EQUIPOS ELECTRONICOS A + 3000 msnm

1. EQUIPOS ELECTRONICOS A + 3000 msnm MSc. Ing. Irina Kuskova

2. Equipos electrónicos en la altura • Antecedentes • Consecuencias • Posibles soluciones • Aplicaciones • Bibliografía

3. Antecedentes El hombre de hoy se ve rodeado de los dispositivos electrónicos a diferente escala. I adonde va los lleva consigo.

4. La historia continua en las montañas.

5. “Lo único insoportable es que nada lo es”Arthur Rimbaud

6. Temperatura Humedad Presión Volumen Radiación Gravedad Escasez de oxigeno Parámetros físicos en función de altura

7. Temperatura Cuando subimos a las montañas nos acercamos al sol pero nos alejamos de la tierra y océano quien acumula el calor del día para devolverlo en la noche

8. Humedad La humedad relativa en La Paz (aprox. 3600 msnm) oscila entre 30 a 40%. Que es la mitad del valor típico para las tierras bajas

9. Presión Atmosférica La columna de mercurio en el barómetro desciende 1cm a 100m sobre nivel del mar

10. Volumen Por el efecto de la altura con la presión atmosférica mas baja existe dilatación del volumen con la temperatura constante. Aumentando la temperatura fenómeno se resalta. Ej. Caldera hirviendo.

11. Radiación Utilizando la radiación elevada del Altiplano se puede dotar de electricidad a las comunidades.

12. Gravedad La aceleración de la gravedad mencionada en libros de física es g = 9.81m/s*s Ese valor no es el mismo para todos los lugares de la Tierra: depende de la latitud y de la altura sobre el nivel del mar

13. Escasez de oxigeno Afecta a los procesos químicos de oxidación-reducción presentes enla respiración, o sea, la oxigenación de la sangre en los pulmones y enlas baterías recargables y motores a combustión

14. Consecuencias En la documentación técnica de cualquier equipo electrónico encontramos los parámetros: Temperatura, presión, humedad y NO encontramos radiación, volumen, cantidad de oxigeno. Sus valores varían bastante para niveles de altura extremos, causando deterioro acelerado de los componentes electrónicos o no funcionamiento de equipo en total.

15. Data Diplay Dispositivos CMOS, EPROM Discos Duros Baterías recargables Motores a combustión Alteracionesde Funciones en:

16. Generación de altas temperaturas. Falta de humedad. Sobrecalentamiento Data Diplay • Limitacionesde altura: • Modelos que no se deben comercializar a +3000msnm.

17. Dispositivos CMOS • Sensibles a electrostática. • A menor humedad mayor estática.

18. Memorias EPROM • Sensibles a radiación.

19. Memorias ROMBIOS • Sensibles a electrostática debido a tecnología CMOS.

20. Discos Duros “Falsos positivos.” Existen modelos que no funcionan en la altura. Requieren “aclimatación”

21. Discos Durosestructurafísica La parte mecánica del HD es susceptible a: • Polvo, humedad baja. • Golpes o vibraciones • Perdida de la velocidad de rotación (RPM).Presión baja. • variación de tiempo de acceso.Presión baja

22. Discos DurosInterface – IDE - SCSI La parte electrónica del HD es susceptible a: • Descargas electroestáticas debido a la tecnología CMOS

23. Baterías Redox • Funcionamiento en relación con la cantidad de Oxígeno. • Deterioro acelerado y bajo rendimiento.

24. Control de motores a combustión • Todo proceso de combustión requiere oxígeno. • Requiere ajuste de acceso del aire

25. Posibles soluciones • Solución para la temperatura

26. Posibles soluciones • Solución para la temperatura y humedad

27. Posibles soluciones Aire acondicionado • Solución para la temperatura y humedad

28. Posibles soluciones Presión atmosférica: Cámara presurizada. Poco viable. Radiación: Filtros de protección.

29. Aplicaciones • Investigación de comportamiento de semiconductores en la altura • Campo de pruebas de equipos en condiciones extremas

30. Bibliografía

31. Para la investigación Para la compresión de todos los tipos de dispositivos electrónicos es fundamental el conocimiento de la estructura atómica, así como de la balística de las partículas que se mueven en el seno de campos eléctricos y magnéticos.

32. MODELO ATÓMICO DE BOHR En los primeros años del siglo XX, y hasta que Niels Bohr propuso para el átomo un modelo dinámico muy parecido al sistema solar, el átomo era poco conocido, a pesar de constituir el componente fundamental de los elementos químicos. Según Bohr alrededor de un núcleo central positivo giran las cargas negativas ocupando órbitas perfectamente determinadas.

