electronica

1. DISPOSITIVOS ELECTRONICOSDISPOSITIVOS ELECTRONICOS
Prof: Hernán Cortez GalindoProf: Hernán Cortez Galindo

2. CAPITULO 1CAPITULO 1
IntroducciónIntroducción aa lala ElectrónicaElectrónica
Introducción. Definición y clasificación de laIntroducción. Definición y clasificación de la
Electrónica. Sistemas Electrónicos. SensoresElectrónica. Sistemas Electrónicos. Sensores
y actuadores. Señales electrónicas.y actuadores. Señales electrónicas.
Amplificadores. Clasificación de los SistemasAmplificadores. Clasificación de los Sistemas
electrónicos. Especificaciones.electrónicos. Especificaciones.

3. 1.1 Introducción.1.1 Introducción.
 La electrónica se encuentra enLa electrónica se encuentra en
forma de teléfonos, receptores deforma de teléfonos, receptores de
radio, televisores, equipos de audio,radio, televisores, equipos de audio,
aparatos domésticos, computadoras yaparatos domésticos, computadoras y
equipos para automatización industrialequipos para automatización industrial
(PLC), etc.(PLC), etc.
 El campo de la electrónica, estaEl campo de la electrónica, esta
relacionado con el diseño y lasrelacionado con el diseño y las
aplicaciones de los dispositivosaplicaciones de los dispositivos
electrónicos.electrónicos.

4.  El propósito de este capitulo esEl propósito de este capitulo es
introducir algunos conceptos yintroducir algunos conceptos y
terminologías básicos del campo determinologías básicos del campo de
la electrónica ,clasificación de lala electrónica ,clasificación de la
electrónica, como también acercaelectrónica, como también acerca
de los sistemas electrónicos,de los sistemas electrónicos,
definición de señal, amplificadores,definición de señal, amplificadores,
clasificación de los sistemas y susclasificación de los sistemas y sus
especificaciones.especificaciones.

5. 1.2 Definición de la electrónica1.2 Definición de la electrónica
 Es la ciencia que estudia losEs la ciencia que estudia los
fenómenos basados en el movimientofenómenos basados en el movimiento
de partículas cargadas en el vació ende partículas cargadas en el vació en
semiconductores, bajo el influjo desemiconductores, bajo el influjo de
fuerzas eléctricas o magnéticas, asífuerzas eléctricas o magnéticas, así
como el control de dicho movimiento.como el control de dicho movimiento.

6. jp
→
jn
→
Existe corriente eléctrica debida a los dos portadores de carga:
jp=q·µp·p·Ε es la densidad de corriente de huecos.
jn=q·µn·n·Ε es la densidad de corriente de electrones.
Existe corriente eléctrica debida a los dos portadores de carga:
jp=q·µp·p·Ε es la densidad de corriente de huecos.
jn=q·µn·n·Ε es la densidad de corriente de electrones.
→→
→→
Movimiento de cargas por un campo
eléctrico exterior (I)
Ε
→
+++++
-
-
-
-
-
-
-
+
+
-
-
+
+
-
-
+
+
-
-
+
+
-
-
+
+
-
-
+
+
-
-
+
+
-
-
+
+
-
-
+
+
-
-
+
+

7.  Es el campo de la ingeniería y de la físicaEs el campo de la ingeniería y de la física
aplicada relativo al diseño y aplicación deaplicada relativo al diseño y aplicación de
dispositivos, por lo general circuitosdispositivos, por lo general circuitos
electrónicos que ofrecen diferenteselectrónicos que ofrecen diferentes
funciones, cuyo funcionamiento dependefunciones, cuyo funcionamiento depende
del flujo de electrones para ladel flujo de electrones para la
generación, transmisión, recepción,generación, transmisión, recepción,
almacenamiento de información, entrealmacenamiento de información, entre
otros.otros.

8.  Esta información puede consistir en vozEsta información puede consistir en voz
o música como en un receptor de radio,o música como en un receptor de radio,
en una imagen en una pantalla deen una imagen en una pantalla de
televisión, o en operaciones lógicas,televisión, o en operaciones lógicas,
como los procesos electrónicos quecomo los procesos electrónicos que
tienen lugar en las computadoras.tienen lugar en las computadoras.

