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• Gigi Duru'

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Cátedra: Ing. Roberto Barneda NACIONAL JTP: Ing. Diego Caputto Sistemas de Control

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA Electrónica y Clase 16 de abril de 2009

Conocimientos del tester: Un multímetro, a veces también denominado polímetro o tester, es un instrumento de medida que ofrece la posibilidad de medir distintos parámetros eléctricos y magnitudes en el mismo aparato. Las más comunes son las de voltímetro, amperímetro y óhmetro. Es utilizado frecuentemente por personal en toda la gama de electrónica y electricidad. Utilización de un voltímetro digital:

1) Llave de función y rango: es usada para seleccionar la función y los rangos usados como así también para encender el instrumento 2) Jack “common”: conexión para la punta de prueba negra (negativa) 3) Jack “V  mA”: conexión para la punta de prueba roja (positivo) para todas las mediciones de voltaje. 4) Jack “10 A”: conexión para la punta de prueba (roja) para las mediciones de 10 A. 5) Display. 6) Sócalo para medición de transistores. Medición de voltaje ( DC). a) conecte la punta de prueba roja al jack “V  mA” y la punta negra al jack (COM). b) Lleve la llave de rango a la posición deseada de DCV. Si el voltaje de a hacer medido no se conoce de ante mano lleve la llave a la posición mas alto y comience a reducir hasta obtener una lectura satisfactoria. c) Conecte las puntas de prueba al aparato o circuito a medir. d) Encienda o conecte el aparato o circuito a ser medido, el valor del voltaje aparecerá en el display digital conjuntamente con la polaridad de voltaje. Medición de voltaje (AC) a) Punta roja “V  mA”, punta negra a “COM” . -1-

Curso: S4051

- Año: 2009

Cátedra: Ing. Roberto Barneda UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL JTP: Ing. Diego Caputto Electrónica y Sistemas de Control b) Lleve la llave de rango a la posición deseada de ACV. c) Conecte las puntas al aparato o circuito a ser medido. d) Lea el valor del voltaje en el display digital. Medición de DC Current. a) la punta roja a “V  mA”, punta negra a “COM” ( para mediciones entre 200A y 10 A) conecte la punta roja al jack “10A”. b) llave de rango a la posición deseada de DCA. c) Abrir el circuito a ser medido, y conectar las puntas en serie con la carga en la cual será medida la corriente. d) Lea el valor de la corriente en el display digital. Medición de resistencia. a) punta roja a “V  mA”, punta negra a COM. b) Llave de rango a la posición  . c) Si la resistencia a ser medida esta conectada a un circuito apagar y descargar todos los capacitares antes de efectuar la medición. d) Conectar las puntas al circuito a ser medido. e) Lea el valor de la resistencia en el display digital. Medición de diodos. a) punta roja a “V  mA”, punta negra a COM b) llave negra a posición diodo. c) Conectar la punta roja al ánodo del diodo a ser medido y la punta negra al cátodo. d) La caída de voltaje en mV será mostrado. Si el diodo esta invertido aparecerá el numero “1” en el display. Medición de transistores. a) lleve la llave a la posición hFE b) determine si el transistor es del tipo NPN o PNP y ubique las puntas emisoras, base y colectora en los orificios apropiados del sócalo hFE en el panel frontal. c) Aparecerá el valor aproximado de hFE en la condición de corriente base de 10 A y VCD 2.8V

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Principios básicos de la Electrónica Leyes fundamentales Ley de ohm

(V es proporcional a I por la característica R del

conductor) Ley de joule

(capacidad de disipación del consumidor)

R es aproximadamente constante en las resistencias convencionales. En un filamento de bobita de luz, R es muy variable con la temperatura. El tester es un multímetro que permite realizar mediciones; respecto de la corriente, el tester mide en mili-ampere (mA). Si la corriente es mayor al ampere, la conexión + se debe hacer en el borne especial (puede ser de 10 a 20ª). El dial también debe ir a una posición especial. El procedimiento para medir es:     

Armar el esquema Calcular los valores esperados y verificar I y P. Armar el circuito sin tensión Conectar la fuente Elegir la escala adecuada y medir

Diferencias entre un generador real e ideal Generador ideal: es un dipolo activo cuya tensión es constante e independiente de la corriente que suministra.

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Generador de corriente ideal: es un dipolo activo tal que la corriente es constante en el tiempo. El circuito de un generador real es equivalente al siguiente

Medición de los parámetros equivalentes de un generador ideal

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Cátedra: Ing. Roberto Barneda UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL JTP: Ing. Diego Caputto Electrónica y Sistemas de Control Nota: Para los instrumentos digitales, la resistencia interna es cote para todos los rangos un valor típico de 10 M .

Cuando se mide la tensión de una batería, con un voltímetro digital, se puede asumir con un error menor a la decima por ciento (0,1%) que, la tensión indicada por el instrumento, es la tensión E T de un generador ideal de nuestro dipolo Determinación de ET Para lo cual requiero calcular RT Para determinar el valor RT (variable y particular para cada pila) vamos a cargar el circuito, con una resistencia capaz de entregar una corriente aproximada a la corriente nominal del generador.

Método de Bosch

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Cátedra: Ing. Roberto Barneda UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL JTP: Ing. Diego Caputto Electrónica y Sistemas de Control Para nuestro caso particular se obtiene el siguiente resultado

Asociación de Resistencias: Practica Empezamos a utilizar el protoboard y las diferentes resistencias conectando el siguiente circuito:

Donde E=9,34V Primero, hago los cálculos para sacar la potencia disipada: E 9,34V   9,34mA R 1000 P  I 2 ·R  0,087W I 

Mediciones: Circuito Abierto VAB=0,00 V ;

VBC=0,00 V ;

VCA=9,34V

VBC=9,28 V ;

VCA=9,28V

Circuito Cerrado VAB=0,00 V ;

Al circuito anterior, agrego una resistencia de 1kOhm y hago los cálculos y las mediciones:

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Donde E=9,31V E 9,31V   4,66mA R 2000 P  I 2 ·R  0,043W I 

Mediciones: VAB=4,66 V ;

VBC=4,65 V ;

E=9,31V

Al primer circuito le agrego una resistencia de 1Ohm y hago los cálculos y las mediciones:

Donde E=9,30V E 9,3V   9,29mA R 1001 P  I 2 ·R  0,086W I 

Mediciones: VAB=9,50 mV

;

VBC=-9,29 V ;

VCA=9,30V

VAB es despreciable frente al circuito. Se puede apreciar la utilidad de las resistencias de 1Ohm para medir corrientes, teniendo la caída de potencial en la misma. Para utilizar los conceptos del ejercicio anterior, conectamos un circuito como el siguiente, no sin antes realizar los cálculos correspondientes para cerciorarnos de que las potencias disipadas en cada Resistencia no superarán el medio Watt.

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1001  501,5 2 E 9,30V I    18,54mA REq 501,5 REq  1 

I2  I3 

I  9,25mA 2

Potencias disipadas en las resistencias de 1Ohm:

PI  I 2 ·R  0,0003W PI 1  I 12 ·R  0,0001W PI 2  I 22 ·R  0,0001W Potencias disipadas en las resistencias de 1kOhm:

PR1  I 12 ·R1  0,08561W PR 2  I 22 ·R2  0,0856W Ninguna de ellas supera el medio Watt, que es el máximo valor de potencia que resiste la resistencia, según el fabricante. Conectamos el circuito, y medimos las caidas de potencial en todas las resistencias de 1Ohm del mismo.

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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA Electrónica y Clase 23 de abril de 2009

Calibración de Resistencias de 1 Ohm Vamos a armar un circuito que nos permita calcular de forma muy aproximada el valor de resistencia de las resistencias de 1 Ohm. Vamos a repetir el proceso explicado a continuación con varias resistencias, para tener bastantes resistencias de 1 Ohm calibradas, que servirán para las prácticas siguientes. E=9.28V Rsh: Lo tomamos como si verdaderamente fuera de 1 Ohm. Rc: la calculo tal que en el circuito circulen entre 10 y 20mA.

Para I=10mA E  I ·R RC  RSh 

9.28V 0.010 A

RC  980

Pongo una resistencia de carga de 1kOhm.

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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA Electrónica y Clase 30 de abril de 2009

El objeto es estudiar un tipo especial de resistencias. Hasta ahora, vimos circuitos resistivos, en serie y en paralelo. Ahora veremos resistencias de tungsteno que no tienen por objeto controlar la corriente, sino iluminar. Menos del 10% de la energía eléctrica se transforma en luz. Todo lo demás se transforma en calor. La resistividad es la última magnitud a tener presente en el cálculo de la resistencia de un material. Se define como la resistencia específica, es decir, la oposición que ofrece un material al paso de la corriente eléctrica por unidad de longitud y superficie (normalmente para su cálculo se utiliza varillas del material que se debe calcular con unas dimensiones específicas de 1m de longitud y 1cm2 de sección). La resistividad es la parte más importante de la resistencia, ya que es la que realmente nos identifica si un material es buen conductor o por el contrario es un aislante. Hasta el momento, y considerando solamente la longitud y la sección, tendría la misma resistencia una varilla de madera que una de cobre, suponiendo igualdad en las dimensiones físicas. Era, pues, necesario otro parámetro que dependiera del material, la resistividad. La resistencia de un conductor metálico aumenta al aumentar la temperatura. Dicho aumento depende de la elevación de la temperatura y del coeficiente térmico de resistividad alfa , (el cual se define como el cambio de resistividad por grado centígrado de variación a 0°C ó a 20°C). Los semiconductores tienen un coeficiente de temperatura negativo, mientras que muchos metales se tornan superconductores (q=0) a pocos grados por encima del cero absoluto. La resistencia (R) para una variación de temperatura (t) (en grados centígrados) está dada por:

Donde Ro es la resistencia a la temperatura de referencia (generalmente 20° C) y a es el coeficiente de temperatura de la resistencia. Si la resistividad sólo dependiera del tipo de material, no habría complicaciones, ya que construida la tabla correspondiente, estarían tabuladas todas las resistividades de los materiales más frecuentemente usados. Pero la resistividad también depende de la temperatura, siendo necesarias innumerables tablas, una para cada variación de la temperatura, para su completa identificación. El problema se solucionó, en parte, dando una única tabla; esta tabla corresponde a una temperatura estándar de unos 20ºC, y en ella están representados los valores de la resistividad de la mayor parte de materiales

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Cátedra: Ing. Roberto Barneda UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL JTP: Ing. Diego Caputto Electrónica y Sistemas de Control interesantes desde el punto de vista eléctrico. Cuando la temperatura no coincida con los 20ºC, aplicando la siguiente fórmula (que es otra forma de expresar la fámula anterior), se obtiene el valor de la resistividad a cualquier otra temperatura.

