Electronica analogica y digital 1 clase PDF

Preview

Summary

Electronica analogica y digital 1 clase...

Description

Universidad de Lomas de Zamora Facultad de Ingeniería

Electrónica Analógica y digital

Informe Diario Lunes 28 de marzo 2016 1° Clase:

Gabriela Castro

Informe diario Lunes 28 de Marzo 2016 1° Clase

Introducción a la materia y

38499776

I t d

ió

l

t i

Di d

Universidad de Lomas de Zamora Facultad de Ingeniería En esta primera clase se dio una introducción a la materia, se vio como se divide la electrónica en analógica y digital y de que se trata cada una de las ramas

electrónica digital

analógica

estudia los sistemas cuyas variables (tensión, corriente, etcétera) varían de una forma continua en el tiempo y pueden tomar (al menos teóricamente)valores infinitos

Es la rama más moderna y la que evoluciona más rápidamente. Se encarga de sistemas electrónicos en los que la información está codificada en estados discretos, a diferencia de los sistemas analógicos donde la información toma un rango continuo de valores.

Sensores fuentes Potencia

Procesamiento toma de desiciones

Para el control de los procesos se ha utilizado a lo largo del tiempo 

   

Lógica de contactos: es una forma de realizar controles, en la que el tratamiento de datos (botonería, fines de carrera, sensores, presóstatos, etc.), se efectúa en conjunto con contactares o relés auxiliares, frecuentemente asociados a temporizadores y contadores. Lógica de Diodo y transistor Lógica fija TTL Y CMOS Microprocesadores: es el circuito integrado central más complejo de un sistema informático; Microcontroladores: es un circuito integrado programable, capaz de ejecutar las órdenes grabadas en su memoria. Está compuesto de varios bloques funcionales, los cuales cumplen una tarea específica. 1

Universidad de Lomas de Zamora Facultad de Ingeniería 

 



DSP: s un circuito integrado programable, capaz de ejecutar las órdenes grabadas en su memoria. Está compuesto de varios bloques funcionales, los cuales cumplen una tarea específica. dsPIC: Incorporan todas las posibilidades de los anteriores PICs y añaden varias operaciones deDSP implementadas en hardware, como multiplicación con suma de acumulador PLC: , es una computadora utilizada en la ingeniería automáticao automatización industrial, para automatizar procesos electromecánicos, tales como el control de la maquinaria de la fábrica en líneas de montaje o atracciones mecánicas. Los PLC son utilizados en muchas industrias y máquinas. A diferencia de las computadoras de propósito general, el PLC está diseñado para múltiples señales de entrada y de salida, rangos de temperatura ampliados, inmunidad al ruido eléctrico y resistencia a la vibración y al impacto. Relé programables: Los Relés Programables se caracterizan por su tamaño compacto y excelente relación costo-beneficio. Siendo, sobretodo, equipamientos idealizados para aplicaciones de pequeño y mediano portes en tareas de intertrabamiento, temporización, registro y operaciones matemáticas, sustituyen con ventajas contactores auxiliares, temporizadores y contadores electromecánicos, reduciendo el espacio necesario y facilitando significativamente las actividades de mantenimiento.

Diodos El diodo ideal es un componente discreto que permite la circulación de corriente entre sus terminales en un determinado sentido mientras que la bloquea en el sentido contrario

Consta de dos terminales llamadas Ánodo(+) y cátodo (-) Podemos mostrar en tres gráficos el funcionamiento de un Diodo } Para que un Diodo comience a transportar corriente, debe alcanzar cierto valor de tensión llamado “tensión umbral” 2

Universidad de Lomas de Zamora Facultad de Ingeniería

En este caso vemos un caso muy ideal y alejado de la realidad, donde la tensión umbral es igual a 0, podemos ver que cuando el voltaje es menor a 0 la resistencia tiende a ser infinito, pues no se transmite corriente alguna.

R→∞ I V

Mientras que cuando el voltaje es mayor a 0, la resistencia tiende a 0 pues la corriente circula sin

oposición

I

Este es otro caso ideal, sin embargo mucho mas útil para la práctica. El diodo comienza a transmitir corriente cuando el voltaje es igual o mayor a la tensión umbral.

