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ELECTRÓNICA ANALÓGICA Y DIGITAL
© 2015 Ediciones de la Universidad de Oviedo
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José Marcos Alonso Álvarez
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ÍNDICE
2. El Diodo Semiconductor …………………………………………….
2.1
2.1. Estructura electrónica .............................................................
2.1
2.2. Teoría de las bandas de energía ……………………………….
2.2
1.1
2.3. Metales, aislantes y semiconductores ………………………….
2.3
1.1
2.4. Semiconductores intrínsecos y extrínsecos …………………...
2.5
1. Resumen de Teoría de Circuitos Eléctricos ……………………..
1.1
1.1. Ley de Coulomb …………………………………………............
1.2. Campo eléctrico creado por una carga ………………….……
1.3. Diferencia de potencial o tensión ………………………………
1.2
2.4.1. Semiconductor intrínseco ………………………………..
2.5
1.4. Corriente eléctrica ………………………………………………
1.2
2.4.2. Semiconductor extrínseco de tipo N ……………………
2.7
1.5. Elementos activos de un circuito ……………………………….
1.3
2.4.3. Semiconductor extrínseco de tipo P …………………….
2.7
1.5.1. Fuentes de tensión ………………………………………
1.3
2.5. Unión PN …………………………………………………………..
2.9
1.5.2. Fuentes de corriente ……………………………………..
1.4
2.5.1. Unión PN en equilibrio con barrera anti-difusión ………
2.9
1.6. Elementos pasivos de un circuito ………………………………
1.5
2.5.2. Unión PN en equilibrio sin barrera anti-difusión ……….
2.10
1.6.1. Resistencia ……….………………………………………..
1.5
2.5.3. Unión PN polarizada inversamente ……………………..
2.11
1.6.2 Bobina o solenoide …….…………………………………..
1.5
2.5.4. Unión PN polarizada directamente ………………………
2.12
1.6.3. Condensador ….…………………………………………..
1.6
2.6. Curva característica del diodo …………………………………..
2.13
1.7. Potencia y energía eléctricas …………….……………………..
1.7
2.6.1. Diodo real …………………………………………………..
2.13
1.7.1. Potencia ……………………………………………………
1.7
2.6.2. Efecto de la temperatura …………………………………
2.14
1.7.2. Energía …………………………………………………….
1.8
2.6.3. Curvas linealizadas .......................................................
2.15
1.7.3. Energía en los diferentes elementos pasivos …………
1.8
2.7. Modelos de diodos ..................................................................
2.16
1.8. Leyes de Kirchhoff …………………….……………..…………..
1.9
2.7.1. Diodo ideal ....................................................................
2.16
1.8.1. Ley de corrientes en los nudos ….………………………
1.9
2.7.2. Modelo de diodo real ....................................................
2.17
1.8.2. Ley de tensiones en las mallas ….………………………
1.9
2.7.3. Análisis de circuitos con diodos ………………………….
2.17
1.8.3. Divisores de tensión y de intensidad ……………………
1.10
2.8. Diodos semiconductores …………………………………………
2.20
1.9. Teoremas …………………………………….……………………
1.10
2.8.1. Diodo zéner ………………………………………………..
2.20
1.9.1. Teorema de Thévenin ….…………………………………
1.10
2.8.2. Fotodiodo …………………………………………………..
2.23
1.9.2. Teorema de Norton ….……………………………………
1.11
2.8.3. Diodo emisor de luz (LED) ……………………………….
2.24
1.9.3. Teorema de Millman ….…………………………………..
1.11
2.8.4. Diodo Schottky …………………………………………….
2.26
1.9.4. Teorema de superposición ….……………………………
1.12
2.9. Circuitos de aplicación con diodos ……………………………..
2.27
1.9.5. Teorema de Miller ……….………………………………..
1.13
2.9.1. Recortador de un nivel ……………………………………
2.27
1.10. Régimen transitorio de primer orden en continua …....……..
1.13
2.9.2. Recortador de dos niveles ……………………………….
2.27
12
2.9.3. Rectificador de media onda ………………………………
2.28
4.3. Transistores de efecto de campo de puerta aislada de
2.9.4. Rectificador de onda completa ......................................
2.29
empobrecimiento ………………………………………………….
