Ciscuitos Electronicos

Índice

Unidad 1. Electrónica analógica 1

1.1 Corriente alterna y corriente directa 2

1.1.1 Generación de corriente en CA y CD 4

1.2 Dispositivos pasivos 5

1.2.1 Características 6

1.2.1.1 Resistencia o Resistor. 6

1.2.1.2 Condensadores o Capacitores. 10

1.2.2 Técnicas de solución en circuitos RLC 15

1.2.2.1 Ley de Ohm 16

1.2.2.2 Conexión serie de resistencias 16

1.2.2.3 Conexión paralelo de resistencias 16

1.2.2.4 Conexión de capacitores. 17

1.2.2.5 Conexión de Bobinas. 17

1.2.2.6 Análisis por las leyes de Kirchoff. 18

1.2.2.6.1 Ley de corriente de Kirchoff (LCK) 18

1.2.2.6.2 Ley de voltaje de Kirchoff (LCV) 18

1.2.3 Aplicaciones 18

1.3 Dispositivos activos 19

1.3.1 Características de semiconductores 19

1.3.1.1 Clasificación de los semiconductores. 20

1.3.1.2 Estructura eléctrica del Silicio 21

1.3.1.3 Estructura eléctrica del Germanio 22

1.3.1.4 Materiales tipo N y tipo P 23

1.3.2 Dispositivos semiconductores 23

1.3.2.1 Diodos 24

1.3.2.1.1 LED 31

1.3.2.1.2 Rectificadores 32

1.3.2.1.3 Zener 33

1.3.2.2 Transistores 37

1.3.2.2.1 Bipolares 38

1.3.2.2.2 FET 39

1.3.2.2.3 MOSFET 42

1.3.2.3 Tiristores 45

1.3.2.3.1 SCR 47

1.3.2.3.2 SCS 48

1.3.2.3.3 DIAC 49

1.3.2.3.4 TRIAC 50

1.3.3 Técnicas de diseño con semiconductores 53

1.3.4 Aplicaciones con semiconductores 53

1.3.4.1 Rectificadores 53

1.3.4.2 Amplificadores 56

1.3.4.3 Conmutadores 56

1.3.4.4 Fuentes de voltaje 57

1.4 Amplificadores operacionales 58

1.4.1 Configuraciones 60

1.4.1.1 Seguidor unitario 63

1.4.1.2 Comparador 64

1.4.1.3 Sumador 66

1.4.1.4 Restador 68

1.4.1.5 Diferenciador 69

1.4.1.6 Integrador 69

1.4.1.7 Amplificador logarítmico. 69

1.4.1.8 Multiplicador 71

1.4.1.9 Divisor 71

1.4.2 Aplicaciones 72

Unidad 2. Electrónica Digital 73

2.1. Tablas de verdad y compuertas lógicas 74

2.1.1 NOT, OR y AND 75

2.1.2 Otras (NOR, NAND, XOR, etc.) 75

2.1.3 Expresiones booleanas 76

2.2 Diseño de circuitos combinacionales. 77

2.2.1 Metodología de diseño 78

2.2.2 Minitérminos y Maxitérminos. 80

2.2.3 Técnicas de simplificación 81

2.2.3.1 Teoremas y postulados del algebra de Boole 82

2.2.3.2 Mapas Karnaugh 88

2.2.4 Implementación y aplicación de circuitos combinacionales 91

2.3 Lógica secuencial 5

2.3.1 FLIP-FLOP con compuertas. 5

2.3.2 FLIP-FLOP JK, SR, D 10

2.3.3 Diseño de circuitos secuenciales 16

2.3.4 Aplicación de circuitos secuenciales 17

2.4 Familias lógicas 17

2.4.1 TTL 18

2.4.2 ECL 20

2.4.3 MOS 21

2.4.4 CMOS 22

2.4.5 Bajo voltaje (LVT, LV, LVC, ALVC) 24

Unidad 3. Convertidores 2

3.1 Analógico / Digital A/D 2

3.1.1 Tipos 2

3.1.2 Aplicaciones 2

3.2 Digital / Analógico D/A 2

3.2.1 Tipos 2

3.2.2 3.2.2. Aplicaciones 2

Unidad 4. Lenguajes HDL 2

4.1 Dispositivos lógicos programables 2

4.1.1 Tipos 2

4.1.2 Características 2

4.1.3 Fabricantes 2

4.1.4 Pasos para el diseño con PLD’s 2

4.2 Programación de circuitos combinacionales con HDL 2

4.2.1 Por captura esquemática 2

4.2.2 Por tabla de verdad 2

4.2.3 Por ecuaciones booleanas 2

4.2.4 Por descripción de comportamiento 2

4.3 Programación de circuitos secuenciales con HDL 2

4.3.1 Por captura esquemática 2

4.3.2 Por tabla de verdad 2

4.3.3 Por ecuaciones booleanas 2

4.3.4 Por descripción de comportamiento 2

4.3.5 Por tabla de estado 2

4.3.6 Por diagrama de transición 2

Electrónica analógica

La electricidad y la electrónica son disciplinas que estan íntimamente unidas. Así la electricidad se encarga del estudio, generación, transporte y distribución de la energía eléctrica y de sus operadores y receptores asociados que la transforman en un efecto útil. Por su parte la electrónica es el campo de la ingeniería y de la física aplicada, que estudia el diseño de circuitos que permiten genera, modificar o tratar una señal eléctrica.

