CIRCUITOS – INGENIERIA DE COMPUTACIÓN Y SISTEMAS - IV CICLO

21-9-2014

Clases de Circuitos

LEYES DE OHM Y KIRCHOFF

SEMICONDUCTORES.

RECTIFICADORES DE MEDIA ONDA Y ONDA COMPLETA.

TRANSISTORES BJT.

TRANSISTORES JFET Y MOSFET.

MICHAEL ANTHONY APAZA CAÑAZACAUNIVERSIDAD PRIVADA SAN JUAN BAUTISTA

ÍNDICE

1.LEY DE OHM……………………………………………………………………………2

2.LEY DE KIRCHOFF…………………………………………………………………….32.1 LA PRIMERA LEY DE

KIRCHOFF………………………………….32.2 LA SEGUNDA LEY DE

KIRCHOFF…………………………………4

3.SEMICONDUCTORES……………………………………………………………....5

4.RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA……………………………………………..6

5.RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA………………………………………7

6.TRANSISTOR BJT………………………………………………………………………8

7.TRANSISTORES JFET…………………………………………………………………9

8.TRANSISTORES MOSFET………………………………………………………….10

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9.CONCLUSIONES…………………………………………………………………......11

10.

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Ley de OhmLa ley de Ohm dice que: "la intensidad de la corriente eléctrica que circula por un conductor eléctrico es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicada e inversamente proporcional a la resistencia del mismo".En el Sistema internacional de unidades:I = Intensidad en amperios (A)V = Diferencia de potencial en voltios (V)R = Resistencia en ohmios (Ω)

La diferencia de potencial del generador "empuja " a moverse a los electrones, pero los cables y los demás elementos del circuito frenan este movimiento.

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Ley de KirchoffLas leyes (o Lemas) de Kirchhoff fueron formuladas por Gustav Kirchhoff en 1845, mientras aún era estudiante. Son muy utilizadas en ingeniería eléctrica para obtener los valores de la corriente y el potencial en cada punto de un circuito eléctrico. Surgen de la aplicación de la ley de conservación de la energía.Estas leyes nos permiten resolver los circuitos utilizando el conjunto de ecuaciones al que ellos responden.

La pr imera Ley de K i r chof fEn un circuito eléctrico, es común que se generen nodos de corriente. Un nodo es el punto del circuito donde se unen más de un terminal de un componente eléctrico. Si lo desea pronuncie “nodo” y piense en “nudo” porque esa es precisamente la realidad: dos o más componentes se unen anudados entre sí (en realidad soldados entre sí). En la figura se puede observar el más básico de los circuitos de CC (corriente continua) que contiene dos nodos.

Circuito básico con dos nodos

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Segunda Ley de K i r chof fCuando un circuito posee más de una batería y varios resistores de carga ya no resulta tan claro como se establecen las corrientes por el mismo. En ese caso es de aplicación la segunda ley de kirchoff, que nos permite resolver el circuito con una gran claridad.En un circuito cerrado, la suma de las tensiones de batería que se encuentran al recorrerlo siempre seran iguales a la suma de las caídas de tensión existente sobre los resistores.En la figura siguiente  se puede observar un circuito con dos baterías 

Circuito de aplicación de la segunda ley de Kirchoff

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SemiconductoresSon elementos, como el germanio y el silicio, que a bajas temperaturas son aislantes. Pero a medida que se eleva la temperatura o bien por la adicción de determinadas impurezas resulta posible su conducción. Su importancia en electrónica es inmensa en la fabricación de transistores, circuitos integrados, etc.Los semiconductores tienen valencia 4, esto es 4 electrones en órbita exterior o de valencia. Los conductores tienen 1 electrón de valencia, los semiconductores 4 y los aislantes 8 electrones de valencia.Los 2 semiconductores que veremos serán el Silicio y el

Germanio:

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Como vemos los semiconductores se caracterizan por tener una parte interna con carga + 4 y 4 electrones de valencia.

Rectificador de media OndaLa corriente y voltaje que las compañías distribuyen a nuestras casas, comercios u otros es corriente alterna.Para que los artefactos electrónicos que allí tenemos puedan funcionar adecuadamente, la corriente alterna debe de convertirse en corriente continua.Este es el circuito más simple que puede convertir corriente alterna en corriente continua. Este rectificador lo podemos ver

representado en la siguiente figura:

Es un simulador de un rectificador de media onda con un diodo.

