UNIDAD DIDÁCTICA: CIRCUITOS ELECTRÓNICOS … CIR... · ... (Resistencias Dependientes de la...

20
1 IES PABLO RUIZ PICASSO TECNOLOGÍA INDUSTRIAL I DEPARTAMENTO DE TECNOLOGÍA UNIDAD DIDÁCTICA: CIRCUITOS ELECTRÓNICOS BÁSICOS 1.- INTRODUCCIÓN La electrónica es una parte de la electricidad que estudia el funcionamiento de los circuitos formados por una serie de componentes llamados semiconductores. Los materiales semiconductores tienen un comportamiento intermedio entre los aislantes y los conductores y se construyen básicamente de silicio, selenio y germanio. Gracias a la electrónica se pueden realizar de forma automática procesos muy complejos utilizando pequeños circuitos. Existe en el mercado una gran variedad de circuitos electrónicos que desempeñan diferentes funciones. Todos ellos están formados por un conjunto de componentes que se diferencian por su forma, su función y sus características. Algunos de estos componentes son conocidos porque también intervienen en los circuitos eléctricos (componentes pasivos). Otros son específicos de los circuitos electrónicos ( semiconductores). Entre los componentes pasivos podemos destacar las resistencias y los condensadores. Dentro de los componentes electrónicos los más importantes son el diodo y el transistor aunque existen otros como el diodo LED, la LDR, las termorresistencias, etc. Al igual que sucede en los circuitos eléctricos, cualquier circuito electrónico se representa mediante esquemas en los que aparecen los símbolos de los diferentes componentes.

Transcript of UNIDAD DIDÁCTICA: CIRCUITOS ELECTRÓNICOS … CIR... · ... (Resistencias Dependientes de la...

1

IES PABLO RUIZ PICASSO – TECNOLOGÍA INDUSTRIAL I – DEPARTAMENTO DE TECNOLOGÍA

UNIDAD DIDÁCTICA: CIRCUITOS ELECTRÓNICOS BÁSICOS

1.- INTRODUCCIÓN

La electrónica es una parte de la electricidad que estudia el funcionamiento de los circuitos formados

por una serie de componentes llamados semiconductores. Los materiales semiconductores tienen un

comportamiento intermedio entre los aislantes y los conductores y se construyen básicamente de silicio,

selenio y germanio.

Gracias a la electrónica se pueden realizar de forma automática procesos muy complejos utilizando

pequeños circuitos.

Existe en el mercado una gran variedad de circuitos electrónicos que desempeñan diferentes

funciones. Todos ellos están formados por un conjunto de componentes que se diferencian por su forma, su

función y sus características.

Algunos de estos componentes son conocidos porque también intervienen en los circuitos eléctricos

(componentes pasivos). Otros son específicos de los circuitos electrónicos (semiconductores).

Entre los componentes pasivos podemos destacar las resistencias y los condensadores. Dentro de los

componentes electrónicos los más importantes son el diodo y el transistor aunque existen otros como el

diodo LED, la LDR, las termorresistencias, etc.

Al igual que sucede en los circuitos eléctricos, cualquier circuito electrónico se representa mediante

esquemas en los que aparecen los símbolos de los diferentes componentes.

2

2.- CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DE LOS CIRCUITOS

ELECTRÓNICOS

- Trabaja con corriente continua

- Las tensiones de trabajo son bajas. Existe una clara diferencia entre electricidad y electrónica.

Mientras que con la primera las tensiones de trabajo oscilan entre los 220 V (doméstica) y 380 (industrial), y

en pocas ocasiones inferiores a 12 V, así como las intensidades del orden o superiores a 1 amperio, en la

electrónica hablamos de tensiones como máximo de 12 voltios e intensidades típicas del orden de

miliamperios (mA).

- Combina componentes muy variados, en especial, aquellos construidos con materiales

semiconductores.

- Su tecnología es previa a la de los sistemas informáticos.

3.- COMPONENTES ELECTRÓNICOS

Los componentes electrónicos se pueden dividir en dos tipos:

1) Componentes pasivos.

