona ActivaSATURACION

35

•35

Ecuación Recta de Carga

VceRcIcVcc *

Saturación

RCIcVcc sat *

0Vce

El Transistor como Dispositivo de Conmutación

36

•36

Para el diseño

FE

SAT

h

IcsatIb

SATB

SATBE

I

VViR

)1(

SATIc

VccRc

Vi Vo

1 0

0 Vce

La R se calcula en saturación NO en corte.

Con Vi = 0v ( el transistor se corta )

37

•37

• R2 es necesaria para cargar el circuito, este baja la sensibilidad y reduce el ruido. • Existe una conmutación no deseada. • Sin R2 también actúa como conmutador, pero pueden existir problemas (ruido).

R1

Rc

R2

Vcc

I1

I2

Ib satVi

Vo Ic I carga

AND

IL s at

38

•38

Vcc

Rc

R1

Vi SALIDA DE

TENSIÓNSALIDA DE

CORRIENTE

Formas de disparo

39

•39

El Transistor como Dispositivo de Conmutación

Por corriente

Vcc

SCR

RESET

IE = IG

RLRC

–

+

V

Configuración

DarlingtonRL Carga

Nota: Para bloquear el SCR se abre el circuito con RESET ó se

polariza en forma inversa.

40

•40

El FET como Dispositivo de Conmutación

Por Tensión

Vi

Vo

FET como Conmutador

VDD

Vi

RD

Por Corriente

41

•41

SATURACIÓN

C O R T E

Zona Activa

VDS

ID

Corte = VDS máx. ID min.

Saturación = VDS min. ID máx.

El FET como Dispositivo de Conmutación

42

•42

Saturación y Corte del FET

ID

ID min.

ID max.

-VGS

( Saturación )

( Corte )

VP (pinch-off)

VGS 0 (FET Saturado)

VGS = VP (FET Cortado)

El FET como Dispositivo de Conmutación

43

•43

RD

VO

VDD

VDD

0

FET de canal N

RG

Vi

0

-V

SatD

DD

I

VRD

Saturación

:

Vi Vo Estado

-V VDD Corte

0 0 Saturación

El FET como Dispositivo de Conmutación

44

•44

BIBLIOGRAFÍA

•Electrónica: Teoría de Circuitos – Boylestad & Nashelsky

•Dispositivos Electrónicos – Thomas Floyd

•Principios de Electrónica – Malvino