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SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL
MECNICA DE
PRODUCCIN
FASCCULO DE APRENDIZAJE
ELECTRNICA
Tcnico de Nivel Medio.
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AUTORIZACIN Y DIFUSIN
MATERIAL DIDCTICO ESCRITO
FAM. OCUPACIONAL : METALMECNICA.
ESPECIALIDAD : MECNICA DE PRODUCCIN.
NIVEL : TCNICO MEDIO.
Con la finalidad de facilitar el arendi!a"e en el de#arrollo de la for$aci%n & caacitaci%n en lae#ecialidad de MECNICA DE PRODUCCIN a nivel nacional & de"ando la o#i'ilidad de (n
$e"ora$iento & act(ali!aci%n er$anente) #e a(tori!a la APLICACIN * DI+U,IN de $aterialdid-ctico e#crito referido a ELECTRNICA.
Lo# Directore# onale# & /efe# de Unidade# Oerativa# #on lo# re#on#a'le# de #( dif(#i%n &alicaci%n oort(na.
DOCUMENTO APROBADO POR ELGERENTE TCNICO DEL SENATI
N0 de P-1ina2............3442...........22
+ir$a 22222222222222..No$'re5 /or1e ,aavedra 6a$%n
+ec7a5 222289 : 84 ;
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ELECTRONICA
IN DICE
3. Presentaci6n --------------------------------. =
2. Tarea 1
~ Arma circuitos resistivos ------------------------ 3 -1
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ELECTR6NICA
EI +resente manua# %e a+ren%i)a*e %e #a es+ecia#i%a% %e /ECANICA
DE PROD0CCION corres+on%e a #a asinatura ELECTRONICA.
En esta asinatura se estu%ian #os %i"erentes circuitos
concemientes a recti"ica%ores +ara "uentes %e a#irnentacion circuitos con
am+#i"ica%ores a transistores a%ernas tam(ien veremos %i"erentes
circuitos %e o+eraciones matematicas.
34 Arma circuitos resistivos
!#) !eri"ica #a Le$ %e O&m
!#) !eri"ica #as #e$es %e 'irc&o""
34 Armar"uentes %e a#imentacion esta(i#i)a%a "i*a
34 Armarcircuitos am+#i"ica%ores con transistores
!#) Armar circuitos %e +u#so
34 Armarcircuitos %e +otencia
Este manua# %e a+ren%i)a*e inc#u$e %i"erentes e*ercicios $ tareas
%e re"or)amiento 5ue +ermittran tener mas &a(i#i%a% teorica $ +ractica en
#os %i"erentes circuitos %e corriente continua $ a#tema.
E#a(ora%o en #a ona#
Ano
Instructor
Lam(a$e5ue Ca*amarca Norte
2005
In. 7uan 8arcia Ane#es
/ECANICA DE PROD0CCI6N =
3
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ARMA CIRCUITOS RESISTIVOS
/ECANICA DE PROD0CCI6N ; 30012 - 10012 12 - 4(012 Q
3 - 6 12 - 1000#2 100#1 Q
100#1 - 1000#2 -? IIM
/ontan%o e# sistema %e ecuaciones tenemos;
-30011 100#2 6 IM100 '1 - 1000#2 -? IIM
/u#ti+#ican%o #a ecuaci6n IM +or 1 tenemos;
-300011 1000#2 >8
100 '1 - 1 '2 -?
MECANICA DE PRODUCCI6N ?9
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-2?
;
~3 E I E ..>. R
; -
Las "uentes rea#es son e5uiva#entes si ante iua# ecitacion tienen iua# res+uesta
entonces ensa$amos una;
r;;;;..) ;.^l v Ecitaci6n a+#ica%a Res+uesta %e corriente
vQ E iR
. v E1---
R R
Ensa$an%o #a otra "uente;i
T
I t R v
Por #a 1a Le$ %e 'irc&o"";
. 23 -
R
. v1--1
R
Por 38tanto son e5uiva#entes si tienen #a misma resistencia $ si 1 $I R Le$ %e O&mM
MECANICA DE PRODUCCI6N 9@
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=
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ELECTR6NICA
ARMAR 'UENTE DE A&IMENTACION
ESTABI&I:ADA 'IJA
/ECANICA DE PROD0CCI6N 94
?
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8)3 A
1N
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r
OPERACION
Reco"ocerlos te""i"ales *e u" *io*o8
En esta o+eraci6n se reconoce #os termina#es %e un %io%o es %ecir cua# es e# ano%o 8 cato%o.
PROCESO DE EJECUCION
1.e#eccione e# rano %e me%ici6n via s]itc& %e se#ecci6n %e "unci6n %e me%ici6n.
2. Conecte e# ca(#e %e +rue(a nero a# enc&u"e $ e# ca(#e %e +rue(a ro*o a# enc&u"ep#4
3. e#eccione #a +rue(a %e %io%o via #atec#a ,elect. EIsim(o#o %io%o a+arece en e# %is+#a$.9. Lea e# resu#ta%o %e #a me%ici6n en #a +anta##a & %e%u)ca seun e# ra"ico e# ano%e $ cato%o
%e#%io%o.
/$CATODO ANODO
Jiura 1.
PRECAUCIONES
Previo a #a +rue(a %e %io%o %e(e aseurarse 5ue e# %io%o a ser+ro(a%o no esta activo. EI %escui%o a cum+#ir esta recomen%aci6n+ue%e con%ucir a +e#irosas &eri%as cor+ora#es %e usuario a causar%arios a# instrumento.
A%iciona#mente vo#ta*es etrarios "a#sean e# resu#ta%o %e me%ici6n.
%;&&!' Circuitos semicon%uctores $ resistores en +ara#e#o a# %io%o
+ue%e causar resu#ta%os %e me%ici6n "a#sea%os.
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ELECTR6NICA
OBSERVACIONES
- e %e(e tener +resente 5ue e# %io%o con%uce #a corriente con un so#o senti%o esto 5uiere
%ecir 5ue a# momento %e rea#i)ar #a me%ici6n e# %io%o so#amente rnostrara #ectura en unso#o senti%o.
I
ANODO CATODO
- Cuan %o se conecta e# ca(#e %e +rue(a ro*o a# ano%e $ e# ca(#e %e +rue(a nero a# cato%oen e# mu#titester se muestra una #ectura sin em(aro a# momento %e invertir #os ca(#es %e+rue(a $ en e# mu#titester se siue re"#e*an%o #a #ectora se %ice 5ue e# %io%o esta averia%o
es %ecir se esta com+ortan%o como ca(#e.
- Cuan%o se conectan #as +untas %e +rue(a ro*o & nero a #os termina#es ano%e & catodo %e#%io%o res+ectivamente $ en e# mu#titester no se muestra #a #ectura cuan%o se invierten #osca(#es tam(ien no muestra #ectura se %ice 5ue e# %io%o esta averia%o es %ecir se com+ortacomo un circuito a(ierto.
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ELECTRONICA
OPERACI6N
A""ar u" recti#ica*or*e me*ia o"*a8
PROCESO DE EJECUCION
Recti#ica*or *e me*ia O"*a
1. Ca#cu#e #a tensi6n %e ti+o inversa %e resistor %e cara %e 1 . Ca#cu#e tam(ien #a tensi6n
me%ia en #a sa#i%a #a corriente CC $ #a "recuencia %e #a on%u#aci6n. Reistre sus va#ores
ca#cu#a%os en #a ta(#a 1.
En #a "iura 2 #a tensi6n en e# secun%ario %e# trans"orma%or es %e 12!ca. Nomina#.
2. /onte e# circuito recti"ica%or %e me%ia on%a mostra%o en #a "iura.
3. /i%a #a tensi6n e"ica) en e# secun%ario %e# trans"orma%or $ note en #a ta(#a 1.
9. /i%a $ anote #a tensi6n me%ia %e cara. /i%a $ anote #a corriente me%ia %e# %io%o.
D
.............. CT 1P.O
Jiura 2
. Conecte e# osci#osco+io +ara o(servar #a "orma %e on%a %e #a tensi6n en #a cara RLM
Anote e# va#or %e #a tensi6n %e +ico %e #a sena# recti"ica%a. A continuaci6n mi%a e# +erio%o
%e #a tensi6n %e sa#i%a. Ca#cu#e #a "recuencia %e #a on%u#aci6n $ anote e# resu#ta%o en #a
ta(#a 1.
Ta(#a 1. Recti"ica%or %e /e%ia On%a
MAGNITUD
i6 7i8"9 en e# 8:"/i
REPRESENTACI()N
V
CALCULADO MEDIDO
i %epi8 i;/"
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ELECTRONICA
OPERACION
Armar recti#ica*or *e ue"te *e *io*os8
PROCESO DE EJECUCION
1. En #a "iura 3 ca#cu#e $ anote e# va#or %e ca%a manitu% %escrita en #a ta(#a 3.
2. /onte e# circuito recti"ica%or %e on%a com+#eta en +uente con"orme a# %iarama %e #a"iura3.
1A
........... CT
D3;;;;33P"#
Jiura 3.
3. /i%a $ anote #os va#ores %e ca%a manitu% %escrita en #a ta(#a 3 mi%a #a corriente me%iaen ca%a %io%o %e# +uenteM.
VERI'ICACION DE DE'ECTOS
9. u+ona 5ue uno %e #os %io%os %e# +uente recti"ica%or esta a(ierto. ca#cu#e $ anote en #ata(#a 2 #a tension CC $ #a "recuencia %e #a on%u#acion en #a sa#i%a.
Ta(#a 2. Recti"ica%or en +uente
MAGNITUD
i 7i"9 l :-"/i
R?
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ELECTR6NICA
. Desconecte uno %e #os %io%os %e# +uente. /i%a $ anote #a tension CC $ #a "recuencia %e #a
on%u#acion en #a sa#i%a. !ue#va a conectar e# %io%o en #a +osicion norma#.
6. u+ona 5ue mita% %e# arro##amiento secun%a rio este en cortocircuito entre #a tomacentra# $ una %e #as +untas %e sa#i%aM. Ca#cu#e $ anote en #a ta(#a 3 #a tensi6n me%ia $ #a
"recuencia %e #a on%u#acion en #a sa#i%a.
cara %e 2 rnA. %e(e escoer otro resistor %e caraM.
?. /onte e# circuito 5ue +ro$ect6. /i%a $ anote en #a ta(#a #os va#ores %e ca%a manitu%
%escrita en #a ta(#a 9.
Ta(#a 3. !eri"icaci6n %e De"ectos
*?>?@ Vcc &"#8:l") 7 8 &"#8:l") Vcc &!i) 7&!i)
*i "Ai/
@8:"/i 8/ 8i/8:i
Ta(#a 9. Pro$ecto
!IU* R?
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ELECTR6NICA
C0ETIONARIO
1. Para me%ir #a tension e"ica) en e# secun%ario es me*or
usar; aM 0n osci#osco+io(M 0n am+erimetro
cM 0n vo#timetro con e# termina# cornun a tierra%M 0n vo#timetro en t#uctuacion
2. Con e# recti"ica%or %e on%a com+#eta con toma centra# %e esta e+eriencia #atension me%ia en #a cara es a+roima%amente %e;
aM 1! (M 3! cM 6! %M 12!
3. La tension me%i %e sa#i%a en un recti"ica%or en +uente com +ara%a con #a tensionme%ia %e sa#i%a %e un recti"ica%or %e on%a com+#eta con toma centra# es %ea+roima%amente;
aM /ita% %e# va#or(M EI mismo va#orcM EI %o(#e %e# va#or%M 6 H)
9. De #os ti+os %e recti"ica%ores +ro(a%os a5ue# 5ue re+resento e# ma$or va#or %etension me%ia en #a sa#i%a "ue;
aM /e%ia on%a
(M On%a com+#eta con toma centra#cM En +uente
%M Ninuno %e e##os
. ue +orcenta*e %e tension me%ia eiste en #a sa#i%a %e un recti"ica%or en +uente
con re#ac#on a# va#ore"ica) %e #a tension %e entra%a.
aM 31= (M 9 cM 636 %M ?
