sábado, 5 de septiembre de 2015
martes, 18 de agosto de 2015
CIRCUITO INTEGRADO
Circuito
integrado con origen en el latín circuitus, es un concepto con varios usos y
significados. El término permite referirse al trayecto en curva cerrada, el
recorrido que termina en el punto de
partida o el terreno ubicado dentro de un perímetro Integrado, por su parte,
procede del verbo integrar (completar un todo con las partes faltantes, hacer
que algo pase a formar parte de un todo, constituir un todo). En la
electrónica, un circuito integrado es la combinación de elementos de un
circuito que están miniaturizados y que forman parte de un mismo chip.
El circuito
integrado está elaborado con un material semiconductor, sobre el cual se
fabrican los circuitos electrónicos a través de la fotolitografía. Estos
circuitos, que ocupan unos pocos milímetros, se encuentran protegidos por un
encapsulado con conductores metálicos que permiten establecer la conexión entre
dicha pastilla de material semiconductor
y el circuito impreso.
Existen
varios tipos de circuitos integrados. Entre los más avanzados y populares
pueden mencionarse los microprocesadores, que se utilizan para controlar desde
computadoras hasta teléfonos móviles y electrodomésticos. Los circuitos
integrados pueden clasificarse de diversas formas. Es posible hablar de los
circuitos monolíticos (fabricados en un único monocristal, por lo general
silicio), los circuitos híbridos de capa fina (con componetentes que exceden a la tecnología monolítica)
y los circuitos hibridos de capa gruesa (sin cápsulas, con resistencias
depositadas por serigrafía y cortes con láser). Otra clasificación se realiza
según el número de componentes y el nivel de integración. Los circuitos
integrados, en este caso, se conocen por su sigla en inglés: SSI (Small Scale
Integration), MSI (Medium Scale Integration), etc.
CLASIFICACIÓN:
Atendiendo al
nivel de integración – número de componentes – los circuitos integrados se
clasifican en:
SSI (Small
Scale Integration) pequeño nivel: de 10 a 100 transistores
MSI (Medium
Scale Integration) medio: 101 a 1.000 transistores
LSI (Large
Scale Integration) grande: 1.001 a 10.000 transistores
VLSI (Very
Large Scale Integration) muy grande: 10.001 a 100.000 transistores
ULSI (Ultra
Large Scale Integration) ultra grande: 100.001 a 1.000.000 transistores
GLSI (Giga
Large Scale Integration) giga grande: más de un millón de transistores
Circuitos integrados analógicos:
Pueden
constar desde simples transistores encapsulados juntos, sin unión entre ellos,
hasta circuitos completos y funcionales, como amplificadores, osciladores o
incluso receptores de radio completos.
Circuitos integrados digitales:
Pueden ser
desde básicas puertas lógicas (AND, OR, NOT) hasta los más
complicados microprocesadores o microcontroladores.
Algunos son
diseñados y fabricados para cumplir una función específica dentro de un sistema
mayor y más complejo.
https://www.youtube.com/watch?v=f3IUVvJ2XgI
Comentario:
La forma como
describe y cuenta la historia de la creación y evolución del transistor hace
que se pueda entender mejor, más parece una tragedia griega como dice el autor
y hace reconocer en los contextos que se presentan las situaciones, si bien es
un poco larga lo vale creo que cualquier persona que vea el video podría tomar
conciencia de la importancia de este dispositivo y de los avances tecnológicos.
COOLMOS
El COOLMOS,
es una tecnología nueva de MOSFET de potencia para alto voltaje. Se implementa
mediante una estructura de compensación en la región vertical de desplazamiento
de un MOSFET, para mejorar la resistencia en estado activo. Para un mismo
encapsulado, tiene menor resistencia en estado activo en comparación con la de
otros MOSFET. Las perdidas de conducción son 5 veces menores, cuando menos en
comparación con las de la tecnología MOSFET convencional. El COOLMOS es capaz
de manejar de dos a tres veces mas potencia de salida que la de un MOSFET
convencional en el mismo encapsulado. El área activa de microcircuito de un COOLMOS
es unas 5 veces menor que la de un MOSFET normal.
