Electrónica General

  ¿Qué es electrónica general?

La electrónica, es la rama de la física que estudia y emplea sistemas cuyo funcionamiento se basa en la conducción y el control del flujo de los electrones u otras partículas cargadas eléctricamente, desde las válvulas termoiónicas hasta los semiconductores. El diseño y la construcción de circuitos electrónicos para resolver problemas prácticos, forma parte de los campos de la Ingeniería electrónica, electromecánica y la Ingenierá informática en el diseño de software para su control. El estudio de nuevos dispositivos semiconductores y su tecnología, se suele considerar una rama de la Física y química relativamente.      

                                           

 Tipos de diodos semiconductores

         Partes internas de un CPU

En el interior de un CPU podemos encontrar sus partes que son:

1.Bus de datos.

El bus de datos es un canal de comunicación entre dos componentes una memoria y un procesador, procesador con procesador o memoria con memoria, es decir, es un puente que comunica dos elementos por donde pasan los datos e instrucciones como señales eléctricas, existen diferentes tipos de Buses para diferentes necesidades.

 

2.Disipador.

Este dispositivo se utiliza para reducir la temperatura de algunos componentes electrónicos de los aparatos que se produce debido al uso.

En el mercado podemos encontrar una gran variedad de tipos de disipadores, dependiendo de las necesidades y estructura del aparato: disipador de aire, disipadores líquidos, disipadores para PC, disipadores con láminas, o disipadores de tubo de termosifón, entre otros.

3.Disco duro.

Es un dispositivo que almacena todo tipo de datos , datos como fotos ,videos ,documentos y diferentes archivos ,el disco duro es de las partes mas importantes del computador ya que guarda nuestros. El primer disco duro se presento en 1956 la tecnología de almacenamiento de datos ha evolucionado a pasos agigantados aunque su funcionamiento sigue fiel a las bases de los primeros discos duros.

4.Fuente de poder.

Este componente regula y filtra la electricidad que recibe el computador para que los circuitos no sufran una sobrecarga, brindan el suministro de energía a cada componente del sistema, por lo que no solo alimenta a la tarjeta madre, sino que también le suministra energía a los otros dispositivos complementarios que son insertados en la PC, como tarjetas, unidades ópticas, dispositivos que se conectan por puerto USB, el mouse o ratón, el teclado, los altavoces, entre otros.

Partes de una fuente de poder 

 *Ventilador: Esta parte mantiene la fuente de poder a buena temperatura y se ocupa de redirigir el calor hacia afuera.

*Conector de alimentación: Esta parte enchufa la parte de la energía a la fuente .

 

*Conector de suministro: Este componente ayuda a llevar energía a diferentes tipos de monitores 

5.Memoria Ram.

Es la memoria principal de un dispositivo,  donde se almacenan de forma temporal los datos de los programas que estás utilizando en este momento. Sus siglas significan Random Access Memory, lo que traducido al español sería Memoria de Acceso Aleatorio, y es un tipo de memoria que te puedes encontrar en cualquier dispositivo, desde ordenadores de sobremesa hasta teléfonos móviles.

6.Memoria Rom.

La memoria que se almacene en esta memoria no se podrá eliminar ni siquiera si el equipo esta apagado, por esta razón que es una memoria no volátil a diferencia de la RAM que puede borrar datos de no grabar previamente la información en el ordenador. Se encarga de realizar rutinas de control de periféricos de entrada y salida para que todo se encuentre bien.

 

7.Placa base o tarjeta madre.

Es la tarjeta de circuito integrado principal del sistema informático, a la que se adaptan los demás componentes del CPU. Es una parte fundamental del mismo y se encuentra dentro de la carcasa del CPU, donde presenta salidas al exterior que permiten la conexión de distintos periféricos y complementos .En ella encontramos elementos del sistema, como el microprocesador, la memoria Ram, las ranuras de expansión o el chipset.

 

7.1-Partes de una Tarjeta Madre

 *Conectores de alimentación de energía: Son los distintos cables y dispositivos que le dan al conjunto de la placa de los voltajes necesarios para que sus partes funcionen de modo estable y continuo.

*Zócalo del CPU: Llamado socket, es el receptáculo del microprocesador (o de varios), que lo conecta con el resto del sistema a través del bus frontal de la tarjeta madre.

  

*Chipset: Son una serie de circuitos electrónicos que administran la transferencia de la información entre las diversas partes del computador, como el procesador, la memoria, las unidades de almacenamiento secundario, etc. 

*Bios:  La BIOS es una memoria tipo ROM, EPROM o Flas-RAM que cumple la función de almacenar información relevante sobre la configuración de la placa madre y analiza los componentes conectados. 