9. 1.3 Clasificación de la electrónica1.3 Clasificación de la electrónica
El campo de la electrónica se divide en tres áreasEl campo de la electrónica se divide en tres áreas
diferentes según la clase de señales y eldiferentes según la clase de señales y el
procesamiento que requieren los sistemasprocesamiento que requieren los sistemas
electrónicos.electrónicos.
a)a) La electrónica analógicaLa electrónica analógica.-.- Trata principalmenteTrata principalmente
sobre la operación y las aplicaciones de lossobre la operación y las aplicaciones de los
transistores como dispositivos de amplificación.transistores como dispositivos de amplificación.
Las señales de entrada y las de salida toman unLas señales de entrada y las de salida toman un
intervalo continuo de valores de amplitud conintervalo continuo de valores de amplitud con
respecto al tiempo.respecto al tiempo.
La funciónLa función de la electrónica analógica esde la electrónica analógica es
transportar y procesar la información que estatransportar y procesar la información que esta
contenida en una señal analógica de entrada, concontenida en una señal analógica de entrada, con
una cantidad mínima de distorsión.una cantidad mínima de distorsión.

10. El transistor como amplificadorEl transistor como amplificador
IB
IB
Ic
La señal en el colector es del orden de 200 veces la
señal que entra por la base para un transistor tipo BJT.
IC
IE

12. b)b) La electrónica digitalLa electrónica digital.-.- Es la parte de laEs la parte de la
electrónica que se relaciona en formaelectrónica que se relaciona en forma
principal con la operación y lasprincipal con la operación y las
aplicaciones de los transistores comoaplicaciones de los transistores como
dispositivos de conmutación en susdispositivos de conmutación en sus
estados de “encendido” y “apagado”.estados de “encendido” y “apagado”.
Se basa en el empleo del sistemaSe basa en el empleo del sistema
binario, es decir solo se consideran dosbinario, es decir solo se consideran dos
estados posibles 1 ( alto, encendido,estados posibles 1 ( alto, encendido,
cerrado ), 0 (bajo, apagado, abierto )cerrado ), 0 (bajo, apagado, abierto )

13. El transistor como interruptorEl transistor como interruptor
 IIBB pequeñaspequeñas  IIBB grandesgrandes

14. La electrónica digitalLa electrónica digital es la que sirve dees la que sirve de
base para el funcionamiento de losbase para el funcionamiento de los
circuitos lógicos y circuitos de memoriacircuitos lógicos y circuitos de memoria
así como para los sistemas físicosasí como para los sistemas físicos
utilizados en las operaciones deutilizados en las operaciones de
computación y proceso de datos.computación y proceso de datos.
La funciónLa función de la electrónica digital esde la electrónica digital es
transportar y procesar la información quetransportar y procesar la información que
esta constituida en la señal digital deesta constituida en la señal digital de
entrada, con una cantidad mínima de errorentrada, con una cantidad mínima de error
y con la mayor velocidad posible.y con la mayor velocidad posible.

15. CIRCUITOS LOGICOSCIRCUITOS LOGICOS

16. c)c) La electrónica de PotenciaLa electrónica de Potencia.-.- Trata sobreTrata sobre
la operación y las aplicaciones de losla operación y las aplicaciones de los
dispositivos semiconductores dedispositivos semiconductores de
potencia entre ellos: diodos de potencia,potencia entre ellos: diodos de potencia,
tiristores (SCR, Triac, Diac, etc.)tiristores (SCR, Triac, Diac, etc.)
transistores de Potencia, tales comotransistores de Potencia, tales como
conmutadores de encendido y apagadoconmutadores de encendido y apagado
para el control y conversión de potenciapara el control y conversión de potencia
eléctrica.eléctrica.

18. 1.4 Sistemas Electrónicos1.4 Sistemas Electrónicos
Un sistema electrónico es un arregloUn sistema electrónico es un arreglo
de dispositivos y componentesde dispositivos y componentes
electrónicos que tiene un conjuntoelectrónicos que tiene un conjunto
definido de entrada y salidas.definido de entrada y salidas.
Mediante el uso de transistores comoMediante el uso de transistores como
dispositivos, el sistema toma ladispositivos, el sistema toma la
información en forma de señales deinformación en forma de señales de
entrada, realiza operaciones con estasentrada, realiza operaciones con estas
señales y luego produce señales deseñales y luego produce señales de
salida.salida.