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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA Electrónica y Clase 7 de mayo de 2009

Para trazar las curvas que caracterizan a una de las lamparitas “piojo” de la lista de componentes, conectamos el circuito de la figura. De esa forma, para diferentes valores de tensión de alimentación, se obtendrá qué resistencia ofrece la lamparita, y la corriente que recorre el circuito. La tabla obtenida servirá para confeccionar las curvas correspondientes, de resistencia y corriente en función de la tensión de alimentación, y las mismas servirán para futuras referencias.

Usamos una de las resistencias que calibramos, tal que . Variando el valor de la fuente, tomamos valores desde 12V hasta 0V, y obtenemos los datos según la tabla siguiente: V(V)

R(Ω)

I(mA )

11,98 9,96 8,02 6,05 4,04 2,00 0,03

298,00 275,14 248,76 220,32 182,89 130,55 23,26

40,20 36,32 32,24 27,46 22,09 15,32 1,29

Los gráficos correspondientes se verán en la hoja Anexo 1.

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Rc es una resistencia de carga que limita la corriente total del circuito, y V RC es la caida de potencial a la que está asociada. De esta forma, yo puedo fijar VRC y buscar en la curva que acabamos de dibujar los valores de corriente correspondientes. Primero, fijo

VP=6V VRC=6V

Del gráfico, obtenemos: RL=220 Ω y vamos a poner una R1 tal que R1=RL=220 Ω IL=27,46mA Como en ambas ramas del paralelo, tenemos el mismo valor de resistencia, la corriente en ambas va a ser la misma I1=IL=27,46mA También concluimos: Por lo tanto:

I= I1+IL=54,92mA RC+R1Ω = 109,25 Ω

Para realizar el circuito en la realidad, con los componentes que tenemos, ponemos en serie una resistencia de 100 Ω, una de 10 Ω y la de 1,005 Ω para llegar aproximadamente a los valores de R C y R1Ω.

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Cátedra: Ing. Roberto Barneda UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL JTP: Ing. Diego Caputto Electrónica y Sistemas de Control R1 la logramos con una resistencia de 220 Ω y la resistencia de 1Ω asociada a ella es de 0,972Ω. RL la fijamos en 220 Ω, y la resistencia de 1 Ω asociada a ella es de 0,983 Ω. Mediciones: VRC=5,98 V ;

VP=5,99 V

V1Ω1=27mV ;

V1ΩL=26,4mV

;

I1=27,78mA ;

IL=26,86mA ;

I=54,43mA

V1ΩC=54,7mV

Ahora, cambiamos el valor de R1 de modo tal que sea menor la corriente que pase por la lámpara. Hay que tener en consideración que, al aumentar la intensidad de corriente por la rama donde se encuentra R 1, no nos debemos exceder ya que este valor de corriente no debe bajo ningún concepto superar al valor de la I total que recorre todo el circuito. Si antes la corriente en ambas ramas del paralelo era de 27mA aproximadamente, entonces ahora podemos buscar una R 1 tal que I1≈35mA. R1=167 Ω RC=110 Ω

(Se mantiene igual, sólo cambiamos R1)

I=54,92mA (Se mantiene igual también) I1=35,75mA (La calculo con el valor de RL) RC la logramos colocando en serie una resistencia de 100 Ω, una de 47 Ω, y dos de 10 Ω. Mediciones: VRC=6,42 V ;

VP=5,50 V

V1Ω1=32,0mV

;

I1=32,9mA

IL=25,5mA

;

V1ΩL=25,1mV ;

;

V1ΩC=58,6mV

I=58,1mA

Ahora, queremos variar el valor de la caida de potencial del paralelo, y la fijo en VP=10V VRC=2V Del gráfico, obtenemos: RL=275,14 Ω y vamos a poner una R1 tal que R1=RL=275 Ω IL=36,32mA

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Cátedra: Ing. Roberto Barneda UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL JTP: Ing. Diego Caputto Electrónica y Sistemas de Control De nuevo, como en ambas ramas del paralelo, tenemos el mismo valor de resistencia, la corriente en ambas va a ser la misma I1=IL=36,32mA También concluimos:

I= I1+IL=72,64mA

Por lo tanto:

RC+R1Ω = 27,53 Ω

Y también:

P=0,14W

Para realizar el circuito en la realidad, con los componentes que tenemos, ponemos en serie tres resistencias de 10 Ω y una de 0,98 Ω para llegar aproximadamente a los valores de RC y R1Ω. R1 la logramos con una resistencia de 220 Ω, una de 47 Ω, y una de 10 Ω y la resistencia de 1 Ω asociada a ella es de 0,98 Ω. RL la fijamos en 275 Ω, y la resistencia de 1 Ω asociada a ella es de 0,97 Ω. Mediciones: VRC=2,38 V ;

VP=9,54 V

V1Ω1=35,8mV

;

I1=36,53mA ;

IL=36,49mA ;

V1ΩL=35,4mV

;

V1ΩC=72,2mV

I=73,67mA

Ahora, nuevamente, cambiamos el valor de R1 para este nuevo valor de Rc. Nuevamente, tenemos en consideración que no nos debemos exceder con el valor de la corriente ya que no debe superar al valor de la I total que recorre todo el circuito. Si antes la corriente en ambas ramas del paralelo era de 36,32mA aproximadamente, entonces ahora podemos buscar una R 1 tal que I1≈45mA. R1=220 Ω RC=30 Ω

(Se mantiene igual, sólo cambiamos R1)

I=72,64mA (Se mantiene igual también) I1=45,45mA (La calculo con el valor de RL) RC la logramos colocando una única resistencia de 220 Ω. Mediciones: VRC=2,41 V ;

VP=9,56 V

V1Ω1=43,7mV

;

I1=44,5mA

IL=37,5mA

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;

V1ΩL=36,4mV ;

;

V1ΩC=81,4mV

I=83,1Ma

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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA Electrónica y Clase 14 de mayo de 2009

SEMICONDUCTORES Un semiconductor es un elemento material cuya conductividad eléctrica puede considerarse situada entre las de un aislante y la de un conductor, considerados en orden creciente Los semiconductores más conocidos son el silicio (Si) y el germanio (Ge). Debido a que, el comportamiento del silicio es más estable que el germanio frente a todas las perturbaciones exteriores que pueden variar su respuesta normal, será el primero (Si) el elemento semiconductor más utilizado en la fabricación de los componentes electrónicos de estado sólido. A él nos referiremos normalmente, teniendo en cuenta que el proceso del germanio es absolutamente similar. Como todos los demás, el átomo de silicio tiene tantas cargas positivas en el núcleo, como electrones en las órbitas que le rodean. (En el caso del silicio este número es de 14). El interés del semiconductor se centra en su capacidad de dar lugar a la aparición de una corriente, es decir, que haya un movimiento de electrones. Como es de todos conocido, un electrón se siente más ligado al núcleo cuanto mayor sea su cercanía entre ambos. Por tanto los electrones que tienen menor fuerza de atracción por parte del núcleo y pueden ser liberados de la misma, son los electrones que se encuentran en las órbitas exteriores. Estos electrones pueden, según lo dicho anteriormente, quedar libres al inyectarles una pequeña energía. En estos recaerá nuestra atención y es así que en vez de utilizar el modelo completo del átomo de silicio (figura 1), utilizaremos la representación simplificada (figura 2) donde se resalta la zona de nuestro interés.

La zona sombreada de la figura 2 representa manera simplificada a la zona sombreada de la figura 1

de

una

Como se puede apreciar en la figura, los electrones factibles de ser liberados de la fuerza de atracción del núcleo son cuatro SEMICONDUCTOR DOPADO: Si aplicamos una tensión al cristal de silicio, el positivo de la pila intentará atraer los electrones y el negativo los huecos favoreciendo así la aparición de una corriente a través del circuito

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Sentido del movimiento de un electrón y un hueco en el silicio

Ahora bien, esta corriente que aparece es de muy pequeño valor, pues son pocos los electrones que podemos arrancar de los enlaces entre los átomos de silicio. Para aumentar el valor de dicha corriente tenemos dos posibilidades: Aplicar una tensión de valor superior Introducir previamente en el semiconductor electrones o huecos desde el exterior  

La primera solución no es factible pues, aún aumentando mucho el valor de la tensión aplicada, la corriente que aparece no es de suficiente valor. La solución elegida es la segunda. En este segundo caso se dice que el semiconductor está "dopado". El dopaje consiste en sustituir algunos átomos de silicio por átomos de otros elementos. A estos últimos se les conoce con el nombre de impurezas. Dependiendo del tipo de impureza con el que se dope al semiconductor puro o intrínseco aparecen dos clases de semiconductores.  

