Reactivos de Dipositivos 2010

8/11/2019 Reactivos de Dipositivos 2010

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ELECTRNICA-ICE-ESIME-ZACATENCO-IPN REACTIVOS PARA DISPOSITIVOS

Elizabeth Arvalo Gonzlez -2010 2

NDICE

UNIDAD NOMBRE DE LA UNIDAD Pg

I Conceptos generales de las componentes electrnicas. 3Bibliografa 7

II Dispositivos de estado slido de dos terminales (diodos) 8

Bibliografa 12

III Dispositivos de estado slido de tres terminales

(transistores)

13

Bibliografa 17

IV Dispositivos de estado slido, utilizados como

interruptores controlados.

18

Bibliografa 21


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Reactivos para apoyar a los alumnos en sus estudios en la evaluacin terica de la materia deDispositivos.

Unidad I Conceptos generales de las componentes electrnicas.

OBJETIVO

El alumno distinguir las caractersticas generales de los componentes electrnicos (dispositivos), sus

principales representaciones grficas en el plano X-Y, sus propiedades elctricas, su clasificacin de

acuerdo al nmero de terminales, los procesos de fabricacin, los tipos de encapsulados y su

ejemplificacin como bloques funcionales de acuerdo al proceso matemtico que puede efectuar a la

seal elctrica que se le aplique.

1 Cmo se clasifican las componentes electrnicas?

Respuesta:

En componentes electrnicas discretas e integradas.

2 Identifica los dispositivos elctricos y electrnicos del siguiente circuito colocando el nmero quele corresponde de acuerdo a la respuesta:

Respuesta:

1. Capacitores electrolticos2. Potencimetro.3. Transistor bipolar.4. Diodos rectificadores.5. Diodo emisor de luz.6. Regulador de voltaje LM7XXX7. Resistores.8 Capacitor cermico de disco.

3 Identificar la simbologa de los dispositivos electrnicos y elctricos en el siguiente diagramaelectrnico que se muestra. Relacionando el nmero de la respuesta con el dispositivo:


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Respuesta:

1. Puente de diodos de de 8A.2. Capacitor electroltico de 4700F, 100F ambos a125V y de 3.3F a 100V.3. Diodo Zener de 15V, 30V y 13V.4. Resistores de 27K, 1K, 10K, 6K8, 8K2, 5K6K, 100K, 9K1, 0.22, 47, 470 y180K.

5. Capacitor cermico 47nF6. Potencimetros de 3K, y 5K.7. Transistor (BJT) PNP: BC327 y BD242A.8. Transistor (BJT) NPN 2SD110 2SD388 2SD711 2N30559. Diodo emisor de luz (LED)10 Transformador a 5A.11. Circuito integrado LM723.12. Tierra elctrica punto de referencia del circuito.13. Push button NA14. Diodos de conmutacin 1N4148.

4 Cules son las caractersticas generales de los dispositivos de estado slido?:

Respuesta:1. Construidos con materiales semiconductores, tipo P y N.2. Respuesta exponencial.3. Dispositivos pasivos, es decir, consumen energa elctrica para poder realizar su trabajo.4. Su funcionamiento depende de la polarizacin (directa e indirecta).5. Pueden tener dos (como los diodos), tres (como los transistores) ms terminales (como loscircuitos integrados).6. Existen dispositivos de estado slido de propsito general, de respuesta rpida, deconmutacin, de potencia, entre otros.


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5 Cules son los tipos de encapsulados?

Respuesta:Existen 2 clasificaciones generales para lo encapsulados, segn contengan circuitos

integrados componentes discretos, encapsulados IC y encapsulados discretosrespectivamente.

Tipos de EncapsuladosCI Discretos

De insercin Montaje Superficial De insercin Montaje SuperficialDIP SOP SP-8 SC-59 TO-252

SIP TSOP SST SC-62 TO-263

PGA QFP TO-3 SC-70 HVSON

SOJ TO-92 SC-74 HWSON

QFJ TO-126 SC-75 XSOF

QFN Isolated TO-220 SC-84 SOP8

TCP TO-220AB SC-88 TSSOP

BGALGA TO-251 SC-89 MLP

SC-95 EFLIP

7 Dar algunos ejemplos de dispositivos de estado slido de dos, de tres y ms terminales.

Respuesta:

1. Ejemplos de dispositivos de estado slido de dos terminales: Diodo rectificador, Diodo Zener,Diodo Tnel, Diodo Varactor, Diodo de conmutacin, entre otros.2. Ejemplos de dispositivos de estado slido de tres terminales: Transistor bipolar (BJT), JFET,

MOSFET, SCR, TRIAC, entre otros.3. Ejemplo de dispositivos de estado slido de ms de terminales: CI555, CI556, CI174, 74LS00,74LS02, 74LS04, MOC3031, HC4007, MCT2, MC14544B, entre otros.

