Laboratorio de Caracterización de Dispositivos Electrónicos PRÁCTICA 2: Caracterización de Componentes Pasivos

Transcripción

1 Laboratorio de Caracterización de Dispositivos Electrónicos PRÁCTICA 2: Caracterización de Componentes Pasivos 1

2 Objetivos de la Práctica 1. Identificación de componentes pasivos: (resistores fijos, variables y condensadores) 2. Simulación de circuitos con componentes pasivos 3. Montaje práctico de los circuitos simulados 2

3 Identificación de RESISTORES FIJOS Resistores Fijos 3

4 Identificación de RESISTORES FIJOS Características técnicas principales: Resistencia nominal (Rn) Tolerancia (T) Potencia nominal del modelo (Pnm) Tensión nominal del modelo (Vnm) Coeficiente de temperatura (CTR) Coeficiente de tensión (CVR) Rc Vn, Pn, In 4

5 Identificación de RESISTORES FIJOS Clasificación: Resistores fijos BOBINADOS Potencias elevadas Efectos inductivos vitrificados cementados DE PELÍCULA Pn < 2W metálica Alta precisión REDES INTEGRADAS de carbón (pirolíticos) de propósito general de potencia (hasta 50 W. Sin efectos inductivos) 5

6 Identificación de RESISTORES FIJOS Resistores bobinados vitrificados: Pn > 100 W Bajo CTR Soportan T > 350ºC Ruido y distorsión mínimos Mayor potencia, para el mismo tamaño, que los cementados Efectos inductivos a frecuencias elevadas A Hilo de conexión B Soporte cerámico C Arrollamiento (Ni-Cr o Ni-Cu) D Recubrimiento de esmalte vitrificado 6

7 Identificación de RESISTORES FIJOS Resistores bobinados cementados: El soporte es un núcleo flexible de fibra de vidrio Se bobina una sola capa de hilo metálico Cápsula cerámica de sección cuadrada 4W < Pn < 8 W Valores óhmicos bajos (0.1Ω-100KΩ) Tolerancias entre el ±5% y ±10% Menor potencia, para el mismo tamaño, que los vitrificados Efectos inductivos a frecuencias elevadas 7

8 Identificación de RESISTORES FIJOS Resistores de película de carbón (pirolíticos): 1/8W 1/4W 1/2W 1W 2W RESISTORES DE PROPÓSITO GENERAL: Amplia gama de valores óhmicos: 1Ω - 10 M Ω Tolerancias aceptables: ±1% mínimo Potencias entre 1/8W y 2W (proporcional al tamaño) Alta estabilidad Alta fiabilidad (reducida tasa de fallos) 8

9 Identificación de RESISTORES FIJOS Resistores de película metálica (de precisión): DIFERENCIAS CON LOS PIROLÍTICOS (precisión): Muy bajo coeficiente de temperatura Muy alta estabilidad a largo plazo Mayores temperaturas de servicio 9

10 Identificación de RESISTORES FIJOS Resistores de película de potencia : Resultado de los avances en tecnología de Circuitos Híbridos Disipan hasta 50 W, con características propias de resistores de película metálica No presentan efectos inductivos como los bobinados (mejores en aplicaciones de alta frecuencia) 10

11 Identificación de RESISTORES FIJOS Redes de resistores integrados: Resistores híbridos interconexionados dentro de un mismo chip VENTAJAS: tamaño, repetitividad... DESVENTAJAS: bajas potencias por encapsulado (<1W) 11

12 Identificación de RESISTORES FIJOS Ejemplos de redes de resistores: Encapsulado SIP Encapsulado DIP 12

13 Identificación de RESISTORES FIJOS Series de valores normalizados: E-12(±10%), E-24(±5%), E-48(±2%), E-96(±1%), E-192(±0.5%) E-12 Tolerancia 10 % Las más utilizadas son: E-24 Tolerancia 5 % E-48 Tolerancia 2 % , , 1.05, 1.1, , , 1.27, 1.33, 1.40, , , 1.62, 1.69, , , 196, 2.00, 2.05, , , 2.37, 2.49, , , 2.87, 3.01, , , 3.48, 3.65, , , 4.22, 4.42, , , 5.11, , , 5.90, 6.19, , , 7.15, 7.50, , , 8.66, 9.09,

14 Codificación de RESISTORES FIJOS Código alfanumérico: Utilizado sobre todo en las resistencias bobinadas Multiplicadores: R = Ω =1 K = 10 3 M = 10 6 Su posición sirve de coma decimal Ejemplos: R47 = 0.47Ω 2K2 = 2.2 KΩ = 2200 Ω 14

15 Codificación de RESISTORES FIJOS Código de colores: 4 colores para las series: E-12 (±10%) y E-24 (±5%) 5 colores para las series: E-48 (±10%) E-96 (±5%) E-192(±0.5%) 15

16 Codificación de RESISTORES FIJOS Resistores de película metálica: 6 bandas de color, añadiendo coeficiente de temperatura 16

17 Codificación de RESISTORES FIJOS Codificación de redes de resistores: 17

18 Identificación de RESISTORES VARIABLES Resistores Variables 18

19 Identificación de RESISTORES VARIABLES Características técnicas principales: Resistencia nominal (Rn) Ley de variación Error de conformidad Recorrido del cursor Potencia nominal del modelo (Pnm) Tensión nominal del modelo (Vnm) Rc Vn, Pn, In Coeficiente de temperatura (CTR) Coeficiente de tensión (CVR) 19

