Circuitos Electrónicos I.ppt

CIRCUITOS
ELECTRONICOS I
ING° FERNANDO LOPEZ ARAMBURU
INDICE
 Circuitos con Diodos
 Circuitos de Rectificación con
Diodos
 Filtros y Reguladores
 El transistor Bipolar
 El Transistor de Efecto de Campo
 Análisis en Pequeña Señal de
Amplificador de Audio Frecuencia
 Amplificador Multietapa y
Configuraciones Notables
 Respuesta en Frecuencia de
Amplificadores de una o mas
etapas
HISTORIA DEL DIODO
La introducción de los tubos de
vació a comienzos del siglo XX
propició el rápido crecimiento de la
electrónica moderna. Con estos
dispositivos se hizo posible la
manipulación de señales, algo que no
podía realizarse en los antiguos
circuitos telegráficos y telefónicos, ni
con los primeros transmisores que
utilizaban chispas de alta tensión
para generar ondas de radio. Por
ejemplo, con los tubos de vacío se
pudieron amplificar las señales de
radio y de sonido débiles, y además
podían superponerse señales de
sonido a las ondas de radio.
DIODO IDEAL
 Un diodo es un
dispositivo que permite
el paso de la corriente
eléctrica en una única
dirección. Otro uso que
tiene el diodo es como
fusible, puesto que
cuando llega una
descarga el diodo no
deja pasar la corriente y
no se dañan los
aparatos eléctricos, es
por eso que casi todos
los aparatos lo tienen
con ese fin.
DIODO REAL
 Io: corriente térmica y depende de la temperatura.
 Al aumentar la temperatura se convierte en un conductor.
 Vg(voltaje del diodo ) no es constante, los valores
presentados solo son para T= Ambiente
( 1)
T
v
V
D o
i I e
 
10 2
o
o o
T C I
  
1
1 2.5
25
0.6
0.2
1.3
o
T
Vg K T
mV
K
C
V mV
Vg Si
Vg Ge
Vg Led
 
 

 
 
 
CURVAS DE TRANSFERENCIA
Circuitos Enclavadores
0
V i
0
C
0
RL
D
:
; 0,1
10sin(377 )
Ejemplo
RL C uf
Vi t
  

0
0
0
V i
C
D RL
:
; 0,1
10sin(377 )
Ejemplo
RL C uf
Vi t
  

Circuitos Multiplicadores
C1
1u
C2
1u
C3
1u
C4
1u
V1
0
D8
BYT12P-1000
3
1
D9
BYT12P-1000
3
1
D10
BYT12P-1000
3
1
D11
BYT12P-1000
3
1
V
V
:
500sin(377 )
Para
Vi t

Voltaje rojo: V=4V1 Voltaje verde : V=3V1
CIRCUITOS RECTIFICADORES
 El rectificador de media
onda es un circuito empleado
para eliminar la parte negativa o
positiva de una señal de
corriente alterna de entrada
(Vi) convirtiéndola en una
corriente continua de salida
(Vo).
0
2
2 cos
( )
2 ( 1)( 1)
DC DC L
DC
rms
O
K par
Vo I R
A
Vo
A
V
A A A kwt
V t senwt
k k

 

 



  
 

Rectificador de Onda Completa
0
2
2
2 4 cos
( )
( 1)( 1)
DC DC L
DC
rms
O
K par
Vo I R
A
Vo
A
V
A A kwt
V t
k k

 

 



 
 

Ejemplo de Aplicación
0
: ( )
i
Calcular V f V

Solución:
Transformando circuito y separando fuentes
Reduciendo el circuito
0 0
0
0
0
0
0
: 0
5
:
102
5
102
0 0
5
0
102
5
: 0
101
5 5
102 102
5 5
0
102 101
5 5
102 101
i
i i
i
i
i
i
i i
i
i
i
i i
Para V D ON
V
Si V V V
V D ON
V V
V
Para V V
V V
V V
V
V
V V
  

  

  
  

  

  
 
  
 
  
 
   
0
0
0
0
5
: 0 8
2
5 0 8
5 0 8
5
: 0 8
2
5
2
5
5 0 8
2
5 5 21
No tiene solución porque
no hay intersección
i
i
i
i i i
i i
i
i
i
i
i
i i
V
Si V V
V V
V V V
V V
V
Si V V
V
V
V
V
V V

   
 
    
     

   

 

    
     
0 1
2 0
0
: 8
i
Si V D OFF
D ON D ON
V V
  
  

Filtros y Reguladores
Un filtro es un sistema que, dependiendo de algunos parámetros, realiza un
proceso de discriminación de una señal de entrada obteniendo variaciones en
su salida. Los filtros digitales tienen como entrada una señal analógica o
digital y a su salida tienen otra señal analógica o digital, pudiendo haber
cambiado en amplitud, frecuencia o fase dependiendo de las características
del filtro.
Hay muchas formas de representar un filtro. Por ejemplo, en función de w
(frecuencia digital), en función de z y en función de n (número de muestra).
Todas son equivalentes, pero a la hora de trabajar a veces conviene más una u
otra. Como regla general se suele dejar el término a0=0.
Si se expresa en función de z y en forma de fracción:
Y en dominio de n:
FILTROS CAPACITIVOS DE ONDA COMPLETA
2
0
1
( )
2 2
2
( )
( cos) 1
2 3
%
4 3
T
r C
DC DC
r
r
DC
r
rms
DC DC L
V V idt
C
I I
T
V
C fC
V
V A
V
V armoni
r
V V fCR
 
 
 
  

Aproximación del voltaje rizo Vr :
Filtro Inductivo
Simulación de Vo en Orcad con valores dados
Trabajamos con el 1er armónico K=2
2 2
2 2
2
2
4
cos(2 )
3 ; ( )
4
1
3 ; ( )
2
4 2
3
3 2
DC
L
AC
L
eficaz L
L
DC
eficaz
eficaz L
L
A
A
I
R R
A
wt
X
i arctg
R
X R
A
i X R diseño
X R
I
A R
i r
i X
X



 


 

 

 
 
  

 
 
   
?
Un rizado aceptable : r% ≤ 10%
Filtro Mixto L-C
0( )
0( )
0( ) 0( )
0( )
0( )
2
; ( )
4
3 cos(2 90 )
4 1 2 2 2 1
*
3 3 3
2
2 2
3 3
10
3
1
;
2
DC
C L C
o
AC
L
eficaz DC
L L L
DC C eficaz C
eficaz eficaz C
L eficaz L
C optima C optima C
C
A
V
R X X X diseño
A
i wt
X
A A
i V
X X X
V X V X
V i X r
X V X
R
L L L L L
w
X X
wC


 

 
 
 
  
 
 
    
    
 2
L wL

Simulación de Vo en Orcad con
valores dados
Trabajamos con el 1er armónico K=2
Filtro Mixto π
 
r C
1
r
M ( ) 1
1
0( )
En el punto M tenemos un filtro capacitivo
V ; ;
2
V 4
( ) 2 2 .....
Trabajamos con el armónico mayor(AC)
2
V ( ) 2 2
4
2
DC
L C
M DC
DC
r r
M eficaz C DC
eficaz
I
R X X X
fC
sen wt
V t V sen wt
I
V V
t sen wt V X I
fC
V

 

  
 
   
 
 
    
2 2
( ) 1
0( ) 1 2
2
2
C C
M eficaz C DC
L L
eficaz C C
DC L
X X
V X I
X X
V X X
r
V X R
 
 
Simulación de Vo en Orcad con valores dados
Trabajamos con el 1er armónico K=2
Diodo Zener
Ejemplo de Aplicación
 Diseñar un filtro para una fuente de
Alimentación de un radio transmisor VHF de
200W, considere un r<0.1%
4
200
3.17
63.01
19.8
19.8
17.57
3 2(2 )(60)
(3) 52.7
0.382*10 0.7
1
10 198.7
DC DC DC
DC DC L L
L
C
optimo C
D L D
P V I I A
V I R R
R
L mHr
w
L L L mHr
CL C uf
C uf
R R R


   
   
  
  
  

   
1 2
1 2
1 2
1 2
2
2
2 2
2
2
4
max
max
2
:
3
Para diseño se considera:
1
2
2 2
3 3(2 )
2 1
0.1%
3 4
0.382*10
2 98.9
2
63.01
C C
L L
C
L
ef
DC
X X
como r
X X
C C C
L L L
X wL
r
X wL
r
w CL
CL
V V V
V
V V



