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.
ELECTRÓNICA ANÁLOGA Y DE
POTENCIA
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: PrenticeHall 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 PrenticeHall, 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).
DIODOS SEMICONDUCTORES
Breve reseña histórica
Invención del transistor en los laboratorios Bell en 1947
John Bardeen
Walter Houser Brattain
William Shockley
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_AS
IC.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/20070
9/24/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/b
11_5.gif
DIODOS SEMICONDUCTORES
Fundamentos de los semiconductores
Ionización: Ganar o perder un electrón
Ión negativo
Ión positivo
Electrón libre
http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/42/imgs
/rac15p047.gif
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
Bandas prohibidas
http://varinia.es/blog/wp-content/uploads/2009/12/bandas_energia.jpg
DIODOS SEMICONDUCTORES
Conducción en cristales semiconductores
Electrones y huecos de conducción
http://varinia.es/blog/wp-content/uploads/2009/12/fotones.jpg
DIODOS SEMICONDUCTORES
Semiconductor intrínseco
Si
Si
Si
0ºK
Si
Si
Si
Si: silicio
Grupo IV de la
tabla periódica
Si
Si
Si
http://www.ate.uniovi.es/ribas/...05/Electronica.../Diodos_parte1.pps
DIODOS SEMICONDUCTORES
Semiconductor intrínseco
Si
Si
Si
Si
Si
+
Si
Electrón
0ºK
300ºK
Hueco
Si
Si
Si
http://www.ate.uniovi.es/ribas/...05/Electronica.../Diodos_parte1.pps
DIODOS SEMICONDUCTORES
Semiconductor intrínseco: acción de un campo eléctrico
-
+
Si
-
+
Si
Si
+
+
Si
+
Si
Si
-
+
-
+
-
Si
Si
Si
+
http://www.ate.uniovi.es/ribas/...05/Electronica.../Diodos_parte1.pps
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
http://www.ate.uniovi.es/ribas/...05/Electronica.../Diodos_parte1.pps
DIODOS SEMICONDUCTORES
Tipos de materiales de acuerdo a las bandas
de energía
http://personales.upv.es/jquiles/prffi/semi/ayuda/bandas.gif
DIODOS SEMICONDUCTORES
Semiconductor extrínseco : TIPO N
Sb: antimonio
Si
Si
Si
Si
Sb
Si
Si
+
Si
Si
Si
Impurezas del
grupo V de la
tabla periódica
Es necesaria muy
poca energía para
ionizar el átomo de
Sb
A temperatura ambiente todos los átomos de impurezas se encuentran ionizados
http://www.ate.uniovi.es/ribas/...05/Electronica.../Diodos_parte1.pps
DIODOS SEMICONDUCTORES
Semiconductor extrínseco : TIPO N
Sb
+
Sb
+
Sb
+
Electrones libres
Sb
+
Sb
+
Impurezas grupo V
Sb
+
Sb
+
Sb
+
Sb
+
Sb
+
Sb
+
Sb
+
Sb
+
Sb
+
Sb
+
Sb
+
300ºK
Átomos de impurezas ionizados
Los portadores mayoritarios de carga en un semiconductor tipo N son
electrones libres
http://www.ate.uniovi.es/ribas/...05/Electronica.../Diodos_parte1.pps
DIODOS SEMICONDUCTORES
Semiconductor extrínseco : TIPO P
Al: aluminio
+
Si
Si
Si
Si
Al
Si
Si
Si
Si
-
Si
Impurezas del
grupo III de la
tabla periódica
Es necesaria muy
poca energía para
ionizar el átomo de
Al
A temperatura ambiente todos los átomos de impurezas se encuentran ionizados
http://www.ate.uniovi.es/ribas/...05/Electronica.../Diodos_parte1.pps
DIODOS SEMICONDUCTORES
Semiconductor extrínseco : TIPO P
Al
Al
-
Al
-
Huecos libres
Al
-
Al
-
Impurezas grupo III
Al
-
Al
Al
-
Al
-
Al
-
Al
-
Al
-
Al
Al
-
Al
-
Al
-
300ºK
Átomos de impurezas ionizados
Los portadores mayoritarios de carga en un semiconductor tipo P son
Huecos. Actúan como portadores de carga positiva.
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La unión P-N
La unión P-N en equilibrio
-
-
-
-
-
-
-
+
-
Semiconductor tipo P
+
+
+
+
+
+
+
-
+
+
+
+
-
-
-
+
+
+
+
Semiconductor tipo N
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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.
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