Los
portadores mayoritarios solo proporcionan la conductividad eléctrica. Como no
hay contribución de corriente bipolar, las perdidas de conmutación son iguales
a las de los MOSFET convencionales. Se aumenta el dopado de la capa que
sostiene el voltaje más o menos, en un orden de magnitud. Se insertan bandas
verticales p adicionales en la estructura para compensar el exceso de carga n
que contiene la corriente. El campo eléctrico en el interior de la estructura
esta fijado por la carga neta de las dos columnas con dopados opuestos. De este
modo se puede obtener una distribución casi horizontal del campo, si ambas
regiones se compensan entre si en forma perfecta. La fabricación de pares
adyacentes dopadas con p y con n con una carga neta prácticamente de cero
requiere una manufactura de precisión. Todo desequilibrio de cargas influye sobre
el voltaje de bloqueo del dispositivo. Para mayores voltajes de bloqueo solo se
tiene que aumentar la profundidad de las columnas sin necesidad de alterar el
dopado. Esto conduce a una relación lineal entre el voltaje de bloqueo y la
resistencia en estado activo
Por ejemplo
la resistencia es de 70 m_ para un COOLMOS de 600 V, 70 A. El COOLMOS tiene una
característica v-i lineal con un bajo voltaje umbral. Los dispositivos COOLMOS
se pueden usar en aplicaciones hasta límites de potencia de 2 KVA, como suministros
de corriente para estaciones de trabajo y servidor, fuentes interrumpibles de
energía (UPS), convertidores de alto voltaje para sistemas de microondas,
hornos de inducción y equipos de soldadura. Estos dispositivos pueden
reemplazar a los MOSFET convencionales de potencia en todas sus aplicaciones en
la mayor parte de los casos sin adaptación alguna del circuito. A frecuencias
de conmutación mayores a 100 KHZ, los dispositivos COOLMOS ofrecen una mejor
capacidad de manejo de corriente, como por ejemplo un área mínima requerida de
microcircuito para determinada corriente. Tienen la ventaja de tener un diodo
inverso intrínseco. Toda oscilación parasita que pudiera causar disparos
negativos del voltaje entre drenaje y fuente se fija a un valor definido por el
diodo.
Transistor IGBT
Símbolo más
extendido del IGBT: Gate o puerta (G), colector (C) y emisor (E).
El transistor
bipolar de puerta aislada (IGBT, del inglés Insulated Gate
Bipolar Transistor) es un dispositivo semiconductor que
generalmente se aplica como interruptor controlado en circuitos de electrónica
de potencia. Este dispositivo posee la características de las señales de puerta
de los transistores de efecto campo con la capacidad de alta corriente y
bajo voltaje de saturación del transistor bipolar, combinando una puerta
aislada FET para la entrada de control y un transistor bipolar como
interruptor en un solo dispositivo. El circuito de excitación del IGBT es como
el del MOSFET, mientras que las características de conducción son como las del
BJT.
Los
transistores IGBT han permitido desarrollos que no habían sido viables hasta
entonces, en particular en los Variadores de frecuencia así como en
las aplicaciones en máquinas eléctricas y convertidores de potencia
que nos acompañan cada día y por todas partes, sin que seamos particularmente
conscientes de eso: automóvil, tren, metro, autobús, avión, barco, ascensor, electrodoméstico, televisión, domótica, Sistemas
de Alimentación Ininterrumpida o SAI (en Inglés UPS), etc.
Características
El IGBT es
adecuado para velocidades de conmutación de hasta 100 kHz y ha
sustituido al BJT en muchas aplicaciones. Es usado en aplicaciones de
altas y media energía como fuente conmutada, control de la tracción en
motores y cocina de inducción. Grandes módulos de IGBT consisten en muchos
dispositivos colocados en paralelo que pueden manejar altas corrientes del
orden de cientos de amperios con voltajes de bloqueo de 6.000 voltios.
Se puede
concebir el IGBT como un transistor Darlington híbrido. Tiene la
capacidad de manejo de corriente de un bipolar pero no requiere de la corriente
de base para mantenerse en conducción. Sin embargo las corrientes transitorias
de conmutación de la base pueden ser igualmente altas. En aplicaciones de
electrónica de potencia es intermedio entre los tiristores y
los mosfet. Maneja más potencia que los segundos siendo más lento que
ellos y lo inverso respecto a los primeros.