 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Aplicación del Diodo Láser
 Esquema del funcionamiento del
CD-ROM
 Un haz láser es guiado mediante
lentes hasta la superficie del CD. A
efectos prácticos, se puede suponer
dicha superficie formada por zonas
reflectantes y zonas absorbentes de
luz. Al incidir el haz láser en una
zona reflectante, la luz será guiada
hasta un detector de luz: el sistema ha
detectado un uno digital. Si el haz no
es reflejado, al detector no le llega
ninguna luz: el sistema ha detectado
un cero digital.
 Un conjunto de unos y ceros es una
información digital, que puede ser
convertida en información analógica
en un convertidor digital-analógico.
 Del inglés "Bipolar Junction
Transistor"; dispositivo electrónico
de estado sólido consistente en dos
uniones PN muy cerca entre sí, que
permite controlar el paso una
corriente en función de otra.
 Los transistores bipolares se usan
generalmente en electrónica
analógica. También en algunas
aplicaciones de electrónica digital
como la tecnología TTL o
BICMOS.
 El transistor es un dispositivo
electrónico semiconductor que
cumple funciones de amplificador,
oscilador, conmutador o rectificador
Transistores Bipolares (BJT)
Polarización del Transistor BJT
Si:
0: (cortocircuita)
: ( abre)
: (activa)
2
CE
CE CC
CC
CE
V Q
V V Q
V
V Q



E
Ecuaciones Basicas
I
( )
( )
( 1) ( )
1
BE
T
C B
B
C B
E B
V
V
C SS
I I
I uA
I I mA
I I mA
I I e





 

 
  



POTENCIA DE UN BJT:
0
: 0( )
BJT BE BC CE
BJT B C CE
B
BJT C CE
P P P P
P V I I V
como I uAmp
P I V

  
  


Curva característica del Transistor Bipolar
Criterio de Diseño
: (1 )
;
(1 )
: No se puede controlar
(1 ) 10(1 )
1
: 1
1 1
1
( )
10
BB B B E E
B E
BB
EQ
B E
E B E B
E E
V R I V R I
como I I
V V
I
R R
R R R R
como
R R





 

 
 

  
 


 
   
   
 


?
Máxima Excursión Simétrica (m.e.s)
Sin condensador en el emisor
Si existe un condensador en el emisor
Estabilidad Térmica en DC
2
1
0
2 1 1
.....(1)
: (Ejecucion termica del BJT)
: Corriente Inversa o
corriente de fuga térmica(uA , nA)
V
; :Se toma a T=300 K
BB B B E E
BB B B E E
C E CBO
CBO
K T
CBO CBO CBO
C CBO
E
V R I V R I
V V R I R I
como I I I
I
K T
I I e I
I I
I





  
  
 
  



(1 )
Reemplazando en 1:
( ) ( )
(1 )
( , , , )
C CBO
B
BB CBO B E
CQ
B E
CQ CBO
I I
I
V V I R R
I
R R
I f fuente V I



 



 
 
  

 

Factor de estabilidad térmica respecto a la fuga térmica
.....( )
(1 )
: (1 ) 1
:1 30
Factor de estabilidad térmica respecto al volt
CQ CQ
I CQ I CBO
CBO CBO
B E
I
B E
B
E B I
E
I
I dI
S I S I
I dI
R R
S
R R
R
como R R S
R
nota S




     



 
   
 
aje de ruptura
.....( )
(1 )
1
: (1 )
,
CQ CQ
V CQ V
V
B E
E B V
E E
CQT I CBO V
I dI
S I S V
V dV
S
R R
como R R S
R R
I S I S V

 






 

     



 
 
   

    
Espejos de Corriente DC
1 2
1 2 1 2
1 2
1
1 2 1 2
1 2
1
2
1 2
)
y
(2 );
2 2
1
: 100
BE BE
T T
B B B
CC
V V
V V
C SS C SS C C
B B
i Q Q
I I I
V V
I
R
I I e I I e I I
I I I I
I
I
para I I

 
 

 

  
 


   
  

  
  
Espejo Cuadrático
1 2 3 1 2 3
1 2 1 2
1
2
2
1
2 2
2
1 2
1
)
2
2 2
1
:
( )
C C B B
CC
i Q Q Q
I I I I
I
I I
I I
I
I
como grande I I
V V
I mA
R




   




 

     
  
 


  
 


?
Espejo Logarítmico
1 2
1 2
2
1 2
1
2
1 2 2 1 2 2
1 1 2
2 2
1
1
1
2
y
( )
BE BE
T T
BE BE
T
T
V V
V V
SS SS
V V
V
BE BE BE BE
RI
V
T
CC
I I e I I e
I
e
I
V V RI V V RI
I I RI
e Ln
I I V
V V
I
R
I mA
I uA


 

    
  




Análisis en Pequeña Señal
Emisor Común
Circuito Simplificado
1 2 0
4 5
6 7 8
0 0 0
0 0
max
0
) // : //
)
) 10 ,10 0
)
) 10 ,10 ,10 0
( )( ) ( )( )
// :
B C L
T
BQ
CQ c
BQ b
b
V
i ie b ie
b C
L L B
i
b C L B
i
in B out
i R R R R R R
V
ii hie
I
iii hre
I i
iv hfe
I i
v hoe
V i R R
A
V h i h
i R
i i R
A
i i i R R R hie
A
Z R hie Z R

 



 
  
 

 
  
 
 
  

   
 

 
Base Común
Circuito en pequeña señal
0 0
0 0
0
0
1
( )
i ib e
e
e
V
i ib e
V
ib
in ib
out
V h i
V i R
V i R
A
V h i
R
A
h
Z h bajisimo
Z R






 
  


Colector Común
0
0 0
0 0
0
0
0
Im
0
0
( 1)
( 1)
( 1)
( 1)
: ( 1)
1
1
( 1)
i ie b b
b
b
V
i ie b b
ie
V
i
ax
in ie
in
out ie
V
ib
V h i R i
V i R
V i R
A
V h i R i
diseño R h
V
A
V
A
Z h R
Z grande
Z h
R
A
h








  
 

 
 

 
 
  



?
Amplificadores Multietapas
2
2
2
( 2)
( 1)
2
( 2) ( 1)
D
D
D D
D
C B
E B
C E
D
D
I I
I I
I I
V V
 
 

   
 
 
 


   

AMPLIFICADOR DARLINGTON
Análisis en AC
1 1 2 2
1
2 1 2
1 1
1
0 2 1
0 1
0 1
1 1 1
2
( 1) ,
1
(2 )........(1)
2
( )
( 2) ......(2)
( 2) ( 2)
(2 ) (2 )
,
i b b
b b
i b
D
b b C
b C
b C C
V
i b
D C
V
D
I
in D out C
V hie i hie i
hie
i i hie
V i hie
hie hie
V i i R
V i R
V i R R
A
V i hie hie
R
A
hie
A
Z hie Z R



 
   


 
  


 
  
  
   
  



 
Amplificador Diferencial (AD)
0
1 2
1 2
0
2
2
2 ( 2 )
C C C
E
B B
C C CE E
C E C CE
I V
I I I
R
I I I
V R I V R I
V R R I V



   
 
  
  
Análisis en AC
1 2 1 2 1 2
0
1
2
1 2 1 2
1 2
1 2
: ;
//
;
2 2
En modo comun:
2 ( 1) 2( 2 ( 1))
B B
C L
C d
C d
C d
C
b MC b MC
E E
Si I I hie hie
R R R
V V V
V V V
V V V V
V V
V V V
i i
hie R hie R
 
 
   

 
 
 
 

  
   
Modo Diferencial
1 2
0
0 0 2
0 0
0
0 0 2
0 0
:
2 ( 1)
0
2 ( 1)
d
b MD b MD
C
MC b MC
E
MC
C
C E
d
MD b MD
MD
d
d
d
C
V
i i
hie
Ganancias
R V
V R i
hie R
V R
A
V hie R
R V
V R i
hie
V R
A
V hie
A
CMRR
A








  

  
 

  
 
  
 

Ejemplo de Aplicación
 Determinar la ganancia de voltaje del siguiente circuito:
1 2
3 4 5 6 7
8 9
:
100, 200
200
150
Con
 
    
 