6. E+#i5ue +or 5ue e# recti"ica%or en +uente es e# mas usa%o %e #os tres ti+os.
!ERIJICACION DE DEJECTO
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ELECTRONICA
=. i uno %e #os %io%os %e un recti"ica%or en +uente estuviera en cortocircuito +or a#unara)6n +uente %eso#%a%o %io%o 5uema%o etc.M ~ue +asara con #os otros %io%oscuan%o e# circuito "uera a#imenta%oS 7usti"i5ue su res+uesta resumi%amente.
PRO(ECTO
?. E+#i5ue %eta##a%amente 385ue &i)o en su +ro$ecto. ~ Por 5ue 38&i)oS
MECANICA DE PRODUCCI6N 66
6
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ELECTR6NICA
OPERACI6N
Conectar Ji#tro.
Conectan%o un ca+acitor en #a sa#i%a %e un recti"ica%or +o%emos o(tener una tensi6n%ecara 5ue es a+roima%amente constante. I%ea#mente #a tensi6n %e sa#i%a con"i#tro ca+acitivo es a+roima%amente iua# a #a tensi6n %e +ico %e# secun%ario. Parame%ir a+roima%amente #a tensi6n me%ia es ti+icamente ? a ?F #a tensi6n %e +ico %e#secun%ario con una on%u#aci6n %e +ico a +ico %e cerca %e 1F.
En este #a(oratorio conectara un ca+acitor de "i#tro %e sa#i%a %e un recti"ica%or en+uente. Cam(ian%o e# resistor %e cara e# ca+acitor %e "i#tro ven"tcara #as re#aciones(asicas. Tena muc&o cui %a%o cuan%o conecte e# trans"orma%or a #a #inea %ea#imentaci6n. EI trans"orma%or %e(e contar con un "usi(#e %e entra%a e# +rimario u$ e#
secun%ario %e(en estar ais#a%os a"in %e evitar c&o5ues e#ectricos.
PROCEO DE E7EC0CION
1. /i%a #a resistencia %e #os arro##amientos +rimario $ secun%ario $ anote en #ata(#a.2. asan%ose en #a"iura 3 su+ona 5ue #a tensi6n %e# secun%ario sea 12!$ 5ue RL Q 1
C 9< ~J. Ca#cu#e $ anote en #ata(#a
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ELECTR6NICA
=. /onte e# circuito con uno %e #os %io%os %esconecta%o. /i%a $ anote #os va#ores en #ata(#a
.
/ECANICA DE PROD0CCI6N >@
6=
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ELECTRONICA
?. u+ona 5ue e# ca+acitor %e "i#tro esta a(ierto en #a "iura 3 con RL 1 C 9IC *?L @?U* RI
?@I6 *? R?U?I ? *ULI6
LUL* !?*I*
?@I6 IC *?L @?U* RI
?@I6 *? R?U?I ? *ULI6
?@I6
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Ta(#a ?. !eri"icacion %e %e"ecto
*i "Ai/l
8p8i/ Ai/l
LUL* !?*I*
vee fSAUDA VOND Vee fSALIDA VOND
Ta(#a 1. Pro$ecto +ara 1F %e On%u#acion
?@I ?>IC *?L @?U* RI
?@I *? R?U?I ? *ULI
?@I
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X
ELECTRONICA
VERI'ICACION DE DE'ECTOS
6. En e# caso %e 5ue uno %e #os %io%os %e un circuito %e #a "iura 6 se a(riera se convertira
en un "i#tro ca+acitivo a#imenta%o +or un;
aM recti"ica%or %e me%ia on%acM recti"ica%oren +uente
(M recti"ica%or %e on%a com+#eta%M converser uni#atera#
@. E+#i5ue resumi%amente #os 5ue suce%e con un circuito %e "iura 6 cuan%o un "i#troca+acitivo a(re.
PRO(ECTO
=. En un +ro$ecto 0%. usara un ca+acitor %e "i#tro %e (a*o a#to va#or %e ca+acitanciaS7usti"i5ue su res+uesta.
MECANICA DE PRODUCCI6N @8
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ELECTR6NICA
OPERACION
Reco"ocer los te""i"ales *e u" *io*o :e"er8
I%ea#mente un %io%o )ener es e5uiva#ente a una "uente %e a#imentation CC cuan%o en #areion %e ru+tura. Para una seun%a a+roimacion es como si "uese una "uente CC can una+e5ue"ia im+e%ancia intema. u +rinci+a# venta*a es mantener #a tensi6n en sus termina#esa+roima%amente constante. En este #a(oratorio o(tenora va#ores %e tensi6n ener $ %eresistencia ener.
PROCESO DE EJECUCION
1. e#eccione e# rane %e me%ici6n via G %e se#ecci6n %e "unciones %e me%ici6n.
2. Rea#ice #a rne%icion como un %io%o norma#.
Jiura 9.
/$ANODO
3. uscar en e# manua# EC8 se5un e# c6%io %e %io%o +ara sa(er 5ue caracteristicas tieneasi como tam(ien sa(er 5ue ti+o %e %io%o es.
TENSION :ENER
9. /i%a #as resistencias %e# %io%o ener en #as +o#ari)aciones %irecta e inversa tratan%o %e
u(icar #a me%ici6n en un rane %e me%icion a%ecua%o %e ta# manera 5ue #a in%icacion se%e en e# centro %e #a esca#a %e# o&mimetro. La ra)on entre #as resistencias %irecta e
inversa %e(e ser +ar 1 menos %e 1; 1
MECANICA DE PRODUCCI6N @3
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X
ELECTR6NICA
. EI %io%o ener 1N
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ELECTR6NICA
PROECTO
16. Pro$ecte un resistor +ara #imitar #a corriente en e# %io%o ener con 16. mA
a+roima%amente +ara ent 19! Anote e# va#or +ro$ecta%o en #a +arte su+erior %e #ata(#a 19. /onte e# circuito con e# va#or Rs +ro$ecta%o. /i%a $ anote #a tensi6n %e sa#i%a
+ara ca%a va#or %e tensi6n %e entra%a #ista%o en #a ta(#a 19.
1
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ELECTRONICA
VERI'ICACION DE DE'ECTOS
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ELECTR6NICA
OPERACION
Armar u" circuito esta;ili3a*or *e volta$e co" *io*o :e"er8
En un reu#a%or %e tension ener #a resistencia %e cara 5ue%a en +ara#e#o con e# %io%oener. /ientras 5ue e# %io%o ener o+era en #a reion %e ru+tura #a tension en #a cara sera
constante $ a+roima%amente iua# a #a tension ener. En un reu#a%or ener esta(#e #a
resistencia ener es menor %e# 5ue 1#100 %e# resistor serie $ menor %e 1#100 %e #a resistencia%e cara. La +rimera con%icion &ace 5ue e# reu#a%or ener atenue #a onou#ac#on %e entra%a
+or un "actor %e +oco menos 1 veces. La seun%a con%icion &ace 5ue e# reu#a%or ener
+are)ca una "uente %e a#imentaci6n con una tension esta(#e en #a cara.
En este #a(oratorio montara una "uente %e a#imentacion simetrica con sa#i%as +ositivas $neativa reu#a%os. Esto +ermitira #a corn+ro(acion %e# "uncionamiento %e# reu#a%or ener.
PROCESO DE EJECUCION
1. EI %io%o 1N
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ELECTR6NICA
Ta(#a 1. A#imentaci6n sirnetrica
Cicuito Calculado Afedido
entrada V"i" entradCl V)*#*
R?UL*R
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ELECTRONICA
OPERACION
Reconocer#os termina#es %e un %io%o LED
EI LED Li8TH E/ITTIN8 DIODEM 8 %io%o emisor %e #u) +ertenece a #a "ami#ia %e #os%is+ositivos o+toe#ectronicos.
Entre #os miem(ros %e esta "ami#ia se encuentran #os LEOs Dis+#a$ %e siete sementos%io%os %e emision in"rarro*a IREDM "oto%io%os "ototransistores CR activa%os +or #u)LACRM TRIACs activa%os +or #u) LATM ais#a%ores o+ticos "oto interru+tores etc.
u ma$or tiem+o %e vi%a $ re%uci%o tarnano &a +ermiti%o 5ue #os LEOs reem+#acen a #os"o5uitos 8 #am+aritas %e #os e5ui+os e#ectronicos as# se usan como in%ica%ores en +ane#es%e contro# re#o*es ca#cu#a%oras $ muc&os otros e5ui+os $ a+aratos.
EI %io%o LED emite #u) %e una #onitu% %e on%a %e# es+ectro visi(#e +or eso eisten LEOs 5ueemiten #u) %e co#or ver%e ro*o naran*a amari##o $ a)u#. in em(aro en aries recientes e#%io%o emisor %e #u) in"rarro*a IREDM &a si%o incor+ora%o en muc&os e5ui+os %isena%os +arauso en #a in%ustria e# comercio $ e# &oar.
Por e*em+#o e# contro# remoto %e su T! 8 !H +osee un IRED como #a "uente e#ectr6nica %esrnision +ara #as %iversas "unciones como cam(io %e cana#es contro# %e vo#umen etc.Evi%entemente en e# T! eiste e## RED %etector.
En muc&os #uares +uoucos ta#es como cuartos %e (an~ su+ermerca%os etc #os seca%ores%e manos +oseen LEOs IRED emisores $ %etectores 5ue contro#an e# encen%i%o $ e# a+aa%o
%e estos e5ui+os.
A%ernas #os IRED son am+#iamente usa%os en ais#a%ores o+ncos $ re#es %e esta%o s6#i%o enrea#i%a% esto es so#o una +ince#a%a %e# "uturo atractivo $ +rovisor %e #a o+toe#ectronica.
APECTO JisICO OEAL80NO LEOs
'A/DAD
'AD
AD
'AD
AD
/ECANICA DE PROD0CCI6N @4
-
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G
o
ELECTRONICA
SiMBO&O DE& %1%%% &ED
Eisiuiente es e#s#rnoo#o %e# %io%o LEDANODO
CATODO
IDENTI'ICACION DE TERMINA&ES
0na manera %e i%enti"icar 389 termina#es %e# %io%o LED es
+or o(servacion;
1. La +atita mas corta in%ica e# cato%o.
'AD
AD
2. O(servan%o#o %es%e a(a*o se a+recia 5ue e# circu#o %e+tastico usa%o como (ase +osee un #a%o +#ano #a +atitacercana a ese #a%o +#ano es e# cato%o.
PRUEBA DE& %1%%% &ED USANDO E& O)MiMETRO
EI %io%o LED es una *untura PN #ueo tiene e# mismo com+ortamiento 5ue un %io%orecti"ica%or +or 38 tanto me%iante e# o&mimetro m%icara en una +osicion A7AREITENCIA$ a# invertir#os termina#es in%icaraALTA REITENCIA.
PROCESO DE EJECUCION
1. o#icite un %io%o LED.
2. Por o(servacion %etermine e#ano%e $ e# cato%o.
3. Di(u*e e# %io%o LED con sustermina#es i%enti"ica%os.
Jiura
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Y
ELECTRONICA
PRUEBA DE& %1%%% &ED USANDO UNA 'UENTE DE TENSION DC.
OBSERVACION
To%o %io%o LED +o#ari)a%o %irectamente %e(e conectarse en serie con una resistencia #imita%ora %ecorriente %e no &acer#o se corre e# rieso %e %eterminar+ermanentemente e# %io%o LED.
Cuan%o un LED es +o#ari)a%o %irectamente emite #u). EI (ri##o %e esta #u) %e+en%era %e #a canti%a%%e co#iente 5ue circu#e +ore# LED.
Los "a(ricantes es+eci"ican #a canti%a% %e corriente re5ueri%a en +o#ari)acion %irecta +ara +ro%ucirun (ri##o a%ecua%o. Esto varia %e "a(ricante a "a(ricante.