Son aquellos componentes que actúan como meros receptores y consumidores de la señal eléctrica.

No generan ni ganancia ni control de la señal eléctrica. Los componentes pasivos son resistores,

condensadores y bobinas.

2) Componentes activos.

Se trata de componentes capaces de generar, modificar o amplificar la señal eléctrica. Algunos

ejemplos de componentes activos son el diodo y el transistor.

3.1.- COMPONENTES ELECTRÓNICOS PASIVOS

3.1.1- RESISTENCIAS

3.1.1.1- RESISTENCIAS FIJAS

3

Las resistencias eléctricas juegan un papelfundamental en cualquier circuito eléctrico, porque fijado

el voltaje y según la Ley de Ohm, las resistencias controlan el paso de la corriente eléctrica por el circuito.

Representación esquemática de las resistencias:

En el siguiente dibujo se ve el aspecto exterior de alguno de los tipos deresistencias.

Las resistencias electrónicas están fabricadas con un conglomerado de grafito o similar, disponen de

dos terminales metálicos para su conexión al circuito y están forradas de material cerámico y a veces

barnizadas, con una serie de franjas de colores que indican su valor.

¿Cómo se lee una resistencia?

Las dos primeras bandas dan una idea del valor base de la resistencia y la tercera

banda nos indica por cuanto hay que multiplicar el valor base anterior para obtener el

verdadero valor de la resistencia. La cuarta y ultima banda nos da la tolerancia(Dorado

5%, Plateado 10%, sin color 20%, rojo 2%, marrón 1%).

Resumiendo:

La primera banda: valor base

Segunda banda: valor base

Tercera banda: valor multiplicador

Cuarta banda: Tolerancia en porcentaje

4

3.1.1.2.- RESISTENCIAS VARIABLES

A) RESISTENCIAS AJUSTABLES. POTENCIÓMETROS

Las resistencias ajustables son un tipo de resistencias que permiten ser graduadas desde cero a su

máxima resistencia. Se utilizan en circuitos que requieren cierta precisión difícil de alcanzar con valores fijos

o en circuitos que deban ser ajustados en alguna ocasión para conseguir las máximas prestaciones.

Símbolo para representar la resistencia ajustable.

Girando la ranura del medio, se va obteniendo más o menos resistencia. Los potenciómetros son un

tipo de resistencias ajustables que normalmente se gradúan desde el exterior del aparato electrónico por

parte del usuario mediante un mando giratorio o deslizante. Podemos clasificarlos en tres tipos: de película

de carbón, de película metálica y bobinados. Ejemplos de potenciómetros los tenemos en los mandos de

volumen, color, luminosidad de los televisores, en los controles de un equipo de música, etc.

B) TERMISTORES (Resistencias Dependientes de la

Temperatura).

Símbolo

5

Los resistores dependientes de la temperatura o TERMISTORES son resistores cuya resistencia depende

de la temperatura a la que se encuentren. Hay dos tipos de termistores: NTC y PTC:

-En los NTC (Coeficiente de Temperatura Negativo) disminuye la resistencia al aumentar la

temperatura.

-En los PTC (Coeficiente de Temperatura Positivo) aumenta la resistencia al aumentar la temperatura.

Los termistores más habituales son los NTC, y se utilizan como sensores de temperatura en

termostatos, termómetros, circuitos de protección de aparatos eléctricos frente a la temperatura, sistemas

domóticos, detectores de incendios, etc.

Símbolo eléctrico del termistor.

Acompañado de − t indica que es un NTC.

Acompañado de + t indica que es un PTC.

C) RESISTENCIAS LDR (Resistencias Dependientes de la Luz).

Ciertos materiales como el Selenio varían sus propiedades conductoras cuando varía la intensidad de

luz que incide sobre ellos. Este efecto se denomina fotoconductividad. Los resistores dependientes de la luz,

foto-resistores o LDR (Light Dependent Resistors) son resistores cuya resistencia depende de la luz

incidente:

-En condiciones de oscuridad o poca luz, su resistencia es muy alta (deja pasar muy poca corriente).