 
    
 
8 9
8
5 6 7
5
1 2
1
2 2 1
1
1 2
2
1 2 1
1
, (Forman un espejo de corriente)
12.7 0.7
4
3
, (Forman un espejo de corriente
cascode)
12.7 0.7
4
2.825
100*10
1
200*5
1 2
12.7 (3 ) 6.7
C
C
b
E
E b
C
C C
C
C C C
CE
Q Q
I mA
Q Q yQ
I mA
R
I
I R
I
I I mA
I
V V I K V
V



 

 
  
   
   
2
1 2
6.7 ( 0.7) 7.4
(2 ,7.4 )
CE
V
PQ PQ mA V
    
 
3 3 4
4 4 3
3
3 4
4
3 4 1 2
3 4 1
3 4
3 4
200*3
1
200*3
1 2
Del grafico podemos apreciar:
7.4 0.7 8.3
:
El potencial de la R=10K es igual a 0
por ser simetrico.
1
E b
E b
C
C C
C
B B C C
E E C
C C
C C
I R
I R
I
I I mA
I
V V V V
V V V V V
como I I
V V



  
   
  
     


  
3 3 3
3 4
2.7 2*3 6.7
15
(15 ,2 )
CE C E
V
V V V V
PQ PQ V mA
  
   
 
Análisis en AC:
1 1
1
2 1
1
3 4
1 1
1 2
1 1
1
2
1 1
4 3
1 3
26
(100) 1.3
2
26
(200) 2.6
2
2.6
2
(1 )
6 3
2(3 ) 3
T
C
T
C
i i
C C
C
C
C C
b b
V mV
hie K
I mA
V mV
hie K
I mA
hie hie K
V V
i i
I hie
hie
I
i i
i i
hie hie


 
  
  
 
   

   
 
3 1
4 3
3
0 4 4
3 1 1
0
3 1
0
3
3
10 15
6
6 10 4
3
15
* *
4 3 2
7726.6
C
C C
C C
C i
V
i
i
i i
hie
V i i
i V
V
hie hie
V
A
V

 
  

 



 
Transistores Nanotubos
 Infineon Technologies anunció que
ha logrado desarrollar el transistor
de nanotubo más pequeño del
mundo. El transistor en cuestión
mide solo 18 nanometros - cuatro
veces menos que los transistores de
nanotubos actualmente en el
mercado.
 Las propiedades características de
los nanotubos de carbón hacen que
sea el material ideal para muchas
aplicaciones microelectrónicas. Los
nanotubos llevan corriente eléctrica
prácticamente sin fricción sobre la
superficie gracias al transporte
balístico de electrones, por lo que
pueden llevar 1000 veces más que
cable de cobre. Además pueden ser
conductores o semiconductores.
Transistores Unipolares (FET)
 El transistor de efecto
campo (Field-Effect Transistor
o FET, en inglés) es en
realidad una familia de
transistores que se basan en
el campo eléctrico para
controlar la conductividad de
un "canal" en un material
semiconductor. Los FET,
como todos los transistores,
pueden plantearse como
resistencias controladas por
voltaje.
TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO DE UNION (JFET)
Zona de Saturación
0
0
0
(1 )
2
: Factor de Amplificacion
50
DS GS P
GS
D DSS
P
D
m D DSS
GS P
m ds
ds
in
V V V
V
I I
V
dI
g I I
dV V
u
u g r
r K
Z
 
 
 


 
Zona Ohmica
0
2
0 0 0
0
0
0 0
( )
2(1 )( ) ( )
1
2
: 0
2(1 )( )
on
on
DS GS P
d GS
GS DS DS
D DSS
P P P
d
d
GS
P
P
d
DSS
DS
GS DS
D DSS
P P
V V V
r f V
V V V
I I
V V V
r
r
V
V
V
r
I
si V
V V
I I
V V
 

 
  
 
 

 

 
 


 
 
 
 
Configuraciones Notables
Fuente o Surtidor Común :
Análisis en AC:
 
0 0
0
0
0
0
//
//
:
GS i
m GS DS
DS L
DS L m GS L
V m L
i
in
out
V V
V g V r R
R r R
r R V g V R
Entonces
V
A g R
V
Z R
Z R

 

  
  


Drenador Común
0
0
0
0
0 0
0 0
0 0
0
0
0
0 0
0 0
......(1)
..(2)
( 1)
1 2:
;
( 1)
1
1
1
1
GS
DS
GS i
DS
GS i GS i
DS DS
V m DS
i DS
m
V
m
in
o o
m m
R
V uV
R r
V V V
R R r
V V uV V
R r R u r
y
V uR
A u g r
V R u r
g R
A
g R
Z R
V R
Z Z
I g R g


 

  
  
  
 
 


   

Puerta Común
0
0
0
0
0 0
//
( )*
1
1
D L
i GS D DS
GS i
V m
i
DS
in
m
R R R
V uV R r i
V V
V
A g R
V
r R
Z
u g
Z R

  
 
 

 


Transistores Mosfet
TRANSISTOR N-MOS:
Transistor P-MOS
Ejemplo de Aplicación
 Calcular la ganancia de voltaje y la impedancia de salida
1 2 3 4
2
5 6
2
:
3
1 /
2
2 /
T
T
Con
Q Q Q Q
V V
K mA V
Q Q
V V
K mA V
  





Análisis en DC
3 y 4
2
2
4 3
Q Q Forman un espejo de corriente
( )
7 12 0 12 7
(12 7 3)
Resolviendo la ecuación cuadrática y
tomando en cuenta al curva del mosfet:
1.134 ( )
4.0
D GS T
D GS GS D
D D
D
GS GS
I K V V
I V V I
I K I
I mA amplificacion
V V
 
     
  

 
2 1
5 6
1 2
3 4
5 6
62
3.75
2.56
: 2 ( )
1.5
2.124
2.12
GS GS
GS GS
D
m GS T
GS
m m
m m
m m
V
V V V
V V V
dI
como g K V V
dV
g g
g g
g g
 
  
  
 
 
 
Análisis en AC
6 6 5 5
0 6 6 5 5
1 1 2 2 5 5 1 1
5 6 2 1
2 1
1 2 5 1
1 5
( ).............(1)
10 ( )...(2)
; ...(3)
; ........(4)
De 3 y 4 :
; .....(5)
De 5 y 4 :
D m gs m gs
m gs m gs
m gs m gs m gs m gs
gs gs gs gs i
m m
gs gs gs gs
m m
i g V g V
V K g V g V
g V g V g V g V
V V V V V
g g
V V V V
g g
V
 
  
   
  
 
 
1 2
1 1
2 2
0
; ........(6)
1 1
reemplazando en (2) :
15
10
i i
gs gs
m m
m m
V
i
OUT
V V
V
g g
g g
V
A
V
Z K
  
 
  

Respuesta en Frecuencia
 La respuesta en frecuencia es un parámetro que describe las frecuencias que
puede grabar o reproducir un dispositivo.
 Respuesta en Frecuencia en audio
 En audio, para que sea un equipo de calidad debe cubrir al menos el margen
de las audiofrecuencias (20-20.000 Hz).
 Por el mismo motivo, cuanto mayor sea la respuesta en frecuencia de un
equipo, más “calidad” tendrá el sonido final. Así, a los nuevos formatos de
audio digital que sobrepasan sobradamente este margen (SACD, 20-100
KHz. y DVD-Audio, 20-80 kHz) se los cataloga como formatos HI-FI (High
Fidelity) “Alta Fidelidad”.
 La respuesta en frecuencia de cualquier sistema debería ser plana, lo
que significa que el sistema trata igual a todo el sonido entrante, con lo que
nos lo devuelve igual.
 No obstante, en la práctica, la respuesta en graves y agudos,
normalmente no es la misma. Hecho que se nota más en unos equipos que
en otros. (En los altavoces, por ejemplo, esta diferencia entre la respuesta a
graves o agudos es muy acusada, pudiendo estar por encima de los 10 dB
de más o de menos, entre una y otra).
 Un equipo con una respuesta inapropiada afectará al sonido final:
Respuesta en Frecuencia de Amplificadores
Análisis en Bajas frecuencias
( ) ( )
1 1
( )
1
//
1 1
( 1) ( 1)
1
( )
1 1 1
( ) ( 1)
( 1)
1
1
1 1 1
( )
1
:
1
: (
E
E E
E E
E
E
E E E
be
be i
E s i E s
be E E
i
E E E E
E E
be E E
i
E E
E E
E
R
SC C
Z R
SC R S
SC R C
V
hie hie
V V
hie Z V hie Z
hie S
V R C
hie
V hie S
C R C C
hie
S
R C
S
V R C
V S
C R hie
zero Z
R C
polo P
C
 