A%ernas %e(e tenerse en cuenta #os siuientes +untos;
1. Cuan%o e# LED esta +o#ari)a%o %irectamente su cai%a %e tension !J #a tension entre e# ano%o $e# cato%o es ma$or 5ue en #os %io%os recti"ica%ores. La tension !J en un LED esta en e# rane
%e1 ! a 23 !o#tios recuer%e 5ue en #os %io%os recti"ica%ores %e si#icio es %e < !o#tiosM.
2. La tension %e ru+tura 8 tension inversa !RM %e #os LEOs menor5ue en #os %io%os recti"ica%ores.La tension !R en un %io%o LED esta en e# rano %e 3 a !o#tios.
Los "a(ricantes recomien%an %os tecnicas +ara evitar %eteriorar un %io%o LED +or tension inversa $son #as siuientes.
1R R
-- v v
Jiura =
PROCESO DE EJECUCION
1. o#icite un %io%o LED.
2. 0san%o e# /anua# %e emicon%uctores EC8 o(tena sus +arametres im+ortantes com+#etan%o#a siuiente ta(#a.
OBSERVACION
Consi%ere +or e*em+#o 5ue e# LED o(teni%o es %e +ro+osito enera# +or e*em+#o e# LED EC83
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Y
=1
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ELECTRONICA
CONCEPTO As#CO ORE E/ICOND0CTORE
Eisten varios materia#es va#i%os +ara #a "a(ricaci6n %e %is+ositivos e#ectr6nicos %e esta%os6#i%o #os mas %estaca(#es son; si#icio iM ermanio 8eM $ arseniuro %e a#io 8aAsM.
i#icio intrinseco
EI mo%e#o %e o&r +ara un atomo %e si#icio ais#a%o consiste en un n0c#eo 5ue contiene 3?+rotones $ #a ma$or +arte %e #a masa %e# atorno con un tota# %e 3? e#ectrones ro%ean%o a#nuc#eo en 6r(itas es+eci"icas. Las 6r(itas %e #os e#ectrones se encuentran aru+a%as en 1
5ue #Iamamos ca+as. La siuiente ca+a %e ma$or eneria contiene = or(ita#es. Ca%a or(ita#+ue%e tener como maimo un s61e#ectr6n. As@ +ara un atomo %e si#icio en su esta%o %eeneria mas (a*o #a ca+a mas interna contiene %os e#ectrones #a siuiente ca+a contieneoc&o e#ectrones $ #os cuatro e#ectrones 5ue restan ocu+an or(ita#es en #a ca+a eterior
tarn(ien #Iama%a ca+a %e va#encia. on estos e#ectrones %e va#encia eteriores #os 5ue+ro+orcionan #os +orta%ores %e cara en e# esta%o so#i%o %e# materia#.
En un crista# %e si#icio intrinseco +uroM ca%a atomo se +osiciona "orman%o unaes+ecie %e reticu#a con cuatro atornos cercanos. Ca%a +ar %e atornos cercanos "orma un
en#ace cova#ente consiste en %os e#ectrones 5ue or(itan a#re%e%or %e# +ar. ca%a atomoa+orta un e#ectron a ca%a uno %e #os cuatro en#aces con sus vecinos. Po%emos ver esoc#aramente en e# %iarama %e #a "iura 3. En e# crista# rea# #a %is+osici6n %e #os atomos estri%imensiona#; ca%a atomo esta en e# centro %e un tetrae%ro con un atomo vecino en ca%aes5uina.
&) &) -
&-)/Q
$
Nuc#eo ionico 5ue
consta %e# nuc#eo $
#os e#ectrones interiores
D r;;.. ^ r;;.. D r;;.. ^ r;;.. D r;;.. ^ r;;.. D-3---3: 9 .... )..;..... ..... 9 ...... ...;. .. .. .. .... 9 .... ....;
K M M;; -- ;;M M M
;-T
....
.. ;--T9 ;;;; ......T9 ...... ; en en#aces_ --..--.._--...--.._--..--.._
E#ectrones
cova#entesK M M;; ;; ;;
M M M
Qr..;.;....?L?....r..;.;....
Q...;...;..
?;.?*...;;;;;Qr..;.;.. ?'-..?.. r..;.;.. Q ....
mailto:@r--mailto:@r-- -
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M M K
Jiura 1. Crista# %e si#icic intrinseco
/ECANICA DE PROD0CCI6N 43
=2
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ELECTRONICA
Con tem+eraturas %e cero a(so#uto #os e#ectrones estan en #os menores esta%os %eeneria %is+ont(#es. Asi to%os #os e#ectrones %e va#encia "orman +arte %e en#acescova#entes $ no son #i(res %e moverse +or e# cristaL En estas con%iciones e# si#icio es un
ais#ante e#ectrico. in em(aro a _tem+eratura am(iente` a+roima%amente 38
'Ma#unos e#ectrones a#can)an #a su"iciente eneria termica como +ara #i(erarse %e susen#aces. Estos e#ectrones #i(res +ue%en moverse con "aci#i%a% +or e# crista#. Esta situacionse i#ustra en #a "iura 2,
-.-..... .....-....-.. . --- .....-.
.........
...
= -------rt- En#ace roto O;;;;;;O6 ;; --
;.....
;.
;...8
6
3---E#ectron #i(re
-..- ......-- .. .. ---..- ......
....
Jiura 2, La eneria termica +ue%e rom+er un en#ace crean%o un &ueco $ un e#ectron #i(re
+u%ien%o moverse am(os con #i(erta% +or to%o e# crista.
i a+#icamos tension a# si#icio intrinseco "1uirauna corriente. in em(aro e# nurnero%e e#ectrones #i(res es re#ativamente +e5uerio com+ara%o con e# 5ue encontramos en un
(uen con%uctor. Por e##o se c#asi"ica e# si#icio intrinseco como semicon%uctor. EI si#icio
contiene unos 1==
atomosrcm-.A tem+eratura am(iente &a$ n - 19 138
e#ectrones
#i(res +or crn: Asi so#o un e#ectron +orca%a 19 13 2! I .
~-----,
ELECTR6NICA
PIV
La re% %e #a "iura 3 a$u%ara a %eterminar e# PI! neto +ara ca%a %io%o %e este
recti"ica%or %e on%a com+#eta. La inserci6n %e# vo#ta*e maimo %e# vo#ta*e secun%ario $ e# !m%e acuer%o con 38esta(#eci%o +ara #a re% a%*unta %ara +or resu#ta%o
PI! Q !sec0n%ario !R
- m trans"orma%or CT recti"ica%or %e on%a com+#eta 16M
);;;;;;;
-
PI! T
R
T
Jiura 3. Determinaci6n %e# nive# %e# PI! +ara #os %io%os %e# trans"orma%or%erivaci6n centra# +ara un recti"ica%or %e on%a com+#eta.
E$emlo
Determina #a "orma %e on%a %e sa#i%a +ara #a re% %e #a "iura 36 ca#cu#ar e# nive# %c %e sa#i%a$ e# PI! 5ue se re5uiere +ara ca%a %io%o.
o 8
Jiura 36. Re% +uente +ara e# e*em+#o
MECANICA DE PRODUCCI6N 16
1
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ELECTRONICA
OIOOOS :ENER
EI ana# isis %e #as re%es 5ue uti#i)an %io%os ener es mu$ simi#ar a# 5ue se a+#ica a#ana# isis %e %io%os semicon%uctores %e #as secciones anteriores. Primero %e(e %eterminarse
e# esta%o %e# %io%o seui%o +or una sustituci6n %e# mo%e#o a%ecua%o $ una %eterminaci6n %e
#as otras canti%a%es %esconoci%as %e #a re%. A menos 5ue se es+eci"i5ue #os contrario e#
mo%e#o ener uti#i)a%o +ara e# esta%o :encen%i%o: sera como e# 5ue in%ica #a "iura 9a.
Para e# esta%o :a+a5a%o: %e acuer%o con su %e"inici6n +ara un vo#ta*e menor 5ue !!+ero ma$or 5ue O! con #a +o#ari%a% 5ue se in%ica en #a "iura 9( e# e5uiva#ente ener es e#
circuito a(ierto 5ue a+arece en #a misma "iura.
~ ~
:Encen%i%o:
aM
&V- V 4V)
:A+aa%o:
(M
Jiura 9. E5uiva#entes
%e %io%o ener +ara #os
esta%os
aM :encen%i%o: $
(M :a+aa%o:
Las re%es mas sim+#es %e# %io%o ener a+arecen en #a "iura 91. EI vo#ta*e DC a+#ica%o es
"i*o asi como #a resistencia %e cara. EI ana# isis +ue%e &acerse "un%amenta#mente en %os
+asos.
R R
T
V
Jiura 91. Reu#a%or ener as#co Jiura 92. Determinaci6n %e# esta%o
%e# %io%o ener
1. Determinar e# esta%o %e# %io%o ener me%iante su e#iminaci6n %e #a re% $ ca#cu#an%o e#
vo#ta*e a traves %e# circuito a(ierto resu#tante.
MECANICA DE PRODUCCI6N 1=
1?
-
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ELECTR6NICA
La a+#icacion resu#tante %e# +aso 1 a #a re% %e #a "iura 91 5enerara #a re% %e #a "iura 2%on%e una a+#icacion %e #a reia %e# %ivisor %e# vo#ta*e resu#tara.
1 !! e# %io%o ener esta :encen%i%o: $ se +ue%e sustituir e# mo%e#o e5uiva#ente %e #a
"iura 9a. i ! K !! e# %io%o ener esta :a+aa%o:$ se sustitu$e #a e5uiva#encia e# circuito
a(ierto %e #a "iura 9(.
2. ustituir e# circuito e5uiva#ente a%ecua%o $ reso#ver#o +ara #as inconitas
%esea%as.
Para #a re% %e #a "iura 91 e# esta%o:encen%i%o: %ara +or resu#ta%o #a re%e5uiva#ente %e #a "iura 93. Puesto 5ue#os vo#ta*es a traves %e #os e#ementos+ara#e#os %e(en ser #os mismos seencuentra 5ue;
1=M
Jiura 93. ustitucion %e# e5uiva#ente ener+ara #a sustituci6n :encen%i%o:
La corriente %io%o ener %e(e %eterrninarse +or #a a+#icaci6n %e #a #e$ %e corriente %e'irc&o"". Esto es;
e 1?M
%on%e;
La +otencia %isi+a%a +or e# %io%o ener esta %eterrnina%a +or;
2M
e# cua# %e(e ser menor 5ue #a P/ es+eci"ica%a +ara e# %is+ositivo.
MECANICA DE PRODUCCI6N 1?
-
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ELECTRONICA
;
Antes %e continuar es mu$ im+ortante %arse cuenta %e 5ue e# +rimer +aso se uti#i)o so#o+ara %eterminar e# esta%o %e# %io%o ener. i e# %io%o ener esta en esta%o :encen%i%o: e#vo#ta*e a traves %e# %io%o no es ! vo#ts. Cuan%o e# sistema se encien%e e# %io%o ener se
encen%era tan +ronto como e# vo#ta*e a traves %e e# sea !! vo#ts. e :atara: en estenive# $ nunca a#can)ara un nive# mas a#to %e ! vo#ts.
#os %io%os ener se uti#i)an con ma$or "recuencia en #as re%es reu#a%oras 8 como unvo#ta*e %e re"erencia. La "iura 91 es un reu#a%or sim+#e %isena%o +ara mantener unvo#ta*e "i*o a traves %e #a cara R
L. Para #os va#ores %e vo#ta*e a+#ica%o ma$ores +ara e# 5ue
se 5uiere +ara encen%er e# %io%o ener e# vo#ta*e a traves %e #a cara se rnanten%ra en !!vo#ts.
si e# %io%o ener se em+#ea como un vo#ta*e %e re"erencia o"recera un nive# +aracom+rar#o en "uncion %e otros vo#ta*es.
E*em+#o
aM Para #a re% %e %io%o ener %e #a"iura 9? %eterminar !L.!R F I! P!
(M Re+etir e# incise a con RL 3 '
+ VR
_
R
16 !
T
V!1!