8 Explicar qu es un diagrama a bloques.

Respuesta:

Es una representacin grfica y abreviada de la relacin de causa y efecto entre la entrada y lasalida de un sistema fsico.

9 Para qu sirve un diagrama a bloques?

Repuesta:

Proporciona un mtodo til y conveniente para caracterizar las relaciones funcionales entediversos componentes de un sistema de control. Los componentes del sistema se llaman demanera alterna elementos del sistema. La forma ms simple de representar un diagrama abloques es con un solo bloque, con una entrada y una salida.

10 Cules son las caractersticas generales del diodo en polarizacin directa e inversa?

Respuesta

1. Polarizacin directa: VDpequeo; IDmayo a cero, resistencia interna del diodo pequea. 2. Polarizacin inversa: VDmenor igual a cero; IDaproximadamente a cero, resistencia interna


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del diodo muy grande.

11 Cmo se representa la grfica de un diodo?, e indicar en que parte de la grfica conduce eldiodo.

Respuesta.

Grfica caracterstica de un diodo.

En el primer cuadrante de la grfica al estar polarizado directamente el diodo conduce, mientrasque en el tercer cuadrante al estar polarizado inversamente el diodo deja de conducir.

12 Dibujar el diagrama a bloques de una fuente de voltaje lineal no regulada (eliminador).

Respuesta:


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13 Dibujar el diagrama a bloques de una fuente conmutada.

Respuesta:

BIBLIOGRAFA

Floyd, Thomas L., Dispositivos Electrnicos, Ed. LIMUSA, S.A. de C.V. Grupo NORIEGA

EDITORES, Balderas 95, Mxico, D.F., 1994.

Garca B. Margarita, Dispositivos Electrnicos, TOMO I, IPN, 1995.

Malvino, Albert, Principios de Electrnica, Mc Graw Hill, Espaa, 2007.


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Unidad II Dispositivos de estado slido de dos terminales (diodos)

OBJETIVO

El alumno analizar y verificar las caractersticas, limitaciones, comportamientos elctricos y

modelos equivalentes, de los principales dispositivos de estado slido de dos terminales (diodos), as

como, su aplicacin en el procesamiento de seales elctricas en circuitos electrnicos tpicos, como

(rectificadores, limitadores recortadores de voltaje, sujetadores cambiadores de nivel, dobladores,

triplicadores, regulador, voltaje de referencia, indicadores luminosos). Considerando smbolos,

caractersticas elctricas, circuitos equivalentes, y hojas de especificaciones del fabricante de cada

dispositivo.

1 Analizar la grfica y calcular la resistencia dinmica y la potenciamxima, tomando en cuenta los valores de la grfica. Cada divisinen el eje Y equivale a 5mA, mientras que cada divisin en el eje Xequivale a 1V.

Sol: rZ=27.69 y PZ=210mW

2 Calcular la potencia que disipa un LED rojo, si suresistencia interna es de 5, y su voltaje de unin es de1.8V.

Sol: PLED=49.42mW

Vs

R1

R2

LED

120 Ohm

390 Ohm

15V_

3 Analizar el circuito y calcular la carga, para que esta disipe unapotencia de 500mW, si el transformador tiene una relacin de 6:1.

Dibujar la seal de la carga indicando el valor de la amplitud y elperiodo. Tambin calcular el valor del capacitor que est conectadoen paralelo con la carga, para tener un rizo de 100mV.Qu pasara si el D1 se abriera? Explica.Se tendra la respuesta de un circuito rectificador de media

onda.

Sol: RL=165 y C=7207.07 F

N1

N2

N3

1N4001

1N4001

CRL


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10 Analizar el circuito, y calcular el VOy dibujar la grfica de salida, ascomo la grfica de la funcin de transferencia.