-En condiciones de iluminación, su resistencia es muy baja (deja pasar mucha corriente).

Las resistencias LDR, también llamadas fotorresistencias, tienen aplicaciones entre las que destacan

puertas automáticas de ascensores, control del alumbrado público, alarmas, máquinas detectoras de luz

(visión artificial), etc.

D) RESISTENCIAS VDR O VARISTORES (Resistencias

Dependientes de la Tensión).

6

Este tipo de resistencia disminuye el valor óhmico al aumentar el voltaje eléctrico entre sus

extremos.

3.1.2.- CONDENSADORES

Su funcionamiento se parece al de las pequeñas baterías recargables y, al igual que éstas, son capaces

de almacenar y descargar energía eléctrica. Están formados por dos láminas de un material conductor

(llamadas armaduras) separadas por un dieléctrico.

La función del condensador consiste en almacenar cargas eléctricas y cederlas en el momento

deseado.

La propiedad de acumular cargas eléctricas de los condensadores se llama capacidad y se mide en

faradios, pero resulta una unidad excesivamente grande, por lo que normalmente se emplean submúltiplos.

1 milifaradio = 1mF = 10-3 faradios

1 microfaradio = 1 µF = 10-6 faradios

1 nanofaradio = 1 nF = 10-9 faradios

1 picofaradio = 1 pF = 10-12 faradios

La capacidad expresa la relación existente entre la carga almacenada y la tensión aplicada.

En los circuitos, nos podemos encontrar con dos tipos de condensadores:

- Condensadores polarizados: son aquellos que tienen indicados sus polos, positivo y

negativo, y deben conectarse siguiendo su polaridad, ya que en caso contrario el

7

condensador estalla. Además, llevan indicada la capacidad y la tensión máxima a la que

puede conectarse. Su símbolo es el siguiente.

- Condensadores no polarizados: no llevan ninguna indicación y se pueden colocar sin tener en

cuenta la polaridad. También llevan indicada la capacidad, aunque en algunos tipos de

condensadores se ha optado por un código decolores parecido al que se emplea para las

resistencias. Su símbolo es el siguiente.

Otra clasificación:

Condensadores fijos: Aquellos cuya capacidad es única y no se puede regular.

Condensadores variables: Aquellos cuya capacidad se puede regular de forma manual.

FUNCIONAMIENTO DEL CONDENSADOR EN CORRIENTE CONTINUA

Frente a la corriente continua el condensador se comporta como un depósito que solamente se abre cuando la

presión de alimentación (tensión) varía. Cuando la tensión continua aumenta, la corriente pasa de + hacia el

polo -; cuando se estabiliza no hay paso de corriente (se comporta como un interruptor abierto), y cuando

disminuye la tensión, la corriente circula en sentido inverso.

FUNCIONAMIENTO DEL CONDENSADOR EN CORRIENTE ALTERNA

Debido a la tensión alterna U, el condensador resulta cargado, descargado, vuelto a cargar con polaridad

opuesta; una vez más descargado, y así sucesivamente. Con ello circula una corriente cuya variación es

senoidal. Pero, la corriente no circula a través del condensador, es decir a través de su dieléctrico que es

aislante como hemos dicho, la corriente sólo circula de los bornes del generador a las armaduras del

condensador y viceversa, es decir, aunque el circuito realmente no está cerrado el efecto es como si lo

estuviera; y siendo éste el efecto, se suele decir que por el circuito circula una corriente eléctrica.

A) CARGA Y DESCARGA DE UN CONDENSADOR.

Para entender el funcionamiento de un condensador lo vamos a someter a la carga y descarga del

mismo en serie con una resistencia.

8

Cuando cerramos el circuito de carga el condensador se carga hasta alcanzar casi la tensión de

alimentación.

El tiempo de carga depende de la capacidad del condensador y del valor óhmico de la resistencia que

está en serie con él R1, siguiendo la fórmula:

t1= 5*R1*C

Cuando cerramos el circuito de descarga, es el condensador el que entrega la corriente a la

resistencia hasta agotarse su carga.