7.2-Tipos de placa madre

*ATX: Es un tipo de placa base clásico sus siglas vienen por el hecho de que los PC con el 286 de Intel recibieron el sobrenombre de AT, cuando en 1995 se llegó el verdadero boom de los clónicos o compatibles PC gracias al nombre de Windows 95 las placas base pasaron a recibir el nombre de ATX, donde la X es la acotación de Enhanced o mejorado en inglés, desde entonces se han convertido en el estándar por antonomasia y el tipo de placa base más utilizado.

*Micro ATX: Es una variante del formato ATX se trata de una versión más compacta del tipo de placa base que hemos tratado en la sección anterior. 

*Mini ITX: Fue creada en el 2001 por VIA Technologies. Es una placa de 170 x 170 mm y su pequeño tamaño hace que traigan menos componentes que los otros tipos de placa.

8.Procesador.

Es el cerebro de un ordenador o computadora, compuesto por un circuito integrado encapsulado en un chip de silicio que lo componen millones de transistores. Se encarga de procesar los datos, controlar el funcionamiento de todos los dispositivos del ordenador, al menos de gran parte de ellos y lo más importante: se encarga de realizar las operaciones lógicas y matemáticas. Decodifica y ejecuta las instrucciones de los programas cargados en la memoria principal del ordenador. Coordina y controla todos los componentes que forman el ordenados y los periféricos que están conectados a este, mouse, teclado, impresora, pantalla, etc.

9.Ranuras del CPU.

*Ranura IDE: Las unidades IDE se utilizan ampliamente en computadores personales y su capacidad varía de 40 MB a 1 GB. La unidad se conecta a través de un cable de tipo cinta plana de 40 líneas a un adaptador de computador central IDE (con frecuencia llamado controlador IDE), que se enchufa en una ranura de expansión en el computador personal.

*Ranura PCI: Se trata de un tipo de ranura de conexión para tarjetas de aplicación que se encuentran en la placa base del ordenador.

*Ranura SATA: Es una conexión en serie, en un cable con un mínimo de cuatro alambres que crea una conexión punto a punto  entre dos dispositivos.

10.Tarjetas de expansión.

*Tarjeta de red: Esta tarjeta permite a la computadora conectarse con otras PC para compartir y utilizar programas y recursos de otro equipo. Se utilizan en Cybercafe, Intranet y para la comunicación de 2 o mas equipos entre si en general. Pueden trabajar a velocidades que van desde los 10 Mbits hasta los 100 Mbits.

*Tarjeta de sonido: Permite crear audio en el equipo a través de unas cornetas. Se caracteriza por la presencia de tres conectores redondos con las siglas OUT, MIC, IN o AUX y un conector para conectar joystick de 15 pines distribuido en 2 filas

*Tarjeta de video: Es una placa electrónica que permite visualizar el trabajo que sé esta realizando en el equipo a través de un monitor. Se caracteriza porque tiene un conector hembra de color celeste o negro de 5, 12 ó 15 Pines distribuido en tres filas (DB 12, DB15). Estas tarjetas por lo general tienen Memoria propia que por lo general pueden ser de 256 Kbytes.

*Tarjeta USB: Es  un  dispositivo  de  uso  universal  donde  se  puede  conectar  cámaras  digitales,  escáner, impresoras, webcam y cualquier otro dispositivos que se haya fabricado para la tecnología USB. Se identifican porque sus conectores son aplanados.

11.Unidad de DVD.

Es un disco óptico de almacenamiento de datos cuyo estándar surgió en 1995. Sus siglas corresponden (disco versátil digital ). En sus inicios, la v intermedia hacía referencia a vídeo , debido a su desarrollo como reemplazo del formato VHS para la distribución de vídeo a los hogares.

12.Ventilador.

Este componente es muy importante al igual que el disipador para que las partes del CPU no se pueden recalentar y terminen quemadas este componente las mantiene frescas.

Compuertas lógicas

Las compuertas lógicas son circuitos electrónicos diseñados para obtener resultados booleananos los cuales se obtienen de operaciones binarias como sumas , restas y multiplicaciones , encontramos compuertas como :

1.Compuerta lógica AND.

Esta compuerta es un compuerta lógica digital que implementa la conjugación lógica se comporta de a cuerdo a la tabla de verdad mostrada a la derecha esta tendra una salida ALTA . unicamente cuando los valores de ambas entradas sean ALTOS , tendra un valor de salida BAJA , como función  es un multiplicador pues su salida es el producto de sus entradas y su expresión matematica es Output=a*b.

2.Compuerta lógica OR.

