ELECTRÓNICA ANÁLOGA Y DE POTENCIA

1. 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.

2. ELECTRÓNICA ANÁLOGA Y DE POTENCIA METODOLOGÍA • Clases magistrales • Encuadre • Análisis • Diseño • Simulación • Laboratorios • Proyecto integrador

3. ELECTRÓNICA ANÁLOGA Y DE POTENCIA CONTENIDO: • Dispositivos básicos de estado sólido • Amplificadores operacionales • Osciladores • Dispositivos de potencia de estado sólido

4. 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

5. ELECTRÓNICA ANÁLOGA Y DE POTENCIA EVALUACIÓN: • Examen parcial: 20% • Laboratorios: 20% • Proyecto integrador: 15% • Seguimientos: 15% • Examen final: 30%

6. ELECTRÓNICA ANÁLOGA Y DE POTENCIA BIBLIOGRAFÍA: http://bioinstrumentacion.eia.edu.co • BOYLESTAD, Robert L. NASHELSKY, Louis. Electrónica: Teoría de circuitos y dispositivos electrónicos. 8 Ed. Méjico: Pearson, 2003. (621.38132/B792/8ed). • NILSSON, James W. y RIEDEL, Susan A. Circuitos eléctricos. 7 ed . New Yersey : Prentice Hall, 2005. (621.3815/N712/7ed). • RASHID, Muhammad H. Electrónica de potencia.3ª ed. Méjico: Prentice-Hall International, 2005. (621.381/R224/3ed). • RASHID, Muhammad H. Circuitos microelectrónicos: análisis y diseño. Méjico: Thomson, 2000. (621.381/R224c). • FLOYD, Thomas. Dispositivos electrónicos. 8 Ed. Méjico: PearsonPrentice-Hall, 2008. • COGDELL, J.R. Fundamentos de electrónica. 1 ed. Méjico: Prentice Hall, 2000. (621.381/C676). • MILLMAN, Jacob. HALKIAS, ChristosC. Electrónica integrada: circuitos y sistemas análogos y digitales. 9 Ed. España: Hispano europea, 1991. (621.381/M655e).

7. Breve reseña histórica DIODOS SEMICONDUCTORES Invención del transistor en los laboratorios Bell en 1947 John Bardeen Walter Houser Brattain William Shockley

8. Breve reseña histórica DIODOS SEMICONDUCTORES Primer circuito integrado en 1958: 6 transistores. Jack Kilby (TI) http://www.abadiadigital.com/

9. Breve reseña histórica DIODOS SEMICONDUCTORES Primer amplificador operacional en 1964: uA-702. Fairchild http://homepages.nildram.co.uk/~wylie/ICs/monolith.htm

10. Breve reseña histórica DIODOS SEMICONDUCTORES Primer microprocesador en 1970: Intel 4004. 2300 transistores http://www.hermanotemblon.com/?p=626

11. Breve reseña histórica DIODOS SEMICONDUCTORES Primer ASIC en 1980: Ferranti http://img.alibaba.com/photo/10942678/PLM_1_Powerline_Modem_ASIC.jpg

12. Breve reseña histórica DIODOS SEMICONDUCTORES Invención de la FPGA en 1984: Ross Freeman y Bernard Vonderschmitt http://johonatan.files.wordpress.com/2008/09/fpga_xilinx_spartan.jpg

13. Fundamentos de los semiconductores DIODOS SEMICONDUCTORES Modelo atómico de Bohr http://mx.kalipedia.com/kalipediamedia/cienciasnaturales/media/200709/24/fisicayquimica/20070924klpcnafyq_30.Ges.SCO.png

14. Fundamentos de los semiconductores DIODOS 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

15. Fundamentos de los semiconductores Capas o bandas y orbitales de energía DIODOS SEMICONDUCTORES Tomado de Floyd

16. Fundamentos de los semiconductores DIODOS SEMICONDUCTORES Electrones de valencia: son los más débilmente ligados al átomo y contribuyen a las reacciones y enlaces. http://iss.cet.edu/spanish/PhysicalScience/spanelectricity/pages/images/B/b11_5.gif