Semiconductor tipo P Semiconductor tipo N

SEMICONDUCTOR TIPO N Si en una red cristalina de silicio (átomos de silicio enlazados entre sí átomos) sustituimos uno de sus átomos (que como sabemos tiene 4 electrones en su capa exterior) por un átomo de otro elemento que contenga cinco electrones en su capa exterior, resulta que cuatro de esos electrones sirven para enlazarse con el resto de los átomos de la red y el quinto queda libre. Enlace covalente de átomos de germanio, obsérvese que cada átomo comparte cada uno de sus electrones con otros cuatro

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Cátedra: Ing. Roberto Barneda UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL JTP: Ing. Diego Caputto Electrónica y Sistemas de Control Semiconductor dopado tipo N

A esta red de silicio "dopado" con esta clase de impurezas se le denomina "Silicio tipo N". En esta situación hay mayor número de electrones que de huecos. Por ello a estos últimos se les denomina "portadores minoritarios" y "portadores mayoritarios" a los electrones. Las Impurezas tipo N más utilizadas en el proceso de dopado son el arsénico, el antimonio y el fósforo. Está claro que si a un semiconductor dopado se le aplica tensión en sus bornes, las posibilidades de que aparezca una corriente en el circuito son mayores a las del caso de la aplicación de la misma tensión sobre un semiconductor intrínseco o puro. SEMICONDUCTOR TIPO P Si en una red cristalina de silicio (átomos de silicio enlazados entre sí sustituimos uno de sus átomos (que como sabemos tiene 4 electrones en su capa exterior) por un átomo de otro elemento que contenga tres electrones en su capa exterior, resulta que estos tres electrones llenarán los huecos que dejaron los electrones del átomo de silicio, pero como son cuatro, quedará un hueco por ocupar. Osea que ahora la sustitución de un átomo por otros provoca la aparición de huecos en el cristal de silicio. Por tanto ahora los "portadores mayoritarios" serán los huecos y los electrones los portadores minoritarios. Enlace covalente de átomos de germanio, obsérvese que cada átomo comparte cada uno de sus electrones con otros cuatro átomos A esta red de silicio dopada con esta clase de impurezas se le denomina "silicio tipo P"

Semiconductor dopado tipo P

OBSERVACIONES Los semiconductores dopados se representan indicando dentro de los mismos el tipo de portadores mayoritarios.

Semiconductor tipo N

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Semiconductor tipo P

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Cátedra: Ing. Roberto Barneda UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL JTP: Ing. Diego Caputto Electrónica y Sistemas de Control No siempre el índice de dopado de un semiconductor es el mismo, puede ser que este "poco dopado", "muy dopado", etc. Es norma utilizar el signo (+) para indicar que un semiconductor está fuertemente dopado.

Semiconductor tipo fuertemente dopado

NSemiconductor tipo fuertemente dopado

P

Todos los componentes electrónicos en estado sólido que veremos en adelante (transistores, diodos, tiristores) no son ni más y menos que un conjunto de semiconductores de ambos tipos ordenados de diferentes maneras. Diodo: Practica

Con la llave abierta, medimos el voltaje de la batería: E=9,07 V Ahora cerramos el circuito, y medimos las caidas de tensión entre los puntos indicados. VAB=0,74 V (Esto nos indica que el diodo es probable que sea de Silicio) VBC=8,30 V E=9,05 V

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Cátedra: Ing. Roberto Barneda UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL JTP: Ing. Diego Caputto Electrónica y Sistemas de Control Ahora damos vuelta el diodo y comprobamos que la lamparita no se prende. El total de la caida de tensión se da en el diodo. Las mediciones tomadas fueron las siguientes: VAB=9,12 V ;

VBC=0,001 V ;

E=9,12 V

Ahora agregamos una de las resistencias de 1Ω calibradas. RSH=0,98 Ω Tomamos las mediciones de caídas de potencial: VAB=0,74V; VBC=31mV; VCD=8,26V; E=8,99V De la caída de potencial en la resistencia, calculamos la corriente: I=31,63mA La corriente es tan baja, que no se polariza el diodo. También medimos la tensión directa del diodo:

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VD=682mV

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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA Electrónica y Clase 21 de mayo de 2009

Los diodos solucionan todo lo que sea conducción unidireccional. Potencia disipada: PD  I D ·VD Donde VD es prácticamente fijo, por lo que la potencia queda en función de la corriente. Un diodo, como todo semiconductor, no puede controlar los parámetros externos. Esto implica que en nuestro diseño, esa corriente debe ser controlada en forma extrínseca (fuera del componente). Una lamparita se autocontrola. El diodo no. Un diodo al cual se le aplicó más corriente de la permitida, se abre. Un diodo que ha sido sometido a una tensión mayor de V Pi se comporta como un cortocircuito.

LED: Light Emitting Diode (Diodo Emisor de Luz)

Lo controlo mediante una resistencia. La potencia disipada en un LED estará conformada por la potencia propia para actuar como diodo, más la potencia requerida para generar la luz. Entonces, un LED va a tener aproximadamente VDLed  2V .

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Cátedra: Ing. Roberto Barneda NACIONAL JTP: Ing. Diego Caputto Sistemas de Control I  5mA E  VR  V D E  I ·R  VD 9V  0,7V R 5mA R  1700

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Para llegar aproximadamente al valor estimativo que calculamos de R, ponemos en paralelo dos resistencias de 3,3k  , y en serie con el paralelo una resistencia de 100  , resultando en una resistencia equivalente de: REq  1750

La resistencia de 1  calibrada tiene un valor resistivo de:

R1  0,97

Mediciones: VR1Ω=5mV I=5,15mA

Con lo que determinamos la corriente que recorre el circuito:

VR=8,63V VD=0,660V Con lo que determinamos que resistencia ofrece el diodo: VD 0,660V  I 5,15mA R  128,04 R

PD  I D ·VD

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Cátedra: Ing. Roberto Barneda NACIONAL JTP: Ing. Diego Caputto Sistemas de Control PD  5,15mA·0,660V

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PD  0,0034W El diodo no tiene un comportamiento resistivo. I  f (V ) no es una función lineal. Por lo tanto, voy a tener que ir cambiando Req de modo tal que pueda obtener distintos valores para trazar la curva. Conservamos las dos resistencias de 3,3kOhm en paralelo, pero cambiamos la de 100Ohm por una de 10Ohm, resultando así en una resistencia: REq  1660

Mediciones: VR1Ω=5,3mV Con lo que determinamos la corriente que recorre el circuito: I=5,46mA VR=7,76V VD=0,663V Con lo que determinamos que resistencia ofrece el diodo: R  121,43

Conservamos las dos resistencias de 3,3kOhm en paralelo, pero cambiamos la de 10Ohm por una de 220Ohm, resultando así en una resistencia: REq  1870

Mediciones: VR1Ω=4,7mV Con lo que determinamos la corriente que recorre el circuito: I=4,85mA VR=8,64V VD=0,657V Con lo que determinamos que resistencia ofrece el diodo: R  135,46

Colocamos una resistencia de 1kOhm y una de 1Ohm, resultando así en una resistencia: REq  1001

Mediciones: VR1Ω=8,7mV Con lo que determinamos la corriente que recorre el circuito: I=8,97mA VR=8,59V

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Cátedra: Ing. Roberto Barneda UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL JTP: Ing. Diego Caputto Electrónica y Sistemas de Control VD=0,685V Con lo que determinamos que resistencia ofrece el diodo: R  76,36

Colocamos dos resistencias de 1kOhm en paralelo y una de 100Ohm en serie con el paralelo, resultando así en una resistencia: REq  600

Mediciones: VR1Ω=16,9mV Con lo que determinamos la corriente que recorre el circuito: I=17,42mA VR=8,51V VD=0,717V Con lo que determinamos que resistencia ofrece el diodo: R  41,15

Colocamos una resistencia de 220Ohm en serie con una resistencia de 47Ohm, resultando así en una resistencia: REq  267

Mediciones: VR1Ω=32,3mV Con lo que determinamos la corriente que recorre el circuito: I=33,3mA VR=8,39V VD=0,746V Con lo que determinamos que resistencia ofrece el diodo: R  22,4

Colocamos una resistencia de 3,3kOhm: R Eq  3300

Mediciones: VR1Ω=2,7mV Con lo que determinamos la corriente que recorre el circuito: I=2,78mA VR=8,68V VD=0,630V Con lo que determinamos que resistencia ofrece el diodo: R  226,3

Colocamos una resistencia de 3,3kOhm y en serie colocamos una resistencia de 220Ohm, resultando así en una resistencia: - 24 -

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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA Electrónica y

REq  3520

Mediciones: VR1Ω=2,6mV Con lo que determinamos la corriente que recorre el circuito: I=2,68mA VR=8,69V VD=0,627V Con lo que determinamos que resistencia ofrece el diodo: R  233,92

Colocamos una resistencia de 3,3kOhm y en serie colocamos una resistencia de 1kOhm, resultando así en una resistencia: REq  4300

Mediciones: VR1Ω=2,1mV Con lo que determinamos la corriente que recorre el circuito: I=2,16mA VR=8,7V VD=0,617V Con lo que determinamos que resistencia ofrece el diodo: R  285,00

Colocamos dos resistencias de 3,3kOhm en serie, resultando así en una resistencia: REq  6600

Mediciones: VR1Ω=1,3mV Con lo que determinamos la corriente que recorre el circuito: I=1,34mA VR=8,72V VD=0,597V Con lo que determinamos que resistencia ofrece el diodo: R  445,50

- 25 -

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Recapitulando, tabulamos todos los datos obtenidos de las diferentes mediciones y cálculos para todos los valores de resistencia:

VD(V )

RD(Ω)

I(mA )

0,597 0,617 0,627 0,630 0,657 0,660 0,663 0,685 0,717 0,746

445,50 285,00 233,92 226,30 135,46 128,04 121,43 76,36 41,15 22,40

1,34 2,16 2,68 2,78 4,85 5,15 5,46 8,97 17,42 33,30

El gráfico correspondiente se verá en la hoja Anexo 2. Regulamos la fuente lo más bajo que podemos. Colocamos el potenciómetro para controlar de forma muy finita la caída de potencial, por debajo de 1V.

