Informe proyecto eva electronica

MINISTERIO DE EDUCACIÓN Y CULTURA DE LA PROVINCIA DE CORRIENTES DIRECCIÓN GENERAL. DE ENSEÑANZA SUPERIOR ISFD “JOSÉ MANUEL ESTRADA” “PROYECTO EVA” ENTORNO VIRTUAL DE

APRENDIZE”

Barbosa, Marcelo – Sánchez, Ramón Mariano


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ABSTRAC: .......................................................................................................................... 3

INTRODUCCION ................................................................................................................. 3

LA FUNCION AMPLIFICADORA ......................................................................................... 3

NECESIDAD DE LA AMPLIFICACIÓN ............................................................................ 3

DESARROLLO .................................................................................................................... 3

MAGNITUDES CARACTERÍSTICAS DE LOS AMPLIFICADORES ................................ 4

VALOR DE LA GANANCIA EN DECIBELIOS .................................................................. 6

DISTORSION ................................................................................................................... 6

DISTORSIÓN ALINEAL ................................................................................................ 6

DISTORSIÓN DE FRECUENCIA Y DE FASE ............................................................. 7

CLASIFICACIÓN DE LOS AMPLIFICADORES SEGÚN LA FRECUENCIA .................... 8

LOS CUATRO MODOS DIFERENTES DE AMPLIFICACIÓN ......................................... 9

ANÁLISIS DE LOS TRANSISTORES BIPOLARES ......................................................... 9

CONFIGURACIONES DISTINTAS ................................................................................. 10

FUNCIONAMIENTO DEL TRANSISTOR BIPOLAR: TENSIONES Y CORRIENTES DEL

TRANSISTOR EN CC .................................................................................................... 11

ANÁLISIS Y RESOLUCIÓN DE UN AMPLIFICADOR DIFERENCIAL ........................... 12

CIRCUITO REAL ............................................................................................................ 15

CONCLUSIÓN ................................................................................................................... 16

BIBLIOGRAFÍA.................................................................................................................. 16


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ABSTRAC:

Un amplificador es un dispositivo que, mediante la utilización de energía externa, magnifica la amplitud o intensidad de un fenómeno físico. Aunque el término amplificador tiene su más amplia utilización en el campo de la electrónica, también existen otros tipos de amplificadores, como los mecánicos.

El tipo más común de amplificador es el amplificador electrónico, usado en casi

todos los aparatos electrónicos, como emisores y receptores de radio y televisión, ordenadores, equipos de comunicación, instrumenicador electrónico es un dispositivo para incrementar la corriente, el voltaje o la potencia de una señal. El amplificador realiza esta función tomando potencia de una fuente de alimentación y controlando la salida para hacer coincidir la forma de onda de la señal de entrada con la de salida, pero con una amplitud mayor.

La relación que existe entre la entrada y la salida del amplificador (normalmente

expresada en función de la frecuencia de la señal de entrada) se le denomina función de transferencia del amplificador y a su magnitud ganancia. Como su amplificación depende de la frecuencia, se les suele hacer funcionar en un determinado rango de frecuencias, normalmente donde la amplificación es constante o lineal.

INTRODUCCION

LA FUNCION AMPLIFICADORA

Necesidad de la amplificación Un amplificador es todo dispositivo que, mediante la utilización de energía,

magnifica la amplitud de un fenómeno. Amplificar es agrandar la intensidad de algo, por lo general sonido. También podría ser luz o magnetismo, etc. En términos generales, "amplificador", es un aparato al que se le conecta un dispositivo de sonido y aumenta la magnitud del volumen.

Las señales eléctricas procedentes de los transductores que las producen suele

ser débiles y por tanto insuficientes para ser aplicadas directamente a los elementos de salida de cualquier sistema electrónico.

Pensamos en la señal producida por la cabeza magnética de un equipo de sonido.

El valor de la tensión que se genera al leer la cinta es del orden de 200mVy la resistencia de salida que presenta el captador es del orden de 50 KΩΩΩΩ. Esta pequeña señal aplicada a un alta voz no produce ningún efecto sonoro.

A la vista de lo expuesto, hemos de concluir señalando que es necesario intercalar

entre el transductor y el elemento de salida una etapa, más o menos compleja, que amplíe la señal sin deformarla. El dispositivo que realiza esta función recibe el nombre de amplificador .

DESARROLLO


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MAGNITUDES CARACTERÍSTICAS DE LOS AMPLIFICADORES

Un amplificador, sea cual sea su constitución interna, es un dispositivo que dispone de dos terminales de entrada, a los que se aplica una señal de pequeña amplitud, y de dos terminales de salida, por donde se obtiene una señal con la misma forma que la de entrada pero de mayor amplitud. En la figura 6.1 se muestra la representación simbólica de un amplificador. En general, la entrada y la salida suelen tener un terminal común.

Amplificar consiste en multiplicar la señal de entrada por un número mayor que la

unidad. Además de aumentar la señal aplicada, el amplificador también tiene como misión realizar esta operación con la menor distorsión o deformación posible. Cuando la señal que se obtiene en la salida es inferior a la que se aplica en la entrada se produce una atenuación y el dispositivo que realiza esta operación se llama atenuador .