Sol: de VO= 1.7V a VO=21.3Vp+

Vs = 12 Vp sent

C = 1 u F

D (Si)

E = 2 V

+ Vo

--

Analizar el circuito y calcular el voltaje de salida; dibujar la grfica,si el voltaje del Zener es de 3.9V y el diodo es de germanio.Explicar el funcionamiento del circuito e indicar que tipo de circuitoes.

Sol: VO=3.9V y VO=0V, y se trata de un circuito recortador.

+

20Senwt

1k D

Z Vo

11 Analizar el circuito y calcular el voltaje de entrada mnimo necesariopara establecer la regulacin del Zener y la potencia que stedisipara, si dicho diodo presenta una resistencia interna de 10,una corriente nominal de 1mA y un voltaje de ruptura Zener de3.3V.

Sol: Vimn=22.406V

Vi

560

100

12 Analizar el circuito y calcular el voltaje de salida (VO) del circuitomostrado. Dibujar la curva de salida y la funcin de transferencia del

circuito.

Sol: VO=20Vp y VO=-5.8V

+

Vs = 20 Vp

R = 1 Kohm

D (Si )

Vz = 5.1 V

+

_

Vo

500 KHz

13 Analizar el circuito y calcular VOdel circuito mostrado. Dibuja Si losdiodos Zener ambos son de 5.1V, y la fuente de alimentacin Vsentrega una seal senoidal con una amplitud de 20Vp a unafrecuencia de 100Hz, y una R1 de 1K.

Sol: VO=5.8V y VO=-5.8V

+

Vs

R1

Z1

Z2

14 En un circuito regulador con diodo Zener, por el cual circula unacorriente de 5mA, con una fuente de alimentacin de 15V quealimenta a una resistencia limitadora y a una carga, ambas de330. Calcular el voltaje del Zener.

Sol: VZ=6.675V15 V

RS

RLZ


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15 Analizar el circuito y determinar la Izmxy la potencia que disiparaun Zener de 9.1V, con una fuente de alimentacin que vara desde0V a 20V, si la resistencia limitadora es igual la resistencia de cargamnima, con un valor de 270, y resistencia de carga mxima de10K.

Sol: IZmx=40.36663mA y PZ=367.3336mW

E

RS

RLZ

16 Analizar el circuito y determinar el valor de la RLmin necesaria paraque el Zener de 10V regule, con una corriente nominal de 2mA,cuya resistencia limitadora es de 390 y la fuente de alimentacines de 25V.

Sol: RLmn=274.26

25 V

RS

RLZ

17 Analizar el circuito y determinar el valor del resistor limitador en elcircuito regulador con diodo Zener de 5.1V a una corriente nominalde 1mA, si se desea alimentar una carga de 150, y la fuente dealimentacin tiene una variacin del 20% de su valor que es de20V. Tambin calcular la potencia de disipacin del Zener.

Sol: RS=302.777 y PZ=144.953mW

20 V

RS

RLZ

18 Analizar el circuito y determinar los voltajes de entrada mnimo ymximo que pueden regularse por el diodo Zener, si la IZK es de

1mA, 15mA de corriente de Zener mxima, el voltaje del Zener esde 5.6V y una rZde 10, para una carga infinita y una resistencialimitadora de 560.

Sol: Emn=6.17V y Emx=14.15V

E

RS

Z Vo

19 Analizar el circuito y calcular las corrientes de carga mnima ymxima para las cuales el diodo Zener se mantenga en regulacin.Calcular la resistencia de carga mnima para que el Zener regule,considerando VZ=9.1V, RS= 330, IZK=3mA e IZmx=90mA, con una

rZ=10, si la fuente de alimentacin es de 24V.

Sol: Para RLmx=, ILmn=0A e IZmx=43.824mARLmin=202.62, ILmx=45.06mA e IZmn=3mA

24 V

RS

ZRL

20 Un diodo Zener de 8.2V a 25oC, tiene un coeficiente en temperaturapositivo de 0.062%, calcular la variacin del voltaje a unatemperatura de 75oC.

Sol: VZ=0.542V, VZ(75o

C)=8.4542V


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BIBLIOGRAFA






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Unidad III Dispositivos de estado slido de tres terminales (transistores)

OBJETIVOS

El alumno analizar y comprobar las caractersticas, limitaciones, comportamientos elctricos y

modelos equivalentes, de los dispositivos de estado slido de tres terminales conocidos como

transistores, as como, su aplicacin en circuitos electrnicos de polarizacin con Transistores

bipolares y Transistores de efecto de campo (considerando smbolos, caractersticas elctricas,

circuitos equivalentes, y hojas de especificaciones del fabricante).

