ELECTRÓNICA ANÁLOGA Y DE POTENCIA OBJETIVO GENERAL Implementar sistemas de electrónica análoga y de potencia de mediana complejidad basados en las leyes y principios y leyes fundamentales que los rigen, mediante visión integral, de trabajo en equipo, creativa y analítica, que permita proyectar dichos sistemas en el ámbito de la Bioinstrumentación y el procesamiento de señales.

ELECTRÓNICA ANÁLOGA Y DE POTENCIA METODOLOGÍA Clases magistrales Encuadre Análisis Diseño Simulación Laboratorios Proyecto integrador

ELECTRÓNICA ANÁLOGA Y DE POTENCIA CONTENIDO:  Dispositivos básicos de estado sólido Amplificadores operacionales Osciladores Dispositivos de potencia de estado sólido

ELECTRÓNICA ANÁLOGA Y DE POTENCIA LABORATORIOS: Aplicaciones de los diodos Amplificadores con transistores BJT Amplificadores con transistores FET Amplificadores operacionales Filtros activos Osciladores Control de potencia con dispositivos de estado sólido unidireccionales Control de potencia con dispositivos de estado sólido bidireccionales y optoacopladores

ELECTRÓNICA ANÁLOGA Y DE POTENCIA EVALUACIÓN: Examen parcial: 20% Laboratorios: 20% Proyecto integrador: 15% Seguimientos: 15% Examen final: 30%

ELECTRÓNICA ANÁLOGA Y DE POTENCIA BIBLIOGRAFÍA: http://bioinstrumentacion.eia.edu.co BOYLESTAD, Robert L. NASHELSKY, Louis. Electrónica: Teoría de circuitos y dispositivos electrónicos. 8 Ed. Méjico: Pearson, 2003. (621.38132/B792/8ed). NILSSON, James W. y RIEDEL, Susan A. Circuitos eléctricos. 7 ed . New Yersey : Prentice Hall, 2005. (621.3815/N712/7ed). RASHID, Muhammad H. Electrónica de potencia.3ª ed. Méjico: Prentice-Hall International, 2005. (621.381/R224/3ed). RASHID, Muhammad H. Circuitos microelectrónicos: análisis y diseño. Méjico: Thomson, 2000. (621.381/R224c). FLOYD, Thomas. Dispositivos electrónicos. 8 Ed. Méjico: Pearson Prentice-Hall, 2008. COGDELL, J.R. Fundamentos de electrónica. 1 ed. Méjico: Prentice Hall, 2000. (621.381/C676). MILLMAN, Jacob. HALKIAS, Christos C. Electrónica integrada: circuitos y sistemas análogos y digitales. 9 Ed. España: Hispano europea, 1991. (621.381/M655e).

DIODOS SEMICONDUCTORES Breve reseña histórica Invención del transistor en los laboratorios Bell en 1947 John Bardeen Walter Houser Brattain William Shockley

DIODOS SEMICONDUCTORES Breve reseña histórica Primer circuito integrado en 1958: 6 transistores. Jack Kilby (TI) http://www.abadiadigital.com/

DIODOS SEMICONDUCTORES Breve reseña histórica Primer amplificador operacional en 1964: uA-702. Fairchild http://homepages.nildram.co.uk/~wylie/ICs/monolith.htm

DIODOS SEMICONDUCTORES Breve reseña histórica Primer microprocesador en 1970: Intel 4004. 2300 transistores http://www.hermanotemblon.com/?p=626

DIODOS SEMICONDUCTORES Breve reseña histórica Primer ASIC en 1980: Ferranti http://img.alibaba.com/photo/10942678/PLM_1_Powerline_Modem_ASIC.jpg

DIODOS SEMICONDUCTORES Breve reseña histórica Invención de la FPGA en 1984: Ross Freeman y Bernard Vonderschmitt http://johonatan.files.wordpress.com/2008/09/fpga_xilinx_spartan.jpg

DIODOS SEMICONDUCTORES Fundamentos de los semiconductores Modelo atómico de Bohr http://mx.kalipedia.com/kalipediamedia/cienciasnaturales/media/200709/24/fisicayquimica/20070924klpcnafyq_30.Ges.SCO.png

DIODOS SEMICONDUCTORES Fundamentos de los semiconductores Tabla periódica organizada según No. Atómico (No. e-) o peso atómico (No. Protones+ No. Neutrones) http://www.ptable.com/Images/tabla%20peri%C3%B3dica.png

DIODOS SEMICONDUCTORES Fundamentos de los semiconductores Capas o bandas y orbitales de energía Tomado de Floyd