OL0CION;
Jiura 99. Reu#a%or %e# %io%o ener+ara e# e*em+#o
aM iuien%o e# +roce%imiento sueri%o #a re% se %i(u*a como 1 in%ica #a "iura 9.La a+#icacion %e #a ecuacion 1
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ELECTRONICA
111
-
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;
Da%o 5ue ! .
De(i%o a 5ue ! 12! es ma$or 5ue !) 1! e# %io%o esta en esta%o :encen%i%o: $ #a re%
%e #a "iura 9< sera e# resu#ta%o. La a+##cacion %e #a ecuacion 1=M enera
!L !) 1!
$
con
e
!R !* - !L 16! - 1! 6!
1 ! 3.33 mA3'
6! 6rnA1'
%e ta# "orma I! IR ; IL
6 rnA - 3.33 rnA
2.6
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Z K
!3 "i*o RL varia(#e
De(i%o a# vo#ta*e !! eiste un rano %e va#ores %e resistencias $ +or tanto %e corriente %e
caraM 5ue ase5urara 5ue e# %is+ositivo ener esta en esta%o :encen%i%o:. 0na resistencia
%e cara RL mu$ +e5uena enerara un vo#ta*e !L a traves %e #a resistencia %e cara menor
5ue !! R e# %is+ositivo ener estara en esta%o :a+aa%o:.
Para %etenninar #a resistencia %e cara minima %e #a "iura 96 5ue encen%era e# %io%o enersim+#emente se ca#cu#a e# va#or RL$ %ara como resu#ta%o un vo#ta*e %e cara ! LQ!).Estoes;
Reso#vien%o RLse tiene;21M
Cua#5uier va#or %e resistencia %e cara ma$or 5ue e# %e RL 5ue se o(tiene %e #a ecuaci6n 21Mase5urara 5ue e# %io%o ener esta en esta%o :encen%i%o: $ 5ue e# %io%o +ue%e ser
reem+#a)a%o +or su "uente e5uiva#ente !!.
La con%ici6n %e"ini%a esta(#ece e# RLrn#rumo +ero a su ve) es+eci"ica ei#L maimo como;
22M
0na ve) 5ue e# %io%o esta en esta%o :encen%i%o: e# vo#ta*e a traves %e R +ermanece
constante en;
e IR +ermanece "i*a en;
!R !i - !! # 23M
La corriente ener;
I ! RR; R 29M
I! IR ; IL M 2MResu#tan%o un I! minima cuan%o ILes un maimo $ un I! maimo cuan%o ILes un va#or minima%e(i%o a 5ue IR es constante.
Da%o 5ue I! esta #imita%a a I/como se es+eci"ic6 en #a &o*a %e %atos a"ecta e# rano %e RL
$ +ortanto %e IL. ustitu$en%o I/+or I! esta(#ece ei#L minima como;
IL min IR ; I! K
#a resistencia %e cara maima como;
26M
!RLma -1;----
Lmin2
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E$emlo
aM Para #a re% %e ia "iura 9= %eterminar e# rane %e R# %e I# 5ue resu#tara 5ue !R# se
mantena en 1!.
(M Determinar e# va#or %e #a %isi+aci6n maima en ]atts %e# %io%o.
3 '
V
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ELECTR6NICA
0na ra"ica %e !L en "unci6n %e RLa+arecen en #a "iura 9?a $ +ara !L en "unci6n %e L en
#a "iura9?(.
(MPma !! I/ 1!M 32mAM 32 mG
o 2. 1.2 'D o =mA 9mA
aM (M
Jiura 9?. !L en "unci6n %e RL e#L +ara e# reu#a%or %e #a "iura 9=
R& #i$a5 Vi varia;le
Para #os va#ores "i*os %e RL en #a "iura 91 e# vo#ta*e !i %e(e ser 38 su"iciente ran%e +ara
encen%ere# %io%o ener. EI vo#ta*e %e encen%i%o minimo !i !iminesta %etermina%o +or;
! ! RL!iL R RL
2=M
EI va#or maimo %e !i esta #imita%o +or #a corriente ener maimaI/. Oe(i%o a 5ue I/ IR- IL
2?M
Oe(i%o a 5ue ILesta "i*o en ! RL $ 5ue I/es e# va#or maimo %e I! e# maimo !i se
%e"ine +or;
3M
MECANICA DE PRODUCCI6N 119
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ELECTRONICA
L !
!L v. 2 !
E$emlo
Deterrninar e# rano %e va#ores %e !i 5ue rnantencran e# %io%o ener %e #a "iura en esta%o
;'R:encen%i%o :. R
22
VC!2!
-
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1 LED
EI %io%o LED +resenta un com+ortamiento ana#o5o a# %io%o recti"ica%or %io%o
semicon%uctor + -nM sin em(aro su tensi6n %e co%o tiene un va#or ma$or norma#menteentre 1.2 -1.!.
i"
o-----II7-/-I--OR
eun e# materia# $ #a tecno#oia %e "a(ricaci6n estos %io%os +ue%en emitir en e# in"rarro*o%io%os IREDM ro*o a)u# amari##o $ ver%e %e+en%ien%o %e cua# sea #a #onitu% %e on%a en
torno a#a cua# emita e# LED.
Entre sus a+#icaciones +o%emos %estacar; +i#otos %e seria#i)aci6n instrumentoso+toaco+#a%ores etc.
Resu#ta %i"ici# %istinuir +or +ura ins+ecci6n visua# e# mo%e#o %e# LED as# como e# "a(ricante;#os va#ores rnairnos %e tensi6n $ corriente 5ue +ue%e so+ortar $ 5ue suministra e# "a(ricanteseran +or 38 enera# %esconoci%os. Por esto cuan%o se uti#ice un %io%o LED en un circuitose recomien%a 5ue #a intensi%a% 5ue 38 atraviese no su+ere #os 2 mA +recauci6n %ecaracter enera# 5ue resu%a.
1 DE CAPACIDAD !ARIALE !ARICAPM
on %io%os 5ue (asan su "uncionamiento en e# +rinci+io 5ue &ace 5ue #a
anc&ura %e #a (arrera %e +otencia# en una union PN varia en "un cion %e #a tension
inversa a+#ica%a entre sus etremos. AI aumentar %ic&a tension aumenta #a anc&ura%e esa (arrera %isminu$en%o asita ca+aci%a% %e# %io%o. De este mo%o se o(tiene uncon%ensa%or varia(#e contro#a%o +or tension. Los va#ores %e ca+aci%a%es o(teni%os
van %es%e 1 a +J. La tension inversa minima tiene 5ue ser%e 1!.
La a+#icacion %e estos %io%os se encuentra en #a sinton ia %e T) rno%u#acion %e"recuencia en transmisiones %e J/ $ ra%io so(re to%o.
im(o#o#a
/ECANICA DE PROD0CCI6N 116
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ELECTR6NICA
ARMAR CIRCUITOS AMP&I'ICADORES
CON TRANSISTORES
/ECANICA DE PROD0CCI6N 11 Ve. Anote sus res+uestas en #a ta(#aA.
..---------- 1 !
=@8 G.O
Jiura =
2. /onte e# circuito %e #a i#ustraci6n =. /i%a $ anote #os va#ores +ro+uestos en #a ta(#aA.
3. Re+ita #os +asos 2 $ 3 +ara #os otros transistores
-
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ELECTRONICAMECANICA DE PRODUCCI6N 3=
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ELECTRONICA
Polaizacio" co" eali$e"tacio"
9. En #a "iura ? use 7+E ti+ico +ara ca#cu#ar I.
!e !?' Anote sus res+uestas en #ata(#a .
9# delco*ecto
-
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ELECTR6NICA
TAB&A A. Po#ari)aci6n %e #a (ase
/"i/ "l8:l" !i
l" I V! l" I V!
3
=
eria# %esa#i%a R&en ae
:,&
#e
#e
eria# %e C C2 Centra%a
en ac
8 M Ve% V(%D+ D +C3
Ve%- ?Ve% ?
Jiura 2. Circuito %e +o#ari)aci6n "i*a Jiura 3. E5uiva#ente %e %c %e #a "iura 2
MECANICA DE PRODUCCI6N 3
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136
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Po#ari)aci6n %irecta (ase- emisor
Consi%ere +rimero #a ma#ta %e# circuito (ase-
emisor %e #a "iura 9. Cuan%o escri(a #a ecuaci6n%e vo#ta*e %e 'irc&&o"" en #a %irecci6n %e #asmaneci##as %e# re#oi se o(ten%ra.
N6tese #a +o#ari%a% %e #a cai%a %e vo#ta*e a travss
%e R* esta(#eci%a +or #a %irecci6n in%ica%a %e l*.
Cuan%o se resue#ve #a ecuaci6n +ara #a corrienteIa%a +or resu#ta%o 1siuiente;
I: Q V>>~.VD?
I Jiura 9. /a#ia (ase-emisor
Es ver%a% 5ue #a ecuaci6n 9 no es %i"ici# %e
recor%ar si se toma en cuenta 5ue #a cornente %e
(ase es #a cornente a traves %eR*. %e acuer%o
con #a #e$ %e O&m %ic&a cornente es e# vo#ta*e a
traves %e R* %ivi%i%o entre #a resistencia R*. EI
vo#ta*e a traves %eR* es e# vo#ta*e Vee a+#ica%o en
un etremo menos #a ca#%a a traves %e #a union
(ase-emisor V"?). De(i%o a 5ue e# vo#ta*e Vee
e# vo#ta*e (ase-emisor son constantes R*. "i*a e#nive# %e #a cornente %e (ase +ara e# +unto %e
o+eraci6n.
~l/>
+; V(%
DK-;
-;
ve>
/a#ia co#ector-emisor
La secci6n co# ector emisor %e #a re% a+arece en
#a "iura con #a %irecci6n %e #a corriente I
in%ica%a $ #a +o#ari%a% resu#tante a traves %eRe.La manitu% %e #a corriente %e# co#ector esta
%irectamente re#aciona%a a l*me%iante;
Es interesante o(servar 5ue %e(i%o a 5ue #acornente %e (ase esta contro# a%a +or e# nive# %e
R* 5ue l8 esta re#aciona%a *l* +or #a constante
~. #a manitu% %e l8 no es una "unci6n %e #a
resistencia Re. EI cam(io %e Re &acia cua#5uier
nive# no atectara e# nive# %e l*
%e l> mientras se+ermane)ca en #a rei6n activa %e# %is+ositive.
Jiura . /a#ia co#ector-emisor
1Jiura 6. /e%ici6n %e Ve$ V>/ECANICA DE PROD0CCION 3
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in em(aro como se vera mas a%e#ante e# nive# %e Re %eterminara #a manitu% %e Ve$' e#
cua# es un +arametro im+ortante.
La a+##cac#on %e #a #e$ %e 'irc&&o"" en #a %ireccion %e# senti %o %e #as maneci##as %e#
re#o* a#re%e%or %e #a ma## a cerra%a in%ica%a en #a "iura %ara +or resu#ta%o 38siuiente;
Ve$ Ie Re - Vee 8
$I Ve$ Vee -Ie Re I
#a cua# esta(#ece 5ue e# vo#ta*e a traves %e #a reion co#ector -emisor %e un transistor en #a
con"i5uracion %e +otart)acion "i*a es e# vo#ta*e %e atimentacion menos #a ca#%a a traves %e Re.
Como un (reve re+aso %e #a notacion %e su(#n%ice senci##o $ %o(#e recuer%e 5ue;
%on%e Ve$ es e# vo#ta*e co# ector -emisor $ Ve V$ son #os vo#ta*es %e# co#ector $ %e# emisor atierra res+ectivamente. Pero 8", %e(i%o a 5ue V$ Q O! se tiene 5ue;
A%ernas $a 5ue
$ 5ue V? ! entonces
Tena +resente 5ue #os nive#es %e vo#ta*e como VCE son %etermina%os me%iante #a co#ocacion%e #a +unta %e +rue(a ro*a +ositivaM %e# vo#timetro en #a termina# %e# co#ector $ #a +unta %e
+rue(a nera neativaM a #a termina# %e# emisor seun se muestra en ta "iura 6. Ve es e#
vo#ta*e %e# co#ector a #a tierra $ se mi%e se5un #a misma "iura. En este caso #as %os #ecturas
son i%enticas +ero en #as re%es 5ue siuen #as %os +ue%en ser mu$ %i"erentes. Com+ren%er
#a %i"erencia entre am(as me%i%as +ue%e ser mu$ im+ortantes +ara #a #ocen)aoon %e "a##asen #as re%es %e transistores.
