DISPOSITIVOS ACTIVOS EN MODO DE CONMUTACIÓN

Transcripción

1 DISPOSITIVOS ACTIVOS EN MODO DE CONMUTACIÓN 1

2 El Transistor y el FET como Dispositivos de Conmutación Configuración (1) Vcc Rc (0) V R1 Simbología Saturación Corte ó ó = 2 2

3 Existe un tiempo repetitivo que puede entregar más corriente, lo da el fabricante y es distinto de la corriente nominal. Lo mismo vemos para el voltaje inverso, se pueden sacar o soportar más V inv máx, pero por tiempos pequeños. Rc Rc Rc Vcc = Vcc = 0 Vcc Vcc Transistor como Conmutador Corte Saturación FET como Conmutador 3 3

4 El Transistor y el FET como Dispositivos de Conmutación S A T U R A C I O N Ic Animación 1 Animación 2 Zona Activa C O R T E Vce Zona de Saturación Zona de Corte Vce 0 Ic máx I c 0 Vce (máx.) 4 4

5 El Transistor y el FET como Dispositivos de Conmutación Ecuación Recta de Carga Vcc Ic* Rc Vce Saturación Vcc Ic * sat Rc Vce 0 5 5

6 Para el diseño Rc Vcc Ic SAT La R se calcula en saturación NO en corte. Ib sat Ic h SAT FE R ( 1) V I B SAT BE SAT Vce Con = 0v ( el transistor npn se corta ) 6 6

7 Vcc AND Rc IL s at R1 I1 I2 Ib sat R2 Ic I carga R 2 es necesaria para cargar el circuito, este baja la sensibilidad y reduce el ruido. Existe una conmutación no deseada. Sin R 2 también actúa como conmutador, pero pueden existir problemas (ruido). 7 7

8 Primer caso Ib sat V R2 I 1 Vbe I 2 (1) (0) = 0 I 1 I 2 (1) Vbe sat R Vbe sat R 2 1 Para diseño me doy I1 e I2 lo más cercano posible a Ib sat. 8 8

9 Segundo caso Vcc Rc R1 (1) (0) R2 -V (0) Vbe (0)* R R R Sirven las mismas ecuaciones del primer caso, pero se debe verificar el estado de corte (tensión de juntura Vbe). 9 9

10 Tercer caso Vcc Rc (1) R1 VB (0) I1 I2 R2 Por superposición: Se puede aplicar el divisor de tensión porque no existe corriente (Ya que estamos en la zona de corte). Transistor Casos VBB 10 10

11 Tercer caso Vcc Rc R1 VB Zona de Corte: (1) Vbe sat R Vbe sat R BB Ecc I 1 BSAT 1 I1 I2 R2 VBB V 2 E cc V B (0) * R R R 1 2 V R 2 BB * 2 R 1 R

12 Otra posibilidad es darse I 1 e I 2, por lo tanto calculo R 1, R 2 y verifico el corte. ( Ecc 2 ) Aparte: Vcc Rc R1 SALIDA DE TENSIÓN 12 12

13 El Transistor como Dispositivos de Conmutación Por corriente Vcc SCR RESET Configuración Darlington RL Carga Nota: Para desbloquear el SCR se abre el circuito con RESET ó se polariza en forma inversa

14 El FET como Dispositivos de Conmutación Por Tensión Por Corriente VDD RD FET como Conmutador 14 14

15 El FET como Dispositivo de Conmutación S A T U R A C I Ó N ID Zona Activa C O R T E VDS Corte = VDS máx. ID min. Saturación = VDS min. ID máx. Curva del FET 15 15

16 El FET como Dispositivo de Conmutación I D I D max. ( Saturación ) Saturación y Corte del FET -V GS ( Corte ) I D min. VGS

17 El FET como Dispositivo de Conmutación V DD FET de canal N R D Saturación: 0 -V V i R G V O V DD 0 RD VDD ID Sat Estado -V VDD Corte 0 0 Saturación 17 17