El tiempo de descarga ahora depende de la capacidad y de la resistencia de descarga R2.

t2= 5*R2*C

9

Una de las aplicaciones más comunes para los condensadores son los temporizadores, esperar hasta

que el condensador se cargue o descargue.

Por ejemplo:

Calcula el tiempo que tardará en cargarse un condensador de 4700 µF que está en serie con una

resistencia de 1000 Ω.

Solución:

Otro ejemplo:

¿Cuánto tiempo lucirá una bombilla que se conecta al condensador una vez cargado si la bombilla tiene

2000 Ω de resistencia?

Solución:

B) ASOCIACIÓN DE CONDENSADORES.

- Condensadores en serie

Se montan uno a continuación del otro, como las resistencias, pero la capacidad equivalente

se calcula por la siguiente fórmula:

- Condensadores en paralelo

Se montan colocados unos al lado de los otros, como las resistencias, perola capacidad

equivalente es la suma de las capacidades de cada uno de ellos:

3.1.3.-BOBINAS

10

La bobina o inductor por su forma (espiras de alambre arrollados sobre un núcleo de material

ferromagnético o al aire) almacena energía en forma de campo magnético. El símbolo de una bobina / inductor

se muestra en el gráfico:

El inductor es diferente del condensador / capacitor, que almacena energía en forma de campo

eléctrico. Todo cable por el que circula una corriente tiene a su alrededor un campo magnético, siendo el

sentido de flujo del campo magnético, el que establece la ley de la mano derecha (ver electromagnetismo). Al

estar el inductor hecho de espiras de cable, el campo magnético circula por el centro del inductor y cierra su

camino por su parte exterior.

Una característica interesante de los inductores es que se oponen a los cambios bruscos de la

corriente que circula por ellas. Esto significa que a la hora de modificar la corriente que circula por ellos

(ejemplo: ser conectada y desconectada a una fuente de alimentación de corriente continua), esta intentará

mantener su condición anterior.

Este caso se da en forma continua, cuando una bobina o inductor está conectada a una fuente

de corriente alterna y causa un desfase entre el voltaje que se le aplica y la corriente que circula por ella.

La autoinducción (L) de una bobina, depende del número de espiras que forman el arrollamiento (N),

del flujo magnético que la atraviesa (Φ) y de la intensidad de corriente que la recorre (I).

La unidad de autoinducción es el henrio (H), pero, como también se trata de una unidad muy grande,

en electrónica, se usan algunos submúltiplos como el milihenrio (mH) y el microhenrio (μH).

1 mH = 10-3 H; 1 μH = 10-6 H

3.2.- COMPONENTES ACTIVOS.

3.2.1.- DIODOS

A) DIODOS RECTIFICADORES

Es uno de los componentes más empleados en los circuitos electrónicos. Está formado por la unión de

dos cristales semiconductores: uno de tipo N, llamado cátodo y otro de tipo P, llamado ánodo.

11

Cuando se conecta una fuente de tensión entre los dos terminales, el diodo se polariza. La polarización

puede ser directa o inversa.

- La polarización directa se produce cuando el polo positivo de la pila se une al ánodo y el negativo

al cátodo. En este caso el diodo se comporta como un interruptor cerrado y deja pasar la

corriente eléctrica (en realidad presenta una pequeña resistencia).

- La polarización inversa se consigue conectando el polo negativo de la pila al ánodo y el positivo al

cátodo. En este caso el diodo se comporta como un interruptor abierto y no permite el paso de la

corriente (en realidad presenta una resistencia de gran valor).

El diodo conduce a partir de una tensión (tensión umbral) entre 0,6 y 0,7 V (silicio).

La principal utilización de este tipo de diodos es la rectificación de corriente alterna (transformación

de la corriente alterna en continua). Existen diversos tipos de diodos aunque hablaremos tan sólo de algunos

de ellos.

B) DIODO LED

Un diodo que tiene muchas aplicaciones es el diodo emisor de luz o diodo LED. Es como una pequeña

bombilla y lo puedes ver en muchos aparatos electrónicos para indicar si el aparato está o no en

funcionamiento.