  
 
  
   

 
  
 




 


1 1
)
E
R hie
 

*
*
*
:
1 1
:
Frecuencia de corte inferior
Es el polo generado por las capacidades intrínsecas
del dispositivo
( ) //
1
1 1
//
1
: El zero l
Z E E
E E
L
H
P E eq
eq E
P L
E eq
E E
zero
R C
z
R C
Polo
W
W
C R
hie
R R
P W W
C R hie
C R
z




 
 





   
 
 

 
evanta la función
:El polo produce una caída
P
Análisis en Frecuencias Medias
0
0
0 //
V
m
V m
C L
R
A
hie
g
hie
A g R
R R R





 

Análisis en Altas Frecuencias
Teorema de Miller
1 2
2 1
1 2 1
1
1 2
'
2
0
(1 )
1
1
1
: Ganancia a frecuencias medias
eq n
V m
V V
I
Z
V KV
ZI V V V K
V Z
Z Z
I K
V V Z
I KI K
V ZK
Z
I K
K
K A g R



   
  

 

 

  
Se aplica a circuitos especiales donde exista retroalimentación
0
0
0
1
1
1 1 ( )
1
(1 )
(1 )
u
u
n
m
n
u m
M u m
Z
sc
sc
Z
Z
K g R
Z
SC g R
C C g R

 
  


 
 
0
0
// (1 )
1
(1 )
1
1 1 1
*
1
H u m
T u m
H T
m
H
H T T
T
m
H
T
hie
hie C C g R
C C C g R
hie
C
g
W
hie C C
hie
C
g
W
C









 
 
  
 
 

 
 
  
 
  

 

   
 
 

 

Método de Circuitos Abiertos
 
 
 
*
0
0 0
0 0
0 0
0 0
*
0 0
0 0
0 0
:
(1 )
1
(1 )
(1 )
1 1 1
(1 )
( )
( )
Calculo de R
(1 )
eq
m
m
m
m
m
eq
u m u
H u
H
H u m u
m
V
V V i V
V V i
V i i
V i R g R R
V
R
i
R g R R C
RC R g R R C
V Ri i g R
R g R
g R R
R g R R
R g R R
w

 


 

  
  
  
  
 
  
 
  
 
  
   
  

 
Método de Corto Circuitos para Bajas
frecuencias
*
1 1 1 1
*
1
*
2 2 2 2
*
2 0
*
3 3 3 3
*
3
1
1 2 3
3 3
1 2
3 3
// :
//( )
1.15
1.15
, ; ( )
10 10
1.2 1.15
1
eq
T
eq B
C
eq
eq C
eq
eq E
n
X L
L
L L
W C R
V
R R hie hie
I
W C R
R R R
W C R
R R
W W
W W W W
W W
W W diseño
W W W W
hie





 
 
 
 
 


  
 
  


Respuesta en Frecuencia de un Fet
Para bajas frecuencias
(Se desprecia)
1 1
( )
1
//
1 1
1
1 1
( )
1
1 1
( )
ds
S
S S
S S
S
S
S S S
GS GS S
GS S S
S S
S S
L
S S
m
i
i
m
m
r
R
S
Z R
S R S
S R
V V Z
S
V R
S
R
Z
R
P W
R
C C
C
C C
V g
C
V g
C
C
g
C
 
  
 
 


 




  
Ancho de Banda de Ganancia unitaria del Fet
( ) .......(1)
Aplicamos : 0(en el nodo D)
.......(2)
:1 2
( )
( )
:
( )
2 (
i gs
gs d GS
d
i d
d
i
i
i
T
m
gs
m
m
m
m
m
m
gsT gdT
gdT
gdT
gsT gdT
gdT
gdT
gsT gdT
gdT
gsT gdT
I V S C C
i
SC V I V
I
SC
de y
S C C
I I
SC
SC
I
A
I S C C
como SC
A
S C C
f
g
V
g
g
g
g
g
g

 

 






 



 
 
 

)
gsT gdT
C C

Para Frecuencias Altas
0
0
0
0
( )......(1)
Aplicamos : 0(en el nodo D)
( ) 0...(2)
de 1 y 2:
1
1
: 1( o ignoramos)
(1
i gs gs ds
ds
GS gs ds
i gs
i
m
m
gsT gdT
gdT
gsT gdT
gdT
gdT
gsT gdT
I SC V SC V V
i
V
V SC V V
R
R
I S C C V
SR C
Como SR C L
I S C C
g
g
  

   
 
 

 
 
 
 

 
 
 
 
  

 
 
0
0
)
:
: Capacitancia de Miller
(1 )
,
2
2
gs
M
M
i M gs d GS
d
i
i M
H
M
m
m
m
m
m
gdT
gsT
gsT
gsT
R V
entonces
C
C C R
I S C C V I V
I
A
I f C C
f
f C C
g
g
g
g
g


 
 
 
 
  
 
 




Ejemplo de Aplicación
 Hallar FL ,C1 y C2, con B=100
Análisis en DC
20
10 * 0.7 10
100 3
0.924
:
0.924
2.7
2
* 1.52
C
C
C
D C
T
C
m D DSSS
P
I
I
I mA
como
I I mA
V
hie K
I
mA
g I I
V
V

  

 
 
 
Análisis en AC
Hallamos los Req. De Cada condensador
:
20
2.7 15 //
3
10 //
55.26
E
eq
eq
Para C
K K K
R K
R

 

 
  
 
 
 
1
:
20
5 // 2.7
3
6.92
eq
eq
Para C
R K K K
R K
 
   
 

2
:
1 8.2 400
409.2
eq
eq
Para C
R K K K
R K
  

1
2
E
L
E
1 L
1
2 L
2
Si disponemos que C predomina:
1 1
2
C * 100 *55.26
28.8
1
10
1
8
2 * *
10
1
10
1
0.13
2 * *
10
CE
C
C
L
EQ
L
L
EQ
L
EQ
f
R u
f Hz
C uF
f
R
C uF
f
R
 
 

 

  



 

 
OPAMP IDEAL
0
0
El OPAMP TRABAJA COMO COMPARADOR
1.- 0
2.- 0
la ganancia del OPAMP es muy grande
20000
i
i
V
A
V V V
V V V
  
   
  

Retro alimentación (Feed-back)
 
 
0
0
0
0
0
1
1
:
1
E
E i f
f
i f i f
i
V
i
f
V GV
V V V
V HV
V G V V GV GV
V GH GV
V G
A
V GH
OPAMP G
G
G
GH H

 

   

 
 
  
!
1
0 2
0 2
1
0
( )
in
out
A A
i
f
i
Z
Z
V V tierra
V R i
V R i
V R
G
V R
 



 

 
Ejemplo de Aplicación 1
 Hallar la ganancia de voltaje del circuito mostrado:
!
0
!
0
Se sabe que:
2
2
2
2 4 100
100
C i
T T T
C
T
C i
R V
V
hie
V V V
hie
I
I I
I I
hie V
IR V
V

  



  
 


1 2
! !
0 0 0
! ! !
0 0 0 0
!
0
0
0
(1 )
:
100
(1 )
100
( )
100
f
f f
C i
f
C i
f
C
V
i
i i
V V V
R R
R R
V V V V
R R
como
IR V
V
R
IR V
V
R
R R
V IR
A
V R



   



  


 
Problemas Variados
 Graficar Vo:
Del grafico podemos apreciar :
1 2 1 2
1 2
0
0
2 ( 2 )
2
6
10 2.5
24
: 2.5 10
: 2.5 10
: 10 ; 1: 10
: 10 ; 2: 0
a
b a b
R
b c
b c
c
c
V V V V V
V V V V V
K
V V
K
Si V V V
Si V V V
Si V V D on V
Si V V D on V
     
    
 
  
   
   
   
Solución:
5,6 7
0
1 2
8
1 2 3 4
8 9 5 6
7 10 11
: 83.52
: ?; ?
:
70; 100;
150; 80
50; 100;
2
C
ESS ESS
V
Si dB
V V
calcular R I
Con
I I
   