Circuitos de polarizacin con transistores bipolares y transistores de efecto de campo.

1 Analizar el circuito y calcular los voltajes y corrientes en cadauno de los dispositivos y uniones del transistor, si este es desilicio y tiene una =0.99, calcular la potencia que disipa eltransistor.

Sol. VRC=8.0336V, VCE=1.9664V,VR1=VCB=0.845V,VR2=VBE=0.7V, IRC=8.0336mA, I1=256.05A,I2=179.4872A, IB=76.56A, IC=7.7776A y PT=15.3475mW

3.3 Kohm1 Kohm

3.9 Kohm

10 V

2 Analizar el circuito y calcular: VCB, VCE, VE, VB, VC, IB, IC, I1, I2,

e IE, para una beta de 45 y con el potencimetro en 0de suvalor.Con base en los resultados escribir en que regin seencuentra trabajando el transistor, e indicar la configuracindel transistor, as como las caractersticas de esta.

Sol. VCE=-31.743V, VC=-28.04V, VCB=31.743V,VB=5.1V,VBE=0.7V, VE=4.4V, IC=43.0435mA, I1=4.5mA, I2=3.5435mA,IB=956.522A, IE=44mA

R1

Z

TIP 41

RE

P

1 k

2.2 K

5.1 V

100

10 k

Vcc= 15 V

3 Analizar el circuito y calcular el voltaje de entrada, lascorrientes y potencias de disipacin en cada uno de losdispositivos, considerando = 0.99 y un VCE= 3V para untransistor de silicio.

Sol: VS=3.54V, IB=76.77A, IC= 7.6mA, IE=7.677mA,VRB=2.073V, VRC=6.232V, VCB=2.3V, PRB=159.14W,PRC=47.36mW, PRE=5.894mW, PT22.8mW

Vs

RB =27 K

RC = 820

T1

RE = 100

Vcc = 10V


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4 Analizar el circuito y calcular los resistores para que eltransistor trabaje en el regin de saturacin, el cual tieneVCEsat=0.25V, una ICsat de 25mA, un factor de ganancia encorriente de 110 y el V Ies igual al VCC. Considerando un LEDde rojo de 1.5V.

Sol: RB=18K y RC=120

RB

RC

Vcc=+5V

+

_

VoVi

BC547A

5 Analizar el circuito y calcular los valores de VCE, IC e IBconsiderando RB=18K y RC=120 del circuito, el cual tiene,un factor de ganancia en corriente de 110 y el VIes igual alVCC. Considerando un LED de rojo de 1.5V.

Sol: IB=238.89A, IC=26.278mA y VCE=0.347VBC547A

RB

Vcc = + 5 V

VoVi

RC

LED

6 Analizar el circuito y calcular los resistores para el circuitoconsiderando VE de 2V, VCE=5V e IC=12 mA, para un factorde corriente de 180.

Sol: R1=68K, R2=47K, RC=390, y RE=150

R1

BC548B

RC

+ Vcc = 12V

R2 RE

7 Analizar el circuito y calcular: VCB, VCE, VE, VB, VC, IB, IC, I1, I2,e IE, para un factor de corriente de 180. ConsiderandoR1=68K, R2=47K, RC=390, y RE=150.

Sol. VCE=4.55V, VC=6.63V, VCB=3.85V, VB=4.9V, VBE=0.7V,VE=2.08V, IC=13.775mA, I1=1.12mA, I2=1.043mA,IB=76.626A, IE=13.851mA.

R1

BC548B

RC

+ Vcc = 12V

R2 RE

8 Analizar el circuito y calcular RB, RE y RC para el circuitobsico de polarizacin con transistor bipolar, con, VCC=15V,IC=10mA, VBE=0.7V, VCE=5V, y una =200. Considere VE=2V.

Sol: RB=246K, RC=800, y RE=199

RB RC

RE

VCC


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9 Analizar el circuito y calcular R1, R2,REy RCpara el circuitodel transistor bipolar de silicio a baja potencia con, VCC=15V,IC=20mA, VCE=5V, IR1= (1/10) IC y una =180. ConsidereVE=2V.

