Unidad 1: Fundamentos de Electrónica UNIVERSIDAD ALONSO DE OJEDA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE COMPUTACIÓN ASIGNATURA: ELECTRÓNICA Unidad 1: Fundamentos de Electrónica (Conceptos de Electrónica, Sistema Electrónico y Semiconductores) PROFESOR: ING. GERARDO ALBERTO LEAL, MSc

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 Potencia (Control de Energía Eléctrica) Electrónica de Control (Ingeniería de Control)

Bloque de entrada (sensor o transductor) 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.

Esquema de una radio. EJEMPLO DE UN SISTEMA ELECTRÓNICO Transductor Actuador Bloque de procesamiento Circuitos Electrónicos Actuador Transductor

Señal analógica con ruido: Señal digital con ruido: SEÑALES DE UN SISTEMA ELECTRÓNICO 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 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 Digital: Señal analógica con ruido: Señal digital con ruido:

Arena, cuarzo, granito, arcilla,etc. 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 - Fabricación de componentes electrónicos Después del oxigeno, el silicio es el elemento mas abundante en la corteza terrestre en: Arena, cuarzo, granito, arcilla,etc. - Construcción de ladrillos, vidrios y otros materiales - Silicona para implantes médicos - Fertilízate en la agricultura

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: Portadores mayoritarios huecos (+) TIPO N: Portadores mayoritarios electrones (-)

UNION DE DOS ELECTRODOS (DIODO) (SEMICONDUCTORES P Y N) 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

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

Zona de agotamiento se agranda. No hay circulación de corriente ID = 0 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