Unas veces se desea amplificar exclusivamente la tensión aplicada en la entrada,

otras veces la corriente, pero en la mayoría de los casos lo que se requiere es una amplificación de ambas cosas a la vez o, lo que es lo mismo, aumentar la potencia de la señal de salida respecto a la de entrada.

Es posible hablar de un nuevo concepto denominado ganancia , que es, en

cualquier caso, la relación entre el valor de la magnitud obtenida en la salida y el de la entrada. Podemos hablar, en principio, de tres ganancias diferentes:

• Ganancia de tensión . Se obtiene al dividir la tensión de salida entre la tensión aplicada en la entrada.

Av = V2 V1 • Ganancia de corriente . Es la relación entre la corriente absorbida por el

amplificador y la corriente que circula por sus terminales de salida. Ai = i2 i1 • Ganancia de potencia . La manera más sencilla de definir la ganancia de

potencia es como el producto de la dos ganancias anteriores. Ap = Av . Ai


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En la figura 6.2 se muestra un amplificador con sus correspondientes tensiones y

corrientes, en cuya entrada se ha colocado un generador con una fem de valor Vg, que representa el transductor que produce la pequeña señal que se desea amplificar, y una resistencia de carga R a la que se aplica la señal amplificada. Rg es la resistencia interna del generador de tensión.

Además de las ganancias, también es necesario tener en cuenta en un

amplificador el valor de las resistencias de entrada y salida. La resistencia de entrada que ofrece un amplificador es la relación entre la

tensión y la corriente de entrada cuando R está conectada. Como cualquier resistencia, se mide en ohmios.

Re = V1 i1 La resistencia de salida , de manera análoga a la anterior, es la relación entre los

valores de tensión y corriente en la salida cuando R está desconectada y el valor de la tensión del generador de entrada es nulo (Vg = 0). También se expresa en ohmios.

Rs = V2 i2 Estas dos magnitudes tienen una enorme importancia en el diseño de

amplificadores, ya que, junto a las del generador y a la de carga (Rg y R), condicionan el valor de las ganancias. Por último, es necesario hablar de otras dos magnitudes que tienen una enorme relevancia en determinados tipos de elementos amplificadores y en algunos circuitos realimentados que analizaremos más adelante. Nos estamos refiriendo a la transconductancia y a la transresistencia . La primera se define como la relación entre la corriente de salida y la tensión de entrada de un amplificador.

Gm = i2 V1 La transresistencia es la relación entre la tensión de salida y la corriente de

entrada. Rm = V2 i1


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Valor de la ganancia en decibelios Tanto el belio como el decibelio, que es diez veces menor, son unidades que se

emplean para medir el nivel sonoro; sin embargo, también se utilizan para expresar el valor de las ganancias de un amplificador. Como señalamos en apartados anteriores, la ganancia de potencia es igual al producto de las ganancias de tensión y de corriente (Ap = AV . Ai), pero como es lógico, dicha ganancia se puede indicar también como la relación entre la potencia de salida y la potencia de entrada de un amplificador.

Ap = ps pe La ganancia de potencia expresada en decibelios (dB) la representaremos con una

letra minúscula para no confundirla con la ganancia propiamente dicha, y la ecuación logarítmica mediante las cuales se relacionan ambas es la siguiente:

ap = 10 log Ap

DISTORSION

Cuando la señal de salida de un amplificador no es fiel reflejo de la entrada, se dice que el amplificador distorsiona. Un objetivo importante cuando se diseña un amplificador es reducir la distorsión al mínimo.

La distorsión se produce, fundamentalmente, por la falta de linealidad de los

elementos que lo constituyen y por la existencia de capacidades parásitas o asociadas al elemento amplificador. En consecuencia, los tipos de distorsión se pueden clasificar de la siguiente manera:

• Distorsión alineal. • Distorsión de frecuencia. • Distorsión de desplazamiento de fase o de retardo. Distorsión alineal Su origen se debe a la falta de linealidad de las características de los elementos

amplificadores. Esto se traduce en una falta de linealidad de las funciones de transferencia.

En la figura 6.3 se puede observar la deformación que se produce en la señal de salida de un amplificador cuando la característica de transferencia del elemento amplificador no es totalmente lineal.


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Distorsión de frecuencia y de fase La señal eléctrica de entrada de un amplificador, generada por un transductor o

captador, suele ser una onda compleja formada por un conjunto de señales senoidales elementales de diferentes secuencias.

Supongamos que se desea amplificar la señal procedente de un micrófono que

está captando la voz humana y el sonido procedente de una serie de instrumentos musicales. El circuito diseñado para tal fin ha de ser capaz de reproducir con la misma ganancia, desde las señales de más baja frecuencia, procedentes por ejemplo de un tambor, hasta las generadas por un violín, que son de frecuencia más elevada.

La distorsión de frecuencia se produce cuando frecuencias diferentes son

amplificadas de forma distinta. La ganancia de un amplificador es la misma para una franja de frecuencias

intermedias comprendidas entre dos límites, a las que se denominan frecuencias de corte (f1 y f2). El margen comprendido entre dichos límites se llama ancho de banda. La ganancia del amplificador disminuye sensiblemente para señales de frecuencias inferiores o superiores a las de corte.