El LED tiene, como otros diodos, dos terminales. El más largo es el ánodo y el más corto el cátodo. Al

igual que los diodos normales, los LED únicamente dejan pasar corriente cuando están en polarización directa

y la impiden en polarización inversa.

Una precaución importante a la hora de montar un diodo LED en un circuito, es que la tensión en sus

bornes no debe sobrepasar los 2 V, ni la corriente que los atraviesa los 15 mA (intensidad máxima), por

lo que, cuando la tensión es superior, se debe poner una resistencia en serie con él para ajustarla.

12

No obstante es conveniente consultar la hoja de características de cada led en particular.

C) DIODO ZENER

Se caracteriza por mantener la tensión estable en polarización inversa, por lo que su principal

aplicación es como estabilizador de circuitos.

3.2.2 - TRANSISTORES

3.2.1.- EL TRANSISTOR BIPOLAR

El transistor es otro componente electrónico formado por materiales semiconductores, como el diodo,

y es, sin duda, uno de los más importantes. Fue desarrollado por los investigadores Bardeen, Brattain y

Shockley a finales de los años cuarenta.

Está formado por la unión de tres cristales semiconductores del tipo N y P. Cuando se combinan dos

cristales de tipo P con otro de tipo N, tenemos un transistor PNP. Si la unión es dedos cristales del tipo N con

uno de tipo P, obtenemos un transistor NPN. Se puede considerar el transistor como la unión de dos diodos.

De cada una de las zonas sale un terminal que nos permite conectar el componente al circuito. Por tanto, el

transistor tiene tres terminales, que se denominan base, emisor y colector.

13

A) FUNCIONAMIENTO DEL TRANSISTOR BIPOLAR

El funcionamiento del transistor está basado en la propiedad de gobernar la intensidad que circula

entre el emisor y el colector mediante el paso de una pequeña corriente por la base.

El transistor puede funcionar de tres formas distintas:

En activa, como amplificador propiamente dicho. La región activa es la normal de funcionamiento del

transistor. Existen corrientes en todos sus terminales y se cumple que la unión base-emisor se encuentra

polarizada en directa y la colector base en inversa.

En general, y a efectos de cálculo, se considera que se verifica lo siguiente:

IC = β * IB donde β es la ganancia del transistor en continua.

VBE ≥ 0,7 V

En corte, cuando por él no pasa casi corriente (se comporta como un interruptor abierto).

Cuando el transistor se encuentra en corte no circula corriente por sus terminales. Concretamente, y a

efectos de cálculo, decimos que el transistor se encuentra en corte cuando se cumple la condición: IE = 0 ó IE

< 0 (Esta última condición indica que la corriente por el emisor lleva sentido contrario al que llevaría en

funcionamiento normal). Para polarizar el transistor en corte basta con no polarizar en directa la unión base-

emisor del mismo, es decir, basta con que VBE=0.

En saturación, cuando por él circula unas corrientes elevadas (se comporta como interruptor cerrado). En la

región de saturación se verifica que tanto la unión base-emisor como la base-colector se encuentran en

directa. Se dejan de cumplir las relaciones de activa, y se verifica sólo lo siguiente:

Es de señalar especialmente que cuando el transistor se encuentra en saturación circula también corriente

por sus tres terminales, pero ya no se cumple la relación: IC = β * IB

VCE ≈ 0,2 VBE ≥ 0,7 V

14

Para comprender mejor el funcionamiento del transistor analicemos el siguiente circuito:

Cuando el interruptor I está abierto, no hay paso de corriente hacia la base de transistor ypor tanto,

el colector y el emisor no están comunicados (la lámpara permanece apagada). Al cerrar el interruptor I, se

genera una corriente IB por la base del transistor que lo polariza. La resistencia R evita que esta corriente

sea demasiado elevada. En este momento, se produce el paso de corriente entre el colector y el emisor (la

lámpara se enciende).

Esta corriente IC es mucho mayor que la corriente IB. Al emisor le llega la suma de la corriente de la

base (IB) y la del colector (IC).