   
  


 
   
   
  

Circuitos Electrónicos I.ppt
8 9 3 8
1 2 3
0
8 9
....(1)
2 *10
b b
V V hie
V V hie
V I K
hie hie




 

8 9
8 9
8
8
0
8
8
2
2 *10 ....(2)
2
b b
b b
V V
I
hie
V V
V K
hie



 
 
 

 

 
 
 
0 3 9
1 2 3
3
3
3
2 3
2
:1 2
(10 )
83.52
10
0.0025
0.25
2 0.5
20 0.7
38.6
B
C
C C
C
de y
V K
dB
V V hie
hie K
I mA
I mA
I I mA
R K
I
 
 

 


 

 
6 7
6 5 6
7 7
6 6
7 6 5
7 6
6 5 3
8 6
: 2
2 2
2
g :
0.25
0.325
be
t
be
t
SS SS
V
V
SS
V
V
SS
SS
SS
C
C C
Como I I
I I I e
I I e
I I
I I I
I I
del rafico
I I I mA
I I mA

 

   
  
 
DISEÑAR EL SIGUIENTE CIRCUITO :
Si la ganancia de tensión es 150
La impedancia de entrada mayor igual a 10K
En carga se permite una oscilación de 10 voltios p-p
Una frecuencia de corte inferior de 40Hz
1 2
1 2
2
2 2
2
2 2
2
2
:
* 150
: 30; 5
:
10
5 2
1 15
0.625
2 10
25
8
0.625
100
V V V
V V
V E
E
CQ CQ
E
Como
A A A
Asumir A A
Q
A R K
R
I I mA
R
mV
hie K
mA
 
 
   
  

 
Solución :
2
2
2
2
2
1
1 2
1
1
1
1
1 1
1
1 1
1 2 1
1 2
1
: 10( ) 0.4
1
:10 30
36.36
:
//
30
: 10( )
1
1
: 1 ,
200
5
0.25 9.44
( // ) //( ) 10
: 4.95 0.35
:
E
I
BB
in
E
C in
V
E
E
C B
E C
in E
CE E
B
hie
Como R K
Si S
R
Z K
R
Q
R Z
A
R
hie
omo R
si I mA I mA
hie K
R K R K
Z R R R K
si V V R K
Q DC
V




 

 
 
 


 

   
 
  

1 1 1
1.3 144.23
CC
B BB
BB
V
V R R K
V
   
1
2 1
1
1
1
1 2
1
13.68
1
:
10 30 1
21.83
BB
BB
BB
BB
I I
E E
I
R
R R K
V
como
R
S S
R R
S
 
 
 

 
    


5
0.25 //0.35 0.15
200
1
2 *40
*
26.5
eq
L
eq CE
CE
R K
W
R C
C uF

 
  
 
 
 

Calculo de R4 y R3:
2
3 2
2
2
3
2
1.25 0.7 1.95
15
40 369
1.95
40
45.97
1.9
1
1
15
BB
CC
BB
BB
BB
BB
CC
V V
V
R R K
V
R
R K
V
V
  
   
  
   
 
 
   
   
 
  
 
   


   
 
1 von 101

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Circuitos Electrónicos I.ppt