4.8
2.9.5. Doblador de tensión ......................................................
2.29
4.4. Selección de transistores de efecto de campo ………………..
4.10
5. Amplificadores ………………………………………………………..
5.1
5.1. Introducción ……………………………………………………….
5.1
5.2. Amplificador con transistor bipolar………………………………
5.7
2.9.6. Detector de pico o demodulador de AM ........................
2.30
2.10. Selección de diodos ..............................................................
2.30
3. El Transistor Bipolar …………………………………………………
3.1
3.1. Introducción ……………………………………………………….
3.1
5.3. Amplificadores con transistores FET …………………………..
5.12
3.2. Funcionamiento interno del transistor bipolar …………………
3.2
5.4. Respuesta en frecuencia de un amplificador ………………….
5.13
3.2.1. Estructura PNP con la base demasiado ancha ………..
3.2
5.5. Realimentación de amplificadores ……………………………..
5.17
3.2.2. Estructura de un transistor PNP………………………….
3.3
5.5.1. Amplificador de tensión realimentado …………………..
5.19
3.3. Características estáticas del transistor …………………………
3.6
5.5.2. Amplificador de tensión ideal con realimentación por
3.3.1. Características de entrada en emisor común ………….
3.7
3.3.2. Características de salida en emisor común …………….
3.8
3.3.3. Curva de transferencia del transistor bipolar …………..
3.9
3.3.4. Tensión de ruptura del transistor bipolar ……………….
3.10
3.3.5. Efecto de la temperatura ………………………………….
3.10
3.3.6. Modelos linealizados del transistor bipolar …………….
3.11
3.3.7. Transistor bipolar ideal …………………………………..
3.13
3.3.8. Análisis de circuitos con transistores ……………………
3.14
3.4. Fototransistores …………………………………………………..
3.14
3.5. Aplicaciones del transistor ……………………………………….
3.16
3.5.1. El transistor como amplificador de señal ……………….
3.16
3.5.2. El transistor como interruptor controlado ……………….
3.18
3.6. Selección de transistores ………………………………………..
3.19
4. El Transistor de Efecto de Campo …………………………………
4.1
4.1. Transistor de efecto de campo de unión ……………………….
4.1
resistencia serie ……………………………………………
5.20
6. El Amplificador Operacional y sus Aplicaciones Lineales ……
6.1
6.1. Introducción ……………………………………………………….
6.1
6.2. Ejemplos de AO comerciales ……………………………………
6.5
6.3. Aplicaciones lineales del AO …………………………………….
6.6
6.3.1. Amplificador invesor ………………………………………
6.7
6.3.2. Amplificador no inversor ………………………………….
6.7
6.3.3. Circuitos para normalización de tensiones ……………..
6.9
4.2. Transistores de efecto de campo de puerta aislada de
enriquecimiento …………………………………………………..
4.5
13
14
6.3.4. Circuitos amplificadores diferenciales …………………..
6.12
6.3.5. Circuitos sumadores ………………………………………
6.15
6.3.6. Circuito integrador …………………………………………
6.16
6.3.7. Circuito derivador ………………………………………….
6.18
6.3.8. Fuentes de corriente controladas por tensión ………….
6.19
6.3.9. Filtros ……………………………………………………….
6.21
6.3.10. Reguladores de tensión …………………………………
6.23
6.3.11. Fuentes de alimentación ………………………………..
6.26
6.4. Amplificador operacional de transconductancia ………………
6.27
7. El Amplificador Operacional y sus Aplicaciones No Lineales ..
7.1
9. Álgebra de Boole ……………………………………………………..