- 26 -

VAlim( V)

VD(V)

VV(mV )

RI(MΩ )

I(A)

1.164 5.04 10.11 15.11 20 25 30

1.155 5.025 10.0894 15.0877 19.9739 24.9726 29.9697

9 15 20.6 22.3 26.1 27.4 30.3

1283 3350 4897.8 6765.8 7653 9114 9891

9·10-10 1.50·10-9 2.06·10-9 2.23·10-9 2.61·10-9 2.74·10-9 3.03·10-9

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DIODOS – LED (Light-emitting diode) Diodo emisor de luz, también conocido como LED, es un dispositivo semiconductor (diodo) que emite luz incoherente de espectro reducido cuando se polariza de forma directa la unión PN del mismo y circula por él una corriente eléctrica. Este fenómeno es una forma de electroluminiscencia. El color (longitud de onda), depende del material semiconductor empleado en la construcción del diodo y puede variar desde el ultravioleta, pasando por el visible, hasta el infrarrojo. Los diodos emisores de luz que emiten luz ultravioleta también reciben el nombre de UV LED (UltraViolet Light-Emitting Diode) y los que emiten luz infrarroja suelen recibir la denominación de IRED (Infra-Red Emitting Diode). El funcionamiento físico consiste en que, en los materiales semiconductores, un electrón al pasar de la banda de conducción a la de valencia, pierde energía; esta energía perdida se puede manifestar en forma de un fotón desprendido, con una amplitud, una dirección y una fase aleatoria. El que esa energía perdida cuando pasa un electrón de la banda de conducción a la de valencia se manifieste como un fotón desprendido o como otra forma de energía (calor por ejemplo) va a depender principalmente del tipo de material semiconductor. Cuando un diodo semiconductor se polariza directamente, los huecos de la zona p se mueven hacia la zona n y los electrones de la zona n hacia la zona p; ambos desplazamientos de cargas constituyen la corriente que circula por el diodo. Si los electrones y huecos están en la misma región, pueden recombinarse, es decir, los electrones pueden pasar a "ocupar" los huecos, "cayendo" desde un nivel energético superior a otro inferior más estable. Este proceso emite con frecuencia un fotón en semiconductores de banda prohibida directa o "direct bandgap" con la energía correspondiente a su banda prohibida (véase semiconductor). Esto no quiere decir que en los demás semiconductores (semiconductores de banda prohibida indirecta o "indirect bandgap") no se produzcan emisiones en forma de fotones; sin embargo, estas emisiones son mucho más probables en los semiconductores de banda prohibida directa (como el Nitruro de Galio) que en los semiconductores de banda prohibida indirecta (como el Silicio). La emisión espontánea, por tanto, no se produce de forma notable en todos los diodos y sólo es visible en diodos como los LEDs de luz visible, que tienen una disposición constructiva especial con el propósito de evitar que la radiación sea reabsorbida por el material circundante, y una energía de la banda prohibida coincidente con la correspondiente al espectro visible. En otros diodos, la energía se libera principalmente en forma de calor, radiación infrarroja o radiación ultravioleta. En el caso de que el diodo libere la energía en forma de radiación ultravioleta, se puede conseguir aprovechar esta radiación para producir radiación visible, mediante sustancias fluorescentes o fosforescentes que absorban la

- 27 -

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Cátedra: Ing. Roberto Barneda UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL JTP: Ing. Diego Caputto Electrónica y Sistemas de Control radiación ultravioleta emitida por el diodo y posteriormente emitan luz visible. El dispositivo semiconductor está C ó K comúnmente encapsulado en una cubierta A (p) (n) de plástico de mayor resistencia que las de vidrio que usualmente se emplean en las Representación simbólica del lámparas incandescentes. Aunque el diodo LED plástico puede estar coloreado, es sólo por razones estéticas, ya que ello no influye en el color de la luz emitida. Usualmente un LED es una fuente de luz compuesta con diferentes partes, razón por la cual el patrón de intensidad de la luz emitida puede ser bastante complejo. Para obtener una buena intensidad luminosa debe escogerse bien la corriente que atraviesa el LED; para ello, hay que tener en cuenta que el voltaje de operación va desde 1,8 hasta 3,8 voltios aproximadamente (lo que está relacionado con el material de fabricación y el color de la luz que emite) y la gama de intensidades que debe circular por él varía según su aplicación. Valores típicos de corriente directa de polarización de un LED corriente están comprendidos entre los 5 y los 20mA. En general, los LEDs suelen tener mejor eficiencia cuanto menor es la corriente que circula por ellos, con lo cual, en su operación de forma optimizada, se suele buscar un compromiso entre la intensidad luminosa que producen (mayor cuanto más grande es la intensidad que circula por ellos) y la eficiencia (mayor cuanto menor es la intensidad que circula por ellos). Practica Vamos a armar circuitos de polarización directa con cada color de LED y realizamos las mediciones para diferentes condiciones de tensión y la corriente que circula.

Donde Rc es una resistencia de carga, y corroboraremos el valor de Vd. Pedimos que I=5mA

- 28 -

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9V  2V 5mA R  1400 R

E  8,73 RSh1  1,069

Determinamos entonces el valor que tiene que tener Rc para que la corriente que circule al circuito sea de aproximadamente 5mA. De ahí, vamos a ir subiendo de a 1kOhm la resistencia para ir tomando valores para menores valores de corriente. Luego, más despacio, vamos a ir disminuyendo el valor de la resistencia de carga, para lograr tabular valores de resistencia de entre 5 y 15 mA y en otros casos hasta 20mA. En esta última parte, vamos a tener que ir calculando las potencias disipadas para que no sobrepasen el medio Watt que soportan los componentes utilizados en el circuito. Para los diferentes LEDs, realizamos las mediciones y cálculos según las tablas siguientes: LED Verde Notamos que la luz se atenúa a medida que aumentamos la resistencia de carga LED Rojo

RC(Ω)

VD(V)

VR(V)

RLED(Ω)

VRsh1(m V)

I(mA)

320 500 600 720 1000 1220 1440 2440 3440 4440 5440

2.28 2.17 2.11 2.10 2.05 2.02 1.99 1.95 1.93 1.91 1.90

6.62 6.80 6.87 6.91 6.97 7.01 7.05 7.08 7.12 7.13 7.15

103.72 150.63 155.56 167.53 281.00 337.20 434.50 719.56 937.80 1201 1451

23.8 15.4 14.5 13.4 7.80 6.40 4.90 2.90 2.20 1.70 1.40

22.00 14.41 13.56 12.54 7.30 5.99 4.58 2.71 2.06 1.59 1.31

RC(Ω)

VD(V)

VR(V)

RLED(Ω)

VRsh1(m V)

I(mA)

320 720 1220 2000 3000 4000

1.98 1.91 1.88 1.85 1.83 1.81

6.56 6.78 6.82 6.87 6.91 6.94

95.77 202.16 334.95 565.04 850.55 1075.00

22.1 10.1 6.0 3.5 2.3 1.8

20.67 9.45 5.61 3.27 2.15 1.68

LED Ambar

- 29 -

RC(Ω)

VD(V)

VR(V)

RLED(Ω)

VRsh1(m V)

I(mA)

320 720 1220 2000 3000 4000

1.97 1.92 1.89 1.87 1.85 1.83

6.38 6.48 6.61 6.64 6.72 6.92

100.76 216.05 374.15 571.15 860.46 1086.82

20.9 9.5 5.4 3.5 2.3 1.8

19.55 8.89 5.05 3.27 2.15 1.68

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Cátedra: Ing. Roberto Barneda UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL JTP: Ing. Diego Caputto Electrónica y Sistemas de Control Los gráficos correspondientes se verán en la hoja Anexo 3.

Los leds rojo y verde tienen una respuesta muy similar, en cambio difiere bastante de estas la curva del led de color ámbar. Para una tensión Vd=2v el leda mbar recibe una corriente muy elevada, por lo que hay que tener mayor precaución al utilizar este color de led.

Clase 11 de junio de 2009 Puente rectificador Se denomina rectificador al circuito capaz de convertir la corriente alterna en corriente continua. También recibe esa denominación el diodo, que es el componente electrónico usado para ello. La rectificación de la corriente eléctrica puede hacerse de dos maneras: 1. Eliminando la parte negativa de la señal de entrada: rectificador de media onda empleando un único diodo. 2. Convirtiendo la parte negativa de la señal en positiva: rectificador de onda completa o puente de diodos, según se empleen dos o cuatro diodos repectivamente. El circuito más empleado es el rectificador de onda completa, usado junto con un transformador en la conversión de la corriente alterna de 220V y 50 Hz de la red, en la corriente continua de 3 a 24V con que funcionan los aparatos electrónicos. Dependiendo de las características de la alimentación en corriente alterna que emplean, se les clasifica en monofásicos, cuando están alimentados por una fase de la red eléctrica, o trifásicos cuando se alimentan por tres fases. Atendiendo al tipo de rectificación, pueden ser de media onda, cuando solo se utiliza uno de los semiciclos de la corriente, o de onda completa, donde ambos semiciclos son aprovechados. El circuito rectificador de onda completa de la figura, está alimentado por el circuito secundario de un Transformador de donde obtenemos una señal senoidal.