E$emlo Determinar 38siuiente +ara #a con"i5uracton %e +o#ari)acion "i*a %e #a "iura
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u, +;
t
!ee12!
Re
)= .O C2 a#i%a
Entra%aC1
en ac M
#$ 8 en ac=?8 i## 38 Il+
7G= 50
D+
38 Il+ V(%
V$%
-
KJiura l* < l*5 V9 V* - V> < ! - 6=3 !
-613!
$ e# sino neativo reve#a 5ue #a union tiene +o#ari)ac#on inversa como %e(e ser +ara #aam+##t#cacion #inea#.
MECANICA DE PRODUCCI6N 13=
13?
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saturac#on *el tra"sistor
EI termino ":/"8i6 se a+#ica a cua#5uier sistema %on%e #os nive#es &an a#can)a%o sus
rnairnos va#ores. 0na es+on*a satura%a es a5ue##a 5ue no +ue%e contener otra ota %e#i5ui%o. Para un transistor 5ue o+era en #a reion %e saturacion #a corriente es un va#ormaimo +ara e# i p"/i8:l"/. EI cam(io en e# %iseno +ue%e ocasionar 5ue e# nive# esaturacion corres+on%iente +ue%a #Iear a incrementarse 8 %escen%er. Des%e #ueo e# nive#mas a#to %e saturacion esta %e"ini%o +or #a corriente maima %e# co#ector $ se +ro+orciona en#a &o*a %e es+eci"icaciones.
Las con%iciones %e saturacion se evitan norma#mente +or5ue #a union (ase-co# ector
$a no se encuentra con +o#ari)acion inversa $ #a seria# %e sa#i%a am+#i"ica%a se %istorsionara.
0n +unto %e o+eracion en #a reion %e saturac#on se %escri(e en #a "iura =a. Notese 5ue se
trata %e un reion %on%e #as curvas caracteristicas se *untan $ e# vo#ta*e co#ector -emisor se
encuentra en 8 +or %e(a*o %e !@$ 6*:. A%emas #a corriente %e# co#ector es re#ativamente a#ta
en #as caracteristicas.i se a+roiman #as curvas %e #a "iura =a a #as 5ue a+arecen en #a "iura =(e# rneto%o
%irecto +ara %eterminar e# nive# %e saturacion se toma a+arente. En #a "iura =a #a corriente
es mas menos a#ta $ e# vo#ta*e !CE se asume %e vo#ts. AI a+#icar #a #e$ %e O&m
+ue%e ca#cu#arse #a resistencia entre #os termina#es %e# co#ector $ #as %e# emisor %e #a
siuientemanera;
V@$ OR8?=- -- O
I> I@6*:
~ ~
IC 3"x +unto
+unto H
o o
aM 'K
Jiura =. Reion %e saturacion aM rea# (M a+roima%a.
La a+#icacion %e #os resu#ta%os a# es5uema %e #a re% resu#taria en #a con"#uracion %e #a"iura ?.
MECANICA DE PRODUCCI6N 13?
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ELECTR6NICA
Jiura ?. Determinaci6n %e '@6*:R@$!8 nV@$ Q ! . I8 Q I@6+:
Portanto $ +ara e# "uturo si eistiera una necesi%a% inme%iata %e conocer #a corrientemaima %e# co#ector nive# %e saturaci6nM +ara un %ise"io en +articu#ar s61 se inserta une5uiva#ente %e corto circuito entre e# co#ector $ e# emisor %e# transistor $ se ca#cu#a #a
corrienteresu#tante %e# co#ector. En resumen s61 &aa V@$ ov. Para #a con"iuraci6n %e+o#ari)aci6n "i*a %e #a "iura 1 e# corto circuito se a+#ic6 causan%o 5ue e# vo#ta*e a traves %e
R> se convierta en e# vo#ta*e a+#ica%o Vcc- La corriente %e saturaci6n resu#tante +ara #acon"iuraci6n %e +o#ari)aci6n "i*a es;
Jiura1. Determinaci6n %e '@6l+: +ara
#a con"iuraci6n %e +o#ari)aci6n
0na ve) 5ue '@6C: se conoce +ue%e tenerse i%ea %e #a corriente maima +osi(#e %e# co#ector
+ara e# %ise"io escoi%o $ e# nive# (a*o e# cua# %e(e +ermanecer si se es+era una
am+#i"icaci6n #inea#.
E$emlo Determine e# nive# %e saturaci6n +ara #a re% %e #a "iura
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ELECTR6NICA
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ELECTRONICA
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Ana#isis %e recta %e cara
EI ana#isis &asta e# momenta se &i)o uti#i)an%o e# nive# %e ~ corres+on%iente con e# +unto H
resu#tante. A&ora se invest#5ara #a "orma en 5ue #os +arametres %e #a re% %e"inen e# rano+osi(#e %e +untos #a manera en 5ue se %etermina e# +unto rea#. La re% %e #a "iura 11aesta(#ece una ecuaci6n %e sa#i%a 5ue re#aciona #as varia(#es %e l8 V? %e #a siuiente
manera;
Las caracteristicas %e sa#i%a %e# transistor tam(ien re#acionan #as %os varia(#es como se
I8E V? muestraen#a"iura 11(.
En esencia se tiene una ecuaci6n %e re%es & un con*unto %e caracteristicas 5ueuti#i)an #as mismas varia(#es. La so#uci6n comun %e #as %os suce%e %on%e se satis"acen #as
restricciones esta(#eci%as +or ca%a una %e manera sirmntanea. Eso es simi#ar a encontrar #aso#uci6n +ara %os ecuaciones simu#taneas; una esta(#eci%a +or #a re% $ #a otra +or #ascaracteristicas %e# %is+ositive.
Las caracteristicas %e# %is+ositive %e l8 en "unci6n %e V? se o"recen en #a "iura 11(.
A&ora se %e(e su+er+oner #a #inea recta %e"ini%a +or #a ecuaci6n 12 so(re #as caracteristicas.
EI rneto%o mas %irecto +ara ra"icar #a ecuaci6n 12 so(re #as caracteristicas %e sa#i%a esme%iante e# &ec&o %e 5ue una #inea recta se encuentra %e"ini%a +or %os +untos. i se #iB
5ue '> sea mA entonces se es+eci"ica e# e*e &ori)onta# como #a #inea so(re #a cua# esta#oca#i)a%o un +unto. AI sustituir Ic OmAen #a ecuaci6n 12 se encuentra5ue;
V? V88 - &4)R8
$ V?Q V88 -I8 R8 I%e"inien%o un +unto +ara #a #inea recta %e acuer%o con #a"iura 12.
ll>
Ve>4e;
@
I mAM ~
?8L
R* Re
> .r-
9 ;V? "-
3~
2~
( Ve$l*
3
=)
1 ~
8 9
38L
l*!10 ~
I I
38 1
aM (M
Jiura 11.Ana#isis %e #a recta %e cara; aM #a re% (M #as caracteristicas e# %is+ositive.
/ECANICA DE PROD0CCI6N 3?3
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Jiura 12. Recta %e cara +ara
+o#an)acion "i*a
, Recta %e cara
o
A&ora s# se #iB 5ue V? sea O) 38 5ue esta(#ece a# j vertica# como ia #inea so(re ia cuaiestara %e"ini%o e# seun%o +unto se tiene 5ue cesta %etermina%o +or #a siuiente ecuacion;
e
eun a+arece en #a "iura 12.
AI unir #os %os +untos %e"ini%os +or #as ecuaciones 13 $ 19 se +ue%e %i(u*ar#a #inea recta. A#a
#inea resu#tante so(re #a ra"ica %e #a "iura 12 se Ie ##ama /8" 8"/B" %e(i%o a 5ue es %e"ini%o +ore# resistor %e cara R. /e%iante Ia so#ucion +ara e# nive# resu#tante %e 1C +ue%e esta(#ecerse e# +unto
rea# 5ue se muestra en #a "iura 12.
i e# nive# %e 1C cam(ia a# variare# va#or %e RDI e# +unto se %es+#a)a &acia arri(a 8 &acia a(a*o
so(re #a recta %e cara como se in%ica en #a "iura 13. i !eese conserva "i*o $ se cam(ia Re, #a recta
%e cara se movera e acuer%o con #a "iura 19. i I? se mantiene "i*o +unto se %es+#a)a como sein%ica en #a misma "iura. i R se mantiene "i*o $ V varia #a recta %e cara se mueve iua# 5ue en
#a "iura 1.
V
R< .)D;;t;;;; I?5
Jiura13. /ovimiento %e +unto H connive#es crecientes %e I Jiura19. E"ecto %e #os nive#es crecientes%e Reso(re #a recta %e cara $ e# +unto H.
/ECANICA DE PROD0CCI6N 3?=
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I8
V==7
R8
V==2
R8
V==3
R8
Jiura1. E"ecto %e va#ores +e5ue#ios %e ee so(re #a recta %e cara $ e# +unto H.
E$emlo Da%a 7a recta %e 7a cara %e 7a "iura 16 & e7 +unto H %e"ini%o ca7cu7e #osva# ores re5ueri%os %e ee) e; RD +ara #a con"iuraci6n %e +o#ari)aci6n "i*a.
Soluci6", A +artir %e #a "iura 16
12
10
?8
4
--~~---------30~
>
------~~------20~
?
--------------~~----10~
=I8=~
Ve$ Vee -2! e l> rnA
Ie Q VeeRe
Re Vee 2! 2 Ie 1mA
o 9 10 39 20
Jiura 16.
MECANICA DE PRODUCCI6N 193
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CIRCUITO DE PO&ARI:ACIONESTABI&I:ADO EN EMISOR
La re% %e +o#ari)acion %e %c %e #a "iura 1e V*$= 8
con
$ reso#vien%o +ara I* %a
Notese 5ue #a mica %i"erencia entre esas ecuaciones +ara l* #a 5ue se o(tuvo +ara #a
connouracon %e +o#art)acion "i*a es e# termmo P 1R$
MECANICA DE PRODUCCI6N 3??
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ELECTR6NICA
TR
?
?
VVee
Jiura1=. /a#ia (ase - emisorJiura1?.
La "iura 1? #a so#ucion +ara #a cornente E4 %ara +orresu#ta%o #a misma ecuacion o(teni%a. O(servese 5uea%ernas %e# vo#ta*e %e #a (ase a# emisor V
?, e# resistor RE
/7#j" /B/ a# circuito %e entra%a %e #a (ase +orun "actor 1M. En otras +a#a(ras e# resistor%e# emisor5ue "orma +arte %e #a ma##a co#ector-emisor :a+arececomo:
G 1M R? en #a ma##a %e #a (ase a# emisor %e(i%o a 5ue ~es norma# mente 8 mas e# resistor %e# emisor a+arentaser muc&o ma$or en e# circuito %e #a (ase. Por tanto +ara#a cont#5uracion %e #a "iura 2 +ue%e ser %e uti#i%a% en e#
ana#isis 5ue se5uira a connnuacion. O"rece un "ormare#ativamente senci##a +ara recor%ar #a ecuaeion.
D
Jiura 2. Nive# re"#e*a%o %eim+e%ancia %e RE
0ti#i)an%o #a #e$ %e O&m se sa(e 5ue #a corriente a traves %e un sistema es e# vo#ta*e%ivi%i%o entre #a resistencia %e# circuito.
Para e# circuito %e #a (ase a# emisor e# vo#ta*e neto es Vee - VD?
. Los nive#es %e resistencia
son RD mas RE re"#e*a%o +or ~ 1M.