19. Figura (a) Diagrama de Bloques de un transmisor de RadioFigura (a) Diagrama de Bloques de un transmisor de Radio

20. Figura (b) Diagrama esquemático de un sistema deFigura (b) Diagrama esquemático de un sistema de
control de temperatura de un horno eléctricocontrol de temperatura de un horno eléctrico
(b)

21. 1.5 Sensores y Actuadores1.5 Sensores y Actuadores
SensorSensor.-.- Elemento que seElemento que se
encuentra en contacto directo con elencuentra en contacto directo con el
proceso a medir. Convierte laproceso a medir. Convierte la
magnitud a medir en otra ( eléctrica omagnitud a medir en otra ( eléctrica o
no ), que posteriormente el transductorno ), que posteriormente el transductor
es capaz de convertir en una señales capaz de convertir en una señal
susceptible de medida.susceptible de medida.
Los Sensores convierten variablesLos Sensores convierten variables
físicas en señales eléctricas; mientrasfísicas en señales eléctricas; mientras
los actuadores convierten señaleslos actuadores convierten señales
eléctricas en variables físicas.eléctricas en variables físicas.

22. Existen muchasExisten muchas clases de sensores,clases de sensores, entreentre
los que se incluyen:los que se incluyen:
 Termistores y termopares, para medirTermistores y termopares, para medir
temperatura.temperatura.
 Fototransistores y fotodiodos, utilizadosFototransistores y fotodiodos, utilizados
en la medición de la luz.en la medición de la luz.
 Sensores de esfuerzo y materialesSensores de esfuerzo y materiales
piezoeléctricos , para medir fuerza.piezoeléctricos , para medir fuerza.

23.  Potenciómetros, sensores inductivos yPotenciómetros, sensores inductivos y
codificadores absolutos de posición, concodificadores absolutos de posición, con
los cuales se mide el desplazamiento.los cuales se mide el desplazamiento.
 Generadores tacometricos, sensores deGeneradores tacometricos, sensores de
efecto Doppler, para medir movimientoefecto Doppler, para medir movimiento
 Micrófonos, para medir sonido, etc.Micrófonos, para medir sonido, etc.
 Sensor de nivel de liquido.Sensor de nivel de liquido.

24. TACOMETRO Y MICROFONOTACOMETRO Y MICROFONO

25. Actuadores.-Actuadores.- Son los elementos finalesSon los elementos finales
de control, tienen por función alterar elde control, tienen por función alterar el
valor de la variable manipulada con elvalor de la variable manipulada con el
fin de corregir o limitar la desviaciónfin de corregir o limitar la desviación
de valor controlado, respecto al valorde valor controlado, respecto al valor
deseado.deseado.
Los actuadores producen unaLos actuadores producen una
salida no eléctrica a partir de una señalsalida no eléctrica a partir de una señal
eléctricaeléctrica..

26. Existen muchasExisten muchas clases de actuadoresclases de actuadores,,
como:como:
 Calentadores resistivos, para producirCalentadores resistivos, para producir
calorcalor
 Diodos emisores de luz (LED) yDiodos emisores de luz (LED) y
controles variables de intensidad,controles variables de intensidad,
utilizados en el control de la cantidadutilizados en el control de la cantidad
de luz.de luz.
 Selenoides para producir fuerzaSelenoides para producir fuerza
 Medidores para indicar desplazamientoMedidores para indicar desplazamiento

27.  Motores eléctricos, que se utilizan en elMotores eléctricos, que se utilizan en el
movimiento o velocidadmovimiento o velocidad
 Parlantes o altavoces y transductoresParlantes o altavoces y transductores
para producir sonido.para producir sonido.
A los sensores y actuadoresA los sensores y actuadores también setambién se
le conocen con el nombre dele conocen con el nombre de
transductorestransductores. El altavoz es un ejemplo. El altavoz es un ejemplo
de un transductor.de un transductor.

28. PARLANTE Y MOTORPARLANTE Y MOTOR

29. 1.6 Señales electrónicas1.6 Señales electrónicas
SeñalSeñal .- Una señal se define como.- Una señal se define como
una cantidad física variando con eluna cantidad física variando con el
tiempo, el espacio o cualquier otratiempo, el espacio o cualquier otra
variable independiente.variable independiente.
Ejemplo:Ejemplo:
 La información acerca del clima estáLa información acerca del clima está
contenida en señales que representancontenida en señales que representan
temperatura del aire, presión,temperatura del aire, presión,
velocidad del viento, etc.velocidad del viento, etc.