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En este circuito el transformador es alimentado por una tensión en corriente alterna. Los diodos D1 y D3 son polarizados en directo en el semiciclo positivo, los diodos D2 y D4 son polarizados en sentido inverso. Ver que la corriente atraviesa la resistencia de carga RL.

El el semiciclo negativo, la polaridad del transformador es el inverso al caso anterior y los diodos D1 y D3 son polarizados en sentido inverso y D2 y D4 en sentido directo. La corriente como en el caso anterior también pasa por la carga RL. En el mismo sentido que en el semiciclo positivo.

La salida tiene la forma de una onda rectificada completa. Esta salida es pulsante y para "aplanarla" se pone un condensador (capacitor) en paralelo con la carga. Este capacitor se carga a la tensión máxima y se descargará por RL mientras que la tensión de salida del secundario del transformador disminuye a cero ("0") voltios, y el ciclo se repite.

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(A)

Clase 18 de junio de 2009 DIODOS ZENER El diodo Zener, es un diodo de silicio que se ha construido para que funcione en las zonas de rupturas. Llamados a veces diodos de avalancha o de ruptura, el diodo Zener es la parte esencial de los reguladores de tensión casi constantes con independencia de que se presenten grandes variaciones de la tensión de red, de la resistencia de carga y temperatura. Un diodo zener, como cualquier diodo, tiene cierta resistencia interna en sus zonas P y N; al circular una corriente a través de éste se produce una pequeña caída de tensión de ruptura. En otras palabras: si un diodo zener está funcionando en la zona zener, un aumento en la corriente producirá un ligero aumento en la tensión. El incremento es muy pequeño, generalmente de una décima de voltio. Los diodos Zener mantienen la tensión entre sus terminales prácticamente constante en un amplio rango de intensidad y temperatura, cuando están polarizados inversamente, por ello, este tipo de diodos se emplean en

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Cátedra: Ing. Roberto Barneda UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL JTP: Ing. Diego Caputto Electrónica y Sistemas de Control circuitos estabilizadores o reguladores de la tensión tal y como el mostrado en la figura. Eligiendo la resistencia R y las características del diodo, se puede lograr que la tensión en la carga (R L) permanezca prácticamente constante dentro del rango de variación de la tensión de entrada V S. Practica 1 Básicamente, el Zener posee el mismo comportamiento que el diodo, solo que su Vpi es mucho menor. En este elemento esta tensión se denomina tensión de Zener. El Zener utilizado posee una Vz =12v, existiendo una gran variedad de los mismos. Dado este valor de Vz es necesario clocar una resistencia que regule la corriente circulante. Se utilizara el tester para medir corrientes del orden del mA (que se producirá cuando la caída de tensión en el tester sea menor a su Vz) y una resistencia de shunt para corrientes del orden del mA (para tensiones de alimentación superiores a Vz). Se uso una fuente de tensión variable EMax=30v De fabricante: Pz=1 W Vz=12 v

Si se considera Luego se adopta

-> (P 2 x 1 K )

Formulas usadas - 33 -

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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA Electrónica y (Para E < Vz)

(Para E > Vz)

Cuadro de valores

Vi (V)

Ri (MΩ/kΩ)

1,49

1,063

713

-

2,34

3,057

1306

28,3

-

2,83

4,992

1764

7,04

38,1

-

3,81

7,002

1838

9,09

54,5

-

5,45

9,036

1658

E (v)

V (v)

VT (mV)

VRSH

1,078

1,078

14,9

-

3,08

3,08

23,4

5,02

5,02

7,04 9,09

- 34 -

I (mV) (mA/mA)

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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA

-

11,52

11,005

955

11,9

11,9

196

-

19,6

11,704

597

12,05

11,95

-

0,3

0,306

11,95

39,04

12,12

11,95

-

0,6

0,612

11,95

19,52

12,24

11,96

-

0,9

0,918

11,96

13,02

12,39

11,96

-

1,3

1,327

11,96

9,02

12,61

11,97

-

1,6

1,633

11,97

7,33

12,94

11,98

-

1,9

1,939

11,98

6,18

Electrónica y

Cuando se alimenta el circuito con una tensión superior a Vz, el Zener limita su caída de tensión a su valor Vz. Por lo tanto este elemento puede ser usado como regulador de tensión. Si se le conecta un par de terminales se puede alimentar un circuito con una tensión igual a Vz.

0 -2 -4 -6

I (mA)

-8 -10

Curva de Zener

0

-12 -14 -16 -18 -20 -22 -12

-10

-8

-6

-4

-2

0

VR(v)

Practica 2

- 35 -

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Utilización de un Zener en inversa como regulador de tensión de un circuito externo. Se utilizara un Zener en inversa alimentado por una tensión variable hasta 10 v. El Zener presenta una Vz=5,1 v y una Pz =1W. Al igual que en el circuito anterior, es necesario colocar una resistencia que regule la corriente. En este caso se usara una lámpara, ya que este elemento presenta una resistencia que aumenta con el aumento de su caída de tensión y logra un aumento de corriente menor que una resistencia fija. Además, con la lámpara puede apreciarse la variación de la corriente al observar la variación de la luminosidad la lámpara actúa como resistencia de limitación y protege el Zener. En la práctica real no se usa una lámpara sino una resistencia fija.

Primero se verificara la condición Vz del Zener. Valores provistos fabricante

por

el

Formulas a usar

=tensión de salida (igual a la caída del Zener mas la de

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Cátedra: Ing. Roberto Barneda UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL JTP: Ing. Diego Caputto Electrónica y Sistemas de Control La por el momento no tiene utilidad. Los bornes de salida se cargaron posteriormente con un circuito externo. Cuadro de valores

E (v)

VSH1 (mV)

I (mA)

VL (V)

VAB (V)

4

0,3

0,31

0,019

3,98

4,5

1,1

1,13

0,037

4,46

5

3,9

4,01

0,14

4,85

5,6

8

8,23

0,56

5,1

6,1

10,3

10,60

1

5,14

7

13,8

14,20

1,81

5,17

8

17,4

17,90

2,75

5,2

9

20,6

21,19

3,73

5,23

10

22,8

23,46

4,47

5,25

11

28,8

29,63

6,68

5,27

15

35,5

36,52

9,56

5,3

Puede verse que la tensión de salida VAB tiende a estabilizarse en un valor próximo a vz=51v para alimentaciones superiores a Vz. El exceso de tensión cae en la lámpara. Como se conoce la tensión de salida, se pueden cargar los bornes de salida con cualquier circuito externo que requiera esa tensión. Dicho circuito externo estará colocado en paralelo al Zener y su tensión de alimentación será la misma que VAB 

Primer circuito de carga

Formulas utilizadas

- 37 -

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Cuadro de valores

E (v)

VSH1 (mV)

I1(mA)

VSH2 (mV) I2(mA)

VSH3 (mV) I3(mA)

VAB (V)

4,5

8,8

9,05

0,6

0,61

8,2

8,82

3,79

4,9

9,6

9,88

0,4

0,41

9

9,68

4,03

5,5

10,7

11,01

0,3

0,31

9,9

10,65

4,3

6,6

14

14,40

2,5

2,55

10,9

11,72

4,77

7,5

16,7

17,18

4,9

5,00

11,3

12,15

4,93

8,5

19,9

20,47

7,9

8,06

11,6

12,47

5,04

9,5

22,4

23,05

10,5

10,71

11,4

12,26

4,97

11

26,4

27,16

14,6

14,90

11,5

12,37

5

Como el valor de tensión de salida V AB se mantiene aproximadamente constante para tensiones de fuente superiores a Vz y teniendo en cuenta que la carga se compone de resistencias de valor fijo, es de esperar que la corriente que circule por el circuito de carga (I 3) se mantenga constante. Al aumentar E por encima de Vz, I 3 se mantiene constante y el resto de la corriente circulara por el Zener. Es necesario tener la precaución al aumentar E para no superar la corriente máxima que puede circular por el Zener.



Segundo circuito de carga

Formulas utilizadas

- 38 -

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Cuadro valores

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de

E (v)

VSH1 (mV)

I1(mA)

VSH2 (mV)

I2(mA)

VSH3 (mV)

I3(mA)

VSH4 (mV)

I4(mA) VAB (V)

4,5

14,7

15,12

1,8

1,84

6,7

7,20

6,4

6,58

2,89

5,6

17,8

18,31

2

2,04

7,8

8,39

7,5

7,72

3,38

6,6

19,8

20,37

2,1

2,14

8,8

9,46

8,4

8,64

9,8

7,5

21,3

21,91

1,9

1,94

9,6

10,32

9,2

9,47

4,41

9

22,6

23,25

0,9

0,92

10,7

11,51

10,2

10,49

4,58

10

24,9

25,62

0,5

0,51

11,1

11,94

10,6

10,91

4,78

12

29,5

30,35

4,1

4,18

11,6

12,47

11,1

11,42

5

14

34

34,98

8,1

8,27

11,9

12,80

11,4

11,73

5,02

16

37,9

38,99

11,8

12,04

12

12,90

11,5

11,83

5,17

20

45,3

46,60

19

19,39

12,2

13,12

11,6

11,93

5,24

Nuevamente, la tensión de salida se estabilizo en un valor similar a Vz. Las corrientes que circulan por cada rama del paralelo en la carga se mantienen prácticamente constantes y el resto circula por el Zener. Practica 3 Utilización del Zener en inversa como elemento de corte de corriente. Se colocara el Zener en inversa y en serie a una lámpara. Se verificara que cuando la caída de tensión en el Zener alcanza el valor Vz, la corriente circulante es un 10% de la máxima (corriente conocida como de corte). Se utilizara Lafuente variable y una lamparita piojito cuyas curvas R=f(Vd) e I=f(V) son conocidas.

