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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad de Electrotecnia y Computación

Docente:Alejandro A Méndez TProf. Titular Dpto. ElectrónicaFEC – [email protected]

Departamento de Electrónica

The tragedy of life doesn’t lie in not reaching your goal. The tragedy lies in having no goals to reach.Benjamin Mays

ELECTRONICA APLICADA2011


A Méndez Dpto. Electrónica

La electrónica es el campo de la ingeniería y de la física aplicada relativo al diseño eimplementación de sistemas y circuitos electrónicos, cuyo funcionamiento depende del flujo deelectrones para la generación, transmisión, recepción, almacenamiento de información, entre otros.

Un diodo actúa como un switch, el cual puede estar on o off endependencia del voltaje a través de sus terminales.

Dispositivos electrónicos

Diodos Semiconductores

Transistores Bipolares, BJTs

Transistores Efecto de Campo (FETs)

Un BJT es un dispositivo corriente-dependiente que puede seroperado como un switch o como un dispositivo amplificador.

Un FET es un dispositivo voltaje-dependiente que puede seroperado como un switch o como un dispositivo amplificador.



El campo de la electrónica está dividido en tres diferentes áreas, dependiendo del tipo de señales yprocesamiento requerido por el sistema electrónico.

La electrónica analógica tiene que ver pricipalmente con la operacicón y aplicación de los transistorescomo dispositivos amplificadores. Las señales de entrada y salida se encuentran en un rango continuode valores de amplitud a lo largo del tiempo. La función de la electrónica analógica es transportar yprocesar la información contenida en una señal de entrada analógica con una cantidad mínima dedistorsión.

La electrónica digital tiene que ver primeramente con la operación y aplicación de transistores comodispositivos de conmutación “on” y “off” Ambas señales, de entrada y salida, son señales tipo pulsodiscontinuas que ocurren en puntos uniformemente espaciados en el tiempo. La función de laelectrónica digital es transportar y procesar la información contenida en una señal de entrada digital conuna cantidad mínima de error y la mayor velocidad posible.

La electrónica de potencia, tiene que ver con la operación y aplicación de los dispositivossemiconductores de potencia, incluyendo los transistores de potencia, como switches “on” y “off” parael control y conversion de la energía eléctrica. Las electrónicas analógica y digital son usadas paragenerar señales de control para los dispositivos de potencia de conmutación para obtener lasestrategias de conversión deseadas (AC/DC, AC/AC, DC/AC, o DC/DC) con la máxima eficiencia deconversión y con la mínima cantidad de distorsión de la forma de onda. La entrada a un sistemaelectrónico de potencia es un voltaje DC o AC (o corriente). La electrónica de potencia se preocupa delcontenido de potencia y la calidad y no en la información contenida en una señal.



Los dispositivos semiconductores de potencia comercialmente disponibles pueden sercategorizados en varios grupos básicos, tales como:

DIODES

THYRISTORS

BIPOLAR JUNCTION POWER TRANSISTORS (BJTs)

POWER METAL OXIDE SILICON FIELD EFFECT TRANSISTORS (POWER MOSFETs)

INSULATED GATE BIPOLAR TRANSISTORS (IGBTs)

MOS – CONTROLLED THYRISTORs (MCTs)

GATE TURN-OFF THYRISTORs (GTOs)



Electronic systems are groupings of electronic circuits and components whichare designed to accomplish one or more complex functions.

Examples:

1. telecommunication systems,2. computer systems,3. power distribution systems,4. radar systems,5. electronic music systems,6. automatic control systems, and7. many others.



La última etapa es la ETAPA DE SALIDA en la cual una señaleléctrica controla la acción de un dispositivo tal como unalámpara, un motor, o un parlante.

Conectando las etapas de entrada y salida está la ETAPA DEPROCESAMIENTO de señales. Esta puede contener varias subetapas para amplificación, detección de nivel, procesamiento dedatos, o filtrado



Antena

Speaker

Receptor de Radio

SistemaElectrónico



Antena

Speaker



TERMOCUPLAAUTO REFERENCE

JUNCTIONCOMPENSATION

AMPLIFIER ADC COMPUTER VDU

Condicionamiento de la señal Procesamiento de la señal

PROCESO SISTEMA DEMEDICIÓN

ENTRADA SALIDA

OBSERVADOR



1.0

LDR

R110k

R282 Q1

2N3055

BUZZER

12V

160 mA

El dispositivo audible de aviso suena cuando la intensidad de la luz cae por debajo de un cierto nivel