Sol: R1=1.8K, R2=1.5K, RC=330, y RE=100

R1RC

RE

VCC

R2

10 Analizar el circuito y calcular voltajes y corrientes; para untransistor de silicio con =180 y un VCC=15V.

Sol. IB=126.324A, IE=22.865mA, IC=22.7384mA,I1=2.11mA, I2=1.983mA, IRC=24.8473mA, VCE=4.498V,VC=6.7845V, VCB=VR1=3.798V, VB=VR2=2.9865V, yVE=2.2865V.

1.8 K330

100

VCC

1.5K

11 Analizar el circuito y disear el circuito para una IC2=30mA yun VCE2=1.5V, si 1=110 y 2=45; y el diodo emisor de luztiene un voltaje de 3.3V.

Sol. IB1=6.006A, IE1=IB2=666.667A, RB=1.2654M yRC=140.En valor comercial RB=1.2M y RC=120.

RB

BC547

TIP41

RC

9 V

12 Para un JFET con polarizacin mediante divisor de voltaje,analizar el circuito y calcular: voltajes y corrientes del circuito,dado un VGS= -1.1v, R1=10M, R2=2.2M, RD=820,RS=390 y un VDD=9 V.

Sol: VG=1.62V, VS=2.72V, ID=6.97mA, VDS=0.5663V yVD=3.2863V

10 M 820

3902.2 M

9 V

13 Analizar y calcular el circuito de polarizacin con IDSS=6mA,VGSOFF=-4V, VDD=12, considerando las condiciones del punto

medio.

Sol: RS=390, RD=1.8K y RG=1M

RD

RSRG

VDD

T1


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14 Analizar el circuito y calcular VD, VS, VDS, VGSQ, VGgme IDQ,mediante el mtodo grafico. Considerando RS=390,RD=1.8K y RG=1M

Sol: VD=6.42V, VS=1.2V, VDS=7.62V, VGSQ=-1.2V, VG=0V eIDQ=3.1mA y gm=2.1mS

RD

RSRG

VDD

T1

15 Analizar y disear el circuito para IDSS=8mA, VGSoff=-5V y unVGSde 1V

Sol: R3=1M, R2=11.5M y R1=651.04

R1R2

R3

VD=5V

VDD=12.5V

16 Con base en el mtodo analtico, analizar el circuito ycalcular: VDS, ID, VS, VGS, y VG, considerando VDde 6V.

Sol: VDS=3.585V, ID=7.38mA, VS=2.415V, VGS=0.03554V, yVG=2.45V

12 V

820

330

3.9 M

1 M

17 Analizar el circuito y calcular voltajes y corrientes del circuitoe indicar de qu transistor se trata y en qu regin esttrabajando. Si VDSes de 5V.

Sol: ID=0.784mA, VS=2.588V, VGS=-0.965V, VD=7.588V yVG=1.623V

10 M 1.8 K

3.3 K2.2 M

9 V

18 Analizar el circuito y calcular voltajes y corrientes empleandoen mtodo analtico, e indica en que regin se encuentratrabajando el dispositivo semiconductor y de que dispositivose trata. Considerando un voltaje de drenador de 5V, unaIDon=1mA para una VGSumb de 1.5V, y una K=5.42mA/V

2

Sol: ID=4.892mA, VS=0V, VGS=2.45V, VG=2.45V yVDS=7.989V

12V

R1 RD

R2

3M9

1M

820


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19 Analizar el circuito y calcular los valores de los resistores delcircuito, para un VGSde 5V y una IDde 5mA.

Sol: RD=1.4K, y RG=1M12V

RGRD

20 Analizar el circuito y calcular voltajes y corrientes en cadadispositivos del circuito considerando que el transistor tieneun VD=5V, un VDonde 1.5V y una y una K=5.42mA/V

2

Sol: VG=VR2=VGS=0.923V, ID= 1.804mA, VRD=7.04V,VDS=4.96V, I1=923.1nA e I2=936nA

RDR1

R2

12 V

3K912M

1M

BIBLIOGRAFIA





Garca B. Margarita, Dispositivos Electrnicos, TOMO II, IPN, 1995.


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Unidad IV Dispositivos de estado slido, utilizados como interruptores controlados.