30.  Las ondas sonoras generadas por unaLas ondas sonoras generadas por una
persona pueden ser convertidas enpersona pueden ser convertidas en
señales eléctricas por medio de unseñales eléctricas por medio de un
micrófono, que en realidad es unmicrófono, que en realidad es un
transductor de presión.transductor de presión.
 Cuando hablamos de señalesCuando hablamos de señales
eléctricas estamos hablando deeléctricas estamos hablando de
tensiones o corrientes eléctricastensiones o corrientes eléctricas
variando en el tiempo.variando en el tiempo.

31. Las señales electrónicas pueden dividirseLas señales electrónicas pueden dividirse
en dos categorías:en dos categorías:
Señales analógicas.-Señales analógicas.-También denominadasTambién denominadas
señal en tiempo continuo, se caracterizaseñal en tiempo continuo, se caracteriza
por tomar cualquier valor dentro de unospor tomar cualquier valor dentro de unos
determinados márgenes y llevadeterminados márgenes y lleva
información en su amplitud.información en su amplitud.
El nombre se deriva del hecho que estaEl nombre se deriva del hecho que esta
señal es análoga a la señal física queseñal es análoga a la señal física que
representa.representa.

32. Señales digitales.-Señales digitales.- Estas señales tomanEstas señales toman
un numero finito de niveles o estadosun numero finito de niveles o estados
entre un máximo y un mínimo. Las masentre un máximo y un mínimo. Las mas
utilizadas son las binarias, teniendo dosutilizadas son las binarias, teniendo dos
niveles asignados a los númerosniveles asignados a los números
binarios 0 y 1, que representan el estadobinarios 0 y 1, que representan el estado
1 lógico ( nivel alto ) y el estado 0 lógico1 lógico ( nivel alto ) y el estado 0 lógico
( nivel bajo ).( nivel bajo ).
Implica solo valores discretos de voltajeImplica solo valores discretos de voltaje
con respecto al tiempo.con respecto al tiempo.
Las señales analógicas y digitales sonLas señales analógicas y digitales son
señales eléctricas.señales eléctricas.

34. 1.7 Amplificadores1.7 Amplificadores
Una función fundamental deUna función fundamental de
procesamiento de señal, que se utiliza enprocesamiento de señal, que se utiliza en
alguna forma en casi todo sistemaalguna forma en casi todo sistema
electrónico, es la amplificación de unaelectrónico, es la amplificación de una
señal.señal.
La necesidad de amplificación resultaLa necesidad de amplificación resulta
porque los transductores producenporque los transductores producen
señales débiles del orden de μV o mV yseñales débiles del orden de μV o mV y
poseen poca energía.poseen poca energía.
Los amplificadores elevan el nivel deLos amplificadores elevan el nivel de
las señales que se les aplican.las señales que se les aplican.

35. Amplificadores de PotenciaAmplificadores de Potencia
Los amplificadores pueden dar soloLos amplificadores pueden dar solo
una pequeña cantidad de ganancia deuna pequeña cantidad de ganancia de
voltaje pero una considerable gananciavoltaje pero una considerable ganancia
de corrientede corriente
Símbolo de un circuito amplificadorSímbolo de un circuito amplificador

36. Ganancia de voltajeGanancia de voltaje
Un amplificador lineal acepta una señal de entradaUn amplificador lineal acepta una señal de entrada
vvI(t)I(t) y proporciona a la salida, en los terminales dey proporciona a la salida, en los terminales de
una resistencia Runa resistencia RLL de carga.de carga.