17. Fundamentos de los semiconductores DIODOS 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

18. Fundamentos de los semiconductores DIODOS SEMICONDUCTORES Átomos de Silicio y Germanio: Más comúnmente empleados en electrónica http://www.electronica2000.net/curso_elec/imagenes/

19. Fundamentos de los semiconductores DIODOS SEMICONDUCTORES Enlaces covalentes y red cristalina http://estaticos.poblenet.com/01/tutoriales/221/clip_image001.gif

20. Conducción en cristales semiconductores DIODOS SEMICONDUCTORES Bandas permitidas y prohibidas Bandas prohibidas http://varinia.es/blog/wp-content/uploads/2009/12/bandas_energia.jpg

21. Conducción en cristales semiconductores Electrones y huecos de conducción DIODOS SEMICONDUCTORES http://varinia.es/blog/wp-content/uploads/2009/12/fotones.jpg

22. Si Si Si Si Si Si Si Si DIODOS SEMICONDUCTORES Semiconductor intrínseco 0ºK Si Si: silicio Grupo IV de la tabla periódica http://www.ate.uniovi.es/ribas/...05/Electronica.../Diodos_parte1.pps

23. Si Si Si Si Si Si Si Si 300ºK Electrón Hueco DIODOS SEMICONDUCTORES Semiconductor intrínseco 0ºK + Si http://www.ate.uniovi.es/ribas/...05/Electronica.../Diodos_parte1.pps

24. - - - - - - + + + + + + Si Si Si Si Si Si Si DIODOS SEMICONDUCTORES Semiconductor intrínseco: acción de un campo eléctrico + + Si Si http://www.ate.uniovi.es/ribas/...05/Electronica.../Diodos_parte1.pps

25. 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

26. Tipos de materiales de acuerdo a las bandas de energía DIODOS SEMICONDUCTORES http://personales.upv.es/jquiles/prffi/semi/ayuda/bandas.gif

27. Si Si Si Si Si Si Si Si DIODOS SEMICONDUCTORES Semiconductor extrínseco : TIPO N Sb: antimonio Impurezas del grupo V de la tabla periódica Sb Si + 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

28. Sb + + Sb Sb + Sb + + Sb Sb + Impurezas grupo V Sb + + Sb Sb + Sb + Sb + Sb + Sb + Sb + Sb + Sb + Electrones libres Átomos de impurezas ionizados DIODOS SEMICONDUCTORES Semiconductor extrínseco : TIPO N 300ºK Los portadores mayoritarios de carga en un semiconductor tipo N son electrones libres http://www.ate.uniovi.es/ribas/...05/Electronica.../Diodos_parte1.pps

29. Si Si Si Si Si Si Si DIODOS SEMICONDUCTORES Semiconductor extrínseco : TIPO P Al: aluminio Impurezas del grupo III de la tabla periódica Si Si Al - + 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

30. Al - - Al Al - Al - - Al Al - Impurezas grupo III Al - - Al Al - Al - Al - Al - Al - Al - Al - Al - Huecos libres Átomos de impurezas ionizados DIODOS SEMICONDUCTORES Semiconductor extrínseco : TIPO P 300ºK Los portadores mayoritarios de carga en un semiconductor tipo P son Huecos. Actúan como portadores de carga positiva. http://www.ate.uniovi.es/ribas/...05/Electronica.../Diodos_parte1.pps

31. + + - - - + + - + - - + + - + - + - + - - - + + - + + + - + - - La unión P-N La unión P-N en equilibrio Semiconductor tipo P Semiconductor tipo N http://www.ate.uniovi.es/ribas/...05/Electronica.../Diodos_parte1.pps

32. Zona de transición - + La unión P-N La unión P-N en equilibrio + + - - - + + - + - - + + - + - + - + - - - + + - + + + - + - - 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. http://www.ate.uniovi.es/ribas/...05/Electronica.../Diodos_parte1.pps