Malia colector / emisor
La ma##a co#ector -emisor se encuentra %i(u*a%a %e nuevo en #a "iura 21. La #e$ %e 'irc&&o""+ara #a ma##a in%ica%a en #a %ireccion %e #as maneci##as %e# re#o* %ara +or resu#ta%o;
ustitu$en%o E
OI aru+an%o terminos %a
VCE Q Vcc ; IC &R8 R$ Q 8
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ELECTRONICA
MT
o
$
EI vo#ta*e %e un unico su(i n%ice !? es e# vo#ta*e%e# emisor a #a tierra $ se %etermina +or
I V? I? R? I
mientras 5ue e# vo#ta*e %e# co#ector a #a tierra+ue%e %eterminarse
V? !e - V?
!e V? V? I
l/>
V@$
lI$
V>>
$
I V= V -lR I Jiura 21. /a#ia co#ector -emisor
EI vo#ta*e en #a (ase res+ecto a tierra +ue%e %eterminarse a +artir %e
Ia V.. - l" Ra II VD VD? V? I
E$emlo Para #a re% %e +o#ari)aci6n en emisor %e #a "iura 22 ca#cu#e;
aM ID
(M I
cM V?
%M !e
eM V$
"M a
M V"93 .
2!
2.
38 fl+
.--i O!o
38 fl+
Vi
M1----T-----1
Jiura 22. Circuito %e +o#ari)aci6n conesta(i#i)aci6n en e# emisor
Soluci6"
aM I - V.. - VD? Q 2! -O
1?3 ! 9 1 ~J9=1
MECANICA DE PRODUCCI6N 3?>
19
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(M Ie !(#l*
;; M 9 1 ~M
21 rnA
cM Ve$ Vee -/eRe R$
2! - 21 rnAM 2 1 M
2! -63 !
13?< !
dK v) Vee -/>ARe2! - 21 rnAM 2 M 2! - 92 !
1?= !
Nivel *e saturaci6"
EI nive# %e saturaci6n %e# co#ector #a corriente
maima %e# co#ector +ara un %iseno %e +o#ari)aci6n
en emisor +ue%e %eterminarse si se uti#i)a e# mismo
rneto%o a+#ica%o +ara #a con"iuraci6n %e
+o#ari)aci6n "i*a; se a+#ica un cortocircuito entre #as
termina#es %e# co# ector- emisor como se muestra en#a "iura 23 $ #ueo se ca#cu#a #a corriente %e#co#ector resu#tante +ara #a "iura 23.
I - Veee#at ; R 0R
e E
La a%ici6n %e# resistor %e emisor re%uce e# nive# %e
saturaci6n %e# co# ector a(a*o %e# 5ue o(tuvo con una
con"iuraci6n %e +o#ari)aci6n "i*a uti#i)an%o e# mismo
resistor e# co# ector.
eM V$ Ve - Ve$1?= ! - 13?< !
21 !
"M V* V*$ V$
< ! 21 !
2C#at ; R 0R
e %
Q ;:2 2 ! 2 !--;-E ~::1::;:~.E 3 E
66< rnA
5ue es mas menos e# %o(#e %e# nive# %e lQ +ara e# e*em+#o
MECANICA DE PRODUCCI6N 3?@
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19=
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La ecuacion %e #a ma##a co#ector -emisor 5ue %e"ine #a recta %e cara es #a siuiente;
La secc#on %e IC rnA%a
e5un se o(tiene +ara #a con"#5urac#on %e +otan)acron "i*a. La e#eccion %e V? Q ! %a
Como se muestra en #a "iura 29. Los %i"erentes nive#es %e 'DQ %es+ta)aran %es%e #ueo e#
+unto H &acia arri(a &acia a(a*o %e #a recta %e cara.
PO&ARI:ACION POR DIVISION DE VO&TAJE
En #as con"iuraciones %e +o#an)acion +revias a#a corriente %e +otan)aoon IQ $ e#
vo#ta*e %e V?Q
+o#an)ac#on eran una "uncion %e #a anancia n corriente PK %e# transistor.
in em(aro %e(i%o a 5ue + es sensi(#e a #a tem+eratura es+ecia# mente +ara #ostransistores %e si#icio $ %e 5ue e# va#or rea# %e veta +or 38 enera# no esta (ien %e"ini%o 38me*or seria %esarro##ar un circuito 5ue "uera menos %e+en%iente %e &ec&o in%e+en%iente%e #a (eta %e# transistor.
La re% a #a 5ue nos re"erimos es con"i5uracion %e +o#ari)acion +or %ivision %e vo#ta*e
%e #a "iura 2. i se ana#i)a so(re una (ase eacta #a sensi(i#i%a% a #os cam(ios en (etaresu#ta ser mu$ +e5ue#ia. i #os +arametres %e# circuito se e#ien a%ecua%amente #os
nive#es resu#tantes %e IQ $ %e V?Q +ue%en ser casi tota#mente in%e+en%ientes %e (eta.
Recuer%e 5ue en ana#is#s anteriores e# +unto H esta(a %e"ini%o +or un nive# "i*o %e '8Q $ %e
V?Q' como se muestra en #a "iura 26.
EI nive# %e I@Q carn(iara con e# cam(io en (eta +ero e# +unto %e o+eracion %e"ini%o
so(re #as caracteri sticas +er IKo $ V?Q +ue%e +ermanecer "i*o si se uti#i)an #os +ararnetros
a%ecua%os %e# circuito.
MECANICA DE PRODUCCI6N 19=
19?
-
7/23/2019 89000645 Electronica
194/240
ELECTR6NICA
V
---
-
7/23/2019 89000645 Electronica
195/240
ELECTR6NICA
1
-
7/23/2019 89000645 Electronica
196/240
RM$ La "uente %e vo#ta*e Vee reresa a# circuito & e# vo#ta*e %e circuito a(ierto T&even#n %e ta
"iura 2? se ca#cu#a %e #a siuiente manera;
La a+#icacion %e #a reia %e# %ivisor %e vo#ta*e;
? Q D Q R2 UeeM R2 R+R
3 =
Jiura 2?. Determinacion %e ?M
Des+ues se vue#ve a %i(u*ar #a re% t&evenm como se muestra en #a "iura 3 e I@Q +ue%eca#cu#arse a# a+#icar +rimero #a #e$ %e vo#ta*e %e 'irc&&o"" en #a %#reccion %e #as maneci##as %e#
re#o* +ara #a ma##a 5ue se in%ica;
ustitu$en%o '$ ~ 1)# reso#vien%o +ara I
Aun5ue #a ecuacion 3 a+arece a# +rinci+io %i"erente %e #as 5ue se %esarro##aros anteso(servese 5ue e# numera%or es una ve) mas una %i"erencia %e %os nive#es %e vo#ta*e $ 5uee# %enomina%or es #a resistencia %e #a (ase mas e# resistor %e emisor re"#e*a%o +or ~ 1M.
0na ve) 5ue I se conoce #as canti%a%es restantes %e #a re% +ue%en esta(#ecerse %e
#a misma manera como "ueron %esarro##a%as +ara #a con"iuracion %e +otan)acion en emisor.
Estoes.
D
Jiura 3. #nsercion %e# circuito e5uiva#ente %e T&evenin
MECANICA DE PRODUCCI6N 1
11
-
7/23/2019 89000645 Electronica
197/240
1
EJercicio Determine e# vo#ta*e %e +otan)ac#on %e %e V?ta corriente I +ara #a siuientecon"i5uracton %e %ivisor %e vo#ta*e %e #a "iura 31.
22 !
-
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198/240
ELECTRONICA
ARMAR CIRCUITOS DE PU&SO
/ECANICA DE PROD0CCI6N 12
13
-
7/23/2019 89000645 Electronica
199/240
3
-; 3
! >;r i
1
I
F
1 1
@
ELECTRONICA
1!1! 9
-
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200/240
ELECTRONICA
19
-
7/23/2019 89000645 Electronica
201/240
ELECTR6NICA
OPERACION
Armar $ veri"icar e# "uncionamiento %e un 7T en corte $ saturaci6n
EI mo%o mas sim+#e %e usar un transistor es &acer#o "uncionar como un interru+tor
esto sini"ica 5ue e# o+era en #as reiones %e saturaci6n $ %e corte +ero sin sa#ir %e #a recta %ecara. Cuan%o esta satura%o un transistor actua como un contacto cerra%o entre #os
termina#es %e# emisor $ co#ector cuan%o esta corta%o "unciona como un contacto a(ierto%e(i%o a #a ran rano %e variaci6n %e ee una saturaci6n "uerte es usa%a en circuitos con
transistores usa%os como interru+tores. Esto sini"ica &acer circu#ar en #a (ase una corriente
su"iciente +ara aranti)ar #a saturaci6n %e# transistor sa(re to%as #as con%iciones %e
o+eraci6n. Para transistores %e +e5ueria seria# una saturaci6n "uerte re5uiere corriente %e
(ase %e a+roima%amente un %ecimo %e corriente %e saturaci6n %e co#ector.
Otra "orma (asica %e usar un transistor es como una "uente %e corriente. En este caso
e# resistor %e (ase es omiti%o $ una "uente %e tensi6n es conecta%a %irectamente e# termina#%e (ase. Para a*ustar #a corriente %e# co# ector %esea%a usamos un resistor en e# emisor. EI
emisor esta amarra%o a #a (ase con una ca#%a %e tensi6n %e ! E . Por 1tanto #a corriente %e#
co#ector es iua# a !ee - !EK %ivi%i%o +or RE. Esta corriente "i*a %e# co# ector circu#a entonces
+or #a cara #a cua# es conecta%a entre e# co#ector $ #a "uente %e a#imentaci6n.
PROCEO DE E7EC0CION
1. Ca#cu#e en #a "iura 1 I I e !eE.Anote sus res+uestas en #a ta(#a 1.
1 !
1 G.O
LEDQ
Jiura 31 R
2. /onte e# circuito corte saturaci6n con transistor %e #a "iura 1. /i%a $ anote #os va# ores+ro+uestos en #a ta(#a 1.
3. Re+ita #os +asos 1$ 2 con #os otros transistores.
?I /"i/ 8 7: 8//i
9. Ca#cu#e #os va#ores +ro+uestos %e #a "iura 2 $ anote en #a ta(#a 2.
/ECANICA DE PROD0CCI6N 39?
1
-
7/23/2019 89000645 Electronica
202/240
T1!
Jiura 2.
. /onte #a "uente %e corriente a un transistor "iura 2. Encuentre $ anote #os va#ores +ro+uestos
en #a ta(#a 2.
6. Re+ita #os +asos 9 usan%o #os otros transistores.
V/i7i8"8i6 *78
-
7/23/2019 89000645 Electronica
203/240
ELECTRONICA
Ta(#a 1. Transistor como interru+tor
/"i/ "l8:l" !i
l" I V? l" I V?
3
=
: 8//i
"l8:l" !-i-
R V? I V" I
MECANICA DE PRODUCCI6N 16
1
-
7/23/2019 89000645 Electronica
204/240
OPERACION
Armar /u#tivi(ra%or monoesta(#e con e#
EI tem+ori)a%or tarn(ien +ue%e usarse como un circuito mu#tivi(ra%or %e un %is+aro
monoesta(#e como se ve en #a "iura. Cuan%o #a seria# %e %is+aro +asa a ne5ativo activa a#mu#tivi(ra%or %e un %is+aro con #a sa#i%a en e# termina# 3 $en%o %e a#to +or un +erio%o %e
tiem+o. " 1.1 R
1 !
I-------i @ ?
ALIDA
..,-----" > < t-----r----O
2 1
ENTRADA DE ---I
DIPARO
Jiura 1
PROCEO DE E7EC0CION
1. /ontar e# circuito %e #a "iura anterior con R0 Q
-
7/23/2019 89000645 Electronica
205/240
OPERACION
Armar Multivi;ra*or Asta;le co" e1===8
PROCESO DE EJECUCION
1. Ca +ara #os va#ores %e "recuencia $ e# "actor %e tra(a*o en #a "iura 2 +ara #os va#ores %e
resistencia anota%os en #a ta(#a ?. Anote sus res+uestas.