IE = IB + IC

Las aplicaciones del transistor son muchas, entre ellas los circuitos sensores que veremos más adelante.

TABLA RESUMEN DEL FUNCIONAMIENTO DEL TRANSISOR BIPOLAR NPN

REGIONES NPN IC IB VCE VBE

CORTE 0 0 VCC < 0,7 V

ACTIVA Β * IB IC/ Β VCC ≥ VCE ≥ 0,2 V ≥ 0,7 V

SATURACIÓN ≤ Β * IB ≥ IC/ Β ≈ 0,2 ≥ 0,7 V

3.2.2.- EL TRANSISTOR EFECTO CAMPO

Los transistores de efecto campo están formados por un sustrato de material semiconductor sobre

el que se difunden dos islas de material semiconductor de diferente dopado. Los terminales se denominan

surtidor (S), drenador (D) y el tercero que gobierna la conductividad de los 2 anteriores, llamado puerta (G).

Existe una amplia variedad de transistores por efecto de campo. Los más abundantes, son los MOS

(Metal Óxido Semiconductor). Como los anteriores, también pueden ser de dos tipos: de canal N y de canal P.

15

4.5.- EL CIRCUITO INTEGRADO

Los circuitos integrados (chips) pueden estar diseñados para alojar millones de transistores, y

combinados entre sí para ejecutar miles de trabajos electrónicos. Básicamente, un chip es un circuito

eléctrico en miniatura, fabricado sobre material conductor, casi siempre compuesto de silicio.

Posee funciones eléctricas específicas, como transistores, resistencias, diodos, condensadores, etc.,

insertados en un soporte común fabricado de un material semiconductor.

En cuanto a su nivel de integración o número de componentes, los circuitos van desde el pequeño SSI

(Small Scale Integration) que consta de 10 a 100 transistores, hasta llegar al complejo GLSI (Giga Large

Scale Integration) con más de un millón de transistores.

16

3.3.- EL AMPLIFICADOR OPERACIONAL

La mayor parte del control y medida de los procesos industriales se realiza mediante circuitos

electrónicos, siendo el amplificador operacional (Amp. Op.) un módulo básico de dichos circuitos de control.

Aunque cada vez más, el procesado de la información y la toma de decisiones del sistema se realiza con

circuitos digitales o sistemas basados en microprocesadores, la conversión de las variables medidas

(temperatura, presión, velocidad, etc.) en variables eléctricas: corriente o tensión (en los sensores), o la

conversión inversa (en los actuadores analógicos), requiere de circuitos analógicos, donde el amplificador

operacional juega un papel fundamental.

3.3.1.- SÍMBOLOS Y TERMINALES DEL AMPLIFICADOR

OPERACIONAL.

Un amplificador operacional es un amplificador diferencial. Desde el punto de vista de una señal, el

Amp. Op. tiene tres terminales: dos terminales de entrada y un terminal de salida. La figura 6.1 muestra el

símbolo que utilizaremos para representar el Amp. Op. Los terminales 1 y 2 son los terminales de entrada, y el

terminal 3 es el de salida.

Como el Amp. Op. es un dispositivo activo (está formado por transistores, resistencias y algún

condensador), requiere una potencia de continua para funcionar. La mayoría de Amp. Op. de CI requieren dos

fuentes de continua, como se muestra en la figura. Los terminales del operacional se conectan a un voltaje

positivo, VCC, y a uno negativo, -VCC, respectivamente, siendo habitual que sean iguales en valor absoluto. Las

dos fuentes de alimentación de continua presentan una tierra común.

3.3.2.- EL AMPLIFICADOR OPERACIONAL IDEAL.

Después de haber visto una introducción del amplificador operacional, vamos a centrar nuestro

estudio en el amplificador operacional ideal. Este estudio nos permitirá conocer múltiples aplicaciones del

amplificador operacional y, ver el porqué es tan importante.