Este es un
dispositivo para la conmutación en sistemas de alta tensión. La tensión de
control de puerta es de unos 15 V. Esto ofrece la ventaja de controlar
sistemas de potencia aplicando una señal eléctrica de entrada muy débil en la
puerta.
Transistor de Inducción Estática (SIT)
Componente electrónico de recién creación el
cual es usado en diferentes aplicaciones, es de alta potencia y frecuencia.
El mismo es muy similar a los JFET, excepto por su construcción vertical y
su compuerta enterrada. Se los utiliza en amplificadores de potencia
lineal en audio, DHF, UHF y microondas. No se los
utiliza como conmutador por la alta caída de tensión en sus terminales.
Descripción
El Dispositivo más
importante bajo desarrollo es el transistor de inducción estática (SIT), en la
figura se muestra una sección
transversal. El SIT es un dispositivo portador mayoritario (unipolar) en el que
el flujo de electrones de la fuente al drenaje es controlado por un
potencial de barrera en el semiconductor de dos dimensiones con forma
de silla de montar entre las compuertas metálicas. Sí el dopado y las
dimensiones laterales son escogidas adecuadamente, la altura del potencial de
barrera será modulado por la compuerta y el drenaje. Debido a que la corriente se
incrementa exponencialmente conforme el potencial de barrera es disminuido, las
características de la salida del SIT son usualmente no saturadas o de manera de
tríodo, pareciéndose a un tríodo de tubo al vacío. Los electrones fluyen de la
fuente al drenaje a través de un punto ensillado de potencial electrostático
entre los electrodos de compuerta. El mismo cuenta con tres terminales la
Puerta (G), Drenador (D) y Surtidor (S). Su simbología para identificarlo es la
que se muestra en la figura .
Características
.Bajo nivel de ruido
.Baja distorsión
.Alta capacidad de
potencia en audio frecuencia.
.Los tiempos de
activación y desactivación son muy pequeños, típicamente 0,25us.
.La caída de tensión en
estado activo es alta, típicamente de 90volt para un dispositivo de 180A y de
18Volt .para uno de 18A
.Estos pueden llegar
hasta 300A y 1200V.
.Velocidad de
conmutación tan alta como 100kHz
.Baja resistencia en
serie de compuerta
.Baja capacitancia compuerta fuente
.Resistencia térmica pequeña
lunes, 17 de agosto de 2015
Transistor de
efecto de campo
El
transistor de efecto de campo de unión (JFET),
fue el primer transistor de efecto de campo en la práctica. Lo forma una barra
de material semiconductor de silicio de tipo N o P. En los terminales de la
barra se establece un contacto óhmico, tenemos así un transistor de efecto de
campo tipo N de la forma más básica. Si se difunden dos regiones P en una barra
de material N y se conectan externamente entre sí, se producirá una puerta. A
uno de estos contactos le llamaremos surtidor y al otro drenador.
Aplicando tensión positiva entre el drenador y el surtidor y conectando la puerta al
surtidor, estableceremos una corriente, a la que llamaremos corriente de
drenador con polarización cero. Con un potencial negativo de puerta al que
llamamos tensión de estrangulamiento, cesa la conducción en el canal.
TRANSISTOR DE UNIÓN BIPOLAR (BJT)
El transistor de unión bipolar (o BJT, por
sus siglas del inglés Bipolar Junction Transistor) se fabrica básicamente sobre
un cristal de germanio, silicio o arseniuro de galio, que tienen cualidades de
semiconductores, estado intermedio entre conductores como los metales y los
aislantes como el diamante. Sobre el sustrato de cristal, se contaminan en
forma muy controlada tres zonas, dos delas cuales son del mismo tipo, NPN o
PNP, quedando formadas dos uniones NP.
La zona N con elementos donantes de
electrones (cargas negativas) y la zona P de aceptadores o
<<huecos>> (cargas
positivos). Normalmente se utilizan como elementos aceptadores P al Indio (In),
Aluminio (Al) o Galio (Ga) y donantes N al Arsénico (As) o Fósforos (P).