  • 2. INDICE  Circuitos con Diodos  Circuitos de Rectificación con Diodos  Filtros y Reguladores  El transistor Bipolar  El Transistor de Efecto de Campo  Análisis en Pequeña Señal de Amplificador de Audio Frecuencia  Amplificador Multietapa y Configuraciones Notables  Respuesta en Frecuencia de Amplificadores de una o mas etapas
  • 3. HISTORIA DEL DIODO La introducción de los tubos de vació a comienzos del siglo XX propició el rápido crecimiento de la electrónica moderna. Con estos dispositivos se hizo posible la manipulación de señales, algo que no podía realizarse en los antiguos circuitos telegráficos y telefónicos, ni con los primeros transmisores que utilizaban chispas de alta tensión para generar ondas de radio. Por ejemplo, con los tubos de vacío se pudieron amplificar las señales de radio y de sonido débiles, y además podían superponerse señales de sonido a las ondas de radio.
  • 4. DIODO IDEAL  Un diodo es un dispositivo que permite el paso de la corriente eléctrica en una única dirección. Otro uso que tiene el diodo es como fusible, puesto que cuando llega una descarga el diodo no deja pasar la corriente y no se dañan los aparatos eléctricos, es por eso que casi todos los aparatos lo tienen con ese fin.
  • 5. DIODO REAL  Io: corriente térmica y depende de la temperatura.  Al aumentar la temperatura se convierte en un conductor.  Vg(voltaje del diodo ) no es constante, los valores presentados solo son para T= Ambiente ( 1) T v V D o i I e   10 2 o o o T C I    1 1 2.5 25 0.6 0.2 1.3 o T Vg K T mV K C V mV Vg Si Vg Ge Vg Led           
  • 7. Circuitos Enclavadores 0 V i 0 C 0 RL D : ; 0,1 10sin(377 ) Ejemplo RL C uf Vi t     0 0 0 V i C D RL : ; 0,1 10sin(377 ) Ejemplo RL C uf Vi t    
  • 9. CIRCUITOS RECTIFICADORES  El rectificador de media onda es un circuito empleado para eliminar la parte negativa o positiva de una señal de corriente alterna de entrada (Vi) convirtiéndola en una corriente continua de salida (Vo). 0 2 2 cos ( ) 2 ( 1)( 1) DC DC L DC rms O K par Vo I R A Vo A V A A A kwt V t senwt k k               
  • 10. Rectificador de Onda Completa 0 2 2 2 4 cos ( ) ( 1)( 1) DC DC L DC rms O K par Vo I R A Vo A V A A kwt V t k k              
  • 11. Ejemplo de Aplicación 0 : ( ) i Calcular V f V 
  • 14. 0 0 0 0 0 0 0 : 0 5 : 102 5 102 0 0 5 0 102 5 : 0 101 5 5 102 102 5 5 0 102 101 5 5 102 101 i i i i i i i i i i i i i i Para V D ON V Si V V V V D ON V V V Para V V V V V V V V V V                                      
  • 15. 0 0 0 0 5 : 0 8 2 5 0 8 5 0 8 5 : 0 8 2 5 2 5 5 0 8 2 5 5 21 No tiene solución porque no hay intersección i i i i i i i i i i i i i i i V Si V V V V V V V V V V Si V V V V V V V V                                      
  • 16. 0 1 2 0 0 : 8 i Si V D OFF D ON D ON V V       
  • 17. Filtros y Reguladores Un filtro es un sistema que, dependiendo de algunos parámetros, realiza un proceso de discriminación de una señal de entrada obteniendo variaciones en su salida. Los filtros digitales tienen como entrada una señal analógica o digital y a su salida tienen otra señal analógica o digital, pudiendo haber cambiado en amplitud, frecuencia o fase dependiendo de las características del filtro. Hay muchas formas de representar un filtro. Por ejemplo, en función de w (frecuencia digital), en función de z y en función de n (número de muestra). Todas son equivalentes, pero a la hora de trabajar a veces conviene más una u otra. Como regla general se suele dejar el término a0=0. Si se expresa en función de z y en forma de fracción: Y en dominio de n:
  • 18. FILTROS CAPACITIVOS DE ONDA COMPLETA 2 0 1 ( ) 2 2 2 ( ) ( cos) 1 2 3 % 4 3 T r C DC DC r r DC r rms DC DC L V V idt C I I T V C fC V V A V V armoni r V V fCR           Aproximación del voltaje rizo Vr :
  • 19. Filtro Inductivo Simulación de Vo en Orcad con valores dados Trabajamos con el 1er armónico K=2 2 2 2 2 2 2 4 cos(2 ) 3 ; ( ) 4 1 3 ; ( ) 2 4 2 3 3 2 DC L AC L eficaz L L DC eficaz eficaz L L A A I R R A wt X i arctg R X R A i X R diseño X R I A R i r i X X                              ? Un rizado aceptable : r% ≤ 10%
  • 20. Filtro Mixto L-C 0( ) 0( ) 0( ) 0( ) 0( ) 0( ) 2 ; ( ) 4 3 cos(2 90 ) 4 1 2 2 2 1 * 3 3 3 2 2 2 3 3 10 3 1 ; 2 DC C L C o AC L eficaz DC L L L DC C eficaz C eficaz eficaz C L eficaz L C optima C optima C C A V R X X X diseño A i wt X A A i V X X X V X V X V i X r X V X R L L L L L w X X wC                              2 L wL  Simulación de Vo en Orcad con valores dados Trabajamos con el 1er armónico K=2
  • 21. Filtro Mixto π   r C 1 r M ( ) 1 1 0( ) En el punto M tenemos un filtro capacitivo V ; ; 2 V 4 ( ) 2 2 ..... Trabajamos con el armónico mayor(AC) 2 V ( ) 2 2 4 2 DC L C M DC DC r r M eficaz C DC eficaz I R X X X fC sen wt V t V sen wt I V V t sen wt V X I fC V                       2 2 ( ) 1 0( ) 1 2 2 2 C C M eficaz C DC L L eficaz C C DC L X X V X I X X V X X r V X R     Simulación de Vo en Orcad con valores dados Trabajamos con el 1er armónico K=2
  • 23. Ejemplo de Aplicación  Diseñar un filtro para una fuente de Alimentación de un radio transmisor VHF de 200W, considere un r<0.1%
  • 24. 4 200 3.17 63.01 19.8 19.8 17.57 3 2(2 )(60) (3) 52.7 0.382*10 0.7 1 10 198.7 DC DC DC DC DC L L L C optimo C D L D P V I I A V I R R R L mHr w L L L mHr CL C uf C uf R R R                         1 2 1 2 1 2 1 2 2 2 2 2 2 2 4 max max 2 : 3 Para diseño se considera: 1 2 2 2 3 3(2 ) 2 1 0.1% 3 4 0.382*10 2 98.9 2 63.01 C C L L C L ef DC X X como r X X C C C L L L X wL r X wL r w CL CL V V V V V V                             
  • 25. Aplicación del Diodo Láser  Esquema del funcionamiento del CD-ROM  Un haz láser es guiado mediante lentes hasta la superficie del CD. A efectos prácticos, se puede suponer dicha superficie formada por zonas reflectantes y zonas absorbentes de luz. Al incidir el haz láser en una zona reflectante, la luz será guiada hasta un detector de luz: el sistema ha detectado un uno digital. Si el haz no es reflejado, al detector no le llega ninguna luz: el sistema ha detectado un cero digital.  Un conjunto de unos y ceros es una información digital, que puede ser convertida en información analógica en un convertidor digital-analógico.
  • 26.  Del inglés "Bipolar Junction Transistor"; dispositivo electrónico de estado sólido consistente en dos uniones PN muy cerca entre sí, que permite controlar el paso una corriente en función de otra.  Los transistores bipolares se usan generalmente en electrónica analógica. También en algunas aplicaciones de electrónica digital como la tecnología TTL o BICMOS.  El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor que cumple funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador Transistores Bipolares (BJT)
  • 27. Polarización del Transistor BJT Si: 0: (cortocircuita) : ( abre) : (activa) 2 CE CE CC CC CE V Q V V Q V V Q    E Ecuaciones Basicas I ( ) ( ) ( 1) ( ) 1 BE T C B B C B E B V V C SS I I I uA I I mA I I mA I I e                
  • 28. POTENCIA DE UN BJT: 0 : 0( ) BJT BE BC CE BJT B C CE B BJT C CE P P P P P V I I V como I uAmp P I V          Curva característica del Transistor Bipolar
  • 29. Criterio de Diseño : (1 ) ; (1 ) : No se puede controlar (1 ) 10(1 ) 1 : 1 1 1 1 ( ) 10 BB B B E E B E BB EQ B E E B E B E E V R I V R I como I I V V I R R R R R R como R R                                   ?
  • 30. Máxima Excursión Simétrica (m.e.s) Sin condensador en el emisor
  • 31. Si existe un condensador en el emisor