El amplificador operacional ideal goza entre otras, de las siguientes características:

1. Impedancia de entrada infinita (Ri = ∞). El circuito de entrada es un circuito abierto. Por tanto, no hay

corriente en ningún terminal de entrada, es decir, las corrientes de polarización son nulas (I B+ = I B- = 0).

17

2. Impedancia de salida nula (Ro = 0).

3. Ganancia diferencial de tensión es infinita (Av = ∞).

3.3.3.- RESOLUCIÓN DE CIRCUITOS CON

AMPLIFICADORES OPERACIONALES IDEALES.

El AO sin realimentar.

El amplificador operacional en bucle abierto (sin realimentar) se comporta como un comparador

analógico simple. Si V+ > V- la tensión de salida será Vo = + Vcc, mientras que si V+ < V- la tensión de salida

será Vo = - Vcc

Resumiendo:

I B+ = I B- = 0

Salida sólo dos valores (+Vcc, -Vcc)

EL AO con realimentación

Para resolver circuitos con amplificadores operacionales, las suposiciones de partida que se emplean

son distintas dependiendo del tipo de realimentación que presente el circuito.

La realimentación consiste en conectar o inyectar una señal de la salida con alguna de las entradas

– Una muestra de tensión o corriente en algún punto de la salida la llevamos a la entrada

• Realimentación positiva. Cuando la realimentación se hace a la entrada no inversora. Circuitos

inestables, rápidamente la salida se satura a los valores máximo o mínimo (tensiones de alimentación)

• Realimentación negativa. Cuando la realimentación se hace a la entrada inversora. La ganancia se

reduce respecto al valor en lazo abierto y el circuito es más estable.

CASO I.- Realimentación negativa.

En este caso la zona lineal ha aumentado al disminuir la ganancia con la realimentación. En esta zona lineal se

cumple la ecuación:

vo = Av (V+ - V-) V+ - V- = vo / Av

18

Como vo tiene un valor finito y Av = ∞, esto supone que V+ - V- = 0

Existe un “Cortocircuito virtual” entre las dos entradas del operacional.

V+ = V-

Por otra parte, como la impedancia de entrada del operacional es infinita (Ri = ∞ ), esto supone que no

entra intensidad por los terminales de entrada.

I+B = I-B = 0

CASO II.- Realimentación positiva o en lazo abierto.

En este caso la zona lineal no existe debido a que la ganancia A es infinita. Por ello, consideraremos que la

salida sólo puede tener dos valores posibles VCC y –VEE.

Se seguirá pudiendo aplicar la condición de la impedancia de entrada es infinita (Ri = ∞), no entra intensidad

por los terminales de entrada.

I+B = I-B = 0

5.- EJEMPLOS DE CIRCUITOS ELECTRÓNICOS BÁSICOS

5.1.- RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA

5.2.- RECTIFICADOR DE DOBLE ONDA

El diodo sólo permite el paso de la parte positiva de la señal de la

fuente de tensión, convirtiendo la señal alterna de la entrada en una

señal pulsatoria en la carga RL.

19

La acción conjunta de D1 y D2 transforma la señal alterna de la entrada en una señal pulsatoria

continua.

5.3.- FILTRO CON CONDENSADOR

5.4.- ESTABILIZADOR DE TENSIÓN

5.5.- FUENTE DE ALIMENTACIÓN

El condensador cargado, al descender la

señal V2 descarga sobre RL y suaviza la

señal de salida V3.

Conectado en polarización inversa

mantiene estable la tensión en sus

extremos con el valor Vz en la salida, o

sea, Vz = Vs

20

5.6.- TRANSISTOR EN CORTE O SATURACIÓN

Los circuitos que se presentan a continuación tienen algo en común. En todos los casos se

activará el circuito cuando la corriente de base IB > 0

EJEMPLO: SENSOR DE HUMEDAD

Caso 1.- El agua no cubre las dos sondas:

IB = 0; IC = 0

Por lo tanto no circula corriente por el led y este no

luce.

Caso 2.- El agua cubre las dos sondas:

IB > 0; IC

Por lo tanto el led queda conectado en polarización

directa y es atravesado por IC y luce.