OBJETIVOS

El alumno analizar y comprobar las caractersticas, limitaciones, comportamientos elctricos y

modelos equivalentes, de los principales dispositivos de estado slido utilizados en el procesamiento

conmutado de las seales elctricas, as como, su aplicacin en circuitos electrnicos como

Interruptor elctrico y electrnico, con SCR, TRIAC y Optoacopladores. Considerando smbolos,

caractersticas elctricas, circuitos equivalentes, y hojas de especificaciones del fabricante, de cada

dispositivo.

1 Calcular el valor de las resistencias para un ngulo deconduccin de 1350y 900, empleando un SCR con IGT=60A, VGT=0.6V, VBR=400V, con diodo de silicio,RL=50. Siendo el diodo de silicio.

Sol. R1=4.00976M, R2=866.036K

RL

D

R2

R1

120 Vrms

a 60 Hz

2 Calcular el valor de las resistencias, considerando que elSCR, tiene un VGT de 1.2V, IGT de 200A, y un VBR de

200V, para una conduccin que se encuentre entre 5 y90. Considerando el diodo de silicio.

Sol. R1=906.053K, R2=4.6341MR2

R1

D (Si)

120Vca

60Hz

Lmpara

3 Calcular las resistencias del circuito de la figura y el

ngulo de conduccin. Si las caractersticas del SCRson: VGT=3V, VDRM=VBR=400V, IGT=200A, IH=5mA,PG=1.3W y el diodo es de silicio. Describir elfuncionamiento del circuito.

Sol. R1=705.27K, R2=359.94K; Cmn=900 ,

cmx=175.9450

P1

R1

D1

RL=20

100Vrms

60Hz


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4 Calcular las resistencias del circuito, para que tenga un

ngulo de conduccin de00

17090 . Si las

caractersticas del SCR son: VGT=3V, VDRM=200V,IGT=200A, IH=5mA, PG=1.3W y el diodo es de silicio

Sol. R1=784.9743K, R2=1.566M

P1

R1

D1

RL=20

100Vrms

60Hz

5 Analizar el circuito y calcular R1 y R2 para un ngulo dedisparo de 90 y de 10, considerando una IGTde 15mA yVDRMde 330V un VGTde 2V.

Sol: VSCR=169.71Vp, Vdmx=169.71V, IGmn=7.28591mA,Vdmn=29.47V, IGmx=13.6605mA, R1=12.28K,R2=10.63K.

SW1

R2

R1Rcarga

120Vca

6 Del ejercicio anterior si se elige R1 de 12K, en quevalor de estar el ngulo de conduccin y de disparo.Tambin calcular el Vdy la IGy el ngulo de disparo.

Sol: IGmx=13.976mA, Vdmn=22.528V, disparo=7.6282,conduccin=172.372. SW1

R2

R1Rcarga

120Vca

12K

7 Proponer un circuito con transistor bipolar que controle lacorriente en la compuerta de un SCR.

Respuesta

Rcarga

T2

RE

R2

R1

20V

R3

120Vca

8 Proponer un circuito que controle la intensidad deiluminacin, que emplee dispositivos tiristores.

Repuesta

Lmpara

L=100mH

R1=100K

C1=0.1uF

C1=0.1uF

R2=15KDIAC

TRIAC

a 250V

a 200V

120Vca

a 60Hz

9 Proponer un circuito que permita controlar los ngulos deconduccin y de disparo, as como los tiempos deconduccin y de disparo, en un SCR.

Repuesta


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SCR

R3

R2=5K

R1

Rcarga

+

12VpSent

100

1K

330

Vi

10 Analizar el circuito para verificar el funcionamiento,tomando en cuenta que en el optoacoplador se tiene unVCE de 10V, para un a IF de 10mA, e ICmx de 100mA,mientras que el diodo emisor se tiene una IFmx=100mA,IFtyp=10mA, para un VFtyp=1.18V.

Sol: IFi=10.375mA, IC=10.375mA, VCE=3.963V

Vi = 24V

R1 = 2.2 K

4N26

R2=100

5 V

11 Analizar el circuito de la fig. 2, considerando en el emisordel optoacoplador VF de 1.18V; mientras que para eldetector se tiene VCEsat de 0.3V, y el SCR presenta unVDRMde 400V, IGTtypde 60A y un VGTtypde 0.6V.