  • 32. Estabilidad Térmica en DC 2 1 0 2 1 1 .....(1) : (Ejecucion termica del BJT) : Corriente Inversa o corriente de fuga térmica(uA , nA) V ; :Se toma a T=300 K BB B B E E BB B B E E C E CBO CBO K T CBO CBO CBO C CBO E V R I V R I V V R I R I como I I I I K T I I e I I I I                    (1 ) Reemplazando en 1: ( ) ( ) (1 ) ( , , , ) C CBO B BB CBO B E CQ B E CQ CBO I I I V V I R R I R R I f fuente V I                    Factor de estabilidad térmica respecto a la fuga térmica .....( ) (1 ) : (1 ) 1 :1 30 Factor de estabilidad térmica respecto al volt CQ CQ I CQ I CBO CBO CBO B E I B E B E B I E I I dI S I S I I dI R R S R R R como R R S R nota S                      aje de ruptura .....( ) (1 ) 1 : (1 ) , CQ CQ V CQ V V B E E B V E E CQT I CBO V I dI S I S V V dV S R R como R R S R R I S I S V                                   
  • 33. Espejos de Corriente DC 1 2 1 2 1 2 1 2 1 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 ) y (2 ); 2 2 1 : 100 BE BE T T B B B CC V V V V C SS C SS C C B B i Q Q I I I V V I R I I e I I e I I I I I I I I para I I                              
  • 34. Espejo Cuadrático 1 2 3 1 2 3 1 2 1 2 1 2 2 1 2 2 2 1 2 1 ) 2 2 2 1 : ( ) C C B B CC i Q Q Q I I I I I I I I I I I como grande I I V V I mA R                                    ?
  • 35. Espejo Logarítmico 1 2 1 2 2 1 2 1 2 1 2 2 1 2 2 1 1 2 2 2 1 1 1 2 y ( ) BE BE T T BE BE T T V V V V SS SS V V V BE BE BE BE RI V T CC I I e I I e I e I V V RI V V RI I I RI e Ln I I V V V I R I mA I uA                 
  • 36. Análisis en Pequeña Señal Emisor Común Circuito Simplificado 1 2 0 4 5 6 7 8 0 0 0 0 0 max 0 ) // : // ) ) 10 ,10 0 ) ) 10 ,10 ,10 0 ( )( ) ( )( ) // : B C L T BQ CQ c BQ b b V i ie b ie b C L L B i b C L B i in B out i R R R R R R V ii hie I iii hre I i iv hfe I i v hoe V i R R A V h i h i R i i R A i i i R R R hie A Z R hie Z R                                    
  • 37. Base Común Circuito en pequeña señal 0 0 0 0 0 0 1 ( ) i ib e e e V i ib e V ib in ib out V h i V i R V i R A V h i R A h Z h bajisimo Z R             
  • 38. Colector Común 0 0 0 0 0 0 0 0 Im 0 0 ( 1) ( 1) ( 1) ( 1) : ( 1) 1 1 ( 1) i ie b b b b V i ie b b ie V i ax in ie in out ie V ib V h i R i V i R V i R A V h i R i diseño R h V A V A Z h R Z grande Z h R A h                              ?
  • 39. Amplificadores Multietapas 2 2 2 ( 2) ( 1) 2 ( 2) ( 1) D D D D D C B E B C E D D I I I I I I V V                       AMPLIFICADOR DARLINGTON
  • 40. Análisis en AC 1 1 2 2 1 2 1 2 1 1 1 0 2 1 0 1 0 1 1 1 1 2 ( 1) , 1 (2 )........(1) 2 ( ) ( 2) ......(2) ( 2) ( 2) (2 ) (2 ) , i b b b b i b D b b C b C b C C V i b D C V D I in D out C V hie i hie i hie i i hie V i hie hie hie V i i R V i R V i R R A V i hie hie R A hie A Z hie Z R                                      
  • 41. Amplificador Diferencial (AD) 0 1 2 1 2 0 2 2 2 ( 2 ) C C C E B B C C CE E C E C CE I V I I I R I I I V R I V R I V R R I V               
  • 42. Análisis en AC 1 2 1 2 1 2 0 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 : ; // ; 2 2 En modo comun: 2 ( 1) 2( 2 ( 1)) B B C L C d C d C d C b MC b MC E E Si I I hie hie R R R V V V V V V V V V V V V V V V i i hie R hie R                         
  • 43. Modo Diferencial 1 2 0 0 0 2 0 0 0 0 0 2 0 0 : 2 ( 1) 0 2 ( 1) d b MD b MD C MC b MC E MC C C E d MD b MD MD d d d C V i i hie Ganancias R V V R i hie R V R A V hie R R V V R i hie V R A V hie A CMRR A                             
  • 44. Ejemplo de Aplicación  Determinar la ganancia de voltaje del siguiente circuito: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 : 100, 200 200 150 Con                  
  • 45. 8 9 8 5 6 7 5 1 2 1 2 2 1 1 1 2 2 1 2 1 1 , (Forman un espejo de corriente) 12.7 0.7 4 3 , (Forman un espejo de corriente cascode) 12.7 0.7 4 2.825 100*10 1 200*5 1 2 12.7 (3 ) 6.7 C C b E E b C C C C C C C CE Q Q I mA Q Q yQ I mA R I I R I I I mA I V V I K V V                    2 1 2 6.7 ( 0.7) 7.4 (2 ,7.4 ) CE V PQ PQ mA V        3 3 4 4 4 3 3 3 4 4 3 4 1 2 3 4 1 3 4 3 4 200*3 1 200*3 1 2 Del grafico podemos apreciar: 7.4 0.7 8.3 : El potencial de la R=10K es igual a 0 por ser simetrico. 1 E b E b C C C C B B C C E E C C C C C I R I R I I I mA I V V V V V V V V V como I I V V                         3 3 3 3 4 2.7 2*3 6.7 15 (15 ,2 ) CE C E V V V V V PQ PQ V mA         
  • 46. Análisis en AC: 1 1 1 2 1 1 3 4 1 1 1 2 1 1 1 2 1 1 4 3 1 3 26 (100) 1.3 2 26 (200) 2.6 2 2.6 2 (1 ) 6 3 2(3 ) 3 T C T C i i C C C C C C b b V mV hie K I mA V mV hie K I mA hie hie K V V i i I hie hie I i i i i hie hie                       
  • 47. 3 1 4 3 3 0 4 4 3 1 1 0 3 1 0 3 3 10 15 6 6 10 4 3 15 * * 4 3 2 7726.6 C C C C C C i V i i i i hie V i i i V V hie hie V A V              
  • 48. Transistores Nanotubos  Infineon Technologies anunció que ha logrado desarrollar el transistor de nanotubo más pequeño del mundo. El transistor en cuestión mide solo 18 nanometros - cuatro veces menos que los transistores de nanotubos actualmente en el mercado.  Las propiedades características de los nanotubos de carbón hacen que sea el material ideal para muchas aplicaciones microelectrónicas. Los nanotubos llevan corriente eléctrica prácticamente sin fricción sobre la superficie gracias al transporte balístico de electrones, por lo que pueden llevar 1000 veces más que cable de cobre. Además pueden ser conductores o semiconductores.
  • 49. Transistores Unipolares (FET)  El transistor de efecto campo (Field-Effect Transistor o FET, en inglés) es en realidad una familia de transistores que se basan en el campo eléctrico para controlar la conductividad de un "canal" en un material semiconductor. Los FET, como todos los transistores, pueden plantearse como resistencias controladas por voltaje.
  • 50. TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO DE UNION (JFET)
  • 51. Zona de Saturación 0 0 0 (1 ) 2 : Factor de Amplificacion 50 DS GS P GS D DSS P D m D DSS GS P m ds ds in V V V V I I V dI g I I dV V u u g r r K Z          
  • 52. Zona Ohmica 0 2 0 0 0 0 0 0 0 ( ) 2(1 )( ) ( ) 1 2 : 0 2(1 )( ) on on DS GS P d GS GS DS DS D DSS P P P d d GS P P d DSS DS GS DS D DSS P P V V V r f V V V V I I V V V r r V V V r I si V V V I I V V                              
  • 53. Configuraciones Notables Fuente o Surtidor Común : Análisis en AC:   0 0 0 0 0 0 // // : GS i m GS DS DS L DS L m GS L V m L i in out V V V g V r R R r R r R V g V R Entonces V A g R V Z R Z R            
  • 54. Drenador Común 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ......(1) ..(2) ( 1) 1 2: ; ( 1) 1 1 1 1 GS DS GS i DS GS i GS i DS DS V m DS i DS m V m in o o m m R V uV R r V V V R R r V V uV V R r R u r y V uR A u g r V R u r g R A g R Z R V R Z Z I g R g                         
  • 55. Puerta Común 0 0 0 0 0 0 // ( )* 1 1 D L i GS D DS GS i V m i DS in m R R R V uV R r i V V V A g R V r R Z u g Z R             
  • 58. Ejemplo de Aplicación  Calcular la ganancia de voltaje y la impedancia de salida 1 2 3 4 2 5 6 2 : 3 1 / 2 2 / T T Con Q Q Q Q V V K mA V Q Q V V K mA V        
  • 59. Análisis en DC 3 y 4 2 2 4 3 Q Q Forman un espejo de corriente ( ) 7 12 0 12 7 (12 7 3) Resolviendo la ecuación cuadrática y tomando en cuenta al curva del mosfet: 1.134 ( ) 4.0 D GS T D GS GS D D D D GS GS I K V V I V V I I K I I mA amplificacion V V               2 1 5 6 1 2 3 4 5 6 62 3.75 2.56 : 2 ( ) 1.5 2.124 2.12 GS GS GS GS D m GS T GS m m m m m m V V V V V V V dI como g K V V dV g g g g g g              
  • 60. Análisis en AC 6 6 5 5 0 6 6 5 5 1 1 2 2 5 5 1 1 5 6 2 1 2 1 1 2 5 1 1 5 ( ).............(1) 10 ( )...(2) ; ...(3) ; ........(4) De 3 y 4 : ; .....(5) De 5 y 4 : D m gs m gs m gs m gs m gs m gs m gs m gs gs gs gs gs i m m gs gs gs gs m m i g V g V V K g V g V g V g V g V g V V V V V V g g V V V V g g V                 1 2 1 1 2 2 0 ; ........(6) 1 1 reemplazando en (2) : 15 10 i i gs gs m m m m V i OUT V V V g g g g V A V Z K         