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Cátedra: Ing. Roberto Barneda NACIONAL JTP: Ing. Diego Caputto Sistemas de Control Datos provistos por el fabricante

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA Electrónica y

Cálculos de verificación - ->

- ->

Del grafico se obtiene, para V=12v y R L=61,2, por lo tanto, no se esperan problemas a altas tensiones ya que la resistencia que puede ofrecer la lámpara es mayor que la necesaria. Formulas usadas

Cuadro de valores

E (v)

VZ (V)

VSH (mV)

I (mA)

3

2,99

0,2

0,20

3,7

3,68

1,4

1,40

4,5

4,39

8,9

8,87

4,7

4,5

14,1

14,06

4,9

4,57

19

18,94

5,1

4,67

20,9

20,84

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Curso: S4051

- Año: 2009

Cátedra: Ing. Roberto Barneda NACIONAL JTP: Ing. Diego Caputto Sistemas de Control 8,1 4,74 50,9

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA

50,75

9,3

4,78

59,9

59,72

10,5

4,84

68

67,80

11,7

4,86

76

75,77

13

4,88

83,2

82,95

15,7

4,89

97,8

97,51

17,4

4,89

106,5

106,18

18,4

4,88

111,3

110,97

Electrónica y

Puede verse que la estabilización de Vz, comienza alrededor del valor de E=5,1v. Para esta tensión, la corriente circulante es de 20,84mA que es un 10,6% de la corriente máxima.

Clase 25 de junio de 2009 CAPACITORES Es un dispositivo que almacena energía eléctrica, es un componente pasivo. Está formado por un par de superficies conductoras en situación de influencia total (esto es, que todas las líneas de campo eléctrico que parten de una van a parar a la otra), generalmente en forma de tablas, esferas o láminas, separados por un material dieléctrico (siendo este utilizado en un condensador para disminuir el campo eléctrico, ya que actúa como aislante) o por el vacío, que, sometidos a una diferencia de potencial (d.d.p.) adquieren una determinada carga eléctrica, positiva en una de las placas y negativa en la otra (siendo nula la carga total almacenada).

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Cátedra: Ing. Roberto Barneda UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL JTP: Ing. Diego Caputto Electrónica y Sistemas de Control En cuanto al aspecto constructivo, tanto la forma de las placas o armaduras como la naturaleza del material dieléctrico son sumamente variables. Existen condensadores formados por placas, usualmente de aluminio, separadas por aire, materiales cerámicos, mica, poliéster, papel o por una capa de óxido de aluminio obtenido por medio de la electrolisis. Capacitor electrolítico. El dieléctrico es una disolución electrolítica que ocupa una cuba electrolítica. Con la tensión adecuada, el electrolito deposita una capa aislante muy fina sobre la cuba, que actúa como una armadura y el electrolito como la otra. Consigue capacidades muy elevadas, pero tienen una polaridad determinada, por lo que no son adecuados para funcionar con corriente alterna. La polarización inversa destruye el óxido, produciendo una corriente en el electrolito que aumenta la temperatura, pudiendo hacer arder o estallar el condensador. Dentro de la gran variedad de tecnologías de fabricación de capacitores, los electrolíticos son los de mayor capacidad, debido a que se recurre a reducir la separación entre las placas, a aumentar el área enfrentada de las mismas y a la utilización de un dieléctrico de elevada constante dieléctrica. Los condensadores o capacitores electrolíticos deben su nombre a que el material dieléctrico que contienen es un ácido llamado electrolito y que se aplica en estado líquido. La fabricación de un capacitor electrolítico comienza enrollando dos láminas de aluminio separadas por un papel absorbente humedecido con ácido electrolítico. Luego se hace circular una corriente eléctrica entre las placas para provocar una reacción química que producirá una capa de óxido sobre el aluminio, siendo este óxido de electrolito el verdadero dieléctrico del capacitor. Para que pueda ser conectado en un circuito electrónico, el capacitor llevará sus terminales de conexión remachados o soldados con soldadura de punto. Por último, todo el conjunto se insertará en una carcaza metálica que le dará rigidez mecánica y se sellará herméticamente, en general, con un tapón de goma, que evitará que el ácido se evapore en forma precoz. Un término muy común en la jerga de los fabricantes de capacitores electrolíticos es el de protocapacitor, con el cual se denomina a los capacitores fabricados y ensamblados que aun no se les ha hecho circular una corriente para que se forme la capa de óxido de electrolito. Este término lo utilizaremos más adelante para una mejor comprensión en este mismo artículo. Cabe aclarar que, si bien existen capacitores con dieléctrico de papel, en el caso de los electrolíticos el papel entre placas cumple la función de sostener al ácido uniformemente en toda la superficie de las mismas. Capacitor electrolítico de tantalio

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Cátedra: Ing. Roberto Barneda UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL JTP: Ing. Diego Caputto Electrónica y Sistemas de Control Son más flexibles y confiables, y presentan mejores características que los electrolíticos de aluminio, pero también su costo es mucho más elevado. Existen tres tipos: Capacitores de hojas metálicas (láminas): Se elaboran del mismo modo que los electrolíticos de aluminio. Los alambres conductores de tantalio se sueldan por puntos tanto a la lámina del ánodo como a la del cátodo, las cuales se arrollan después con separadores de papel en un rollo compacto. Este rollo se inserta dentro de una envoltura metálica y, a fin de mejorar el rendimiento, se agrega un electrólito idóneo, como etilenglicol o dimetilformamida con nitruro de amonio, pentaborato de amonio o polifosfatos. Capacitores de hojas de tantalio. Existen en el mercado en tamaños que varían de 0.12 hasta 3 500 mF, a voltajes hasta de 450 V. La mayor parte de las aplicaciones para este tipo de capacitor se encuentran en los intervalos de voltaje superiores, en los que no es posible aplicar los condensadores de tantalio húmedo, y cuando se requieren calidades superiores a las de los electrolíticos de aluminio, a pesar del mayor costo. .Las desventajas, en comparación con otros tipos de capacitores de tantalio, son: gran tamaño, elevadas corrientes de fuga y gran variación en la capacitancia con la temperatura. La principal aplicación de estos condensadores se encuentra en filtros de fuentes de alimentación. Capacitores de tantalio sólido. Parecido a la versión húmeda, en cuanto a sus etapas iníciales de manufactura. No hay líquido que se evapore, y el electrólito sólido es estable. La variación de la capacitancia es muy pequeña: ±10% respecto de su valor a temperatura ambiente en todo el intervalo de temperatura desde -55 hasta 125° C. Por desgracia, ni el electrólito ni el dieléctrico presentan las cualidades de autorreparación asociadas con otros capacitores electrolíticos. Para proteger los condensadores de fallas tempranas debidas a defectos del óxido y del electrólito se recomienda su envejecimiento conectado durante 100 h a voltaje nominal y temperatura máxima, empleando una fuente de energía de baja impedancia. Además, se recomienda que el voltaje de operación no exceda el 60% del voltaje nominal. Capacitores cerámicos Los capacitores con dieléctrico de cerámica son una única familia con una constante dieléctrica relativamente alta, son de diseño físico de fácil fabricación, en donde se puede encontrar una gran variedad de formatos. Los capacitores cerámicos están clasificados en tres tipos: Cerámicos de clase I [COG (NP0)] (estable): Este tipo de capacitores empleados, usualmente a base de dióxido de titanio o titanato de calcio con aditivos, pueden ser usados para lograr las características deseadas, éstas son el coeficiente de temperatura nominal sobre el rango de 25 a 85 ºC, la constante dieléctrica relativa de 6 a 500 y un factor de potencia de 0,4 o menor. Los capacitores cerámicos de clase I son utilizados en circuitos resonantes, alta frecuencia y acoplamiento, dieléctricos de temperatura compensada, estabilidad dieléctrica y otras aplicaciones donde un alto Q son esenciales. Conocidos también como NP0 o Negativo Positivo Cero.

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Cátedra: Ing. Roberto Barneda UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL JTP: Ing. Diego Caputto Electrónica y Sistemas de Control Cerámicos de clase II [XR7] (semiestable): Son usados cuando la miniaturización es requerida para aplicaciones de radio frecuencia, filtros y acoplamiento de etapas, donde el Q y la estabilidad pueden estar comprometida. La clase II está subdividida en dos subgrupos, estable e inestable. Los cerámicos estables (estable k) tienen una constante dieléctrica de 250 a aproximadamente 2400, tienen una característica no lineal de temperatura definida dentro de un rango de -60 a 120 ºC. Los cerámicos inestables (alto k) tienen una constante dieléctrica de 3000 a 10000. Estos valores de alto k son obtenidos por formulaciones especiales de titanatos y aditivos. El rango de operación de temperatura es de –55 a 85 ºC o menos (dependiendo de la fórmula usada) causado por la disminución del k de un 30 al 80%. Cerámicos de clase III [Z5U] (propósitos generales): En estos diseños un disco cerámico aislante con un tratamiento de calor es aplicado en una atmósfera reducida para que disminuya la resistividad por debajo de 10 W -cm. Los electrodos de plata son aplicados en la superficie y son soldados al mismo tiempo, un capacitor formado entre el electrodo y el cuerpo semiconductor aplicados a ambos lados del disco, es decir, que la terminación está hecha por dos capacitores en serie. Son aplicados en circuitos de acoplamiento y como supresores de interferencia. Envejecimiento: Estos dieléctricos presentan un fenómeno conocido como Transformación de la fase del cristal a la temperatura de Curie, es decir, el rango de la temperatura en la que algunos cristales cambian su forma, dando por resultado un incremento en la constante dieléctrica (k) en o sobre la temperatura de Curie. El incremento en (k)provoca un incremento en el valor de la capacitancia. Llevar los capacitores cerámicos de la temperatura de Curie a la temperatura ambiente (25 ºC) da como resultado una disminución gradual de (k). Esta disminución es una función logarítmica dependiente del tiempo y la velocidad del cambio es la velocidad de envejecimiento. La velocidad de envejecimiento para los dieléctricos es: COG (NP0) = 0 (no envejece) X7R = 1 % (máximo de decrecimiento por década de tiempo) Z5U = 3 % (máximo de decrecimiento por década de tiempo) La temperatura de Curie para dieléctricos susceptibles de envejecimiento es: X7R = alrededor de + 120 ºC Z5U = alrededor de + 8 ºC

