Instrumental y Dispositivos Electrónicos

Transcripción

1 Instrumental y Dispositivos Electrónicos DepartamentoAcadémico Electrónica Facultad de Ingeniería 2014

2 Diagrama de bloques de una fuente de alimentación lineal RED 220 V TRANSFORMACIÓN RECTIFICACIÓN FILTRADO REGULACION R L 50 Hz Transformador Diodos Capacitor Zener, BJT, CI

3 Trans. Rect. y Filtrado V i - D I D C V L - RL C = I f V i CC rpp V L t

4 Reguladores de voltaje Funciones Mantener el voltaje de salida constante frente a: Variaciones del voltaje de entrada(regulación de línea) Variaciones de la corriente de salida(regulación de carga) Reducir el ripple en la salida Tipos Regulador con diodo zener Reguladores con transistores Reguladores con circuitos integrados(cis)

5 Diodo zener I Z rd DZ VZ V Z R I Zmin V D I VDC DZ V Z I Z I Zmax resistenciadinámicar d r d V I Z Z

6 Regulador con diodo zener D Vi C I R I Z V Z DZ I L VL RL = = para R L =cte I Z Si V i aumenta I aumenta I Z aumenta V Z V i disminuye I disminuye I Z disminuye I Zmin V D para V i =cte I Z Si I Zmax R L aumenta I L disminuye I Z aumenta R L disminuye I L aumenta I Z disminuye

7 Diseño del regulador D Vi R VL I Z C I I Z V Z DZ I L RL V Z I Zmin V D I Z = = = R tiene que ser tal que I Z nunca sea menor que I zmin y nunca se pase de I Zmax I Zmax = =

8 Efecto sobre la c.a.(ripple) R VL VL I Z Vr VDC DZ V Z RL VDC R VZ RL V Z I Zmin V D I Z VL I Zmax Vr R rd RL = ( // ) ( // )

9 Principales especificaciones de una fuente lineal Voltaje y corriente de salida; potencia Ripple:componentedealternadelasalida(%V O ov RMS ) Regulación Regulación de carga:es la capacidad que tiene una fuente para mantener el voltaje solicitado con independencia de la corriente que le sea solicitada. Regulación de línea:es la capacidad que tiene una fuente para mantener el voltaje solicitado con independencia del voltaje de entrada que alimenta a la propia fuente de alimentación.

10 Regulador serie con BJT D Vi R VL C I I Z V Z DZ I L RL D Vi VL R I L C I I B V Z DZ RL = =

11 Reguladores integrados V IN V out GND Clasificación general Salidadevoltajefijo Salida de voltaje variable prefijo L: 100 ma(lm78l05, encapsulado TO-92) sufijo T: 1 A (LM7812T, encapsulado TO-220)

12 Serie 78XX y 79XX(Motorola / Freescale) Corriente de salida: 1A con disipador

13 Serie LM78XX(National) Corriente de salida: 1A con disipador Serie LM78MXX(National) Corriente de salida: 0.5A con disipador

14 Circuito esquemático del LM7805 (Motorola)

15 Fuente de alimentación positiva con LM7805 Transformador Rectificador Entrada 220V AC Filtro Regulador Salida regulada 5V DC

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17 Fuentes partidas LM79L15 Fuente dual con LM78L15 (partida)

18 Componentes Electrónicos Pasivos Resistor Capacitor Inductancia Diodo Activos Transistor Transistor Bipolar de Juntura (TBJ) Transistor de Efecto de Campo (FET) FI-UNER - DAE - IDE

19 Transistor Efecto de campo: JFET Drenador(D) Canal N Compuerta (G) p n p Fuente (F) Región agotamiento

20 Transistor Efecto de campo: JFET I DSS Voltaje de estrangulamiento (pinch- off) V p

21 Curva de salida Resistencia controlada por voltaje ohmica I DSS

22 JFET Características de funcionamiento: Resistencia controlada por tensión La región a la izquierda del punto Vp (pinch-off) se denomina región óhmica El JFET puede usarse como una resistencia variable dónde V GS controla la resistencia (r d ) drenador-fuente (resistencia del canal). A medida que V GS se hace más negativa, r d aumenta. r d = 1 r o V V GS P 2

23 Curva de transferencia En un JFET, la relación entre V GS (entrada) e I D (salida) es un poco mas complicada que en los TBJ (I c =β I B ) = 1 2 FI-UNER -DAE IDE

24 JFET Specifications Sheet Electrical Characteristics Maximum Ratings FI-UNER -DAE IDE

25 MOSFET TIPO DECREMENTAL e e e e V DD - - V DD - V GS

26 MOSFET TIPO DECREMENTAL Las características son similares a las de un JFET Cuando V GS = 0 V, I D = I DSS Cuando V GS < 0 V, I D < I DSS La ecuación de la función de transferencia es: I D = I DSS 1 V V GS P 2

27 Specification Sheet Maximum Ratings FI-UNER -DAE IDE

28 MOSFET TIPO INCREMENTAL P V GS - e e e e e e e V DD -

29 Curva de transferencia V GS es siempre positiva La ecuación de la función de transferencia es : I 2 D = k(vgs VT ) Donde: V T = Tensión umbral o tensión a la cual el MOSFET conduce k, es una constante, se puede determinar usando valores de un punto específico de la curva y la fórmula: FI-UNER -DAE IDE k = (V I D(ON) GS(ON) V T ) 2 V DSsat puede carculase por: V Dsat = V GS V T

30 Specification Sheet Electrical Characteristics Maximum Ratings

31 Características generales y aplicaciones Dispositivo controlado por voltaje. Extremadamente alta resistencia de entrada Ideales para aplicaciones que requieren bajo consumo Fácilmente dañados por descargas electroestáticas Su manejo requiere de cuidados especiales. La velocidad de conmutación es muy alta (tiempos de conmutación del ordendelosns) Ideales para aplicaciones digitales Microprocesadores, memorias, compuertas lógicas, etc.

32 Polarización Polarización fija I D [ma] VDD RD I DSS Vi Ci G D S Co Vo RG VGG Punto Q I DQ V GS = -V GG V GS [V] V P V GS =V GG

33 Polarización Autopolarización I D [ma] VDD Vi Ci G RD D S Co Vo I DSS RG RS Punto Q I DQ V GS = -I D R S V GS [V] V P FI-UNER -DAE IDE

34 Polarización Divisor de voltaje VDD I D [ma] R1 RD Vi Ci G D S Co Vo I DSS R2 RS Punto Q V GS =V G -I DS R S V GS = V G -I D R S V GS [V] V P V G