  • 61. Respuesta en Frecuencia  La respuesta en frecuencia es un parámetro que describe las frecuencias que puede grabar o reproducir un dispositivo.  Respuesta en Frecuencia en audio  En audio, para que sea un equipo de calidad debe cubrir al menos el margen de las audiofrecuencias (20-20.000 Hz).  Por el mismo motivo, cuanto mayor sea la respuesta en frecuencia de un equipo, más “calidad” tendrá el sonido final. Así, a los nuevos formatos de audio digital que sobrepasan sobradamente este margen (SACD, 20-100 KHz. y DVD-Audio, 20-80 kHz) se los cataloga como formatos HI-FI (High Fidelity) “Alta Fidelidad”.  La respuesta en frecuencia de cualquier sistema debería ser plana, lo que significa que el sistema trata igual a todo el sonido entrante, con lo que nos lo devuelve igual.  No obstante, en la práctica, la respuesta en graves y agudos, normalmente no es la misma. Hecho que se nota más en unos equipos que en otros. (En los altavoces, por ejemplo, esta diferencia entre la respuesta a graves o agudos es muy acusada, pudiendo estar por encima de los 10 dB de más o de menos, entre una y otra).  Un equipo con una respuesta inapropiada afectará al sonido final:
  • 62. Respuesta en Frecuencia de Amplificadores Análisis en Bajas frecuencias
  • 63. ( ) ( ) 1 1 ( ) 1 // 1 1 ( 1) ( 1) 1 ( ) 1 1 1 ( ) ( 1) ( 1) 1 1 1 1 1 ( ) 1 : 1 : ( E E E E E E E E E E be be i E s i E s be E E i E E E E E E be E E i E E E E E R SC C Z R SC R S SC R C V hie hie V V hie Z V hie Z hie S V R C hie V hie S C R C C hie S R C S V R C V S C R hie zero Z R C polo P C                                  1 1 ) E R hie   
  • 64. * * * : 1 1 : Frecuencia de corte inferior Es el polo generado por las capacidades intrínsecas del dispositivo ( ) // 1 1 1 // 1 : El zero l Z E E E E L H P E eq eq E P L E eq E E zero R C z R C Polo W W C R hie R R P W W C R hie C R z                         evanta la función :El polo produce una caída P
  • 65. Análisis en Frecuencias Medias 0 0 0 // V m V m C L R A hie g hie A g R R R R        
  • 66. Análisis en Altas Frecuencias
  • 67. Teorema de Miller 1 2 2 1 1 2 1 1 1 2 ' 2 0 (1 ) 1 1 1 : Ganancia a frecuencias medias eq n V m V V I Z V KV ZI V V V K V Z Z Z I K V V Z I KI K V ZK Z I K K K A g R                     Se aplica a circuitos especiales donde exista retroalimentación
  • 68. 0 0 0 1 1 1 1 ( ) 1 (1 ) (1 ) u u n m n u m M u m Z sc sc Z Z K g R Z SC g R C C g R          
  • 69.   0 0 // (1 ) 1 (1 ) 1 1 1 1 * 1 H u m T u m H T m H H T T T m H T hie hie C C g R C C C g R hie C g W hie C C hie C g W C                                                 
  • 71.       * 0 0 0 0 0 0 0 0 0 * 0 0 0 0 0 0 : (1 ) 1 (1 ) (1 ) 1 1 1 (1 ) ( ) ( ) Calculo de R (1 ) eq m m m m m eq u m u H u H H u m u m V V V i V V V i V i i V i R g R R V R i R g R R C RC R g R R C V Ri i g R R g R g R R R g R R R g R R w                                             
  • 72. Método de Corto Circuitos para Bajas frecuencias * 1 1 1 1 * 1 * 2 2 2 2 * 2 0 * 3 3 3 3 * 3 1 1 2 3 3 3 1 2 3 3 // : //( ) 1.15 1.15 , ; ( ) 10 10 1.2 1.15 1 eq T eq B C eq eq C eq eq E n X L L L L W C R V R R hie hie I W C R R R R W C R R R W W W W W W W W W W diseño W W W W hie                           
  • 74. Para bajas frecuencias (Se desprecia) 1 1 ( ) 1 // 1 1 1 1 1 ( ) 1 1 1 ( ) ds S S S S S S S S S S GS GS S GS S S S S S S L S S m i i m m r R S Z R S R S S R V V Z S V R S R Z R P W R C C C C C V g C V g C C g C                    
  • 75. Ancho de Banda de Ganancia unitaria del Fet ( ) .......(1) Aplicamos : 0(en el nodo D) .......(2) :1 2 ( ) ( ) : ( ) 2 ( i gs gs d GS d i d d i i i T m gs m m m m m m gsT gdT gdT gdT gsT gdT gdT gdT gsT gdT gdT gsT gdT I V S C C i SC V I V I SC de y S C C I I SC SC I A I S C C como SC A S C C f g V g g g g g g                         ) gsT gdT C C 
  • 76. Para Frecuencias Altas 0 0 0 0 ( )......(1) Aplicamos : 0(en el nodo D) ( ) 0...(2) de 1 y 2: 1 1 : 1( o ignoramos) (1 i gs gs ds ds GS gs ds i gs i m m gsT gdT gdT gsT gdT gdT gdT gsT gdT I SC V SC V V i V V SC V V R R I S C C V SR C Como SR C L I S C C g g                                       0 0 ) : : Capacitancia de Miller (1 ) , 2 2 gs M M i M gs d GS d i i M H M m m m m m gdT gsT gsT gsT R V entonces C C C R I S C C V I V I A I f C C f f C C g g g g g                     
  • 77. Ejemplo de Aplicación  Hallar FL ,C1 y C2, con B=100
  • 78. Análisis en DC 20 10 * 0.7 10 100 3 0.924 : 0.924 2.7 2 * 1.52 C C C D C T C m D DSSS P I I I mA como I I mA V hie K I mA g I I V V           
  • 80. Hallamos los Req. De Cada condensador : 20 2.7 15 // 3 10 // 55.26 E eq eq Para C K K K R K R                1 : 20 5 // 2.7 3 6.92 eq eq Para C R K K K R K          2 : 1 8.2 400 409.2 eq eq Para C R K K K R K    
  • 81. 1 2 E L E 1 L 1 2 L 2 Si disponemos que C predomina: 1 1 2 C * 100 *55.26 28.8 1 10 1 8 2 * * 10 1 10 1 0.13 2 * * 10 CE C C L EQ L L EQ L EQ f R u f Hz C uF f R C uF f R                   
  • 82. OPAMP IDEAL 0 0 El OPAMP TRABAJA COMO COMPARADOR 1.- 0 2.- 0 la ganancia del OPAMP es muy grande 20000 i i V A V V V V V V           
  • 83. Retro alimentación (Feed-back)     0 0 0 0 0 1 1 : 1 E E i f f i f i f i V i f V GV V V V V HV V G V V GV GV V GH GV V G A V GH OPAMP G G G GH H                
  • 84. ! 1 0 2 0 2 1 0 ( ) in out A A i f i Z Z V V tierra V R i V R i V R G V R          
  • 85. Ejemplo de Aplicación 1  Hallar la ganancia de voltaje del circuito mostrado:
  • 86. ! 0 ! 0 Se sabe que: 2 2 2 2 4 100 100 C i T T T C T C i R V V hie V V V hie I I I I I hie V IR V V              
  • 87. 1 2 ! ! 0 0 0 ! ! ! 0 0 0 0 ! 0 0 0 (1 ) : 100 (1 ) 100 ( ) 100 f f f C i f C i f C V i i i V V V R R R R V V V V R R como IR V V R IR V V R R R V IR A V R                 
  • 89. Del grafico podemos apreciar : 1 2 1 2 1 2 0 0 2 ( 2 ) 2 6 10 2.5 24 : 2.5 10 : 2.5 10 : 10 ; 1: 10 : 10 ; 2: 0 a b a b R b c b c c c V V V V V V V V V V K V V K Si V V V Si V V V Si V V D on V Si V V D on V                            
  • 91. 5,6 7 0 1 2 8 1 2 3 4 8 9 5 6 7 10 11 : 83.52 : ?; ? : 70; 100; 150; 80 50; 100; 2 C ESS ESS V Si dB V V calcular R I Con I I                           
  • 93. 8 9 3 8 1 2 3 0 8 9 ....(1) 2 *10 b b V V hie V V hie V I K hie hie        8 9 8 9 8 8 0 8 8 2 2 *10 ....(2) 2 b b b b V V I hie V V V K hie                   
  • 94. 0 3 9 1 2 3 3 3 3 2 3 2 :1 2 (10 ) 83.52 10 0.0025 0.25 2 0.5 20 0.7 38.6 B C C C C de y V K dB V V hie hie K I mA I mA I I mA R K I              
  • 95. 6 7 6 5 6 7 7 6 6 7 6 5 7 6 6 5 3 8 6 : 2 2 2 2 g : 0.25 0.325 be t be t SS SS V V SS V V SS SS SS C C C Como I I I I I e I I e I I I I I I I del rafico I I I mA I I mA             
  • 96. DISEÑAR EL SIGUIENTE CIRCUITO : Si la ganancia de tensión es 150 La impedancia de entrada mayor igual a 10K En carga se permite una oscilación de 10 voltios p-p Una frecuencia de corte inferior de 40Hz
  • 97. 1 2 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 : * 150 : 30; 5 : 10 5 2 1 15 0.625 2 10 25 8 0.625 100 V V V V V V E E CQ CQ E Como A A A Asumir A A Q A R K R I I mA R mV hie K mA               Solución :
  • 98. 2 2 2 2 2 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 2 1 : 10( ) 0.4 1 :10 30 36.36 : // 30 : 10( ) 1 1 : 1 , 200 5 0.25 9.44 ( // ) //( ) 10 : 4.95 0.35 : E I BB in E C in V E E C B E C in E CE E B hie Como R K Si S R Z K R Q R Z A R hie omo R si I mA I mA hie K R K R K Z R R R K si V V R K Q DC V                             1 1 1 1.3 144.23 CC B BB BB V V R R K V    
  • 99. 1 2 1 1 1 1 1 2 1 13.68 1 : 10 30 1 21.83 BB BB BB BB I I E E I R R R K V como R S S R R S                
  • 100. 5 0.25 //0.35 0.15 200 1 2 *40 * 26.5 eq L eq CE CE R K W R C C uF             
  • 101. Calculo de R4 y R3: 2 3 2 2 2 3 2 1.25 0.7 1.95 15 40 369 1.95 40 45.97 1.9 1 1 15 BB CC BB BB BB BB CC V V V R R K V R R K V V                                             