R210k Q1

2N3055

12V

50%RV1

10k

RL112V

D1

1K a 25 CelciusTermistor

CALENTADOR 230 VAC



Un diseño a nivel de circuito es implementado y expresado en términosde componentes, dispositivos, y relaciones voltaje-corriente. El nivelmás bajo es el diseño a nivel de dispositivos, el cual involucra laselección de tipos de dispositivos. Antes de iniciar este nivel de diseño,se debe tener algún conocimiento de dispositivos electrónicos y suscaracteríaticas, parámetros y modelos.



La Ingeniería electrónica es una rama de la ingeniería, que utiliza la electricidad,específicamente la electrónica para resolver problemas de la ingeniería encampos tales como el control de procesos industriales, telecomunicaciones, lamedicina, instrumentación, generación de energía, transporte, agricultura, alrobótica y muchos otros.

Diseño es el proceso creativo de desarrollar una solución a un problema.Comenzamos con un conjunto de especificaciones y requerimientos yencontramos un circuito que las satisfaga.

En un nivel más abstracto, el diseño requiere tomar decisiones considerando lostrade-offs y soluciones alternativas y nos reta a seleccionar la mejor respuesta deun gran número de respuestas aceptables. De este modo, el diseño fortalece lashabilidades para la toma de decisiones y desarrolla la capacidad de juzgar, deigual forma mejora la autoconfianza y experiencia en la aplicación de la teoríapara resolver problemas reales. También, nos permite resolver problemas ennuestra propia forma, de este modo, motiva y desarrolla la creatividad así comolas habilidades para el pensamiento creativo. La creatividad es importante para elproceso de diseño, el cual requiere que vayamos más allá de lo que aprendemosen el aula de clases.



A perceived gap between the existing state and a desired state,or a deviation from a norm, standard, or status quo.

Although many problems turn out to have several solutions (the means to close the gap or correct thedeviation), difficulties arise where such means are either not obvious or are not immediately available.



Es un esfuerzo temporal realizado para crear un producto, unservicio o un resultado único. La naturaleza temporal de losproyectos indica que deben existir un inicio y un fin definidos. Elfin es alcanzado cuando los objetivos del proyecto han sidoalcanzados o cuando el proyecto es terminado debido a que susobjetivos no serán o no pueden ser alcanzados, ocuandonecesidad del proyecto ya no existe.



Projects have a purpose: projects have a clearly-defined aims and set out to produce clearly-defined results. Their purpose is tosolve a “problem”, and this involves analysing needs beforehand. Suggesting one or more solutions, it aims at lasting socialchange.

Projects are realistic: their aims must be achievable, and this means taking account both of requirementsand of the financial and human resources available.

Projects are limited in time and space: they have a beginning and an end, and are implemented in aspecific place and context.

Projects are complex: projects call on various planning and implementation skills, and involve various partners and players.

Projects are collective: projects are .the product of collective endeavour. They are run by teams, involve various partners andcater for the needs of others.

Projects are unique: all projects stem from new ideas. They provide a specific response to a need (problem) in a specificcontext. They are innovative.

Projects can be assessed: projects are planned and broken down into measurable aims, which must be open to evaluation

Projects are an adventure: every project is different and ground-breaking; they always involve some uncertainty and risk.

Projects are made up of stages: projects have distinct, identifiable stages



1. Definición del problema que se va a resolver

2. Establecimiento de los criterios para escoger la mejor solución, así comolas restricciones o limitaciones que se deben cumplir

3. Búsqueda de información pertinente

4. Generación de la mayor cantidad de soluciones posibles

5. Análisis y descarte de las soluciones que no son viables

6. Selección de la mejor solución entre las que quedaron

7. Especificaciones de la solución escogida para su producción omanufactura

8. Comunicación escrita sobre la solución escogida



DEFINICIÓN DELPROBLEMA

CRITERIOS YRESTRICCIONES

GENERACIÓN DE POSIBLESSOLUCIONES

DESCARTE DESOLUCIONES NO VIABLES

SELECCIÓN DE LA MEJORSOLUCIÓN

ESPECIFICACIONES DE LASOLUCIÓN

DOCUMENTACIÓN YCOMUNICACIÓN

BÚSQUEDA DEINFORMACIÓN

ES ITERATIVO

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