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En el apartado Datos podemos introducir los valores de la tensión de entrada, la relación de espiras, la frecuencia y la resistencia de carga. En los apartados "Aproximación y Tipo" elegimos el tipo de diodos que queremos para la simulación.Cada vez que metamos nuevos datos, tenemos que pulsar la tecla "Calcular" para ver los nuevos resultados. También se puede variar la escala del eje X y del eje Y, al igual que se haría en un osciloscopio. Para ver el tipo de señal que hay en cada punto del circuito, elegimos en el área "Ver Gráficas".

Rectificador de Onda CompletaEl rectificador de onda completa utiliza ambas mitades de la señal senoidal de entrada, para obtener una salida unipolar, invierte los semiciclos negativos de la onda senoidal. En la figura se muestra una posible estructuración en la que el devanado secundario es con derivación central para obtener dos voltajes vs, en paralelo con las dos mitades del devanado secundario con las polaridades indicadas.

La siguiente figura muestra un rectificador de onda completa con 2 diodos:

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Transistor BJTes un dispositivo electrónico de estado sólido consistente en dos uniones PN muy cercanas entre sí, que permite controlar el paso de la corriente a través de sus terminales. La denominación de bipolar se debe a que la conducción tiene lugar gracias al desplazamiento de portadores de dos polaridades (huecos positivos y electrones negativos), y son de gran utilidad en gran número de aplicaciones; pero tienen ciertos inconvenientes, entre ellos su impedancia de entrada bastante baja.Se dice que los transistores bipolares son los transistores más conocidos y se usan generalmente en electrónica analógica aunque también en algunas aplicaciones de electrónica digital, como la tecnología TTL o BICMOS.

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Un transistor de unión bipolar está formado por dos Uniones PN en un solo cristal semiconductor, separados por una región muy estrecha. De esta manera quedan formadas tres regiones:

Emisor, que se diferencia de las otras dos por estar fuertemente dopada, comportándose como un metal. Su nombre se debe a que esta terminal funciona como emisor de portadores de carga.

Base, la intermedia, muy estrecha, que separa el emisor del colector.

Colector, de extensión mucho mayor.

BJT_NPN BJT_PNP BJT_COMP BJT_NRES BJT_PRES BJT_CRES

Transistores JFET El transistor FET es un dispositivo semiconductor

que controla un flujo de corriente por un canal semiconductor, aplicando un campo eléctrico perpendicular a la trayectoria de la corriente.

El transistor FET está compuesto de una parte de silicio tipo N, a la cual se le adicionan dos regiones con impurezas tipo P llamadas compuerta (gate) y que están unidas entre sí. 

El transistor de juntura bipolar es un dispositivo operado por corriente y requieren

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que a ya cambios en la corriente de base para producir cambios en la corriente de colector.

El transistor FET es controlado por tensión y los cambios en tensión de la compuerta (gate) a fuente (vgs) modifican la región de rarefacción y causan que varíe el ancho del canal.

Transistores MOSFET Los transistores MOSFET o Metal-Oxido-

Semiconductor (MOS). Son dispositivos de efecto de campo que utilizan un campo eléctrico para crear una canal de conducción.

Son dispositivos más importantes que los JFET ya que la mayor parte de los circuitos integrados digitales se construyen con la tecnología MOS.

Existen dos tipos de transistores MOS: 

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MOSFET de canal N o NMOS y MOSFET de canal P o PMOS. A su vez, estos transistores pueden ser de acumulación (enhancement) o deplexion (deplexion); en la actualidad los segundos están prácticamente en desuso y aquí únicamente serán descritos los MOS de acumulación también conocidos como de enriquecimiento.La figura indica los diferentes símbolos utilizados para describir los transistores MOS.

Conclusiones: De este modo ya estamos en poder de

valiosas herramientas de trabajo que se utilizan todos los días en la resolución de circuitos electrónicos simples, que ayudan al reparador a determinar los valores de tensión y corriente, existentes en los circuitos.

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Como conclusión diremos que un circuito eléctrico es un medio para poder hacer que exista una circulación de electrones y que estos me desarrollen un trabajo. 

Existen varios tipos de circuitos eléctricos dependiendo de varios factores, como son tipo de corriente eléctrica, tipo de carga, tipo de conexión.

La importancia de los circuitos eléctricos es tal que en cualquier instalación por sencilla o compleja que sea los tendremos y son la base de toda instalación eléctrica ya sea doméstica o industrial.

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