Sol: IFi=9.795mA, V120K=8.1V, I120K=67.7A, V82K= 0.6V,I82K=7.32A, V18K=8.7V, I18K=483.3A, IE=560.83A,IG=60.183A Y Vd=-1.22V

1 K

4N26

1 k

1 k

C106

SW

1N4004

9 V

+

0V 5V

12 Analizar el circuito, para verificar el funcionamiento,considerando en el emisor del optoacoplador (4N26):VFtyp de 1.15V para una IFtyp de 10mA, y una IFmx de60mA; mientras que para el detector se tiene una ICmxde150mA y una de 500; y para el 2N3904 una betamnima de 60.

Sol: IFI= 8.191mA, IRE1IC1=20.5mA, VCE1=1.925V,IB2=158.33mA, IC1=20.5mA, IC2=9.4998mA,VCE2=0.5351V,

optoacoplador abierto

2N3904

470

150

470

5 V15 K

13 Explicar el funcionamiento del circuito. Calcular: voltajes,corrientes del diodo emisor de luz, del transistor y delZener, as como . Si el diodo emisor de luz tiene unvoltaje tpico de VF=1.2V, una IFMx=80mA, mientras queel fototransistor presenta un punto de operacin devoltaje entre colector y emisor de 0.4V, para unaIF=10mA, y una ICMx=100mA. El transistor es de silicio ytiene una ganancia en corriente de 40.

Sol: Para VI=5V; IFI= 2.8mA, VCE1sat= 0.4V, IC1=4.75mA,VCE2= 1.1V, por lo que VRL=22.4V.Para Para VI=0V; IFI= 0mA, VCE1corte= VZ-VBEO2, IC1=0mA,

VCE2= VZ, por lo que VRL=24V-VZ.

4N37Z 24V

RL

24V,5A

1K

10K

+

0V a 5V


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14 Analizar y explicar el funcionamiento del circuito.

Respuesta:

El circuito permite acoplar un voltaje de CC externo a laentrada del dispositivo digital (compuerta), mediante eloptoacoplador 4N33. El circuito convierte un voltaje deentrada de 12VCDen un nivel alto de 5V y uno nivel bajode aproximadamente 0V. Este circuito se puede emplearpara monitorear una batera de automvil.Cuando de aplica la seal de 12VCD, circula una corrienteIF a travs de la resistencia R1, se energiza el LED y elfotodarlington conduce. Como resultado, circulara unacorriente de colector IC a travs del resistor R2. Estacorriente causa una cada de voltaje deaproximadamente 5V que es interpretada por la entrada

de la compuerta inversora como un nivel alto 1 lgico.Cuando se retira la seal de entrada, no circula corrientea travs del LED y el fotodarlington no conduce. Comoconsecuencia, la entrada de la compuerta inversoraqueda puesta a tierra y recibe un nivel bajo deaproximadamente 0V.Los valores de R1 y R2 deben elegirse de modo que lacorriente de entrada IF y de salida IC no excedan losvalores mximos especificados por el fabricante. Siendopara el optoacoplador 4N33 IFmx de 80mA e ICmx de100mA.

R1

L

ED

R2 TTL o CMOS

5V10K

470

4N33

15 Analizar y explicar el funcionamiento del circuito.

Respuesta:

El circuito sirve para interfazar una salida digital a cargasde CA de baja potencia utilizando un optoacopladorMOC3010. El fototriac acta como un interruptor en seriecon la lmpara, conectndola a la red de 120VCAcuandola salida de la compuerta inversora es de nivel bajo (0V)y desconectndola cuando es de nivel alto (5V).El fototriac se dispara (entra en conduccin) cuando lacorriente a travs del LED (IF) supera un cierto umbral

denominado IFT. Para el MOC3010, la IFmxes de 50mA eIFTmx de 8mA. Tpicamente la IFT es de 8mA e IF de10mA.

TTL o CMOS

R

LED

5V

Lmpara

Fusible

Vlnea

Entrada

120Vca

a 10W

120Vca

a 60Hz

MOC3010

1k

BIBLIOGRAFIA






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Garca B. Margarita, Dispositivos Electrnicos, TOMO II, IPN, 1995.

CEKIST S.A. Cursos prcticos de electrnica digital.

Almendarez A. Domingo, Curso de Electrnica II, IPN, Mxico, D.F., 1998.

Reactivos de Dipositivos 2010

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