ELECTRÓNICA ANALÓGICA Y DIGITAL

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2 ELECTRÓNICA ANALÓGICA Y DIGITAL 2015 Ediciones de la Universidad de Oviedo El autor José Marcos Alonso Álvarez Ediciones de la Universidad de Oviedo Servicio de Publicaciones de la Universidad de Oviedo Campus de Humanidades. Edificio de Servicios Oviedo (Asturias) Tel Fax http: servipub@uniovi.es I.S.B.N.: DL AS Imprime: Servicio de Publicaciones. Universidad de Oviedo Todos los derechos reservados. De conformidad con lo dispuesto en la legislación vigente, podrán ser castigados con penas de multa y privación de libertad quienes reproduzcan o plagien, en todo o en parte, una obra literaria, artística o científica, fijada en cualquier tipo y soporte, sin la preceptiva autorización.

3 ÍNDICE 1. Resumen de Teoría de Circuitos Eléctricos Ley de Coulomb Campo eléctrico creado por una carga Diferencia de potencial o tensión Corriente eléctrica Elementos activos de un circuito Fuentes de tensión Fuentes de corriente Elementos pasivos de un circuito Resistencia Bobina o solenoide Condensador Potencia y energía eléctricas Potencia Energía Energía en los diferentes elementos pasivos Leyes de Kirchhoff Ley de corrientes en los nudos Ley de tensiones en las mallas Divisores de tensión y de intensidad Teoremas Teorema de Thévenin Teorema de Norton Teorema de Millman Teorema de superposición Teorema de Miller Régimen transitorio de primer orden en continua El Diodo Semiconductor Estructura electrónica Teoría de las bandas de energía Metales, aislantes y semiconductores Semiconductores intrínsecos y extrínsecos Semiconductor intrínseco Semiconductor extrínseco de tipo N Semiconductor extrínseco de tipo P Unión PN Unión PN en equilibrio con barrera anti-difusión Unión PN en equilibrio sin barrera anti-difusión Unión PN polarizada inversamente Unión PN polarizada directamente Curva característica del diodo Diodo real Efecto de la temperatura Curvas linealizadas Modelos de diodos Diodo ideal Modelo de diodo real Análisis de circuitos con diodos Diodos semiconductores Diodo zéner Fotodiodo Diodo emisor de luz (LED) Diodo Schottky Circuitos de aplicación con diodos Recortador de un nivel Recortador de dos niveles

4 Rectificador de media onda Rectificador de onda completa Doblador de tensión Detector de pico o demodulador de AM Selección de diodos El Transistor Bipolar Introducción Funcionamiento interno del transistor bipolar Estructura PNP con la base demasiado ancha Estructura de un transistor PNP Características estáticas del transistor Características de entrada en emisor común Características de salida en emisor común Curva de transferencia del transistor bipolar Tensión de ruptura del transistor bipolar Efecto de la temperatura Modelos linealizados del transistor bipolar Transistor bipolar ideal Análisis de circuitos con transistores Fototransistores Aplicaciones del transistor El transistor como amplificador de señal El transistor como interruptor controlado Selección de transistores El Transistor de Efecto de Campo Transistor de efecto de campo de unión Transistores de efecto de campo de puerta aislada de enriquecimiento Transistores de efecto de campo de puerta aislada de empobrecimiento Selección de transistores de efecto de campo Amplificadores Introducción Amplificador con transistor bipolar Amplificadores con transistores FET Respuesta en frecuencia de un amplificador Realimentación de amplificadores Amplificador de tensión realimentado Amplificador de tensión ideal con realimentación por resistencia serie El Amplificador Operacional y sus Aplicaciones Lineales Introducción Ejemplos de AO comerciales Aplicaciones lineales del AO Amplificador invesor Amplificador no inversor Circuitos para normalización de tensiones Circuitos amplificadores diferenciales Circuitos sumadores Circuito integrador Circuito derivador Fuentes de corriente controladas por tensión Filtros Reguladores de tensión Fuentes de alimentación Amplificador operacional de transconductancia

5 7. El Amplificador Operacional y sus Aplicaciones No Lineales Introducción Comparadores Comparadores con histéresis Rectificadores de precisión Amplificadores logarítmicos y anti-logarítmicos Oscilador astable Circuito monoestable Circuito integrado Sistema Binario Sistemas analógicos y digitales Sistema de numeración en base Suma y resta binaria Suma binaria Representación de números enteros Convenio complemento a Convenio complemento a Bit de signo Resta binaria empleando C1 y C Resta binaria en C Resta binaria en C Códigos binarios Código binario natural Códigos decimales codificados en binario Códigos progresivos Códigos detectores de error Códigos detectores y correctores de error Álgebra de Boole Introducción Operaciones internas del Álgebra de Boole Producto lógico Suma lógica Negación o complementación Teoremas y leyes fundamentales Propiedades de la suma Propiedades del producto Otras propiedades Ley de complementación Leyes de De Morgan Funciones en el Álgebra de Boole Ley de De Morgan generalizada Puertas lógicas Puertas lógicas elementales Otras puertas lógicas de uso común Implementación de funciones lógicas Implementación de funciones con puertas NAND Implementación de funciones con puertas NOR Representación de funciones lógicas Formas canónicas de una función Minimización de funciones lógicas Minimización de funciones: Mapa de Karnaugh Términos indiferentes Mapa de Karnaugh con la segunda forma canónica Obtención de formas canónicas a partir de expresiones simplificadas

6 10. Familias Lógicas Introducción Familia lógica TTL Configuración básica de la familia TTL Características eléctricas de la familia TTL Etapas de salida TTL Tiempo de propagación Consumo de una puerta lógica Fan-In y Fan-Out en tecnología TTL Familia lógica CMOS Configuración básica de la familia CMOS Características eléctricas de la familia CMOS Circuitos de interface Biestable D Biestable T Aplicaciones de circuitos secuenciales Contadores Clasificación de contadores Contadores binarios asíncronos Contadores binarios síncronos Divisores de frecuencia Temporizadores Registros de desplazamiento Bibliografía 11. Circuitos Combinacionales Introducción Decodificadores Codificadores Convertidores de código Multiplexores Demultiplexores Circuitos Secuenciales Circuitos secuenciales asíncronos Biestable RS Biestable latch Circuitos secuenciales síncronos Construcción del reloj de un circuito síncrono Biestable RS síncrono Biestable JK

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