La distorsión de fase ocurre cuando la señal de salida se encuentra desfasada

respecto a la de entrada. Como en el caso anterior, existe un ancho de banda en el cual no se produce distorsión o bien la que se genera es admisible. Para las bajas frecuencias (inferiores a f1) se produce un adelanto de la salida respecto a la entrada. Para las altas frecuencias (superiores a f2) la señal de salida se encuentra retrasada respecto a la de entrada.

La distorsión de frecuencia y de fase se encuentran relacionadas, ya que las dos

son debidas a las capacidades existentes en los amplificadores. La distorsión (tanto de amplitud como de fase) de las señales de baja frecuencia la genera los condensadores, que son necesarios, como comprobaremos más adelante, para acoplar el generador de señal en la entrada del amplificador, éste a la carga o un amplificador a otro cuando se requiere una ganancia superior a la que proporciona una sola etapa. La distorsión de las señales de frecuencias altas se produce por las capacidades del cableado. La distorsión a bajas frecuencias tienen fácil solución aumentando el valor de la capacidad de los condensadores de acoplamiento; sin embargo, la distorsión en alta frecuencia no es tan


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sencilla ya que depende de las características y de la constitución interna del elemento amplificador.

En la figura 6.4 se muestran las curvas de la ganancia de tensión y del ángulo de cambio de fase en función de la frecuencia, mediante las cuales es posible comprobar la respuesta en frecuencia de un amplificador. El conjunto recibe el nombre de diagramas de Bode y en ellos se representa la ganancia en dB y el cambio de fase en grados. El eje de absisas es una escala logarítmica que se gradúa en hercios. Estas características están formadas por tramos lineales o rectas que se aproximan a las curvas reales y su empleo es muy corriente por su fácil trazado.

Clasificación de los amplificadores según la frecue ncia Desde el punto de vista de la frecuencia, es posible clasificar los amplificadores de

dos maneras: en primer lugar, según el campo de frecuencia en el que operan, y en segundo lugar, en función del ancho de banda. Dependiendo del campo de operación, podemos distinguir:

• Amplificadores de corriente continua, que permiten amplificar señales de frecuencia cero.

• Amplificadores de audiofrecuencia (AF), que funcionan con señales de frecuencias comprendidas entre 20 Hz y 20 kHz.

• Amplificadores de videofrecuencia (VF), que amplifican señales de frecuencia comprendida entre 20 Hz y 15 MHz, aproximadamente.

• Amplificadores de radiofrecuencia (RF). Las frecuencias reservadas para la radiofrecuencia están comprendidas entre 20 kHz y 400 MHz.

• Amplificadores de VHF y de UHF. Estos dispositivos trabajan a una frecuencia de cientos o miles de MHz.

Los amplificadores de audiofrecuencia y de videofrecuencia operan con señales de muy distinta frecuencia, y por tanto su ancho de banda ha de ser muy grande. Sin


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embargo, los amplificadores de AF, VHF y UHF se emplean para el transporte de señales de audio y vídeo y su ancho de banda es muy pequeño.

LOS CUATRO MODOS DIFERENTES DE AMPLIFICACIÓN

En primer lugar es necesario distinguir circuito amplificador de elemento

amplificador; este último es un componente o dispositivo electrónico que forma parte del circuito amplificador, el cual se completa con el generador de entrada, su resistencia interna y la resistencia de carga.

Como hemos indicado, la misión de todo circuito amplificador es suministrar a la

salida una señal eléctrica de mayor amplitud que la aplicada a la entrada y proporcional a ésta. Dado que las señales de entrada y de salida son de tensión y de corriente, cabe pensar que puedan existir elementos o dispositivos amplificadores capaces de suministrar algunas de las magnitudes de salida en función de alguna de las de entrada, de cualquiera de las maneras que indicamos a continuación:

• La tensión de salida (del elemento) es proporcional a la tensión de entrada. • La corriente de salida es proporcional a la corriente de entrada. • La tensión de salida es proporcional a la corriente de entrada. • La corriente de salida es proporcional a la tensión de entrada.

Los nombres respectivos, asignados a estos cuatro tipos de elementos, son: • Amplificador de tensión. • Amplificador de corriente. • Amplificador de transconductancia. • Amplificador de transresistencia.

Pero sea cual sea el tipo de elemento amplificador, siempre será posible deducir el valor de las cuatro ganancias (tensión, corriente, transconductancia y transresistencia) del circuito del que forma parte.

ANÁLISIS DE LOS TRANSISTORES BIPOLARES

Tipos de transistores bipolares: Los transistores bipolares son componentes semiconductores, constituidos por la unión de tres cristales de silicio contaminados por algún tipo de impureza (para ahondar en la estructura cristalina de los semiconductores). El orden de colocación de los cristales, pnp o npn, da nombre a los dos tipos de transistores bipolares existentes. Tanto los transistores pnp como los npn son elementos electrónicos básicos con tres terminales, conectados internamente a cada uno de los cristales que lo constituyen, y que son conocidos con los nombres de emisor, base y colector. En la figura 7.1 se muestran los símbolos utilizados para representar los dos tipos de transistores.