La configuración de uniones P o N, dan como resulta
transistores PNPN o NPN, donde la letra intermedia siempre corresponde a la
característica de la base, y las otras dos al emisor y al colector que, si bien
son del mismo tipo y de signo contrario a la base, tienen diferente
contaminación entre ellas (por lo general, el emisor está mucho más contaminado
que el colector)
El mecanismo que representa el comportamiento semiconductor dependerá de dichas contaminaciones, de la geometría asociada y del tipo de tecnología de contaminación (difusión gaseosa, epitaxial, etc) y del comportamiento cuántico de la unión.
El mecanismo que representa el comportamiento semiconductor dependerá de dichas contaminaciones, de la geometría asociada y del tipo de tecnología de contaminación (difusión gaseosa, epitaxial, etc) y del comportamiento cuántico de la unión.
sábado, 15 de agosto de 2015
LOS ELEMENTOS ACTIVOS O DISCRETOS
Es conveniente conocer el
material del que están hechos y sus peculiares propiedades eléctricas, sin las
cuales la electrónica tal y como se conoce no existiría. Se trata de los
materiales semiconductores, que son pieza clave en el desarrollo de diodos,
transistores, circuitos integrados y demás componentes que se utilizan en los modernos circuitos electrónicos. Precisamente, porque
es debido a las propiedades físicas tan particulares que tienen estos
materiales, que se pueden construir dispositivos diminutos que funcionan como
interruptores de paso, amplificadores, rectificadores, sensores, indicadores,
etcétera.
EL DIODO SEMICONDUCTOR
Un diodo es un componente electrónico de dos
terminales que permiten la circulación de la corriente eléctrica a través de él
en un solo sentido. Este término generalmente se usa para referirse al diodo semiconductor, el más común en la
actualidad, consta de una pieza de cristal semiconductor conectada a dos
terminales eléctricos.
RECONOCIMIENTO DE TRANSFORMADORES
Se denomina transformador a un
dispositivo eléctrico que permite aumentar o disminuir la tensión en un
circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la potencia.
Este elemento eléctrico se
basa en el fenómeno de la inducción electromagnética, ya que si aplicamos una
fuerza electromotriz alterna en el devanado primario, debido a la variación de
la intensidad y sentido de la corriente alterna, se produce la inducción de un
flujo magnético variable en el núcleo de hierro.
Este flujo originará por inducción electromagnética, la aparición
de una fuerza electromotriz en el devanado secundario. La tensión en el
devanado secundario dependerá directamente del número de espiras que tengan los
devanados y de la tensión del devanado primario y secundario según correspondan a la entrada o salida del sistema en cuestión respectivamente.
https://es.wikipedia.org/wiki/Transformador
RECONOCIMIENTO DE LAS BOBINAS
Son componentes pasivos de dos terminales que generan un
flujo magnético cuando se hacen circular por ellas una corriente eléctrica. Se
fabrican arrollando un hilo conductor sobre un núcleo de material
ferromagnético o al aire. Su unidad de medida es el Henrio (H) en el Sistema
Internacional pero se suelen emplear
los submúltiplos mH. Sus símbolos normalizados son los siguientes:
Existen bobinas de diversos
tipos según su núcleo y según tipo de arrollamiento. Su aplicación principal es
como filtro en un circuito electrónico, denominándose comúnmente, choques.
TIPOS DE BOBINAS
1. FIJAS
A Con núcleo de aire
El conductor se arrolla sobre
un soporte hueco y posteriormente se retira este quedando con un aspecto
parecido al de un muelle. Estas bobinas pueden tener temas intermedias, en este
caso se pueden considerar como 2 o más bobinas arrolladas sobre un mismo
soporte y conectadas en serie. Igualmente se utilizan para frecuencias elevadas.
B Con núcleo sólido
Poseen
valores de inductancia más altos que los anteriores debido a su nivel elevado
de permeabilidad magnética. El núcleo suele ser de un material ferromagnético.
2. VARIABLES
También se fabrican bobinas
ajustables. Normalmente la variación de inductancia se produce por
desplazamiento del núcleo.
RECONOCIMIENTO DE CONDENSADORES Y UTILIZACIÓN DEL
MULTIMETRO
RECONOCIMIENTO DE
CONDENSADORES:
Básicamente un condensador es
un dispositivo capaz de almacenar energía en forma de campo eléctrico. Está
formado por dos armaduras metálicas paralelas (generalmente de aluminio)
separadas por un material dieléctrico. Tiene
una serie de características tales como capacidad, tensión de trabajo,
tolerancia y polaridad, que debemos aprender a distinguir. En la versión más
sencilla del condensador, no se pone nada entre las armaduras y se las deja con
una cierta separación, en cuyo caso se dice que el dieléctrico es el aire.