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Cátedra: Ing. Roberto Barneda NACIONAL JTP: Ing. Diego Caputto Sistemas de Control Practica

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Análisis de la carga y descarga de un capacitor Se utilizara un capacito en un circuito cerrado comandado por una llave de tres vías. Se analizara los tiempos y las tensiones características de estos fenómenos. Para visualizarlos se utilizaran leds. La alimentación se lograra con la pila de 9v de cc. El circuito es el siguiente: La rama central es la rama activa; posee la fuente y otorgara la energía cuando la llave se cierre por NC. La rama izquierda será reactiva cuando la llave se cierre por NC*. Al conmutar a NA pasara a ser activo, descargando la energía acumulada. La rama derecha es reactiva y disipara energía cuando la llave cierre por NA. *Y acumulara energía Antes de cerrar el circuito debe verificarse que el capacitor este descargado. Si el tester registra algún valor de tensión en el capacitor es porque se encuentra cargado. Se puede descargar a través del circuito NA y luego cortocircuitarlo. El led L1 permite ver el efecto de carga del capacito, cuanto más se cargue el capacitor, habrá mayor tensión en este y menor en el led. Por lo que su luminosidad será cada vez menor. El led L2 permite ver el efecto de descarga del capacitor. Cuanto más se descargue, menor será la tensión que ofrece y menor la tensión en el led, por lo que su luminosidad ira descendiendo. La resistencia R permite regular la corriente circulante por NC, las placas del capacitor poseen un potencial igual a 0 (capacitor descargado). Por lo tanto, se puede considerar en ese instante, que el capacitor se comporta como un cortocircuito (Vc=0) Instante inicial: Considerando

Luego la resistencia mínima adoptada es A medida que el capacitor se carga, aumentara la tensión entre las placas y disminuirá la tensión en el led, hasta que este último se abra. En ese momento, que se producirá pasado un tiempo infinito (en términos conceptuales), la corriente circulante será nula. Por lo tanto la tensión en el

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Cátedra: Ing. Roberto Barneda UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL JTP: Ing. Diego Caputto Electrónica y Sistemas de Control capacito será siendo a la tensión de apertura del led e igual 1,7v. La tensión en placas del capacito posee la siguiente expresión: Se verifica que: Para t ->0 ; Vc=0 Para t ->∞ ; Vc=Vf Se define una constante de tiempo verifica que: Para

. Si transcurre un tiempo

En la práctica se establece que, para

, la carga del capacitor es un 97%

se

de y el capacitor se encuentra completamente cargado. Valores:

Para

Valores medidos: Para ;

;

Luego La tensión en el capacitor alcanzo un 96,5% de

al transcurrir el tiempo

,

llegue a un valor similar al anterior. Para

Valor medio Luego La tensión en el capacitor alcanzo un 94,3% de

al transcurrir tiempo

. El

valor es ligeramente menor dado que efectivamente hay una caída de tensión en la resistencia y, como en el segundo caso es mayor, la resultante es menor.

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Clase 6 de agosto de 2009 RELE El relé es un dispositivo electromecánico que funciona como un interruptor, controlado por un circuito eléctrico en el que, por medio de un electroimán, se acciona un juego de uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos eléctricos independientes. Ya que el relé es capaz de controlar un circuito de salida de mayor potencia que el de entrada, puede considerarse, en un amplio sentido, una forma de amplificador eléctrico. Los contactos de un relé pueden ser normalmente abiertos (NA), normalmente cerrados (NC) o de inversión: 

Los contactos normalmente abiertos conectan el circuito cuando el relé es activado; el circuito se desconecta cuando el relé está inactivo.  Los contactos normalmente cerrados desconectan el circuito cuando el relé es activado; el circuito se conecta cuando el relé está inactivo.  Los contactos de inversión controlan dos circuitos: un contacto normalmente abierto y uno normalmente cerrado con una terminal común. Existen multitud de tipos distintos de relés, dependiendo del número de contactos (cuando tienen más de un contacto inversor se les llama contactores en lugar de relés), intensidad admisible por los mismos, tipo de corriente de accionamiento, tiempo de activación y desactivación, etc. En comparación con el transistor, se debe destacar que el relé posee mayor robustez, y permite manejar mayores potencias. En cambio, se debe - 47 -

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Cátedra: Ing. Roberto Barneda UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL JTP: Ing. Diego Caputto Electrónica y Sistemas de Control tener cuidado con el desgaste mecánico, y se observa una menor velocidad de reacción.

Practica Análisis de las características de la bobina de un relé. Se utilizara una fuente de 12v y una resistencia de shunt para conocer las características de la bobina de un relé. El circuito es el siguiente:

Valores medidos

Practica 2 Análisis de la aparición de la extra corriente de ruptura. Al abrir el interruptor que controla la bobina de un relé, esta se comporta como una fuente instantánea y descarga el magnetismo remanente, la tensión de descarga es mucho más elevada que la tensión de alimentación y puede ser peligrosa para el circuito de control (que suele ser comandado por transistores) El efecto de la extra corriente de ruptura puede apreciarse con una lámpara de neón. Este gas se ioniza ante una tensión denominada de conducción (50 a 70v) y la fuente utilizada en es te circuito es de 12v.

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Con la llave cerrada, la bobina recibió la alimentación de la fuente. Lo mismo sucedió con la lámpara, pero la tensión de 12v no fue suficiente para producir la ionización. Al abrir la llave, la bobina descargo el magnetismo remanente y la lámpara encendió en un instante, verificando que la tensión que se produjo supero el valor de conducción de la lámpara.

Clase 3 de septiembre de 2009 TRANSISTORES El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor que cumple funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El término "transistor" es la contracción en inglés de transfer resistor ("resistencia de transferencia") El transistor bipolar fue inventado en los laboratorios Bell de EEUU en diciembre de 1947 por John Bardeen, Walter Houser Brattain y William Bradford Shockley (recibieron el Premio Nobel de Física en 1956). Características de los Transistores:     - 49 -

El consumo de energía es relativamente baja. El tamaño de los transistores es relativamente más pequeña que los tubos de vacío. El peso. Una vida larga útil (muchas horas de servicio). Curso: S4051

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Cátedra: Ing. Roberto Barneda UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL JTP: Ing. Diego Caputto Electrónica y Sistemas de Control  Puede permanecer mucho tiempo en depósito (almacenamiento).  No necesita tiempo de calentamiento.  Resistencia mecánica elevada.  Los transistores pueden reproducir el fenómeno de la fotosensibilidad (fenómenos sensibles a la luz). El transistor bipolar está constituido por un sustrato (usualmente silicio) y tres partes dopadas artificialmente que forman dos uniones bipolares, el emisor que emite portadores, el colector que los recibe o recolecta y la tercera, que está intercalada entre las dos primeras, modula el paso de dichos portadores (base). A diferencia de las válvulas, el transistor es un dispositivo controlado por corriente y del que se obtiene corriente amplificada. En el diseño de circuitos a los transistores se les considera un elemento activo, a diferencia de los resistores, capacitores e inductores que son elementos pasivos. Su funcionamiento sólo puede explicarse mediante mecánica cuántica. Existen dos tipos transistores: el NPN y el PNP, y la dirección del flujo de la corriente en cada caso, lo indica la flecha que se ve en el gráfico de cada tipo de transistor.

El transistor es un dispositivo de 3 patillas con los siguientes nombres: base (B), colector (C) y emisor (E), coincidiendo siempre, el emisor, con la patilla que tiene la flecha en el gráfico de transistor. El transistor bipolar es un amplificador de corriente, esto quiere decir que si le introducimos una cantidad de corriente por una de sus patillas (base), el entregará por otra (emisor), una cantidad mayor a ésta, en un factor que se llama amplificación. Este factor se llama ß (beta) y es un dato propio de cada transistor.

Entonces:

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Cátedra: Ing. Roberto Barneda UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL JTP: Ing. Diego Caputto Electrónica y Sistemas de Control  Ic (corriente que pasa por la patilla colector) es igual a ß (factor de amplificación) por Ib (corriente que pasa por la patilla base).  Ic = ß * Ib  Ie (corriente que pasa por la patilla emisor) es del mismo valor que Ic, sólo que, la corriente en un caso entra al transistor y en el otro caso sale de él, o viceversa.

Según la fórmula anterior las corrientes no dependen del voltaje que alimenta el circuito (Vcc), pero en la realidad si lo hace y la corriente Ib cambia ligeramente cuando se cambia Vcc. En el segundo gráfico las corrientes de base (Ib) son ejemplos para poder entender que a más corriente la curva es más alta. Construcción de Transistores El transistor es un dispositivo semiconductor de tres capas que consiste de dos capas de material tipo n y una capa tipo p, o bien, de dos capas de material tipo p y una tipo n. al primero se le llama transistor npn, en tanto que al segundo transistor pnp. Para la polarización las terminales que se muestran en la figura las terminales se indican mediante las literales E para el emisor, C para el colector y B para la base. Se desarrollará una apreciación de la elección de esta notación cuando se analice la operación básica del transistor. La abreviatura BJT, de transistor bipolar de unión (del ingles, Bipolar Junction Transistor), suele aplicarse a este dispositivo de tres terminales. El término bipolar refleja el hecho de que los huecos y los electrones participan en el proceso de inyección hacia el material polarizado de forma opuesta. Si sólo se utiliza un portador (electrón o hueco), entonces se considera un dispositivo unipolar.