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El emisor recibe este nombre porque es el que se encarga de emitir las cargas

móviles (electrones o huecos, según el tipo) que atraviesan el transistor. El colector es aquella parte del componente que recibe la mayor parte de las cargas que parten del emisor. La base se encuentra entre el emisor y el colector, y recibe este nombre porque en otros tiempos constituía el soporte de ambos (emisor y colector), cuando los transistores se fabricaban por el procedimiento de aleación. En la actualidad el método empleado es el de difusión. El transistor, construido mediante esta tecnología, es un solo cristal (p o n) en el cual se efectúan dos difusiones para obtener tres capas diferentes.

Configuraciones distintas

El transistor bipolar es un elemento amplificador capaz de proveer una corriente proporcional a la aplicada en la entrada, y como hemos señalado, tiene tres terminales, denominados emisor, base y colector.

Sin embargo, un amplificador requiere cuatro terminales, dos de entrada y dos de salida, por lo que cuando el transistor se utiliza como elemento amplificador, no queda otro remedio que usar una de sus tres patillas como terminal común a la entrada y a la salida.

Caben, pues, tres montajes o configuraciones diferentes, cuyos nombres son:

emisor común (EC) , base común (BC) y colector común (CC). En la configuración BC la señal procedente del generador de entrada se aplica

entre el emisor y la base; la resistencia de carga se coloca entre el colector y la base. La corriente de salida es prácticamente del mismo valor que la de entrada, de este modo su ganancia (denominada Aicc ) es la unidad. La resistencia de entrada es muy pequeña y la de salida muy grande.

En el montaje CC la señal se aplica entre la base y el colector y la carga se acopla entre el emisor y el colector. La ganancia de corriente es en este caso elevada, la resistencia de entrada muy grande y la de salida muy pequeña.

Por último, en la configuración EC el generador de entrada se aplica entre la base

y el emisor, y la carga entre el colector y el emisor. La ganancia de corriente es elevada, del mismo orden que en el montaje CC, la resistencia de entrada pequeña y la de salida grande. El montaje que más se aproxima a un amplificador ideal de corriente es el EC, y por esta razón es el que más se utiliza para amplificar. Los otros dos se emplean para acoplar resistencias. La configuración BC, para adaptar una fuente de baja resistencia que ataca a una carga de alta resistencia, y la de CC, para adecuar una fuente de alta resistencia a una carga de bajo valor. Este acoplamiento permite optimizar las potencias transferidas.


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Funcionamiento del transistor bipolar: tensiones y corrientes del transistor en cc

Para que el transistor bipolar pueda funcionar es necesario polarizar cada una de sus patillas, tal como se muestra en la figura 7.2, sea cual sea el tipo de montaje que realicemos.

En el tipo npn, la base y el colector han de ser siempre positivos en relación con el

emisor, mientras que en el tipo pnp la base y el colector han de ser negativos respecto al emisor. Cuando el transistor está correctamente polarizado se originan tres corrientes diferentes: la de base IB, la de colector IC y la de emisor IE, de manera que en todos los casos (tipos y montajes) se cumple la siguiente igualdad:

IE = IC + IB Como ya hemos señalado, la corriente que circula por la base es pequeña

respecto a la de colector; por tanto, la corriente de colector es muy parecida a la de emisor. A continuación indicamos dos relaciones entre las corrientes de un transistor que tienen un gran significado:

x = IC IE ♣ = IC IB

Las magnitudes x y ♣ son conocidas como las ganancias de corriente en cc

de las configuraciones BC y EC, respectivamente. Los valores de x y ♣ varían de unos transistores a otros en función de la potencia, entre otras características; pero para hacernos una idea y poder comparar, si x = 0,98, ♣ = 50, sustituyendo magnitudes en las ecuaciones, podremos comprobar que ambas ganancias se encuentran relacionadas mediante la siguiente expresión:

♣ = x 1 - x

La ganancia de corriente en cc en la configuración CC es muy parecida a la del

montaje EC, ya que IE ≈= IC , concretamente, si ♣ = 50, la ganancia de corriente en continua en el montaje CC es (♣ ) IB IB

La base y el emisor constituyen una unión pn, de manera que cuando se polariza directamente se produce la misma caída de tensión que en un diodo, es decir, 1 V aproximadamente. VBE representa dicha ddp, VCE es la tensión continua entre el colector y el emisor. Su valor depende de muchas variables y puede oscilar desde aproximadamente 0,2 V hasta el valor de la fem del generador de alimentación. La tensión colectorbase VCB, en funcionamiento normal, es prácticamente la misma que la VCE, ya que la caída de tensión entre base y emisor es muy pequeña (VBE ≈ 1 V).


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ANÁLISIS Y RESOLUCIÓN DE UN AMPLIFICADOR DIFERENCIA L

Antes de abordar el estudio del amplificador operacional (AO) conviene analizar,

aunque sea de manera sucinta, el amplificador diferencial (AD), ya que éste constituye la estructura básica del primero.

El amplificador diferencial es conocido como amplificador de acoplamiento directo,

por la forma en que se encuentran conectados los elementos activos que lo forman, y también como amplificador de corriente continua, porque es capaz de amplificar señales de frecuencia cero.

La configuración más universal del AD es aquella que está formada por dos

transistores con sus correspondientes resistencias de carga y por una resistencia RE a la que se conectan los emisores de los dos transistores, tal como se muestra en la figura 9.1. La resistencia de emisor ha de conectarse a una fuente de tensión negativa. El diseño del circuito debe realizarse de manera que la tensión de polarización en las bases de los transistores tenga un valor próximo a cero.