Esta compuerta es digital e implementa la disyunción lógica se comporta de acuerdo a la tabla de verdad , cuando todas sus entradas estan en 0 o estan en BAJA , su salida está en 0 o en BAJA , pero si amabas o al menos una entrada esta en 1 o ALTA , su salida va a estar en 1 o ALTA , su función es encontrar el máximo entre dos digitos binarios , así como la función AND encuentra el minimo ,su expresión matemática es Outout=a+b.

3.Compuerta lógica NOT.

Esta compuerta implementa la negación lógica .A la derecha se muestra la tabla de verdad. Cuando su entrada se este en 0 o BAJA su salida estara en 1 o ALTA y viceversa , su función es cambiare el nivel de su salida de voltaje de su entrada los definidos como lógico ALTO y lógico BAJO.

Ejemplos de las compuertas lógicas .

 ¿Qué es un transistor?

Un transistor es un dispositivo semiconductor que transfiere una señal débil del circuito de baja resistencia al circuito de alta resistencia. Se componen de material semiconductor y suelen tener al menos tres terminales para conectarse a un circuito externo.

Hoy en día, algunos transistores se empaquetan individualmente, pero muchos más se encuentran incorporados en circuitos integrados.

Algunos tubos de vacío tienen ventajas sobre los transistores a frecuencias de funcionamiento muy altas o a tensiones de funcionamiento elevadas.

Tipos de transistores

Los transistores de unión bipolar

Los transistores de unión bipolar son transistores que están formados por 3 regiones, la base, el colector y el emisor. Los transistores de unión bipolar, a diferencia de los transistores FET, son dispositivos controlados por corriente. El electrón que fluye del emisor al colector forma la base de la mayoría del flujo de corriente a través del transistor. El otro tipo de carga, los agujeros, son una minoría. Los transistores PNP son lo contrario. Esto se debe a que los transistores de unión bipolar tienen la menor impedancia de entrada de todos los transistores. La baja impedancia permite que la corriente fluya a través de la base del transistor. Debido a esta baja impedancia también los transistores de unión bipolar tienen la mayor amplificación de todos los transistores.

Los transistores de efecto de campo

Los transistores de efecto de campo son transistores que están formados por 3 regiones, una compuerta, una fuente y un drenaje. A diferencia de los transistores bipolares, los FET son dispositivos controlados por voltaje. Los transistores de efecto de campo tienen una impedancia de entrada muy alta, desde varios megóhms de resistencia a valores mucho mayores. El inconveniente de los FET es que no proporcionarán la misma amplificación que se podría obtener de los transistores bipolares.

Los transistores bipolares son superiores en el hecho de que proporcionan una mayor amplificación, a pesar de que los FET son mejores en que causan menos carga, son más baratos y más fáciles de fabricar.

Tipos de transistores por función

Ahora vamos a repasar los tipos de transistores por función, lo que significa lo que hacen o, más bien, están diseñados para hacer. Algunos transistores se utilizan principalmente para la conmutación. Otros más para amplificación.

Discutimos esto a continuación:

Los transistores pequeños de la señal

Los Transistores Pequeños de la Señal son transistores que se utilizan principalmente para amplificar las señales de bajo nivel, pero también pueden funcionar bien como interruptores.

Los valores típicos de hFE para transistores de señales pequeñas oscilan entre 10 y 500, con una corriente máxima de colector de aproximadamente 80 a 600 miliamperios . Las frecuencias operativas máximas oscilan entre aproximadamente 1 y 300 megahercios .

Los transistores de conmutación pequeños

Transistores de Conmutación Pequeños son transistores que se utilizan principalmente como interruptores, pero que también se pueden utilizar como amplificadores. Vienen en formularios NPN y PNP.

Aunque pueden utilizarse como amplificador, su valor de hFE sólo oscila a aproximadamente 200, lo que significa que no son capaces de la amplificación de transistores de señal pequeños, que pueden tener una amplificación de hasta 500.

Los transistores de potencia

Los transistores de potencia son adecuados para aplicaciones en las que se está utilizando mucha corriente, corriente y tensión. Los valores máximos de corriente de colector oscilan entre 1 y 100 amperios .

Los transistores de alta frecuencia

Los transistores de alta frecuencia son transistores que se utilizan para señales pequeñas que funcionan a altas frecuencias para aplicaciones de conmutación de alta velocidad.

Los transistores de alta frecuencia se utilizan en aplicaciones de alta frecuencia , de frecuencia muy alta , de ultra alta frecuencia , de televisión por cable y de antena maestra . Están disponibles en ambos formatos NPN y PNP.

Los fototransistores

Los fototransistores son transistores sensibles a la luz. Al igual que los transistores regulares, los fototransistores pueden ser transistores bipolares o de efecto de campo. Los fototransistores de efecto de campo son transistores de efecto de campo sensibles a la luz. A diferencia de los transistores foto bipolares, los fotofet usan luz para generar un voltaje de puerta que se utiliza para controlar una corriente de drenaje-fuente.