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Operación del Transistores Se describirá la operación básica del transistor utilizando el transistor pnp de la figura 4.14a. la operación del transistor npn es exactamente la misma que si intercambiaran la funciones que cumplen el electrón y el hueco. En la figura se dibujo de nuevo el transistor pnp sin la polarización base - colector. El espesor de la región de agotamiento se redujo debido a la polarización aplicada, lo que da por resultado un flujo muy considerable de portadores mayoritarios desde el material tipo p hacia el tipo n.

Unión con polarización inversa de un transistor pnp

Configuración de Base Común Para la configuración de base común con transistores pnp y npn. La terminología de la base común se deriva del hecho de que la base es común tanto a la entrada como a la salida de la configuración. A su vez, por lo regular la base es la terminal más cercana a, o que se encuentra en, el potencial de tierra. A lo largo de este libro todas las direcciones de corriente harán referencia al flujo convencional (huecos) en lugar de hacerlo respecto al flujo de electrones. Para el transistor la flecha en el símbolo gráfico define la dirección de la corriente del emisor (flujo convencional) a través del dispositivo. Para describir en su totalidad el comportamiento de un dispositivo de tres terminales, como los amplificadores de base común se requiere de dos conjuntos de características, uno para el punto de excitación o parámetros de entrada y el otro para el lado de la salida. El conjunto de entrada para el amplificador de base común relacionará la corriente de entrada (IE). el

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Cátedra: Ing. Roberto Barneda UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL JTP: Ing. Diego Caputto Electrónica y Sistemas de Control conjunto de características de la salida o colector tiene tres regiones básicas de interés: la regiones activa, de corte y de saturación. La región activa es la que suele utilizarse para los amplificadores lineales (sin distorsión). En particular: En la región activa la unión base - colector se polariza inversamente, mientras que la unión emisor - base se polariza directamente. La región activa se define mediante los arreglos de polarización de la primera figura. En el extremo más bajo de la región activa, la corriente del emisor (IE) es cero; esa es la verdadera corriente del colector, y se debe a la corriente de saturación inversa ICO, como lo señala el grafico de curvas. La corriente ICO real es tan pequeña (microamperes) en magnitud si se compara con la escala vertical de IC = 0. Las condiciones del circuito que existen cuando IE = 0 para la configuración de base común se muestra en la figura 4.19. La notación que con más frecuencia se utiliza para ICO en los datos y las hojas de especificaciones es, como se indica en la última figura, ICBO. Debido a las mejoras en las técnicas de fabricación, el nivel de ICBO para los transistores de propósito general (en especial los de silicio) en los rangos de potencia baja y mediana, por lo regular es tan bajo que puede ignorarse su efecto. Sin embargo, para las unidades de mayor potencia ICBO, así como Is, para el diodo (ambas corrientes de fuga inversas) son sensibles a la temperatura. A mayores temperaturas, el efecto de ICBO puede convertirse en un factor importante debido a que aumenta muy rápidamente con la temperatura. En la región de corte, tanto la unión base - colector como la unión emisor base de un transistor tienen polarización inversa. En la región de saturación, tanto la unión como emisor - base están en polarización directa.

Características de salida o colector para un amplificador a transistor de base común

Corriente de saturación inversa

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Configuración de Emisor Común La configuración de transistor que se encuentra más a menudo aparece en la siguiente figura para los transistores pnp y npn. Se le denomina configuración de emisor común debido a que el emisor es común o hace referencia a las terminales tanto de entrada como de salida (en este caso, es común tanto a la terminal de base como a la de colector). Una vez más, se necesitan dos conjuntos de características para describir por completo el comportamiento de la configuración de emisor común: uno para el circuito de entrada o base-emisor y otro para el circuito de salida o colector-emisor. En la región activa de un amplificador de base común la unión del colectorbase se encuentra polarizada inversamente, mientras que la unión baseemisor se encuentra polarizada directamente. Para propósitos de amplificación lineal (la menor distorsión), el corte para la configuración de emisor común se definirá mediante IC = ICEO.

Símbolos utilizados con la configuración de emisor común: a) transistor npn; b) transistor pnp Configuración de mayor uso en nuestro estudio Configuración Emisor Común NPN

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Cátedra: Ing. Roberto Barneda UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL JTP: Ing. Diego Caputto Electrónica y Sistemas de Control En esta configuración, el transistor opera como un relé pero no existe aislación galvánica entre el circuito de control y el de potencia.

PNP

Los utilizaremos para trabajar al corte y a la saturación.

Corte

Saturación

;

Practica

1) BC 337(NPN) 2) BC 327

lamparita 2W/12v E=9v

Rb

1)

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Cátedra: Ing. Roberto Barneda UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL JTP: Ing. Diego Caputto Electrónica y Sistemas de Control El transistor tolera hasta 500mA solo cuando está saturado, si no llego a abrir del todo se puede quemar por exceso de potencia.

Clase 1 de octubre de 2009 REGULADOR DE TENSION DE TRES PATAS Un regulador de tensión es un dispositivo electrónico presente en las fuentes de alimentación de corriente continua reguladas, cuya misión es la de proporcionar una tensión constante a su salida. Los reguladores integrados normalmente son componentes muy parecidos a los transistores de potencia, suelen tener tres terminales, uno de entrada, un común o masa, y uno de salida y sólo hay que conectarles un par de condensadores. Existen circuitos reguladores con un gran abanico de tensiones y corrientes de funcionamiento. La serie más conocida de reguladores integrados es la 78XX. Los de mayor potencia necesitarán un disipador de calor. Este es el principal problema de los reguladores tanto discretos como integrados, al estar en serie con la carga las caídas de tensión en sus componentes provocan grandes disipaciones de potencia. El "78", nos indica que es un regulador positivo (existe la serie "79" que regula negativamente); XX nos indica a que voltaje regulara. Para la serie 78XX y 79XX la corriente máxima es 1ª. Para la serie 78LXX y 79LXX la corriente máxima es 100mA.

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En los circuitos la diferencia de tensión entre Vin y Vout se disipará en forma de calor. Por esta razón los reguladores cuentan con la posibilidad de ser atornillados a un disipador de calor.

Para las dos denominaciones la tercera pata recibe el nombre de GROUND. La corriente de ground es muy pequeña (se comporta como una base). Denominación 78[]XX --> sin letra -->1A L (low) -->100mA H (high) -->10A M (medium)-->5A XX 05 --> 12 --> 15 --> 20 --> 24 --> 08 --> 09 --> 06 -->

VOut= VOut= VOut= VOut= VOut= VOut= VOut= VOut=

5v 12v 15v 20v 24v 8v 9v 6v

Practica

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Datos obtenidos

Vin (v)

VOUT (v) = VAB VRSH (mv)

I (mA)

t (ºc)

2

0

0

0,0

20

3

1,71

11

11,0

22

4

2,55

19

18,9

34

5

3,5

31

30,9

40

6

4,54

42

41,9

40

7

5,02

50

49,9

40

10

5,02

49

48,9

45

13

5,01

50

49,9

75

18

5,01

51

50,8

90

Se puede apreciar que una vez alcanzad el valor de 5v a la salida, el mismo se mantiene contante produciéndose un incremento de la temperatura del regulador. Variaciones de VOUT con semiconductores

Mediciones Con diodo 0,7v

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Cátedra: Ing. Roberto Barneda NACIONAL JTP: Ing. Diego Caputto Sistemas de Control Vin (v) VOUT (v) I (mA)

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R (W)

4

1,77

8,9

200

6

4,52

22,6

200

8

5,61

28,05

200

10

5,53

27,65

200

12

5,5

27,5

200

14

5,48

27,4

200

18

5,44

27,2

200

22,5

5,42

27,1

200

25

5,38

26,9

200

Electrónica y

Con diodo LED

Vin (v)

VOUT (v)

I (mA)

R (W)

2,5

0,03

0,15

200

5

1,26

6,25

200

7

5,64

28,2

200

9

6,98

34,9

200

12

6,9

34,5

200

14,5

6,87

34,35

200

17

6,85

34,25

200

18,5

6,84

34,2

200

20

6,83

34,15

200

- 59 -

Curso: S4051

- Año: 2009

Cátedra: Ing. Roberto Barneda NACIONAL JTP: Ing. Diego Caputto Sistemas de Control

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA Electrónica y

25

6,79

33,95

200

30

6,47

32,35

200

Con diodo 5,1v

Zener

Vin (v)

VOUT (v)

I (mA)

R (W)

3

0,18

0,8

200

6,3

2,75

13,75

200

8,9

6,49

32,45

200

11

9,53

47,65

200

12,9

10,01

50,05

200

15

9,97

49,85

200

16,4

9,96

49,7

200

20

9,91

49,55

200

25

9,87

49,4

200

30

9,78

48,95

200

- 60 -

Curso: S4051

- Año: 2009

Cátedra: Ing. Roberto Barneda NACIONAL JTP: Ing. Diego Caputto Sistemas de Control

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA Electrónica y

Nota: en todos los circuitos de ha agregado un diodo disipador para proteger al regulador y en caso de que exista riesgo de que Vout sea mayor que Vin. Si esto sucediera el integrado podría quemarse. Conclusiones: un regulador de tensión proporciona a su salida un voltaje fijo, independientemente del voltaje que él reciba a su entrada, siempre que éste último respete un cierto rango que dependerá del integrado. Otro parámetro importante es la denominada regulación de carga, que indica cuánto varía la tensión de salida cuando la corriente varía de un mínimo al máximo, manteniéndose esta tensión de salida constante hasta llegar al máximo especificado.

- 61 -

Curso: S4051

- Año: 2009