Entre el colector y el emisor de los transistores, de la misma forma que un montaje

EC normal, existe una tensión VCE de valor constante, en ausencia de señal en las entradas.


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El AD tiene dos entradas y dos salidas. Cuando las tensiones variables V1 y V’1

aplicadas a las entradas valen cero o son iguales, la ddp entre las dos salidas, también variable, es nula.

Evidentemente, en ausencia de señal en las entradas, las tensiones en las salidas

tendrían un valor constante. Dichas tensiones las representaremos como V2 y V’2. Cuando se aplica tensión a las entradas, en las salidas aparecen una señales cuyos valores son:

v2 = Ad (v1 - v’1) 9.1 v2 = Ad (v’1 – v1) donde Ad es la ganancia diferencial de cada una de las dos etapas. El nombre de

AD se debe a que las señales de salida, como se puede observar en las expresiones anteriores, son función de la diferencia entre las tensiones aplicadas a las entradas. La diferencia de potencial entre las dos señales de salida será:

v2 v’2 = 2Ad (v1 v’1) Ad (v’1 v1) v2 v’2 = 2Ad (v1 v’1) En este amplificador diferencial, de la misma manera que en el AO, se suele

utilizar exclusivamente una de las dos salidas; por esta razón, a partir de ahora consideraremos solamente la salida correspondiente a la señal v2. Si nos fijamos en la expresión 9.1 , comprobaremos que si v’1 = 0 y v1 > 0, el valor de v2 será:

v2 = Adv1 De manera semejante, si v1 = 0 y v’1 > 0, la expresión 9.1 quedará reducida y el

valor de v2 vendrá dado por:


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v2 = Adv’1 La entrada correspondiente a la señal v1 se denomina no inversora y la

correspondiente a la señal v’1 se conoce como entrada inversora .

Factor de mérito Lo que se persigue con un amplificador diferencial es que la señal amplificada dependa exclusivamente de la señal diferencial aplicada a sus entradas, pero, como hemos podido comprobar, las tensiones comunes a dichas entradas también tienen influencia sobre la salida. Afortunadamente, la ganancia de tensión en modo común depende de magnitudes que no tienen influencia en la ganancia diferencial.

Para juzgar la calidad de un amplificador diferencial se establece un factor de

mérito que se denomina relación de rechazo en modo común (RRMC), y es la relación entre Ad y Ac:

RRMC = Ad Ac Para que un AD sea de una calidad aceptable es necesario que RRMC tenga

como mínimo un valor del orden de 1.000. La ganancia en modo común es menor y, a su vez, la relación de rechazo es mayor cuanto más grande es la resistencia de emisor RE, pero el valor de dicho elemento tiene sus limitaciones, ya que de RE depende la corriente de emisor de los transistores en reposo.

Si se desea obtener una resistencia de emisor mayor sin reducir la corriente de los

transistores, será necesario emplear un circuito como el de la figura 9.4, en el que RE ha sido sustituida por una fuente de corriente constante utilizando un transistor con resistencia en el emisor. El diodo D contrarresta la variación producida en la tensión base-emisor del transistor T3. De esta manera la corriente de colector Ic3 es insensible a los cambios que la temperatura provoca en VBE3.


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Circuito real

El amplificador diferencial se utiliza en muchas aplicaciones donde las señales de entrada son de corriente continua. También se emplea como etapa de entrada en aparatos de medida, tales como voltímetros y osciloscopios, por su reducido consumo, sobre todo si los elementos que lo constituyen son transistores de efecto de campo. Es muy difícil, prácticamente imposible, obtener AD con transistores que funcionen correctamente, ya que para ello es necesario que los dos elementos tengan idénticas características para que el circuito se encuentre perfectamente equilibrado. El desequilibrio que pueda producirse por la falta de igualdad en los transistores, cuando el amplificador está en reposo, puede ser eliminado mediante algún sistema de ajuste (por ejemplo un potenciómetro) para conseguir que la diferencia de tensión v2 v’2 sea cero cuando no haya señal en las entradas.

El verdadero problema no es la diferencia entre los parámetros de los transistores

del AD, sino la variación que se produce en los valores de magnitudes tales como ICBO, β y VBE debido a los cambios de temperatura, ocasionando aumento o disminución de la corriente de colector. La diferencia de temperatura en los dos transistores es inevitable, puesto que cuando aplicamos una señal diferencial en sus entradas, la Ic de un transistor aumenta y la del otro disminuye respecto a la de reposo, originando un desigual calentamiento de los mismos y en consecuencia un desequilibrio del punto de reposo. El intento de mantener la temperatura constante o de minimizar las variaciones de dicha magnitud, generando calor con elementos externos al dispositivo, es inútil.

La única manera de construir un amplificador diferencial que funcione

correctamente es utilizando las técnicas de los circuitos integrados. Las características de los transistores serán muy parecidas y las variaciones por calentamiento de las magnitudes señaladas anteriormente serán las mismas en ambos, dado que los dos elementos se encuentran próximos y sobre un sustrato común.


