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Electrónica I Prof. Dr. Gustavo Patiño MJ 12- 14 24-04-2014.

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Presentación del tema: "Electrónica I Prof. Dr. Gustavo Patiño MJ 12- 14 24-04-2014."— Transcripción de la presentación:

1 Electrónica I Prof. Dr. Gustavo Patiño MJ

2 Un sistema electrónico es un conjunto de dispositivos y componentes electrónicos que tiene un conjunto definido de entradas y salidas. Entradas Sistema Electrónico Salidas Electrónica Análoga I. Facultad de Ingeniería. Universidad de Antioquia

3 Sistemas Electrónicos Comunicación Control Electrónica Médica Instrumentación AnálogosDigitales Electrónica Análoga I. Facultad de Ingeniería. Universidad de Antioquia

4 Forma de procesamiento de una señal depende de: Naturaleza de las señales de entrada Requerimientos de salida de los actuadores Requerimientos globales de funcionamiento Electrónica Análoga I. Facultad de Ingeniería. Universidad de Antioquia

5 Funciones comunes a una gran cantidad de sistemas Amplificación de señalesAdición de señalesSustracción de señalesIntegración de señalesDiferenciación de señalesFiltrado. Electrónica Análoga I. Facultad de Ingeniería. Universidad de Antioquia

6 Pasivos Resistores Condensadores Inductores Activos Diodo semiconductor Diodo Zener Transistor MOSFET Amplificadores Operacionales Comparadores de Voltaje Baterías Compuerta Lógica FPGA Triac Electrónica Análoga I. Facultad de Ingeniería. Universidad de Antioquia

7 Durante la explosión tecnológica de fines de los años cincuenta y principios de los sesenta, la tecnología de estado sólido recibió una gran atención. Esto se debió a la necesidad de contar con componentes electrónicos livianos, pequeños y de bajo consumo de potencia para utilizarlos en el desarrollo de misiles intercontinentales y vehículos espaciales. Electrónica Análoga I. Facultad de Ingeniería. Universidad de Antioquia

8 El dispositivo electrónico no lineal más simple se conoce como diodo. Un diodo está compuesto de dos materiales semiconductores diferentes colocados juntos de tal forma que la carga eléctrica fluye fácilmente en una dirección, pero no en dirección contraria. Electrónica Análoga I. Facultad de Ingeniería. Universidad de Antioquia

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10 Rectificación de media onda. Rectificación de onda completa. Puente de diodos Electrónica Análoga I. Facultad de Ingeniería. Universidad de Antioquia

11 Fig Block diagram of a dc power supply. Electrónica Análoga I. Facultad de Ingeniería. Universidad de Antioquia

12 1. Tienen una respuesta sumamente rápida de tiempo, esto es, el encendido y apagado que puede ser del orden de nseg o pocos µseg o inclusive pseg de tiempo, tienen baja impedancia lo que les permite acoplarse a circuitos muy diversos en forma semejante a un diodo convencional. 2. La luz de salida es predominantemente monocromática. 3. Pueden trabajar hasta horas lo cual es un tiempo muy grande de funcionamiento. Electrónica Análoga I. Facultad de Ingeniería. Universidad de Antioquia

13 Una de las aplicaciones más populares de los LEDs es la de señalización. Quizás la más utilizada sea la de 7 LEDs colocados en forma de ocho tal y como se indica en la figura. Electrónica Análoga I. Facultad de Ingeniería. Universidad de Antioquia

14 LASER es un acrónimo de Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. Las aplicaciones de estos diodos son muy diversas y cubren desde el corte de materiales con haces de gran energía hasta la transmisión de datos por fibra óptica y aplicaciones médicas. Electrónica Análoga I. Facultad de Ingeniería. Universidad de Antioquia

15 La emisión de luz es dirigida en una sola dirección: Un diodo LED emite fotones en muchas direcciones. Un diodo láser, en cambio, consigue realizar un guiado de la luz preferencial una sola dirección. Electrónica Análoga I. Facultad de Ingeniería. Universidad de Antioquia

16 Los LCDs difieren de otros tipos de displays en que no generan luz sino que trabajan con la reflexión de la luz. Un campo eléctrico provoca que las moléculas de un determinado cristal se desalineen de manera que se vuelven opacas a la luz. Electrónica Análoga I. Facultad de Ingeniería. Universidad de Antioquia