9.1
7.1. Introducción ……………………………………………………….
7.1
9.1. Introducción ……………………………………………………….
9.1
7.2. Comparadores ……………………………………………………
7.2
9.2. Operaciones internas del Álgebra de Boole …………………..
9.1
7.3. Comparadores con histéresis ……………………………………
7.5
9.2.1. Producto lógico ……………………………………………
9.2
7.4. Rectificadores de precisión ……………………………………..
7.10
9.2.2. Suma lógica ………………………………………………..
9.2
7.5. Amplificadores logarítmicos y anti-logarítmicos ……………….
7.12
9.2.3. Negación o complementación ……………………………
9.3
7.6. Oscilador astable …………………………………………………
7.15
9.3. Teoremas y leyes fundamentales ………………………………
9.4
7.7. Circuito monoestable ……………………………………………..
7.16
9.3.1. Propiedades de la suma ………………………………….
9.4
7.8. Circuito integrado 555 ……………………………………………
7.19
9.3.2. Propiedades del producto ………………………………..
9.4
8. Sistema Binario ………………………………………………………..
8.1
9.3.3. Otras propiedades ………………………………………..
9.4
8.1. Sistemas analógicos y digitales …………………………………
8.1
9.3.4. Ley de complementación …………………………………
9.5
8.2. Sistema de numeración en base 2 ……………………………..
8.3
9.3.5. Leyes de De Morgan ……………………………………..
9.5
8.3. Suma y resta binaria ……………………………………………..
8.6
9.3.6. Funciones en el Álgebra de Boole ………………………
9.5
8.3.1. Suma binaria ………………………………………………
8.6
9.3.7. Ley de De Morgan generalizada ………………………...
9.5
8.4. Representación de números enteros …………………………..
8.7
9.4. Puertas lógicas ……………………………………………………
9.6
8.4.1. Convenio complemento a 1 ………………………………
8.7
8.4.2. Convenio complemento a 2 ………………………………
8.8
8.4.3. Bit de signo …………………………………………………
8.9
8.5. Resta binaria empleando C1 y C2 ……………………………..
8.11
8.5.1. Resta binaria en C1 ……………………………………….
8.11
8.5.2. Resta binaria en C2 ………………………………………
8.12
8.6. Códigos binarios ………………………………………………….
8.14
8.6.1. Código binario natural …………………………………….
8.14
8.6.2. Códigos decimales codificados en binario ……………..
8.16
8.6.3. Códigos progresivos ………………………………………
8.18
8.6.4. Códigos detectores de error ……………………………..
8.19
8.6.5. Códigos detectores y correctores de error ……………..
8.21
15
9.4.1. Puertas lógicas elementales ……………………………..
9.6
9.4.2. Otras puertas lógicas de uso común ……………………
9.6
9.5. Implementación de funciones lógicas ………………………….
9.9
9.5.1. Implementación de funciones con puertas NAND ……..
9.9
9.5.2. Implementación de funciones con puertas NOR ………
9.10
9.6. Representación de funciones lógicas …………………………..
9.12
9.6.1. Formas canónicas de una función ………………………
9.13
9.7. Minimización de funciones lógicas ……………………………..
9.16
9.7.1. Minimización de funciones: Mapa de Karnaugh ……….
9.17
9.7.2. Términos indiferentes ……………………………………..
9.21
9.7.3. Mapa de Karnaugh con la segunda forma canónica ….
9.22
9.8. Obtención de formas canónicas a partir de expresiones
simplificadas ………………………………………………………
16
9.24
10. Familias Lógicas …………………………………………………….
10.1
12.2.4. Biestable D ………………………………………………. 12.15
10.1. Introducción ……………………………………………………...
10.1
12.2.5. Biestable T ……………………………………………….. 12.17
10.2. Familia lógica TTL ………………………………………………
10.1
12.3. Aplicaciones de circuitos secuenciales ………………………. 12.18
10.2.1. Configuración básica de la familia TTL ……………….
10.1
12.3.1. Contadores ………………………………………………. 12.18
10.2.2. Características eléctricas de la familia TTL …………..
10.5
12.3.2. Clasificación de contadores ……………………………. 12.19
10.2.3. Etapas de salida TTL ……………………………………
10.6
12.3.3. Contadores binarios asíncronos ………………………. 12.20
10.2.4. Tiempo de propagación …………………………………
10.9
12.3.4. Contadores binarios síncronos ………………………… 12.22
10.2.5. Consumo de una puerta lógica ………………………... 10.10
12.3.5. Divisores de frecuencia ………………………………… 12.28
10.2.6. Fan-In y Fan-Out en tecnología TTL …………………. 10.11
12.3.6. Temporizadores …………………………………………. 12.30
10.3. Familia lógica CMOS …………………………………………... 10.13
12.3.7. Registros de desplazamiento ………………………….. 12.32
10.3.1. Configuración básica de la familia CMOS ……………. 10.13
Bibliografía
10.3.2. Características eléctricas de la familia CMOS ………. 10.15
10.4. Circuitos de interface …………………………………………... 10.18
11. Circuitos Combinacionales ……………………………………….
11.1
11.1. Introducción ……………………………………………………..
11.1
11.2. Decodificadores …………………………………………………
11.2
11.3. Codificadores ……………………………………………………. 11.10
11.4. Convertidores de código ………………………………………. 11.12
11.5. Multiplexores ……………………………………………………. 11.17
11.6. Demultiplexores ………………………………………………… 11.20
12. Circuitos Secuenciales …………………………………………….
12.1
12.1. Circuitos secuenciales asíncronos ……………………………
12.1
12.1.1. Biestable RS ……………………………………………..
12.5
12.1.2. Biestable latch ……………………………………………
12.6
12.2. Circuitos secuenciales síncronos ……………………………..
12.8
12.2.1. Construcción del reloj de un circuito síncrono ……….
12.9
12.2.2. Biestable RS síncrono …………………………………. 12.12
12.2.3. Biestable JK ……………………………………………... 12.13
17
18
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