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.
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). ELECTRÓNICA ANÁLOGA
Y DE POTENCIA
DIODOS SEMICONDUCTORES Breve reseña histórica
William Shockley Walter Houser Brattain John Bardeen
Invención del transistor en los laboratorios Bell en
1947
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
http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/42/imgs/rac15p047.gif
(Gp:) Ión negativo (Gp:) Ión positivo (Gp:)
Electrón libre
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
http://varinia.es/blog/wp-content/uploads/2009/12/bandas_energia.jpg
(Gp:) Bandas prohibidas
DIODOS SEMICONDUCTORES Conducción en cristales
semiconductores Electrones y huecos de conducción
http://varinia.es/blog/wp-content/uploads/2009/12/fotones.jpg
Si (Gp:) Si (Gp:) Si (Gp:) Si (Gp:) Si (Gp:) Si (Gp:) Si (Gp:) Si
(Gp:) Si 0ºK Semiconductor intrínseco Si: silicio
Grupo IV de la tabla periódica DIODOS SEMICONDUCTORES
http://www.ate.uniovi.es/ribas/…05/Electronica…/Diodos_parte1.pps
Si (Gp:) Si (Gp:) Si (Gp:) Si (Gp:) Si (Gp:) Si (Gp:) Si (Gp:) Si
(Gp:) Si 0ºK (Gp:) 300ºK + Semiconductor
intrínseco (Gp:) Electrón (Gp:) Hueco DIODOS
SEMICONDUCTORES
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Si (Gp:) Si (Gp:) Si (Gp:) Si Si (Gp:) Si (Gp:) Si (Gp:) Si (Gp:)
Si + Semiconductor intrínseco: acción de un campo
eléctrico (Gp:) + + + + + + (Gp:) – – – – – – + DIODOS
SEMICONDUCTORES
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Conducción en cristales semiconductores DIODOS
SEMICONDUCTORES
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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
DIODOS SEMICONDUCTORES Tipos de materiales de acuerdo a las
bandas de energía
http://personales.upv.es/jquiles/prffi/semi/ayuda/bandas.gif
Semiconductor extrínseco Si (Gp:) Si (Gp:) Si (Gp:) Si
(Gp:) Si (Gp:) Si (Gp:) Si (Gp:) Si (Gp:) Si Sb: antimonio
Impurezas del grupo V de la tabla periódica Sb : TIPO N Es
necesaria muy poca energía para ionizar el átomo de
Sb + A temperatura ambiente todos los átomos de impurezas
se encuentran ionizados DIODOS SEMICONDUCTORES
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Semiconductor extrínseco : TIPO N (Gp:) Sb (Gp:) Sb (Gp:)
Sb (Gp:) Sb (Gp:) Sb (Gp:) Sb (Gp:) Sb (Gp:) Sb (Gp:) Sb (Gp:) Sb
(Gp:) Sb (Gp:) Sb (Gp:) Sb (Gp:) Sb (Gp:) Sb (Gp:) Sb (Gp:)
Impurezas grupo V 300ºK (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) +
(Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) +
(Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) Electrones libres (Gp:)
Átomos de impurezas ionizados Los portadores mayoritarios
de carga en un semiconductor tipo N son electrones libres DIODOS
SEMICONDUCTORES
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Semiconductor extrínseco Si (Gp:) Si (Gp:) Si (Gp:) Si Si
(Gp:) Si (Gp:) Si (Gp:) Si (Gp:) Si Al: aluminio Impurezas del
grupo III de la tabla periódica Al : TIPO P Es necesaria
muy poca energía para ionizar el átomo de Al – A
temperatura ambiente todos los átomos de impurezas se
encuentran ionizados + DIODOS SEMICONDUCTORES
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Semiconductor extrínseco : TIPO P (Gp:) Al (Gp:) Al (Gp:)
Al (Gp:) Al (Gp:) Al (Gp:) Al (Gp:) Al (Gp:) Al (Gp:) Al (Gp:) Al
(Gp:) Al (Gp:) Al (Gp:) Al (Gp:) Al (Gp:) Al (Gp:) Al (Gp:)
Impurezas grupo III 300ºK (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) –
(Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) –
(Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) Huecos libres (Gp:)
Átomos de impurezas ionizados Los portadores mayoritarios
de carga en un semiconductor tipo P son Huecos. Actúan
como portadores de carga positiva. DIODOS SEMICONDUCTORES
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La unión P-N La unión P-N en equilibrio (Gp:) –
(Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) –
(Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) +
(Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) +
(Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) +
Semiconductor tipo P Semiconductor tipo N
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La unión P-N La unión P-N en equilibrio – – – – – –
– – – – – – + + + + + + + + + + + Semiconductor tipo P
Semiconductor tipo N – – – – + + + + + (Gp:) + (Gp:) – (Gp:) Zona
de transición 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.
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