ELECTRÓNICA ANÁLOGA Y DE POTENCIA

Presentación del tema: "ELECTRÓNICA ANÁLOGA Y DE POTENCIA"— Transcripción de la presentación:

1 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.

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

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

4 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

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

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

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

8 DIODOS SEMICONDUCTORES
Breve reseña histórica Primer circuito integrado en 1958: 6 transistores. Jack Kilby (TI)

9 DIODOS SEMICONDUCTORES
Breve reseña histórica Primer amplificador operacional en 1964: uA-702. Fairchild

10 DIODOS SEMICONDUCTORES
Breve reseña histórica Primer microprocesador en 1970: Intel transistores

11 DIODOS SEMICONDUCTORES
Breve reseña histórica Primer ASIC en 1980: Ferranti

12 DIODOS SEMICONDUCTORES
Breve reseña histórica Invención de la FPGA en 1984: Ross Freeman y Bernard Vonderschmitt

13 DIODOS SEMICONDUCTORES
Fundamentos de los semiconductores Modelo atómico de Bohr

14 DIODOS SEMICONDUCTORES
Fundamentos de los semiconductores Tabla periódica organizada según No. Atómico (No. e-) o peso atómico (No. Protones+ No. Neutrones)

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

16 DIODOS SEMICONDUCTORES
Fundamentos de los semiconductores Electrones de valencia: son los más débilmente ligados al átomo y contribuyen a las reacciones y enlaces.

17 DIODOS SEMICONDUCTORES
Fundamentos de los semiconductores Ionización: Ganar o perder un electrón Ión negativo Ión positivo Electrón libre

18 DIODOS SEMICONDUCTORES
Fundamentos de los semiconductores Átomos de Silicio y Germanio: Más comúnmente empleados en electrónica

19 DIODOS SEMICONDUCTORES
Fundamentos de los semiconductores Enlaces covalentes y red cristalina

20 DIODOS SEMICONDUCTORES
Conducción en cristales semiconductores Bandas permitidas y prohibidas Bandas prohibidas

21 DIODOS SEMICONDUCTORES
Conducción en cristales semiconductores Electrones y huecos de conducción

22 DIODOS SEMICONDUCTORES
Semiconductor intrínseco Si Si 0ºK Si Si: silicio Grupo IV de la tabla periódica

23 DIODOS SEMICONDUCTORES
Semiconductor intrínseco Si Si 0ºK 300ºK + Si Electrón Hueco

24 DIODOS SEMICONDUCTORES
Semiconductor intrínseco: acción de un campo eléctrico + - Si Si + + Si Si Si Si

25 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

26 DIODOS SEMICONDUCTORES
Tipos de materiales de acuerdo a las bandas de energía

27 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

28 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

29 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

30 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.

31 La unión P-N La unión P-N en equilibrio - + Semiconductor tipo P Semiconductor tipo N

32 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.