Sin ttulo de diapositiva

1
Tecnología Electrónica de Computadores
1.- Fundamentos de análisis de circuitos .....
Tal y como está expresada esta ley, es válida
para circuitos de continua, es decir, aquellos en
los que la tensión es cte. y siempre tiene el
mismo signo
Ley de OHM IV/R
P VI (Potencia entregada por la fuente) P
I2R (Potencia consumida por la carga) Las dos
potencias tienen que ser iguales ! Hay mas
expresiones ?
R
I
V
R3
Cómo podemos resolver circuitos más complejos
? Potencia disipada en R3 La ley de Ohm se aplica
así P I23R3 Cómo calculamos esos valores ?

R1
R2
R4
2
Fundamentos del análisis de circuitos
Métodos de cálculo - Asociación de resistencias
y fuentes de tensión y fuentes de corriente. -
Análisis de las mallas - Análisis de los nudos.
R1 R2
R1R2
R2
Req
R1
R1R2
R1R2
Circuito imposible !
V1 V2
VV1V2
V2
V1
Suma algebraica
3
Suma algebraica
Circuito imposible !
II1I2
I2
I1
Req R3//R2
R3
R1
R1
V1 V2
V1 V2
V1 V2
R2
R4
R1 R4R2//R3
R4
VV1V2
R1 R4R2//R3
4
Potencia disipada en R6 ? Potencia entregada
por I1 ?
Comprobar que Potencia Generada Potencia
consumida
............
R2 R3
R1
OBSERVAR EL CIRCUITO ANTES DE LANZARSE A REALIZAR
CÁLCULOS
I1
V1
R4 R5
R6
5
Análisis por el método de las corrientes de malla
R1 R2 R3
Es un método en el que las corrientes dibujadas
son un artificio matemático. Los valores reales
se obtienen a partir de las anteriores, mediante
restas y sumas. Ejemplo I(R4)I1-I2, con el
sentido de I1 El principio se basa en que la
suma ALGEBRAICA de todas las tensiones en una
malla debe ser igual a cero
V2
V1
I1
I2
I3
R4 R5
V1I1R1I1R4-I2R4 0I2R4I2R2I2R5-I1R4-I3
R5 -V2I3R5I3R3-I2R5 V1 I1(R1R4) -
I2(R4) - I3(0) 0 -I1(R4) I2(R4R2R5) -
I3(R5) -V2 I1(0) - I2(R5) I3(R5R3)
6
Matriz de Impedancias
Vector de tensiones
Vector de corrientes
Tenemos una matriz con simetría con respecto a la
diagonal principal.
Se puede establecer un simil de alturas
7
EJEMPLO
8
Análisis de los nudos
La suma algebraica de las corrientes que
confluyen en un nudo es cero I1 I2 I3 I4
0
I4
I3
I1
I2
Algunos Teoremas de Interés - Teorema de
Thevenin - Teorema de Norton
Simplifican el análisis de los circuitos
9
Teorema de Thevenin
Rth
Vabo
Vabo
Rth
Icc
Calculada directamente anulando fuentes de
tensión (cortocircuito) y anulando fuentes de
corriente (circuito abierto)
Calculada indirectamente
Vabo
Rth
Icc
10
Teorema de Norton
Rth
Icc
In
Calculada directamente In Icc
Rth
Vabo
Calculada indirectamente
Directamente
Vabo
Rth
Icc
11
(No Transcript)
12
Que ocurre en régimen transitorio ?
L R
C R
Resolvemos la ecuación diferencial que se
nos plantea
Vcc
Vcc
t
Vcc iR Ldi/dt
iR 1/C idt Vco
o
Para resolverlas, dado que son de 1º orden,
debemos de obtener la solución homogénea y una
solución particular de la completa
I Ih Ip
13
La solución homogénea resulta de igualar a cero
las fuentes de tensión en el circuito
t
0 iR Ldi/dt
0 iR 1/C idt Vco
o
La solución en este tipo de ecuaciones es de la
forma ike ta
t
0iR L Di
D0 D( iR 1/C idt Vco )
o
0R L D
0 D iR (1/C) i
D - R/L
0 D R (1/C)
Ih Ke -(R/L)t
D-1/RC
La constante, la calculamos cuando tengamos la
expresión completa
Ih Ke -(1/RC)t
14
Cual es la solución completa ? EL REGIMEN
PERMANENTE
Regimen permanente
Regimen permanente
El condensador es un cto. abto.
La bobina es un corto
Vcc
Vcc
I Ke -(1/RC)t 0
I Ke -(R/L)t Vcc/R
Para las constantes necesitamos saber algo más
del circuito CONDICIONES INICIALES
ILo I1
Vco Vo
... y las aplicamos en el instante inicial
15
I1 Ke -(R/L)0 Vcc/R
1
En t 0
0
Vcc Ke -(1/RC)t R 1/C Ke -(1/RC)t dt
Vco
K I1 - Vcc/R
1
K (Vcc-Vco)/R
Ojo a las dimensiones de la constante
I (I1 - Vcc/R) e -(R/L)t Vcc/R
I (Vcc-Vco)/R e -(1/RC)t
16
Ejemplos
100 uH
470 Ohm
10 Ohm
100 uF
300 mA
20 Voltios
V1
15 V
100 Ohm
En regimen permante, Cual es la potencia que
entrega V1 ?