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CONCLUSIÓN

La enseñanza de la electrónica en la escuela secundaria se presenta como un gran desafío ya que en la mayoría de los casos no se cuenta con el material didáctico como para poder llevar a cabo la practica de taller y de esa manera los alumnos puedan experimentar por ellos mismos; tampoco es posible dada la situación económica actual que los alumnos compren sus propias materiales ya que algunos de ellos son costosos.

Por estos motivos por lo general la materia se reduce a una gran cantidad de

contenidos teóricos. Una forma de lograr que las clases sean más dinámicas y así poder despertar el interés por parte de los alumnos es la proyección de videos sobre experiencias desarrolladas por otros alumnos que hayan sido subidas a youtube.

El tema de los amplificadores es un tema que a los alumnos en general les

resulta muy atractivo porque es algo que ellos pueden aplicar en su vida cotidiana.

BIBLIOGRAFÍA

• Principios Fundamentales de Electrónica – ANTONIO GILL PADILLA -– Editorial Mc. Graw Hill.

• Circuitos Eléctricos – JOSEPH A. EDMINISTER – Editorial Mc. Graw Hill

• Circuitos Electrónicos – E.S. ANGELO. – Editorial Mc. Graw Hill


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CCOOLLEEGGIIOO PPOOLLIIMMOODDAALL

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Cátedra: ELECTRÓNICA Cursos: 5 º Año División: 1º- 2º- 3º- 4º Profesores:

• Barbosa, Marcelo • Sánchez, Ramón Mariano

AÑO 2011


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I N D I C E

1- LOCALIZACIÓN DEL PROYECTO. 2- DIAGNÓSTICO. 3- OBJETIVOS. 4- FUNDAMENTACIÓN. 5- BENEFICIARIOS. 6- CONTENIDOS. a. Conceptuales. b. Procedimentales. c. Actitudinales. 7- PLAN DE ACCIÓN. 8- TIEMPO DE REALIZACIÓN. 9- RECURSOS MATERIALES. 10- BIBLIOGRAFÍA. 11- RESPONSABLES. 12- EVALUACIÓN


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1 - LOCALIZACIÓN DEL PROYECTO:

COLEGIO POLIMODAL “Dr. ELOY MIGUEL ORTEGA”

2 - DIAGNÓSTICO:

Los alumnos están divididos en grupos de 25 alumnos en promedio por cursos, lo que posibilita un buen desarrollo del espacio curricular.

* Es un grupo homogéneo en cuanto a edad y conocimientos. * No cuentan con el material bibliográfico necesario en la biblioteca de la escuela. * En su mayoría estudian de los apuntes tomados en clase. * Tienen dificultades a las horas de exponer y de fundamentar sus ideas. * Tienen un regular dominio de las matemáticas y de la física.

3 - OBJETIVOS: Que los alumnos logren: • Aprender a desarrollar procesos de cálculos de circuitos eléctricos. • Reconocer circuitos eléctricos e identificar los diferentes tipos fuentes de alimentación,

etc. • Realizar prácticas sobre circuitos eléctricos y plaquetas electrónicas, para así

visualizar en la realidad lo que se determinan en los cálculos. • Caracterizar y seleccionar circuitos eléctricos en relación a sus funciones. • Realizar evaluaciones de distintos circuitos eléctricos en base a criterios funcionales,

económicos y ambientales. • Comprender funcionalmente diferentes dispositivos electrónicos de procesos de

control, comunicaciones e informática y utilizar y diseñar dispositivos electrónicos que incluyan circuitos integrados,.

• Manipular equipos y herramientas utilizados en trabajos de electrónicas. Reconocer componentes y partes de equipos y sistemas.

• Manejar conceptos de seguridad e higiene dentro del ambiente de trabajo de un taller de electrónica, extrapolándolo a un ambiente más amplio como el de una empresa o fábrica.

4 - FUNDAMENTACIÓN: El presente proyecto ha sido elaborado teniendo en cuenta las pautas dadas en los CBC y CBO del nivel Polimodal. También se ha considerado que la currícula general de la orientación programa no incluyen materias como electrotecnia, en la cual los alumnos aprenden a desarrollar los procesos de cálculos eléctricos de circuitos, tan necesarios en esta materia. La materia se ha dividido en cuatro bloques o ejes temáticos, las que se desarrollan y explican a continuación. Con el objeto de poder profundizar en la materia y como incentivo se realizarán prácticas sobre circuitos eléctricos y plaquetas electrónicas, de esta manera se podrá visualizar en la realidad lo que se determinan en los cálculos. 5 - BENEFICIARIOS:

Alumnos del 5º año.


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6 - CONTENIDOS: a. Conceptuales:

EJE TEMÁTICO Nº 1: La Electricidad, y sus fenómenos.

Estructura de la materia. Átomo. Campo Eléctrico. Ley de Coulomb. Potencial Eléctrico. Generadores y receptores de energía eléctrica. Leyes de Ohm. Leyes de Kirchoff. Circuitos de resistencias en serie, paralelas y mixtas. Cálculos de aplicación. Clases de resistencias. Código de colores. Instrumentos de medición. Errores.

Capacidad. Unidades. Carga y descarga de un condensador. Energía almacenada por un condensador. El Inductor. Unidades. Autoinducción. La Fuerza Magnetomotriz. El flujo magnético. La permeabilidad magnética. La Reluctancia magnética. Energía almacenada por un inductor. Intensidad del campo magnético.