33. ELECTRONES Y HUECOS La teoría del estado sólido nos ha proporcionado el concepto de hueco.

34. ELECTRONES Y HUECOS Esta palabra hueco designa el lugar vacío que previamente estaba ocupado por un electrón en una red cristalina; el hueco tiene, pues, una carga igual en magnitud a la del electrón, pero de signo positivo.

35. PARTICULAS ELEMENTALES Tal como se postula hoy día, los átomos están compuestos de un núcleo central, cargado positivamente y formado por protones y neutrones, rodeado por electrones, los cuales se mueven en órbitas correspondientes a determinados niveles de energía.

36. PARTICULAS ELEMENTALES Tal como se postula hoy día, los átomos están compuestos de un núcleo central, cargado positivamente y formado por protones y neutrones, rodeado por electrones, los cuales se mueven en órbitas correspondientes a determinados niveles de energía. 1849

37. Mp = 1849 Me 1 eV = 1 x 1,60x10 -19 PARTICULAS ELEMENTALES Tal como se postula hoy día, los átomos están compuestos de un núcleo central, cargado positivamente y formado por protones y neutrones, rodeado por electrones, los cuales se mueven en órbitas correspondientes a determinados niveles de energía.

38. IONES Si un átomo pierde uno o más electrones exteriores (que son los más débilmente ligados al núcleo) se convierte en un ion positivo, puesto que la carga positiva de núcleo deja de estar totalmente compensada por la negativa de los electrones. Análogamente, cuando un átomo adquiere electrones en exceso sobre los normales, pasa a ser un ion negativo.

39. TABLA PERÍODICA

40. TABLA PERÍODICA Los elementos del Grupo IV tienen todos cuatro electrones de valencia en la capa externa. Las internas que tiene 2,8 o 2,8,18 electrones, están llenas y son estables. Dicho grupo IV comprende el Carbono, Silicio, Germanio, Estaño y Plomo, siendo los anchos de banda prohibida respectivos los que siguen: C (diamante) 7 eV Si 1,15 eV Ge 0,75 eV Sn (gris) 0,1 ev Pb 0 eV

41. SEMICONDUCTORES INTRÍNSECOS Un electrón de un enlace de valencia en un semiconductor puede absorber una energía EG de una fuente térmica, eléctrica o radiante con lo que romperá su enlace y pasará a los niveles de conducción superiores, donde podrá tomar parte en la conducción eléctrica

42. SEMICONDUCTORES INTRINSECOS • Un electrón que abandona la banda de valencia deja en ella un puesto libre o hueco. • En condiciones de equilibrio térmico en un semiconductor puro, el numero de huecos es igual al de electrones de conducción, puesto que siempre se producen pares electrón – hueco.

43. SEMICONDUCTORES EXTRINSECOS • Para lograr mejor rendimiento del semiconductor se logra “dopando” con impurezas • Estas son elementos de grupo III o del grupo V • Del grupo III por lo general se utiliza indio In, del grupo V – arcenico As

44. SEMICONDUCTORES EXTRÍNSECOS • Un átomo de arsénico en una retícula de germanio sustituye a un atomo de germanio • Cuatro de sus cinco electrones forman enlaces covalentes • Queda un electrón libre para conducción sin producir hueco. • Son impurezas DONADORAS Semicoductor tipo n

45. SEMICONDUCTORES EXTRÍNSECOS • Un atomo de indio en una reticula de germanio sustituye a un atomo de germanio • Sus electrones forman tres enlaces covalentes • Falta un electron en el cuarto enlace (hueco)sin originar electrones de conduccion. • Son impurezas ACEPTADORES.Semiconductor tipo p

46. SEMICONDUCORES tipo n y tipo pEjercicios ¿Que tipo de semiconductor generara la impureza de arsénico introducida el la retícula de indio? Que tipo de semiconductor generara la impureza de galio introducida el la retícula de silicio?

47. CRISTALES PNLA UNION PN EN EQUILIBRIO • Cristal pn supone una heterogeneidad en las cargas en la unión • Parte de los electrones de donador (semiconductor tipo n) se difunden hacia zona p • Los átomos de donador quedan ionizados positivamente y permanecen FIJOS en la retícula cristalina

48. CRISTALES PNLA UNION PN EN EQUILIBRIO • Los átomos de aceptador quedan ionizados negativamente y también FIJOS en retícula • Se genera la separación de cargas y un campo eléctrico en el área de unión

49. Gracias…