100 uH
470 Ohm
Cómo se carga el condensador? Como se carga
la bobina ?
300 mA
17
R
Carga por fuente de corriente
I
C R
Vcc
18
(No Transcript)
19
(No Transcript)
20
(No Transcript)
21
1 K 500 Ohm 100 Ohm
10 nF 500 uF 300 nF
300
15 V
200
300 mA
Ecuaciones de carga del condensador ?
1 K 500 Ohm 100 Ohm
10 Ohm
10 nF 500 uF 300 nF
300
100 mA
20
Ecuaciones de carga del condensador ?
22
Componentes semiconductores EL DIODO
Formado por la unión de dos cristales
semiconductores P y N Permite el paso de la
corriente solo en una dirección de ánodo a cátodo
K A
iak
Cómo podemos analizar un circuito que tenga un
diodo ?
Uak
R
R
RECTA DE CARGA
Conjunto de los puntos V e I de la resistencia
Vcc
Vcc
23
Linealización de la curva del diodo
Podemos linealizar de diversas formas
V1
Iak
A K
Aproximando por una recta
A K
Vd
Aproximando por dos rectas
I1
Vd
Rd
Vd Ucodo
iak
Vak
?
Temp. crecientes
Ucodo
Ánodo
Cátodo
Materiales Silicio, Germanio
24
Las fuentes no dan energía, no suministran
corriente
25
Distintos tipos de diodos
Diodos Zener
Conduce en zona inversa, con tensiones de codo
mayores
Vd
Rd
Vz
Rz
Aplicaciones Estabilizador de tension
26
Distintos tipos de diodos
Diodo Schottky
Diodo LED
Baja Tensión de codo
La tensión de codo depende del color de la luz
emitida
Fotodiodos
Displays
a b . .. g
a
b
g
....
Cátodo común
27
(No Transcript)
28
Resolución de circuitos con diodos
220 sen(2pift)
100 Ohm
5 Vcc
15 Vcc
5 K
Repetir si diodo real
100 Ohm
10 nF, Vco2
Concepto de constante de tiempo!
10 K
15 V
20 V
29
10K
15 V
200 Ohm
15 V
5 uF
1K
1uF
60 v
10 K
10 K
Vd0.6 V rd0.1 Ohm
Diodo
200 Ohm
60 v
20 V
Vz6 Vrz0.4 Ohm
Diodo zener
30
TRANSISTORES BIPOLARES
EMISOR
N
N
COLECTOR
P
BASE
Ecuación básica IeIcIb
Entre base y emisor, tenemos una unión PN, por la
que puede circular corriente
31
Efecto transistor El flujo de cargas que hay
entre base y emisor atrae a las cargas que están
en la frontera CB y les proporcionan la energía
necesaria para traspasar una unión inversamente
polarizada. De que depende la corriente de
Colector ?
De la corriente que podría circular por colector
- De la Tensión Vc - De la resistencia Rc
Rc
Vc
Rb
- De la corriente de base
Vb
Estos factores los podemos recoger en las curvas
siguientes
32
Curvas de entrada Se corresponde con un diodo
Curvas de salida
ZONAS DE FUNCIONAMIENTO ACTIVA, SATURACIÓN Y
CORTE
33
Zona activa la corriente de colector es
proporcional a la de base (Grifo a medias)
Zona de saturación Por mucho que aumentemos la
corriente de base, la de colector no varía (Grifo
completamente abierto)
Zona de corte No hay corriente de colector, bien
sea porque no hay corriente en la base o porque
las condiciones de colector son tales que no es
posible dicha circulación (Grifo cerrado o nos
cortaron el agua)
COMO VAMOS A ANALIZAR UN CIRCUITO CON UN
TRANSISTOR ?
34
Consideraremos el transistor un dispositivo ideal
Ic?Ib
Ib
Ic
También podemos considerar el equivalente de un
diodo
Ibi
Vbe
Vce
Zona Activa ?
Ic ?Ib
Comprobar Vce gt 0
IbVb/Rb
Saturación Ic lt?Ib Vce0
(Indep. de Ic)
Corte Ic0, Vce impuesta
EJEMPLOS
35
Podemos tener otra configuración posible
P
P
N
Transistor PNP, dual del NPN
Cambian los sentidos de las corrientes y
tensiones...
Tensión base-emisor negativa Tensión
colector-emisor negativa
36
(No Transcript)
37
(No Transcript)
38
Ejemplos de circuitos con transistores
39
2K
20
15 V
10 uH
0.5 ms
Beta 90 Io 0
15 V