PhotoFETs son extremadamente sensibles a las variaciones de la luz y son más frágiles, eléctricamente hablando, que los fototransistores bipolares.

Los transistores uniunión

Los transistores uniunión son transistores de tres derivaciones que actúan exclusivamente como interruptores c ontrolados eléctricamente; no se utilizan como amplificadores.

Esto difiere de otros transistores en que los transistores generales suelen proporcionar la capacidad de actuar como un interruptor y también como un amplificador. Las tres derivaciones de un transistor de uniones son B1, B2, y un cable emisor que es el conductor que recibe la corriente de entrada. La operación básica de un UJT es relativamente simple. Cuando no existe diferencia de potencial entre su emisor y cualquiera de sus conductores de base , sólo una corriente muy pequeña fluye de B2 a B1. A diferencia de otros transistores, donde los cables de control proporcionan poca corriente adicional, el UJT es justo lo contrario. Su corriente de emisor es la fuente primaria de corriente para el transistor.

¿Qué es el transistor?

Se llama transisor (del inglés: transfer resistor, “resistor de transferencia”) a un tipo de dispositivo electrónico semiconductor, capaz de modificar una señal eléctrica de salida como respuesta a una de entrada, sirviendo como amplificador, conmutador, oscilador o rectificador de la misma.

tienen su origen en la necesidad de controlar el flujo de la corriente eléctrica en diversas aplicaciones, como parte de la evolución del campo de la electrónica. Su antecesor directo fue un aparato inventado por Julius Edgar Lilienfeld en Canadá en 1925, pero no sería hasta mediados de siglo cuando podría implementarse usando materiales semiconductores.

Características de los transistores:

Los transistores tienen tres cables. Uno de ellos es la base (B). Otro es el colector (C). El tercer cable es el emisor (E). Se deben hacer las tres conexiones para que el transistor funcione. El cable base es el que activa el transistor. El colector es el cable positivo. El emisor es el cable negativo.

                                  Transistores poliradizados y no poliradizados

Polarización fija bjt

La polarización fija es la más sencilla y rápida para realizar, pero también la más inestable ante las variaciones de beta, por tanto también la menos usada. La polarización fija solo se usa en la configuración emisor común, ya que en la configuración base común cortocircuita la entrada, y en la configuración colector común cortocircuita la salida. Las ecuaciones básicas son las siguientes:

Polarización por realimentación de colector y emisor

El circuito de polarización por realimentación de colector para un transistor bjt es el siguiente:

Es un circuito sencillo y rápido, y presenta mejor estabilidad que la polarización fija y que la polarización en emisor, pero menor que la polarización por divisor de voltaje. Esta polarización solo se puede usar en la configuración emisor común, ya que en la configuración base común cortocircuita la entrada, y en la configuración colector común cortocircuita la salida. Las Ecuaciones básicas son:

Polarización por divisor de voltaje bjt

El circuito de polarización por divisor de voltaje o de tensión, para un transistor bjt es como se muestra en la siguiente figura.

La polarización por divisor de voltaje es la polarización más estable respecto al punto de trabajo Q. Se puede usar en todas las configuraciones del transistor bjt, emisor común, base común, y colector común. Las ecuaciones básicas son las siguientes:

TIPOS DE CORRIENTE EN EL TRANSISTOR

CORRIENTE CONTINUA 

La corriente continua se refiere al flujo continuo de carga eléctrica a través de un conductor entre dos puntos de distinto potencial y carga eléctrica, que no cambia de sentido con el tiempo.​ A diferencia de la corriente alterna, en la corriente continua las cargas eléctricas circulan siempre en el mismo sentido.

CORRIENTE PERIÓDICA 

A diferencia de la corriente continua que posee siempre el mismo

 valor, esto es, un flujo de cargas constantes a lo largo del tiempo, en una corriente periódica el flujo de cargas toma una serie de valores distintos que se repiten con el tiempo.

CORRIENTE ALTERNA

​​Se denomina corriente alterna a la corriente eléctrica en la que la magnitud y el sentido varían cíclicamente.​​

                                                     CORRIENTE PULSATORIA

La corriente pulsatoria es una corriente continua que sufre cambios regulares de magnitud a partir de un valor constante. Los cambios pueden ser en intensidad o en tensión. Estos cambios o pulsos son siempre en el mismo sentido de la corriente.

EL sensor

 ¿Qué es ?

 

Es un aparato que tiene una propiedad sensible a una magnitud del medio, y al variar esta magnitud también varía con cierta intensidad la propiedad, es decir, manifiesta la presencia de dicha magnitud, y también su medida

 ¿Como se clasifica?

 Aplicación de sensores