18 Aplicaciones del Amplificador Operacional 18 18

19 El Amplificador Operacional como Interruptor V V ref. 0 Inversor 0 0 No inversor Entradas del A.O. delay 19 19

20 AMPLIFICADORES OPERACIONALES Símbolo V i V 1 V V o -V V O A( V AV AV 1 V2 ) AV 1 No existe desfase AV Existe desfase SiV SiV 1 O V 2 0 V O 0 Existe tensión offset 20 20

21 Características Ideales del Amp. Op. Alta impedancia de entrada Baja impedancia de salida Ancho de banda infinito Ganancia infinita Definición: A = Ganancia en lazo abierto Normalmente esta ganancia está sobre 10 4 Como V O =AV i donde V i = V 1 -V 2 y si A implica que V i 0 (cortocircuito virtual) Configuraciones: Con inversión de fase Sin inversión de fase De modo diferencial 21 21

22 El Amplificador Operacional como Interruptor - V + V ref. = 0 v El A.O debe trabajar sin el lazo de realimentación ( ganancia alta ) 22 22

23 El Amplificador Operacional como Interruptor - + -V V ref. = 0 v -V 23 23

24 El Amplificador Operacional como Interruptor - + V ref. V ref

25 El Amplificador Operacional como Interruptor - + -V V ref. V ref. -V 25 25

26 El Amplificador Operacional como Interruptor - + V ref. V ref

27 El Amplificador Operacional como Interruptor - + -V V ref. V ref. -V 27 27

28 V O V O V i V REF t V i t1 t3 t4 t 2 -V V O = 0 t 1 V i t 2 V O = V t 3 t 4 t 28

29 V O V O V i V O V REF t V i t1 t3 t4 t 2 -V V O = 0 t 1 V i t 2 V O = V t 3 t 4 t 29

30 Aplicaciones del Amplificador Operacional como NO Inversor Tarea: Dibujar Curvas Anteriores para No Inversor. Curvas No Inversor 30 30

31 Ejercicio Diseñe un apagado o encendido de un LED después de 20 segundos de energizado el circuito. Vcc Temporizador 20 Seg. Luz INTEGRADOR COMPARADOR CON V REF. CARGA RETARDO ( DELAY ) 31 31

32 Comparador con histéresis (Schmitt Trigger) - + -V R 1 R 2 V ref. Vref 1 Vref 2 V * R2 R1 R2 V * R2 R1 R2 Tarea: Determinar Función de Transferencia 32 32

33 Comparador con histéresis (Schmitt Trigger) - Función de transferencia + -V R 1 Vref. V + R 2 V ref 1 Se puede correr la histéresis? El comparador cambia de estado cuando la entrada se compara con la referencia. V ref 2 V

34 V O V O V i V REF1 V i t1 t3 t V REF2 t 2 t 4 -V V O = t 1 0 V i t 2 cuando se devuelve no encuentra V REF1 en la F de T V O = V t 3 cuando se devuelve no encuentra V REF2 en la F de T t 4 t 34

35 V O V O V i V O V REF1 V i t1 t3 t V REF2 t 2 t 4 -V V O = t 1 0 V i t 2 cuando se devuelve no encuentra V REF1 en la F de T V O = V t 3 cuando se devuelve no encuentra V REF2 en la F de T t 4 t 35

36 Comparadores con histéresis Tarea Plantee literalmente las ecuaciones del circuito Encuentre literalmente V UT, V LT, V H y V Centro Dibuje V o (t) si la señal de entrada es una señal triangular e indique V UT, V LT, V H y V Centro (con valores numéricos) Quién determina V UT, V LT, V H y V Centro COMPARADOR NO INVERSOR Pág. 95 Coughlin V ref =8,82v E i - + -V R=10K nr=75k 36 36

37 Comparadores con histéresis Tarea Plantee literalmente las ecuaciones del circuito Encuentre literalmente V UT, V LT, V H y V Centro Dibuje V o (t) si la señal de entrada es una señal triangular e indique V UT, V LT, V H y V Centro (con valores numéricos) Quién determina V UT, V LT, V H y V Centro COMPARADOR INVERSOR E i - Pág. 97 Coughlin V REF = 11,53v + -V R=10K nr=65k 37 37