+15V 470n
~
Jiura 2. I1nJ .L 100n
2. /onte e# circuito %e acuer%o a#a JIura 2 con RA Q 1 R Q 1 .
3. O(serve #a seria# %e sa#i%a con e# osci#osco+io. /i%a $ anote #a "recuencia.
9. /i%a G. Ca#cu#e $ anote e# "actor %e tra(a*o como D me%i%o en #a ta(#a 2.
. O(serve #a tension en e# ca+acitor %e tem+on)acion Pin 6M. De(e o(servar una on%a con
su(i%a $ %escenso e+onencia# con #os Iimites %e $ 1 !
6. Re+ita #os +asos 2 a +ara #os otros va#ores %e #a resistencia %e #a ta(#a ?.
Ta(#a 2. /u#tivi(ra%or asta(#e
RA RCa#cu#a%o /e%i%o
" D " D
1 1
1 1
1 1
MECANICA DE PRODUCCI6N 158
1?
-
7/23/2019 89000645 Electronica
206/240
OPERACION
Detectar- rearar#allas e" circuitos *e ulso8
1 !!CC12!
=
999
'2
1nJQ6! I
aM 'K
Jiura 1
PROCESO DE EJECUCION
1. Para #a "iura =a su+ona 5ue #a resistencia %e (ase esta a(ierta mi%a $ ca#cu#e #atension en e# co#ector$ I#ene en #a ta(#a 11a tension %e co#ector.
Ta(#a 2.
R ! co#ector Teorico ! co# ector me%i%o
R 1
2. Anote en #a ta(#a 1 +ara #os %e"ectos 5ue se +resenten en e# circuito %e #a "iura 1a.
Ta(#a 1.
De"ecto ! c Ca#cu#a%o !c/e%i%o
Co#ector - Emisor
en corto
Co#ector - Emisor
a(ierto
MECANICA DE PRODUCCION 1?
16
-
7/23/2019 89000645 Electronica
207/240
ELECTR6NICA
3. Anote en #a ta(#a 2 +ara #os %e"ectos 5ue se +resentan en #a "iura=(.
Ta(#a 2.
De"ecto ALIDA v;"recuenciaMPIN 1 a(ierto
PIN 9 a(ierto
PIN = a(ierto
R3 a(ierto
R= a(ierto
R< a(ierto
RESPUESTA DE& TRANSISTORA UNA ONDA CUADRADA
Cuan%o e# transistor tra(a*a en #a )ona #inea# e# +rinci+io %e su "uncionamiento es e# :contro#
%e corriente: consistente en 5ue +e5uerias variaciones %e #a corriente %e entra%a lMK
oriinan variaciones ma$ores en #a corriente %e sa#i%a #cM. En esta )ona #a re#aci6n entre Ie
e IM es e# +ararnetro &JE anancia %e corriente. Este tra(a*o %e# 7T se a+#ica en
#os am+#i"ica%ores %e seria#.
En conmutaci6n e# transistor tra(a*a como si "uese un interru+tor %on%e se +osi(i#ita s61%os
a#temativas %e tra(a*o en (#o5ueo en saturaci6n.
+ EI ,-T e" %lo.ueo
En esta%o (#o5uea%o e#7T no con%uce corriente. Para 5ue con%u)ca un 7T %e si#icio%e(e eistir una %i"erencia %e +otencia# %e < !entre (ase $ co#ector. En e# siuiente ra"icoen #a (ase $ co# ector. En e# siuiente ra"ico en #a (ase &a$ O!sien%o iua# a #a tensi6n %e#emisor +or 1tanto e# transistor +errnanecera (#o5uea%o sien%o maima #a tensi6n %esa#i%a %e# circuito.
---------1-------_ 0ccQ !
3;;;;;; ....0oQ !
Jiura 2.
MECANICA DE PRODUCCI6N 3>8
-
7/23/2019 89000645 Electronica
208/240
ELECTR6NICA
161
-
7/23/2019 89000645 Electronica
209/240
ELECTRONICA
I
R
+ EI ,-T $% satuacio"
En este esta%o e# transistor con%uce #a maima corriente +osi(#e %e# circuito Ie satM
sien%o 0eE mu$ cerca %e O! con 1 5ue #a tensi6n %e a#imentaci6n %e# circuito 5ue%a
+racticamente to%o en #a resistencia %e co#ector RcM mientras 5ue #a tensi6n %e sa#i%a en e#
co#ector es %e# or%en %e 1 . Cuan%o 0Eoriina #a saturaci6n %e# transistor $a no se
mantiene #a re#aci6n entre Ie 7+E 5ue +ara #a )ona #inea# era #sien%o en este caso su+erior &5ue +ara aseurar #a saturaci6n %e# transistor #a re#aci6n +or 1 menos %e(e #Iear a# %o(#e5ue en #a )ona #inea#.
---------.-------- 0ccQ !
t;;;;;;; 0o Q ov
Jiura 3.
E/e$!lo0
e re5uiere contro#ar e# encen%i%o $ a+aa%o %e una #am+ara +or me%io %e un re#e $ 5ue a #ave) este sea contro# a%o +or un circuito e#ectr6nico %e conmutaci6n. Tenien%o #ascaracteristicas %e #a "uente e# va#or %e #a tension %e entra%a $ #as caracteristicas %e# re#ese#eccionare# transistor$ R.
etiene;
0cc 12! Re#e 12! 36 rnA. 0W9!
18 e se#ecciona e#transistor;
en stoc se tiene O 13cu$ascaracteristicas son;
=8 e ca#cu#a R
Ie Q 36mA
Ie maC Q 2A
0eEQ 9!1= Q
I, 27+E
Ptot Q 12G
7+E Q 9 ... 1
1= Q ?6 rnA
- 0* - 0E ;
I
R Q 33
MECANICA DE PRODUCCI6N 3>3
162
-
7/23/2019 89000645 Electronica
210/240
ELECTR6NICA
5
CIRCUITOS INTERADOS TEMPORI:ADOS
Las a+#icaciones como osci#a%ores enera%ores e +u#so enera%ores e ram+a u on%a
cua%ra%a mu#tivi(ra%ores %e un %is+aro a#armas contra ro(o $ monitores %e tension 5uere5uieren un circuito ca+a) %e +ro%ucir interva#os %e tiem+o me%i%o.
EI circuito intera%o tem+ori)a%or mas +o+u#ar es e# "ue intro%uci%o +rimero +or
inetics Cor+oration. imi#ar a #os am+#i"ica%ores o+eraciona#es %e +ro+osito enera# e#
es con"ia(#e "aci# %e usar en ran varie%a% %e a+#icaciones $ %e (a*o costo. EI
tarn(ien +ue%e o+erar con tensiones %e a#imentacion %e ! a 1=! +or tanto es com+ati(#e
tanto con #os circuitos TTL como con am+#i"ica%ores o+eraciona#es.
EI Temori3a*or === >Timer?
EI tem+ori)a%or +ue%e consi%erarse como un con*unto "unciona# 5ue tiene %os
com+ara%ores %os transistores tres resistencias iua#es un "#i+ - "#o+ $ una eta+a %e sa#i%a
se5un se muestra en #a "iura;
0cc
7 DE=
163
-
7/23/2019 89000645 Electronica
211/240
ELECTRONICA
entra%a inversora se %enomina %is+ara%or +in 2M %e(i%o a# %ivisor %e tension #a entra%a noinversora tiene una tension "i*a%o a 0cc Q3 cuan%o #a tension %e entra%a en e# %is+ara%or es
#ieramente menor5ue 0ccQ3 #a sa#i%a %e# o+eraciona# a un nive# a#to %e tensi6n entra%a r
%e# "#i+ "#o+M $ +one a cero a# "#i+ "#o+. Jina#mente #a +atita 8 +in 1 es #a tierra e# intera%omientras 5ue #a +atita = es #a %e a#irnentacion. EI timer "uncionara con cua#5uier tension%e a#imentaci6n com+ren%i%a entre #os 9!$ 16!.
Multivi;ra*or Mo"oesta;le
La siuiente "iura muestra a# timer conecta%o +ara un "uncionamiento en mo%omonoesta(#e %escara micaM.
~~~------------------~ ucc
4@
6
I H
R #o
= I0cc
DIPARO
0/RAL
L... ALIDA
(M Jiura 2.
Junciona como siue; #a entra%a at %is+ara%or es #ieramente menor 5ue 0cc Q3 e#
o+eraciona# in"erior se va a un nive# %e tension a#to $ +one a cero e# "#i+ "#o+ esto &ace 5ue e#transistor se corte +ermitien%o cararse a# con%ensa%or. Cuan%o #a tensi6n %e um(ra# es#ieramente ma$or 5ue 20cc Q3 e# o+eraciona# su+erior tiene +or sa#i%a un nive# a#to %e
tension 1 cua# +one a uno "#i+ "#o+ tan +ronto como #a sa#i%a #Iea a uno e# transistorcon%uce $ e# con%ensa%or se %escara ra+i%arnente.
MECANICA DE PRODUCCI6N 163
-
7/23/2019 89000645 Electronica
212/240
ELECTRONICA
169
-
7/23/2019 89000645 Electronica
213/240
#a "iura 3 +ara e# circuito tem+ori)a%or "uncionan%o en mo%o monoesta(#e s61 se
muestran #as +atitas +ines com+onentes eternos inci%enta# mente.
La "iura anterior muestra #as "ormas %e on%a ti+ica #a entra%a a# %is+ara%or es un +u#so
anosto con un va#or %e re+oso %e 0cc e# +u#so %e(e caer +or %e(a*o %e #as 0cc 13 +ara
+oner a cero a# "#i+ "#o+ $ +ermitirte cararse a# con%ensa%o cuan%o #a tensi6n %e um(ra#
ece%e #ieramente #os 20cc 13 e# "#i+ "#o+ se +one a uno esto satura a# transistor $ %escara
a# ca+acitor como resu#ta%o o(tenemos un +u#so %e sa#i%a rectanu#ar. EI con%ensa%or
tiene 5ue cararse a traves %e #a resistencia R a ma$or va#or %e #a constante %e tiem+o
ma$or es e# tiem+o 5ue toma e# con%ensa%or +ara a#can)ar #os 20cc 13; en otras +a#a(ras #a
con stante %e tiem+o Rc contro# a e# anc&o %e +u#so %e sa#i%a. Reso#vien%o #a ecuaci6n
e+onencia# +ara #a tensi6n %e con%ensa%or se o(tiene #a siuiente "6rmu#a +ara e# anc&o %e#
+u#so.
G 11 Rc
Por e*em+#o si R Q22 'N * C Q6= M J entonces #a sa#i%a %e# tem+ori)a%or monoesta(#ees;
G 11 22 1 9
c -3-- ,#
I2 1
I
T0cc
.1 7-#J
- 8 ;; -DIPARO
Jiura 3.
EI +in %e contro#M es +o#ari)a%o a tierra a traves %e un +e5ueno con%ensa%or ti+icamente
%e . 1 ~" esto +ro+orciona un "i#tra%o +ara e# rui%o 5ue se intro%uce +or #a tensi6n %e contro#.Cuan%o se conecta a tierra e# +in 9 in&i(e a# tem+ori)a%or +ara evitar +uestas a cero
acci%enta#es or%inariamente se conecta e# +in 9 a #a "uente %e airmentaci6n como se muestra
en #a "iura anterior.
/ECANICA DE PROD0CCI6N 169
16
-
7/23/2019 89000645 Electronica
214/240
Multivi;ra*or Asta;le
La siuiente "iura muestra a# timer conecta%o +ara este mo%o %e "uncionamiento.