20 Identificación de RESISTORES VARIABLES Clasificación: Resistores variables BOBINADOS Ley de variación discreta Potencias elevadas DE CAPA CONTINUA (de pista) Ley de variación continua DE CARBÓN DE CERMET 20

21 Identificación de RESISTORES VARIABLES Resistores variables bobinados: De potencia (cientos de Watios) De precisión - multivuelta (elevada conformidad) 21

22 Identificación de RESISTORES VARIABLES Resistores variables de pista de carbón: El cuerpo resistivo es de grafito Valores entre 10Ω y 10MΩ Potencia hasta 2W 22

23 Identificación de RESISTORES VARIABLES Resistores variables de pista de cermet: El cuerpo resistivo es materiales cerámicos y metálicos Mismos valores óhmicos y de potencia que los de carbón Más estables Multivuelta 23

24 Identificación de CONDENSADORES Condensadores 24

25 Identificación de CONDENSADORES Características técnicas principales: Capacidad nominal (Cn) Tolerancia (T) Tensión nominal(vn) Resistencia de aislamiento (Ri) - Corriente de fugas (If) Factor de pérdidas (D=tgδ) Coeficiente de temperatura (CTR) Coeficiente de tensión (CVR) 25

26 Identificación de CONDENSADORES Clasificación de condensadores: 26

27 Identificación de CONDENSADORES Condensadores de plástico metalizado (MK): Láminas de plástico sobre las que se depositan capas metálicas Capacidades entre 1nF y 10µF Tensión nominal entre 100 y 1000 V D a 1KHz aproximadamente 10-3 Acoplo de señal, osciladores, eliminación de rizado 27

28 Identificación de CONDENSADORES Condensadores de bajas pérdidas: Utilizan poliestirol como dieléctrico (Styroflex) Capacidades entre 1pF y 100nF Tensión entre 63V y 630V D a 1 KHz aproximadamente 0.1x10-3 Coeficiente de temperatura negativo Aplicaciones en que se requieran bajas pérdidas y gran estabilidad de capacidad: sintonía, compensación de CTR s positivos, etc. 28

29 Identificación de CONDENSADORES Condensadores cerámicos ( de lenteja o de disco ): Utilizan materiales cerámicos como dieléctrico. Dos TIPOS: 1- Cerámicas NDK (grupo I) * Capacidades entre 1pF y 50nF * D a 1 KHz aproximadamente 10-3 * Coeficiente de temperatura constante y determinado 2- Cerámicas HDK (grupo II) * Capacidades entre 100pF y 1µF * D a 1 KHz aproximadamente * Coeficiente de temperatura no lineales Aplicaciones: Osciladores, filtros, acoplo... 29

30 Identificación de CONDENSADORES Condensadores electrolíticos: Construidos a partir de una armadura metálica sobre la que se crece por electrolisis una capa de óxido que hace de dieléctrico. Tienen polaridad (el terminal + debe ir al mayor potencial). Considerable relación capacidad/volumen. Mal comportamiento a frecuencias medias-altas. Aplicaciones: filtrado, eliminación de rizado, almacenamiento de energía, redes RC de alta constante de tiempo... TIPOS De aluminio De tántalo 30

31 Identificación de CONDENSADORES Condensadores electrolíticos de aluminio: Capacidades entre 0.1µF y 10 5 µf Tolerancias altas (hasta 50%) Altas perdidas: D a 100Hz de hasta

32 Identificación de CONDENSADORES Condensadores electrolíticos de tántalo (o de gota ): Capacidades entre 0.1µF y 1200 µf Tolerancias entre ±5% y ±20% D a 100Hz entorno a Menores corrientes de fugas y menores pérdidas que los de aluminio 32

33 Codificación de CONDENSADORES Codificación por bandas de color: 56nF 20% 4.7nF 250V El valor final queda expresado en picofaradios COLORES Banda 1 Banda 2 Multiplicador Tensión Negro -- 0 x 1 Marrón 1 1 x V. Rojo 2 2 x V. Naranja 3 3 x 1000 Amarillo 4 4 x V. Verde 5 5 x 10 5 Azul 6 6 x V. Violeta 7 7 Gris 8 8 Blanco 9 9 COLORES Tolerancia (C > 10 pf) Tolerancia (C < 10 pf) Negro +/- 20% +/- 1 pf Blanco +/- 10% +/- 1 pf Verde +/- 5% +/- 0.5 pf Rojo +/- 2% +/ pf Marrón +/- 1% +/- 0.1 pf 33

34 Codificación de CONDENSADORES Codificación alfanumérica: Letra K : en condensadores de disco, significa cerámico. En otros condensadores, indica la tolerancia: LETRA Tolerancia "M" +/- 20% "K" +/- 10% "J" +/- 5% Formato típico: valor + tolerancia (letra anterior) + tensión nominal Valor: si no lleva coma decimal ni unidad está en picofaradios (pf) si lleva coma decimal, y no lleva unidad, son microfaradios (µf) si lleva unidad (n, p, K=Kp=n), esta sirve también de coma decimal µf = 47 nf, tolerancia de ±5% y Vn=630V También se podría poner 47n 34

35 Codificación de CONDENSADORES Código 101 de los condensadores: Se imprimen 3 cifras: las dos primeras son significativas, y la tercera es el número de ceros que las siguen. El resultado queda en pf. = pf = 40 nf 35

36 Codificación de CONDENSADORES Tablas de codificación de condensadores: 36

37 Codificación de CONDENSADORES 37

38 Codificación de CONDENSADORES 38