V Vu

Así como en el caso anterior, la resistencia tiene a infinito cuando el voltaje toma valores menores a la tensión umbral, mientras que una vez superado este valor la resistencia tiene a 0

Este es el grafico de un diodo real, se puede observar que antes de que el voltaje llegue al valor de tensió ve un valor negativo en la función, sin embargo es un valor realm en la practica I

3 V

Universidad de Lomas de Zamora Facultad de Ingeniería La potencia del Diodo corresponde a la ecuación P=Ud* Id Como lo muestra el grafico, Ud no tiene grandes variacionesuna vezx que comienza a transimir corriente, podría decirse que es constante. Lo que tiene importancia realmente es el valor de IDmax En la actualidad, además del empleo de los diodos de silicio más comunes y convencionales para aplicaciones generales como ya se ha explicado en este tema, la industria electrónica produce también una amplia variedad de otros tipos destinados a su uso en aplicaciones y funciones específicas. Entre esos otros tipos de diodos se destacan los siguientes:

   

Diodo Zener Diodo Schottky (o de barrera) Diodo Túnel (o Esaki) Diodo Varicap o Varactor

Diodo Zener

Diodo Zener.- Tipo de diodo semiconductor diseñado para trabajar en polarización inversa y con corrientes más elevadas que las admitidas por los diodos comunes. Esa característica evita que este diodo se destruya cuando alcanza el punto denominado “tensión de ruptura”, cuestión que ocurriría si se empleara un diodo normal en determinados circuitos. El diodo Zener posee un amplio uso como regulador de tensión o voltaje, ya que permite mantener en todo momento los valores constantes de tensión en los circuitos electrónicos donde se emplea.

Diodo Schottky o de barrera.- El diodo Schottky en lugar de construirse a partir de dos cristales semiconductores de unión tipo p-n, utiliza un metal como el aluminio (Al) o el platino (Pt) en contacto con un cristal semiconductor de silicio (Si) menos dopado que el empleado en la fabricación de un diodo normal. Esta unión le proporciona características de conmutación muy rápida durante los cambios de estados que ocurren entre la polarización directa y la inversa, lo que posibilita que pueda rectificar señales de muy altas frecuencias, así como suprimir valores altos de sobrecorriente Diodo Schottky en circuitos que trabajan con gran intensidad de corriente.

Los diodos Schottky se emplean ampliamente en la protección de las descargas de las celdas solares en instalaciones provistas de baterías de plomo-ácido, así como en mezcladores de frecuencias entre 10 MHz y 1000 GHz instalados en equipos de telecomunicaciones. Nota.- No se debe confundir el diodo Schottky con el Shockley, ya que ambos poseen características.diferentes. Diodo Túnel o Esaki.- El diodo túnel guarda cierto parecido con el Zener, con la diferencia que los cristales de silicio que forman la unión p-n se fabrican más dopados. Esta característica le otorga

4

Universidad de Lomas de Zamora Facultad de Ingeniería propiedades diferentes debido a que la “zona de deplexión” que normalmente se forma alrededor de la unión o juntura p-n es más reducida, cuestión que lo hace idóneo para su uso en aplicaciones de alta velocidad de conmutación. Se emplean en osciladores de alta frecuencia, en circuitos amplificadores con bajo nivel de ruido que operan a frecuencias por debajo de los mil megahertz y como interruptores electrónicos.

Diodo Varicap o Varactor

Diodo Varicap o Varactor.- En general todos los diodos poseen cierta capacitancia en el mismo punto de unión p-n. En el caso de los diodos varicap estos permiten que su capacitancia varíe a medida que la tensión que se les aplica en polarización inversa se incrementa. Esta característica se explota para utilizarlos en sustitución de los tradicionales condensadores variables del tipo mecánico (formado por chapas metálicas fijas y movibles, o por bobinas o inductancias), para sintonizar las estaciones de radio y los canales de televisión.

Diodo LED (Light Emitting Diode – Diodo emisor de luz).- Como su nombre indica, este diodo emite luz al igual que una lámpara pequeña cuando se conectan a la corriente eléctrica. En la actualidad tienen amplio uso como pilotos o testigos indicadores del funcionamiento de diferentes equipos, dispositivos, y aparatos eléctricos y electrónicos; en lámparas de linternas, en luminarias para alumbrado público de calles, en semáforos de control de tráfico, en luces de posición y cruce de los coches, en alumbrado doméstico, en paneles publicitarios y hasta en las pantallas de los últimos modelos de televisores que sustituirán en lo adelante a las hasta ahora populares pantallas planas LCD-TFT y de plasma.

