Download FUNDAMENTOS DE LA ELECTRÓNICA - Ing. Gerardo Alberto Leal

UNIDAD I: FUNDAMENTOS DE LA ELECTRÓNICA
UNIVERSIDAD ALONSO DE OJEDA
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE COMPUTACIÓN
ASIGNATURA: ELECTRÓNICA
Unidad 1:
Fundamentos de la Electrónica
(Conceptos de Electrónica, Sistema Electrónico y
Semiconductores)
PROFESOR:
ING. GERARDO ALBERTO LEAL, MSc
UNIDAD I: FUNDAMENTOS DE LA ELECTRÓNICA
CONCEPTO DE ELECTRÓNICA
Electrónica es la rama de la Ciencia y la Tecnología que se ocupa del estudio de
las leyes que rigen el flujo de electrones a través del vacío, de gases o de
semiconductores, así como del estudio y desarrollo de los dispositivos (Circuitos
Electrónicos) en los que se produce este movimiento controlado y de las
aplicaciones que de ello se deriven. Las áreas de aplicación de la electrónica son:
Electrónica de Comunicaciones
(Telecomunicaciones)
ELECTRON
Electrónica Digital
(Ingeniería de Computación)
Electrónica de Control
(Ingeniería de Control)
Electrónica de Potencia
(Control de Energía Eléctrica)
UNIDAD I: FUNDAMENTOS DE LA ELECTRÓNICA
SISTEMA ELECTRÓNICO
Dispositivo basado en circuitos electrónicos capaz de extraer,
almacenar, transportar, procesar, controlar la información de
una señal. Consta de tres bloques:
Bloque de entrada (sensor o transductor)
Encargado de transformar las señales de mundo físico (presión,
temperatura, sonido, voz, imágenes, etc..) en señales de corriente o
voltaje
Bloque de procesamiento
Conjunto de circuitos electrónicos cuya función es la de transformar,
almacenar y procesar las señales de voltaje y corriente provenientes
de los transductores
Bloque se salida (actuador)
Convierte las señales de corriente o voltaje en señales físicamente
útiles.
UNIDAD I: FUNDAMENTOS DE LA ELECTRÓNICA
EJEMPLO DE UN SISTEMA ELECTRÓNICO
Esquema de una radio.
Transductor
Actuador
Bloque de procesamiento
Circuitos Electrónicos
Transductor
Actuador
UNIDAD I: FUNDAMENTOS DE LA ELECTRÓNICA
SEÑALES DE UN SISTEMA ELECTRÓNICO
Señal analógica:
- Puede tomar cualquier valor de amplitud.
- La amplitud varia continuamente en el tiempo
- La señal obtenida por un transductor es analógica
- Mas sensibles al ruido (perturbaciones)
- Mas difíciles de implementar en circuitos integrados
Señal analógica:
Señal analógica con ruido:
Señal digital:
- Solo toma un numero finito de amplitudes
- Su amplitud es en lógica binaria dos
- La amplitud cambia en instantes espaciados
uniformemente
- Menos sensibles al ruido (perturbaciones)
- Mas fáciles de implementar en circuitos integrados
Señal Digital:
Señal digital con ruido:
UNIDAD I: FUNDAMENTOS DE LA ELECTRÓNICA
LOS SEMICONDUCTORES
Un material conductor, tiene gran cantidad de
electrones libres, permitiendo el flujo de
electrones entre sus átomos (electricidad)
Eje: el cobre.
Un aislante es todo lo contrario
por lo cual se dice que no
conduce electricidad.
Eje: Plástico
Un semiconductor, es un material que tiene las propiedades eléctricas de un
conductor y de un aislante, como por ejemplo el Germanio y el Silicio (metaloides),
este ultimo el más utilizado en la actualidad para la fabricación de componentes
electrónicos.
Silicio
Después del oxigeno, el silicio es el elemento
mas abundante en la corteza terrestre en:
Arena, cuarzo, granito, arcilla,etc.
- Fabricación de componentes electrónicos
- Construcción de ladrillos, vidrios y otros materiales
- Silicona para implantes médicos
- Fertilízate en la agricultura
UNIDAD I: FUNDAMENTOS DE LA ELECTRÓNICA
TIPOS DE SEMICONDUCTORES
Semiconductores Intrínsecos: cristales en estado puro, todos los átomos
son iguales con la misma cantidad de cargas positivas y negativa (4). El silicio se
comporta como un aislante
Semiconductores Extrínsecos: se le agregan impurezas, es decir átomos diferentes
de otros materiales (aleaciones). Proceso conocido como dopaje del cristal de silicio.
TIPO P:
TIPO N:
Portadores mayoritarios
huecos (+)
Portadores mayoritarios
electrones (-)
UNIDAD I: FUNDAMENTOS DE LA ELECTRÓNICA
LA UNION PN
UNION DE DOS ELECTRODOS (DIODO)
(SEMICONDUCTORES P Y N)
ZONA P:
Portadores
Mayoritarios Huecos
Barrera de potencial
ZONA N:
Portadores Mayoritarios
electrones
UNIDAD I: FUNDAMENTOS DE LA ELECTRÓNICA
POLARIZACIÓN DIRECTA DE LA UNION PN
Zona de agotamiento se reduce
Si la unión es de Silicio, el VD debe se superior a 0,7 V
Si la unión es de Germanio, el VD debe ser superior a 0,3 V
Hay circulación de corriente desde ID > 0
UNIDAD I: FUNDAMENTOS DE LA ELECTRÓNICA
POLARIZACIÓN INVERSA DE LA UNION PN
Zona de agotamiento se agranda.
Tensión de ruptura, es el voltaje máximo permitido sin que se destruya la unión.
No hay circulación de corriente ID = 0