37. Ganancia de Potencia y ganancia de corrienteGanancia de Potencia y ganancia de corriente
Un amplificador aumenta la potencia de señal. Un amplificadorUn amplificador aumenta la potencia de señal. Un amplificador
proporciona a la carga una potencia mayor obtenida desde laproporciona a la carga una potencia mayor obtenida desde la
fuente de señal, es decir los amplificadores tienen ganancia defuente de señal, es decir los amplificadores tienen ganancia de
potencia.potencia.
Potencia en la carga ( PPotencia en la carga ( PLL = v= v00ii00))
Ganancia de Potencia ( AGanancia de Potencia ( APP ) =) =
Potencia de entrada ( PPotencia de entrada ( PII = v= vII iiII ))
ioio
Ganancia de corriente ( AGanancia de corriente ( Aii ) =) =
iiII
AAPP = A= AVV AAii

38. Ganancia en decibelesGanancia en decibeles
Algunos Ingenieros electrónicos expresa laAlgunos Ingenieros electrónicos expresa la
ganancia de un amplificador como una medidaganancia de un amplificador como una medida
logarítmica. En particular, la ganancia de voltajelogarítmica. En particular, la ganancia de voltaje
AAVV se puede expresar como:se puede expresar como:
Ganancia de voltaje en decibeles = 20 logGanancia de voltaje en decibeles = 20 log ||AvAv|| dbdb
Ganancia de corriente en decibeles= 20 logGanancia de corriente en decibeles= 20 log ||AAii|| dbdb
Ganancia de potencia en decibeles = 10 log AGanancia de potencia en decibeles = 10 log APP dbdb

39. Fuentes de alimentación de un amplificadorFuentes de alimentación de un amplificador
Estas fuentes de cd alimentan potencia adicional entregada a laEstas fuentes de cd alimentan potencia adicional entregada a la
carga, al igual que cualquier otra potencia que pudiera sercarga, al igual que cualquier otra potencia que pudiera ser
disipada en el circuito interno del amplificadordisipada en el circuito interno del amplificador
( Esta potencia se convierte en calor )( Esta potencia se convierte en calor )

40. Potencia de cd entregada al amplificador es:Potencia de cd entregada al amplificador es:
Pcd = VPcd = V11II11 + V+ V22II22
La ecuación deLa ecuación de balance de potenciabalance de potencia para elpara el
amplificador se describe como:amplificador se describe como:
PPcdcd+ P+ PII = P= PLL + P+ Pdisipadadisipada
Siendo:Siendo: PPII :potencia tomada de la fuente de:potencia tomada de la fuente de
señales.señales.
PPLL : potencia entregada a la carga: potencia entregada a la carga
PPdisipadadisipada : Potencia disipada en el: Potencia disipada en el
circuito del amplificadorcircuito del amplificador

41. Eficiencia de un amplificador (η)Eficiencia de un amplificador (η)
Como la potencia tomada de la fuente deComo la potencia tomada de la fuente de
señales ( Pseñales ( PII ) suele ser pequeña, la eficiencia) suele ser pequeña, la eficiencia
del amplificador se define se define como:del amplificador se define se define como:
PPLL
η = x 100%η = x 100%
PPcdcd
Parámetro importante de operación paraParámetro importante de operación para
amplificadores que manejan grandesamplificadores que manejan grandes
cantidades de potencia. Aplicación comocantidades de potencia. Aplicación como
amplificadores de salida del sistema de audioamplificadores de salida del sistema de audio

42. 1.8 Clasificación de los sistemas electrónicos1.8 Clasificación de los sistemas electrónicos
Los sistemas electrónicos se clasifican deLos sistemas electrónicos se clasifican de
acuerdo con su tipo de aplicaciónacuerdo con su tipo de aplicación
 Electrónica automotrizElectrónica automotriz
 Electrónica de comunicacionesElectrónica de comunicaciones
 Electrónica de consumoElectrónica de consumo
 Electrónica industrialElectrónica industrial
 Electrónica de instrumentaciónElectrónica de instrumentación
 MecatrónicaMecatrónica
 Electrónica medicaElectrónica medica
 Electrónica de oficinaElectrónica de oficina

43. Ejemplo de sistemas ElectrónicosEjemplo de sistemas Electrónicos

44. 1.9 Especificaciones de los sistemas1.9 Especificaciones de los sistemas
electrónicoselectrónicos
Un sistema electrónico se diseñaUn sistema electrónico se diseña
para que realice ciertas funciones upara que realice ciertas funciones u
operaciones. El desempeño de unoperaciones. El desempeño de un
sistema electrónico se especifica o sesistema electrónico se especifica o se
evalúa en función del voltaje, de laevalúa en función del voltaje, de la
corriente, de la impedancia, de lacorriente, de la impedancia, de la
potencia, del tiempo y de la frecuenciapotencia, del tiempo y de la frecuencia
en la entrada y salida del sistema.en la entrada y salida del sistema.

45. Gracias por su
atención