.Capacidad: Se mide en Faradios (F), aunque esta unidad resulta tan
grande que se suelen utilizar varios de los submúltiplos, tales como
microfaradios (µF=10-6 F), nanofaradios (nF=10-9 F) y picofaradios (pF=10-12
F).
.Tensión de trabajo: Es la máxima tensión que puede aguantar un
condensador, que depende del tipo y grosor
del dieléctrico con que esté fabricando. Si se supera dicha tensión, el
condensador puede perforarse (quedar
cortocircuitado) y/o explotar. En este sentido hay que tener cuidado al elegir
un condensador de forma que nunca trabaje a una tensión superior a la máxima.
.Tolerancia: Igual
que en las resistencias, se refiere el error máximo que puede existir entre la
capacidad real del condensador y la capacidad
indicada sobre su cuerpo.
.Polaridad: Los condensadores electrolíticos y en general los de
capacidad superior a 1 µF tienen polaridad, eso es, que se les debe aplicar la
tensión prestando atención a sus
terminales positivo y negativo. Al contrario que los inferiores a 1µF, a los
que se puede aplicar tensión en cualquier sentido, los que tienen polaridad
pueden explotar en caso de ser ésta la incorrecta.
TIPOS DE CONDENSADORES:
Vamos a mostrar a continuación
una serie de condensadores de los más típicos que se ´puedan encontrar. Todos
ellos están comparados en tamaño a una moneda.
2.
Electrolíticos de
tántalo o de gota.
3.
De poliéster metalizado
MKT.
4.
De poliéster
5.
De poliéster tubular.
6.
Cerámico “de lenteja” o
“de disco”.
7.
Cerámico “de tubo”.
jueves, 13 de agosto de 2015
Reconocimiento
de Resistencias:
Las resistencias son
fabricadas en una gran variedad de Formas y tamaños. En las más grandes, el
valor de la resistencia se imprime directamente en el cuerpo de la resistencia,
pero en las más pequeñas, por razones de falta de espacio, esto no se puede hacer
y se recurre a un código de colores. Sobre estas resistencias se pintan unas
bandas de colores. Cada color representa un número que se utiliza para obtener
el valor final de resistencia. Las dos primeras bandas indican las dos primeras
cifras del valor de la resistencia, la
tercera banda indica por cuánto hay que multiplicar el valor anterior para
obtener el valor final, y la cuarta banda nos indica el margen de incertidumbre
o tolerancia del valor obtenido. Así, el valor dela resistencia se obtiene aplicando
la siguiente expresión: R=(AB X C)D
Manejo del multímetro digital en corriente continúa
El
multímetro es un instrumento para la medida de las magnitudes eléctricas de un
circuito: resistencia de un conductor, fuerza electromotriz del generador
(fem), diferencia de potencial (ddp) entre dos puntos, intensidad de corriente
que circula por una resistencia o una rama. Estas tres últimas magnitudes se
pueden medir tanto si se tiene un circuito en corriente continua como si es de
corriente alterna. Las diferentes magnitudes que puede medir un multímetro se
selecciona mediante un conmutador que posee en su cara frontal, y para conectar
el polímetro al circuito se dispone de un par de cables: uno de color negro y
otro de color rojo.
Medida de resistencias:
1.-
Situar el conmutador en la posición OHM, y conectar el cable negro en el borne
COM (borne negativo) y el cable rojo en el borne V/borne positivo)
2.-
Para medir una resistencia, debe estar desconectada de cualquier circuito.
3.-Tocar
con cada punta de medida de cada extremo de la resistencia.
4.-
Girar el conmutador partiendo de la mínima posición hasta obtener una lectura
en el display.
Método:
1.-
Leer el valor teórico de las resistencias utilizando el código de colores y
calcular su valor.
2.-
Calcular la tolerancia de dicho valor teórico.
3.-
Medir con el multimetro el valor real de cada resistencia.
4.-Calcular
la diferencia relativa (%) entre ambas lecturas, comprobando que esta
diferencia es menor que la tolerancia.
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