4
aM
#
-#
R
1
-
7/23/2019 89000645 Electronica
229/240
ELECTRONICA
Sim;olo
Curva caracteristica
ona %e con%uccion%e# %io%o %e cuatro
ca+as i)5uier%o
ona %e con%uccion
%e# %io%o %e cuatro
ca+as %erec&o
-Q
E&SCR
Estos e#ementos +ue%en consi%erarse como una evo#ucion %e #os %io%os %e cuatro ca+as a#os 5ue se #es &a a7ia%i%o un e#ectro%o %e man%o tarn(ien %enomina%o +uerta.
Cuan%o e# e#ectro%o %e man%o 8 +uerta no esta conecta%o e# CR se com+orta como un%io%o %e cuatro ca+as.
Este e#emento actua como interru+tor %e a#ta ve#oci%a% $ se uti#i)a enera#mente en circuitos5ue "uncionan con +otencia#es %e varios cientos %e vo#tios $ +or 5ue +ue%an +asar &astavarios cientos %e am+erios. ien%o su ma$or uso en reu#aci6n %e ve#oci%a% %e motores %ecorriente continua.
Pri"ciio *e #u"cio"amie"to *el SCR
A un transistor CR +ue%e &acerse#e tra(a*ar como circuito a(ierto %e*an%o#o(#o5uea%o en senti%o %irectoM 8 +ue%e &acerse#e %is+arar a un esta%o %e con%ucci6n en
senti%o %irecto a+#ican%o un im+u#so corto %e +otencia re#ativamente (a*o e# termina# %e
+uerta.
MECANICA DE PRODUCCION 3@@
1
-
7/23/2019 89000645 Electronica
230/240
ELECTR6NICA
0na %e #as a$u%as +ara enten%er me*or su "uncionamiento es uti#i)a%o e# circuitoe5uiva#ente %e %os transistores. Divi%ien%o e# tiristor en %os transistores uno PNP $ e# otroNPN como se muestra ene# siuiente ra"tco.
Termina# %e Ano%o
/eta#
8
+
Puertan
Termina#
%e PuertaTermina# %e cato%o ' '
EI "uncionamiento +ue%e %ivi%irse %e #a siuiente manera;
Polari3aci6" inversa.- La +o#ari)aci6n neativa %e# ano%e res+ecto %e# cato%o e#tiristor se encuentra en esta%o %e (#o5ueo inverso $ so#amente +asa una corriente %e "ua %e
va#or (a*o. en estas con%iciones #as uniones 71 $ 73 estan +o#ari)a%as en senti %o inverso.
Polari3aci6" %irecta.- La +o#ari)aci6n +ositiva %e# ano%e res+ecto %e# cato%o +erosin seria# %e +uerta. En este caso se %ice 5ue e# CR esta (#o5uea%o en senti%o %irecto+uesto 5ue se com+orta como una resistencia e#eva%a.
o#amente +asa una +e5uena corriente %e "ua. Pue%e verse tam(#en 5ue aun5ue7
$ /< esten +o#ari)a%as en senti%o %irecto #a uni6n centra# /= esta inverti%a. Por 15ue res+ecta
a# circuito e5uiva#ente se +ue%e e+#icar e# (#o5ueo en senti%o %irecto +or5ue a# no tener #a+uerta seria# a+#ica%a. Tr= se (#o5uea. o#amente +ue%e +asar una corriente %e "ua
+e5ueria.
Po#ari)aci6n en senti %o %irecto con sena# a+#ica%a a #a +uerta. i se a+#ica unim+u#so %e +o#ari)aci6n %irecta entre #a +uerta $ cato%o mientras e# ano%e sea +o#ari)an%oen "orma +ositiva res+ecto %e# cato%o e# CR estara o(#ia%o a con%ucir.
EI tiem+o %e conmutaci6n es ra+i%o microseun%osM $ +ue%e +asar +or e#com+onente una corriente ran%e #imita%a so#amente +or #a resistencia eterna. La tensi6n%e ano%e a cato%o cae a un va#or (a*o norma#mente 1!.
Esta acci6n +ue%e e+#icarse em+#ean%o e# circuito e5uiva#ente seria#an%o 5ue un im+u#so
%e +o#ari)aci6n en senti%o %irecto &ace (aTr) con%u)ca.
MECANICA DE PRODUCCION 3@4
1
-
7/23/2019 89000645 Electronica
231/240
EI circuito %e #os %os transistores tiene un #a)o %e rea#imentaci6n +ositiva +uesto 5ue ca%auno tiene su co#ector ca(#ea%o a #a (ase %e# otro. Por este motivo #os %os transistorescon%ucen ra+i%amente $ +ermaneceran as@ aun cuan%o se retire #a seria#.
EI con*unto so#amente +ue%e %e*ar %e con%ucir +or re%ucci6n %e #a corriente %e ano%e +or%e(a*o %e un va#or conoci%o como :corriente %e retenci6n: corriente %e mantenimiento. En#os circuitos %e corriente a#tema #os CR %e*an %e con%ucir to%os #os semicic#os cuan%o #atension %e #a "uente %e a#imentaci6n +asa +or cera $ se &ace neativa esto autornaticarnente&ace 5ue %e*e %e con%ucir. En #os circuitos %e corriente continua se em+#ean tecnicases+ecia#es +ara re%ucir #a corriente %e ano%e a cero +ara &acer 5ue no con%u)ca esecom+onente.
Eisten otras %os con%iciones a+arte %e #a seria# %e #a +uerta 5ue &aran 5ue e# CR(#o5uea%o en senti%o %irecto entre en con%ucci6n.
o(re+asan%o #a tension %irecta maima %e ru+tura en senti%o %irecto.
A+#ican%o una on%a %e tension %e su(i%a ra+i%a entre ano%e $ cato%o norma#mente ma$or
%e ! +or microseun%o. Este :e"ecto %e ra+i%e): se e+#ica +or5ue #a ca+aci%a% interna
uni6n 7=K +ue%e a#imentar una +arte %e una tensi6n %e Ymo%o %e su(i%a (rusca a traves %e #a
+uerta. Esto &ace 5ue e# CR con%u)ca.
ien%o estos %os e"ectos in%esea(#es.
Sim;olo *el SCR
EI sim(o#o %e# CR es e# mismo 5ue e# %e un %io%o recti"ica%or a# 5ue se Ie ana%e un termina##Iama%o +uerta 8M.
6
A A
Curvas *e caracteristicas *el SCR
En e# siuiente ra"ico se tiene re+resenta%o #a curva caracter#stica %e #a IJen "unci6n
%e 0JM%on%e +o%emos o(servar 5ue con%uce en e# +rimer cua%rante con%ucci6n %irecta $
(#o5uea en e# tercercua%rante.
MECANICA DE PRODUCCI6N 3@
1=
-
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232/240
Corriente %irecta
Q Con%ucci6n %irecta
Corriente %e retenci6n
a)Tension Inversa
: Rei6n %e %escara
inversa
Tension %irecta
maima %e ru+turaen senti%o %irecto
------------------_.
#o5ue en senti%o %irecto
Reverse current
Eseci#icacio"es tecn#cas *el SCR
Las es+eci"icaciones tecnicas mas im+ortantes %e# CR son;
Corriente me%ia en %irecto IJA!M.- Es #a maima corriente me%ia 5ue +ue%e circu#ar +or e#
CR.
Tension %e +ico inverso 0RG/M.- Es #a maima tension %e +ico 5ue +ue%e so+ortar e# CR
en +otan)ac#on inversa.
As# mismo eisten otros +arametres 5ue #os "a(ricantes +ro+orcionan +ara un me*or uso %e
ca%a ti+o %e CR entre e## os +o%emos citar;
B Corriente maima %e +uerta I8TM
B Tension maima %e ce(a%o %e #a +uerta 08TM
B Corriente %e mantenimiento 1 /M
B Tension %e mantenimiento 0HM
B Corriente %e enanc&e ILM
B Tension %e enanc&e 0LM
B Tension %e %is+aro 0OM
B Tension %e cresta a# esta%o (#o5uea%o 0OG/M
B Tension %irecta %e +ico re+etitivo 0JR/M
B Tension inversa %e +ico no re+etitivo 0R/M
B Corriente maima %e +ico no re+stitivo IJ/M
As# mismo en #a curva %e caracteristicas %e# CR +o%emos notar reiones en #a ausencia %e
corriente %e coman%o.
MECANICA DE PRODUCCION 348
1=1
-
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233/240
ELECTRONICA
1. Reion %e ran im+e%ancia $ con%tc#on %e (#o5ueo %e #a estructura PNPN sien%o #a unioncentra# +o#ari)a%a en inversa.
2. Aumentan%o #a tension %irecta se +resenta #a tension %e ava#anc&a %e #a union centra#esto es #a tension %e %is+aro ru+tura con 08
3. Reion %e resistencia neativa no o(serva(#e con e# osci#osco+io.
9. Reion %e +e5uena im+e%ancia es #a reion %e con%uccion %irecta.
i se a+#ica una corriente %e coman%o so(re #a +uerta se %es+#a)a &acia #a i)5uier%a
#a tension %e ru+tura 0DM
CORRIENTEDEANODO LIJM
9
=
#OM E
-
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234/240
TN 311 1
TN ?31 2 =88TN ?31 9 9
TN ?31 6 6 ;TN ?31 = =
TN ?311 =?1 3888 1 ?8 < =88 . 1.? =888 3
T"#?31 12 3=88TNP311~ 19
TN ?3116 16
TN ~311= 1= ;
TN ?312 =888
I.
g
ELECTRONICA
Ho*a %e %atos %e CRs %e +otencia.
THO/ON E/ICOND0CTE0R
t&$ri~tors ^\5 1Arms
t&$ristors ^\5 1Ae""
...
I.)hU))5.... T)Q=90C %v I dt0..... r,Ma
))hoo ... ^6F to ms .T I.T . I I:..T&e# T. Q 3=90C
Case
AK V)-- $a] $a] $a] minK AK $a] K $Ai K YrnAV iI,KrnAK
3?88 Ar$T Q 48 0C T) Q 3=90C It Q 33=9 COOA #
388 Ann,lT.)... 48 [C T. 3=90C 33^^^^
-
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E& TRIAC
Es un e#emento semicon%uctor %e tres e#ectro%os +erteneciente a #a "ami#ia %e #os
tiristores uno %e sus e#ectro%os es su termina# %e controi##ama%o +uerta 8M $ #os otros %osson #os e#ectro%os +rinci+a#es %e con%ucci6n.
Este %is+ositivo +ue%e +asar %e un esta%o %e (#o5ueo a un reimen %e con%ucci6n en
#os %os senti%os %e +o#ari)aci6n 1er $ 3er cua%rantesM $ vo#ver a# esta%o %e (#o5ueo +orinversi6n %e #a tensi6n +or %isminuci6n %e #a corriente +or %e(a*o %e# va#or %e
mantenimiento IH.
EI TRIAC es +ues #a versi6n (i%irecciona# %e# CR en su re+resentaci6n e#ectrica se Ie
+ue%e com+arar con #a asociaci6n en anti+ara#e#o %e %os CR como se in%ica en e# 5ra"ico
siuiente.
+ N
N
N
EI "uncionamiento es simi#ar a# %e #os CR.Asi e# TRIAC %e*ara +asar #a corriente #a
(#o5ueara en am(as %irecciones $ +ue%e ser %is+ara%o +ara 5ue +ro%u)ca en una u otra
%irecci6n #as senates %e +uerta +ositivas 8 neativas.
EI TRIAC conoucira correctamente si;
aM T2 MT1 -M
8TM
(M T2 -M
T1 M8-M
Primer cua%rante
Tercer cua%rante
MECANICA DE PRODUCCION 34
1=
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239/240
ELECTRONICA
BIB&IORA'iA
G ELECTRONICA; :Teorta %e circuitos: Ro(ert L o$#esta%. eta E%.Prentice - Ha## His+anoamericana.A
PRINCIPIO DE ELECTRONICA Pau# /a#uino. E%itoria# Esmera#%a/ora.
G ELECTRONICA Ham(#e$ 2a E%.Prentice - Ha## His+anoamericana.A
i## ELECTRONICA DE POTENCIA 7. 8arcia !i##arrea#. ENATI
MECANICA DE PRODUCCION 34@
1==
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