Linterna provista de tres diodos LEDs de luz azul-blanca.

Los diodos LEDs tienen un consumo muy bajo de corriente eléctrica y su empleo en las pantallas de televisores puede llegar a ahorrar hasta un 80% del total de energía que consumen las actuales LCD-TFT y de plasma.

Diodos LED color rojo, instalados como indicadores del funcionamiento de un dispositivo electrónico.

APLICACIONES DE LOS DIODOS SEMICONDUCTORES COMUNES Desde el inicio del empleo de las antiguas válvulas termoiónicas de tipo diodo en los circuitos electrónicos analógicos hasta los diodos de estado sólido utilizados en la actualidad, su principal función ha sido “rectificar” corrientes alternas para convertirlas en directa (C.D.) y “detectar” corrientes de alta frecuencia (A.F.) o radiofrecuencia (R.F.) para reconvertirlas en audibles.

5

Universidad de Lomas de Zamora Facultad de Ingeniería Esquema

de

un

diodo

en

función

de

rectificador

de

media

onda

Ilustración del circuito eléctrico correspondiente a un diodo rectificador de media onda. El.suministro de corriente alterna (C.A.) que el diodo recibe en forma de onda sinusoidal por su.parte izquierda, pierde sus semiciclos negativos una vez que la corriente lo atraviesa. De esa.forma se obtiene una corriente directa tipo “pulsante”, tal como se puede apreciar a la derecha.de la propia figura.

Esquema

de

cuatro

diodos

en

función

de

rectificador

de

onda

completa

Rectificador o “puente rectificador” de onda completa formado por cuatro diodos conectados.de forma apropiada. La onda sinusoidal de corriente alterna (C.A.) suministrada al circuito de.este diodo por la parte izquierda en la ilustración, sale rectificada como corriente directa (C.D.) por la parte derecha.

Recortadores Losdiodos recortadores se utilizan para eliminar parte de una forma de onda que se encuentre por encima o por debajo de algún nivel de referencia

6

Universidad de Lomas de Zamora Facultad de Ingeniería

A la hora de elegir un diodo para una aplicación concreta se debe cuidar que presente unas características apropiadas para dicha aplicación. Para ello, se debe examinar cuidadosamente la hoja de especificaciones que el fabricante provee. Las características comerciales más importantes de los diodos que aparecen en cualquier hoja de especificaciones son: 1.

Corriente máxima en directa, IFmax o IFM (DC forward current): Es la corriente continua máxima que puede atravesar el diodo en directa sin que este sufra ningún daño, puesto que una alta corriente puede provocar un calentamiento por efecto Joule excesivo. Los fabricantes suelen distinguir tres límites: o o o

Corriente máxima continua (IFM) Corriente de pico transitoria (Peak forward surge current), en la que se especifica también el tiempo que dura el pico Corriente de pico repetitivo (Recurrent peak forward current), en la que se especifica la frecuencia máxima del pico

1.

Tensión de ruptura en polarización inversa (Breakdown Voltage, BV; Peak Inverse Voltage, PIV): Es la tensión a la que se produce el fenómeno de ruptura por avalancha. 2. Tensión máxima de trabajo en inversa (Maximun Working Inverse Voltage): Es la tensión que el fabricante recomienda no sobrepasar para una operación en inversa segura. 3. Corriente en inversa, IR (Reverse current): Es habitual que se exprese para diferentes valores de la tensión inversa 4. Caída de tensión en PD, VF (Forward Voltage): Pese a que se ha señalado anteriormente los 0.7V como valor típico, en muchas ocasiones los fabricantes aportan datos detallados de esta caída de tensión, mediante la gráfica I-V del dispositivo. Valores comunes para diodos

Corriente de

Para trabajar en señal 200mA

Zeiner

Led

Rectificador

0,5 w

10 m A

1A 7

Universidad de Lomas de Zamora Facultad de Ingeniería forward

1A

1w

20mA

Tension de forward

0,2v 0,6V 0,8v 1v

3v

1,6v 1,8v 2v 2,5v 3v 3,3v

24v

10 A 25 A 0,7v 1,1v 2v

8...