Las modificaciones que llevan a cabo los circuitos electrónicos pueden consistir en aumentar o atenuar la señal (amplificación y atenuación), forzar el sentido de circulación de la carga eléctrica (rectificación) o dejar pasar únicamente aquellas señales u ondas eléctricas de determinada frecuencia (filtrado).

Los circuitos electrónicos pueden clasificarse en analógicos y digitales, según se trate de circuitos que permiten el tratamiento de una señal analógica o digital. Una señal es analógica cuando puede timar cualquier valor en el tiempo dentro del rango permitido, y digital multivaluada cuando varia en el tiempo a intervalos concretos. Sin embargo, cuando únicamente puede tomar dos valores, se denomina digital binaria. En la actualidad, muchos de los aparatos y dispositivos que utilizamos a diario contienen circuitos electrónicos digitales (computadoras, celulares, DVD, etc.).

El funcionamiento de cualquier circuito electrónico, solo puede explicarse a partir del conocimiento de funcionamiento y características de cada uno de los componentes interconectados que lo integran. Estos se pueden clasificar en dos grupos: componentes pasivos y componentes activos. Tanto unos como otros se fabrican, por lo general, normalizados, es decir con parámetro o ciertas características determinadas. Por lo anterior, es necesario estudiar a fondo estos componentes

Corriente alterna y corriente directa

La electricidad constituye una forma de energía que está presente en casi todas las actividades humanas de una sociedad desarrollada. Gran parte de los aparatos y máquinas que utilizamos funcionan gracias a ella. La energía eléctrica se produce en centrales u otros centros de generación, a partir de la transformación de una energía primaria (hidráulica, térmica, nuclear, solar, eólica...). Desde dichos centros es transportada a través de las redes eléctricas hasta las ciudades y poblaciones, las industrias y otros centros de consumo. También se obtiene energía eléctrica, aunque en pequeñas cantidades, de la energía química almacenada en pilas y baterías.

Entre sus ventajas cabe mencionar la facilidad con la que se transforma en otras formas de energía, así como la relativa sencillez con la que se genera y se hace llegar hasta los puntos de consumo. Sin embargo, la energía eléctrica no está exenta de inconvenientes: las centrales térmicas producen gran cantidad de humos y emisiones contaminantes; en las nucleares, a los riesgos de accidentes, potencialmente graves, hay que sumar la generación de un importante volumen de residuos de difícil eliminación; las instalaciones hidráulicas alteran profundamente el régimen de los ríos, etcétera.

Carga eléctrica.

La materia está formada por átomos. Estos a su vez están formados por partículas elementales: neutrones y protones (en el núcleo) y electrones que se mueven en órbitas alrededor del núcleo. Normalmente, el átomo es eléctricamente neutro y sólo la presencia mayoritaria de protones (partícula cargada positivamente) o electrones (partícula cargada negativamente) da un carácter eléctrico al mismo.

Con estos conceptos podríamos decir que; se denomina corriente eléctrica al desplazamiento continuo de electrones en el interior de un conductor.

La circulación de electrones a través de un circuito eléctrico se produce desde un punto de menor potencial eléctrico (mayor energía) a otro de mayor potencial eléctrico (menor energía). Cabe definir dos sentidos de circulación de la corriente eléctrica:

El sentido real, que es el que marca la circulación de los electrones desde el polo negativo al polo positivo.

El sentido convencional, que es el de circulación de los «huecos» que dejan los electrones en su recorrido, desde el polo positivo al polo negativo.

La estructura atómica de los materiales determina la facilidad con que se desplaza el flujo de electrones. Cabe distinguir estos materiales:

Aislantes: No permiten el paso de la corriente eléctrica (plásticos, vidrio, porcelana, barnices, papel, entre otros).

Conductores: Permiten el paso de la corriente eléctrica (platino, plata, cobre, oro, aluminio, cinc, entre otros).

Semiconductores: Se comportan como aislantes o como conductores, dependiendo de la energía externa que les apliquemos. El silicio y el germanio constituyen dos ejemplos de este tipo de materiales.

Figura 3 Conductores, aislantes y semiconductores.

La intensidad de la corriente depende fundamentalmente de la tensión o voltaje (V) que se aplique y de la resistencia (R) en Ohm que ofrezca al paso de esa corriente la carga o consumidor conectado al circuito.

Si una carga ofrece poca resistencia al paso de la corriente, la cantidad de electrones que circulen por el circuito será mayor en comparación con otra carga que ofrezca mayor resistencia y obstaculice más el paso de los electrones.

La unidad básica de la corriente es el amperio (A). Un amperio es la corriente que fluye cuando 1C de carga pasa por un segundo en una sección dada (1A = 1C=s).

Tipos

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