17 De esta manera, aplicando o no aplicando un campo eléctrico (es decir, polarizando o no polarizando), podemos jugar con oscuridad o transparencia respectivamente. Si aplicamos el campo localmente en geometrías iguales al display de 7 segmentos, conseguiremos un display análogo al de los LEDs pero con cristal líquido (por su configuración molecular). Electrónica Análoga I. Facultad de Ingeniería. Universidad de Antioquia

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19 An OLED (organic light-emitting diode) is a light-emitting diode (LED) in which the emissive electroluminescent layer is a film of organic compound which emits light in response to an electric current. This layer of organic semiconductor is situated between two electrodes. Generally, at least one of these electrodes is transparent. OLEDs are used to create digital displays in devices such as television screens, computer monitors, portable systems such as mobile phones, handheld games consoles and PDAs. Electrónica Análoga I. Facultad de Ingeniería. Universidad de Antioquia

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22 This picture shows the workbench of John Bardeen and Walter Brattain at Bell Laboratories. They were supposed to be doing fundamental research about crystal surfaces. The experimental results hadn't been very good, though, and there's a rumor that their boss, William Shockley, came near to canceling the project. But in 1947, they switched to using tremendously pure materials. And it dawned on them that they could build the circuit in the picture. It was an amplifier! Electrónica Análoga I. Facultad de Ingeniería. Universidad de Antioquia

23 Mediante el uso de transistores (trans-resistores) como dispositivo, el sistema toma la información en forma de señales de entrada, realiza operaciones con estas señales y luego produce señales de salida. Las entradas y las salidas, por lo general tienen forma de señales eléctricas. Electrónica Análoga I. Facultad de Ingeniería. Universidad de Antioquia

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27 Los primeros modelos de transistores no eran más grandes que un grano de arena, por lo que al sustituir los voluminosos y pesados tubos de vacío, el transistor marcó el camino hacia la masificación en el uso de la computadora y aparatos electrónicos como cámaras de televisión y receptores portátiles. Electrónica Análoga I. Facultad de Ingeniería. Universidad de Antioquia

28 Igualmente, los sistemas de conmutación telefónicos, al utilizar el transistor, reemplazaron a los dispositivos electromecánicos que producen ruido y son afectados por el polvo. La reducción masiva del peso y volumen de los equipos electrónicos, facilitó el desarrollo de la astronáutica y telecomunicaciones vía satélite. 1956: Premio Nobel de física para John Bardeen, Walter Brattain y William Shockley. Electrónica Análoga I. Facultad de Ingeniería. Universidad de Antioquia

29 Hacia 1958 la electrónica se transformó realmente en microelectrónica con la creación del circuito integrado, cuyo propósito principal es la integración a escala. Electrónica Análoga I. Facultad de Ingeniería. Universidad de Antioquia

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31 Un circuito integrado normal, construido comúnmente a base de silicio, consta de una pequeña placa de tamaño variable -cuyo estándar es de 25,41 mm por 12,7 mm- que contiene millares de transistores y otros circuitos elementales. La densidad y capacidad de los circuitos ha venido multiplicándose exorbitantemente. Electrónica Análoga I. Facultad de Ingeniería. Universidad de Antioquia

32 A inicios de los sesenta se consiguió integrar doce circuitos (pequeña escala) en una pastilla o chip de silicio; para finales de esa década fueron 100 (media escala); a principios de los setenta se dió la integración a gran escala con 1000; y, a fines de esa década se colocaron 50 mil circuitos lógicos llamados digitales que son usados en los ordenadores o computadoras. Electrónica Análoga I. Facultad de Ingeniería. Universidad de Antioquia

33 FechaGrado de integración Cantidad de componentes en el CI Años 50Componentes discretos1 a 2 Años 60Integración a pequeña escala (SSI)Menor a Integración a mediana escala (MSI)De 10 2 a Integración a gran escala (LSI)De 10 3 a Integración a muy gran escala (VLSI)De 10 4 a 10 9 Años 90Integración a ultra gran escala (ULSI)Mayor a 10 9 Años 2000sSystems on Chips Electrónica Análoga I. Facultad de Ingeniería. Universidad de Antioquia


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