La corriente alterna Características. Frecuencia. Período. Parámetros del circuito. Circuitos R, RC, RL, RLC. Leyes y Normas aplicables a los circuitos de C. A. Potencia en circuitos de corrientes alterna. Resonancia. Autoinducción. Ley de Lenz. Leyes de Faraday EJE TEMÁTICO Nº 2: Sistemas Electrónicos Básicos de Alimentación.

Sistemas de Alimentación Electrónica: El diodo como elemento rectificador. Estudio y resolución de una etapa rectificadora de media onda y de onda completa. Estudio y resolución de un sistema de alimentación con un filtro formado por un condensador en paralelo con la carga. Análisis de un sistema de alimentación con estabilización por diodo zener. EJE TEMÁTICO Nº 3: La Función Amplificadora

Amplificación. Distorsión. Distorsión lineal. Distorsión de frecuencia y de fase. Clasificación de amplificadores. Amplificadores de corrientes. Amplificadores de tensión. Realimentación. El transistor como amplificador. Tipos de transistores. Principio de funcionamiento. Transistores FET y MOST. Amplificadores Operacionales. Análisis de circuitos con un A.O EJE TEMÁTICO Nº 4: Los Circuitos Integrados

Etapas amplificadoras de potencia. Clasificación de las etapas amplificadoras. Amplificador clase A. Amplificador clase B. Estudio de circuitos básicos. b. Procedimentales: Comprender funcionalmente diferentes dispositivos electrónicos en actividades de control, comunicaciones e informática y utilizar y diseñar dispositivos electrónicos que incluyan circuitos integrados,

Aprender a manipular equipos y herramientas utilizados en trabajos de electrónicas. Reconocer componentes y partes de equipos y sistemas.

Manejar conceptos de seguridad e higiene dentro del ambiente de trabajo de un taller de electrónica, extrapolándolo a un ambiente más amplio como el de una empresa o fábrica.

c. Actitudinales: • Se buscará antes que nada, conseguir la predisposición de los alumnos para aprender

una ciencia de la que muchos tal vez no tengan idea, incentivándolos a profundizar en los conocimientos, a fin de que puedan tener las bases adecuadas para la materia de Tecnología de Control, el cual se dicta en el 3º año Polimodal.

• Se insistirá en el trabajo de equipo, cuando se deban realizar actividades netamente de taller, con el armado de circuitos electrónicos, con una actitud solidaria, cooperativa y de cuidado hacia los demás.


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• Se tratará de que aprendan a manejar los diferentes equipos de medición, voltímetro, amperímetro, Ohmetro, multímetro, etc.

• Se buscará que los alumnos aprendan a respetar y gustar del trabajo de investigación y elaboración de circuitos y sistemas electrónicos de control, dentro del ámbito del laboratorio.

• Se buscará crear criterios de responsabilidad y cuidado en el uso de instrumentos y equipamiento que se emplea en el aprendizaje.

7 - PLAN DE ACCIÓN: Actividades - Criterios de intervención didáctica a. Recoger información sobre los distintos temas referidos al espacio curricular, incorporando aspectos tecnológicos y su relación con el hombre y sus aplicaciones finales. b. Investigar y conseguir muestras. c. Desarrollar contenidos complementarios con gráficos y esquemas sintéticos. d. Visitar sectores comerciales, y de la industria donde se verifique los contenidos desarrollados dentro del espacio curricular. 8 - TIEMPO DE REALIZACIÓN: Ciclo Lectivo 2010

9 - RECURSOS MATERIALES: Libros - fotocopias - revistas especializadas - videos - muestras de los distintos materiales - Reglamentos - catálogos de productos - 10 - BIBLIOGRAFIA: • Principios Fundamentales de Electrónica – ANTONIO GILL PADILLA -– Editorial Mc.

Graw Hill. • Circuito Eléctricos – JOSEPH A. EDMINISTER – Editorial Mc. Graw Hill • Circuitos Electrónicos – E.S. ANGELO. – Editorial Mc. Graw Hill 11 - RESPONSABLES:


12 - EVALUACIÓN a - Criterios • La participación y uso del vocabulario específico del espacio curricular. • La precisión, responsabilidad y cooperación en la realización de T.P. y de

investigación. • El respeto y la aplicación de las normas de seguridad y convivencia.

b - Instrumentos * Evaluaciones orales. * Evaluaciones escritas:

- Respuestas teóricas breves o de complementación. - Selección de opciones a través de Cuestionarios múltiple choice.


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- Evaluaciones de ejercitación práctica a carpeta abierta. * Trabajos prácticos grupales. * Informes de visitas realizadas. PROFESORES FIRMAS • Barbosa, Marcelo ……………………………. • Sánchez, Ramón Mariano ….………………………….