DIODOS SEMICONDUCTORES Fundamentos de los semiconductores Electrones de valencia: son los más débilmente ligados al átomo y contribuyen a las reacciones y enlaces. http://iss.cet.edu/spanish/PhysicalScience/spanelectricity/pages/images/B/b11_5.gif

DIODOS SEMICONDUCTORES Fundamentos de los semiconductores Ionización: Ganar o perder un electrón Ión negativo Ión positivo Electrón libre http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/42/imgs/rac15p047.gif

DIODOS SEMICONDUCTORES Fundamentos de los semiconductores Átomos de Silicio y Germanio: Más comúnmente empleados en electrónica http://www.electronica2000.net/curso_elec/imagenes/

DIODOS SEMICONDUCTORES Fundamentos de los semiconductores Enlaces covalentes y red cristalina http://estaticos.poblenet.com/01/tutoriales/221/clip_image001.gif

DIODOS SEMICONDUCTORES Conducción en cristales semiconductores Bandas permitidas y prohibidas Bandas prohibidas http://varinia.es/blog/wp-content/uploads/2009/12/bandas_energia.jpg

DIODOS SEMICONDUCTORES Conducción en cristales semiconductores Electrones y huecos de conducción http://varinia.es/blog/wp-content/uploads/2009/12/fotones.jpg

DIODOS SEMICONDUCTORES Semiconductor intrínseco Si Si 0ºK Si Si: silicio Grupo IV de la tabla periódica http://www.ate.uniovi.es/ribas/...05/Electronica.../Diodos_parte1.pps

DIODOS SEMICONDUCTORES Semiconductor intrínseco Si Si 0ºK 300ºK + Si Electrón Hueco http://www.ate.uniovi.es/ribas/...05/Electronica.../Diodos_parte1.pps

DIODOS SEMICONDUCTORES Semiconductor intrínseco: acción de un campo eléctrico + - Si Si + + Si Si Si Si http://www.ate.uniovi.es/ribas/...05/Electronica.../Diodos_parte1.pps

DIODOS SEMICONDUCTORES Conducción en cristales semiconductores La corriente en un semiconductor es debida a dos tipos de portadores de carga: HUECOS y ELECTRONES. La temperatura afecta las propiedades eléctricas de los semiconductores: mayor temperatura  más portadores de carga  menor resistencia http://www.ate.uniovi.es/ribas/...05/Electronica.../Diodos_parte1.pps

DIODOS SEMICONDUCTORES Tipos de materiales de acuerdo a las bandas de energía http://personales.upv.es/jquiles/prffi/semi/ayuda/bandas.gif

DIODOS SEMICONDUCTORES Semiconductor extrínseco : TIPO N Si Sb: antimonio Impurezas del grupo V de la tabla periódica Si Sb Si + Es necesaria muy poca energía para ionizar el átomo de Sb A temperatura ambiente todos los átomos de impurezas se encuentran ionizados http://www.ate.uniovi.es/ribas/...05/Electronica.../Diodos_parte1.pps

DIODOS SEMICONDUCTORES Semiconductor extrínseco : TIPO N + Sb Impurezas grupo V 300ºK Electrones libres Átomos de impurezas ionizados Los portadores mayoritarios de carga en un semiconductor tipo N son electrones libres http://www.ate.uniovi.es/ribas/...05/Electronica.../Diodos_parte1.pps

DIODOS SEMICONDUCTORES Semiconductor extrínseco : TIPO P Si Al: aluminio Impurezas del grupo III de la tabla periódica Si Si Si Al Si + - Es necesaria muy poca energía para ionizar el átomo de Al Si A temperatura ambiente todos los átomos de impurezas se encuentran ionizados http://www.ate.uniovi.es/ribas/...05/Electronica.../Diodos_parte1.pps

DIODOS SEMICONDUCTORES Semiconductor extrínseco : TIPO P - Al Impurezas grupo III 300ºK Huecos libres Átomos de impurezas ionizados Los portadores mayoritarios de carga en un semiconductor tipo P son Huecos. Actúan como portadores de carga positiva. http://www.ate.uniovi.es/ribas/...05/Electronica.../Diodos_parte1.pps

La unión P-N La unión P-N en equilibrio - + Semiconductor tipo P Semiconductor tipo N http://www.ate.uniovi.es/ribas/...05/Electronica.../Diodos_parte1.pps

La unión P-N La unión P-N en equilibrio Zona de transición - - - + + + + - + - - + - + - + + - + - - - + - + - + + + - - + Semiconductor tipo P - + Semiconductor tipo N Al unir un semiconductor tipo P con uno de tipo N aparece una zona de carga espacial denominada ‘zona de transición’. Que actúa como una barrera para el paso de los portadores mayoritarios de cada zona. http://www.ate.uniovi.es/ribas/...05/Electronica.../Diodos_parte1.pps