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PROGRAMA DE ELECTRONICA

Corrientes, 02 de julio de 2011

Tema 1: Estructura de la materia. Átomo. Campo Eléctrico. Ley de Coulomb. Potencial Eléctrico. Generadores y receptores de energía eléctrica. Leyes de Ohm. Leyes de Kirchoff. Circuitos de resistencias en serie, paralelas y mixtas. Cálculos de aplicación. Clases de resistencias. Código de colores. Instrumentos de medición. Errores. Tema 2: Capacidad. Unidades. Carga y descarga de un condensador. Energía almacenada por un condensador. El Inductor. Unidades. Autoinducción. La Fuerza Magnetomotriz. El flujo magnético. La permeabilidad magnética. La Reluctancia magnética. Intensidad del campo magnético. Energía almacenada por un inductor. Tema 3:. La corriente alterna Características. Frecuencia. Período. Circuitos R, RC, RL, RLC. Leyes y Normas aplicables a los circuitos de C. A. Potencia en circuitos de corrientes alterna. Resonancia. Tema 4: Sistemas de Alimentación Electrónica: El diodo como elemento rectificador. Estudio de una etapa rectificadora de media onda y de onda completa. Estudio un sistema de alimentación con un filtro formado por un condensador en paralelo con la carga. Análisis de un sistema de alimentación con estabilización por diodo Zener. Tema 5: Amplificación. Distorsión. Distorsión lineal. Distorsión de frecuencia y de fase. Amplificadores de corrientes. Amplificadores de tensión. Amplificadores de Potencia. El transistor como amplificador. Transistores FET y MOST. Amplificadores Operacionales. Tema 6: Etapas amplificadoras de potencia. Clasificación de las etapas amplificadoras. Amplificador clase A. Amplificador clase B. Estudio de circuitos básicos. Bibliografía: Principios Fundamentales de Electrónica – ANTONIO GILL PADILLA -– Editorial Mc. Graw Hill. Circuitos Eléctricos – JOSEPH A. EDMINISTER – Editorial Mc. Graw Hill Circuitos Electrónicos – E.S. ANGELO. – Editorial Mc. Graw Hill Docentes:



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SECUENCIA DIDACTICA

Establecimiento: Colegio Polimodal Dr. Eloy Miguel Ortega Destinatarios:

• Curso: 5º • División: 1ª

Tema:

• EJE TEMANICO Nº 3 : La Función Amplificadora.- Objetivos Generales:

• Adquirir los conceptos básicos de Electrónica y de la Amplificación. • Adquirir el conocimiento necesario para el uso de las herramientas de electrónica.

Objetivos particulares: Que el alumno logre:

• Reconocer las funciones de la amplificación y de sus componentes electrónicos. • Reconocer los símbolos del amplificador y de sus elementos de electrónicos. • Graficar los diferentes símbolos de los elementos electrónicos que se encuentran

en un amplificador. • Identificar los diferentes transistores y sus usos. • Identificar los diferentes funcionamientos del multímetro (tester). • Reconocer valores del transistor que corresponde a cada pin con el multímetro. • Reconocer un circuito integrado.

Contenidos conceptuales

• Amplificación. Distorsión. Distorsión lineal. Distorsión de frecuencia y de fase. Amplificadores de corrientes. Amplificadores de tensión. Amplificadores de potencia. El transistor como amplificador. Transistores FET y MOST. Amplificadores operacionales. Circuitos integrados.-

Contenidos procedimentales

• Análisis comprensivo de los conceptos de electrónica. • Investigación en libros, revistas, Internet sobre contenidos de electrónica. • Diseño de circuitos sencillos. • Desarrollo de trabajos de investigación en forma grupal.

Contenidos actitudinales

• Sentido crítico y reflexivo sobre lo producido. • Respeto al pensamiento ajeno y el conocimiento producido por otro. • Confianza en sus posibilidades de plantear y resolver problemas. • Cooperación con los compañeros. • Respeto por la institución, el docente y sus pares.

Tiempo de desarrollo: 5(cinco) semanas de clases. D os clases por semana. Cada clase de dos horas didáctica (ochenta minutos).


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Criterios de evaluación • Nivel de información conceptual. • Capacidad para interrelacionar los marcos teóricos con las prácticas educativas. • Capacidad de organización y coherencia en la realización de trabajos prácticos. • Presentación en tiempo y forma de los trabajos propuestos. • Manejo del vocabulario técnico apropiado.

Herramientas de evaluación

• A través de instrumentos de evaluación oral y/o escrita; individual y/o grupal. Recursos humanos

• Alumnos del curso 5º 1ª del Colegio Polimodal Dr. Eloy Miguel Ortega. • Docente:

1. Barbosa, Marcelo 2. Sánchez, Ramón Mariano

Recursos materiales • Apuntes cedido por la cátedra. Apuntes obtenidos de curso de electrónica (curso Instel). Cuadernos, lápices, bolígrafos, etc. Tizas de colores, borrador, pizarra. • Circuitos y elementos de electrónica. • Presentación de contenidos a través de herramientas audiovisuales.

Bibliografía:

• Principios Fundamentales de la Electrónica. ANTONIO GILL PADILLA – Editorial Mc. Graw Hill. • Circuitos Eléctricos. JOSEPH A. EDMINISTER - Editorial Mc. Graw Hill. • Circuitos Eléctricos. E. S. ANGELO - Editorial Mc. Graw Hill. • Curso de electrónica 2003 – Instel (instituto electrónico).-

Responsable: • Barbosa, Marcelo • Sánchez, Ramón Mariano


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Informe proyecto eva electronica

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