Publicaciones de Categoría: Aprendiendo

Polarizando el transistor bipolar (BJT)

Publicado el 19 septiembre, 2018 por | Comentarios desactivados en Polarizando el transistor bipolar (BJT)

La polarización de un transistor: consiste en fijar el punto de trabajo Q en ausencia de señal de entrada, el cual puede estar en la zona activa, saturación o corte.

Con el sistema de polarización elegido, también se pretende que dicho punto de funcionamiento Q sea estable con la temperatura, es decir, que no varíen los parámetros fundamentales de la polarización. Pues debido al aumento de temperatura aumenta la intensidad inversa de fuga de las unión de base, y con ella, la IC y la IE; lo que produce, a su vez, más aumento de temperatura. Y así se crea un círculo vicioso que puede llevar al transistor fuera del punto de funcionamiento establecido, produciendo una señal amplificada deforme a la salida.

Desde luego, el desplazamiento del punto de trabajo Q ha de controlarse si queremos que funcione el transistor a pesar de variaciones de temperatura. Para asegurar una mínima variación del punto de trabajo lo que se hace es introducir una realimentación negativa desde la salida a la entrada, es decir, se utiliza parte de la señal de salida, normalmente en el colector, para re-introducirla en la entrada, normalmente la base, de modo que "frene" la tendencia a amplificar, la ganancia, del transistor. Con ello evitamos que el transistor se "avalance" con la subida de termperatura, pero lamentablemente, por el propio concepto de realimentación negativa (recordamos que la intensidad de colector está desfasada 180º respecto de la intensidad de base), se reducirá el nivel de amplificación con el que el transistor va a operar, es decir: el circuito limitará la ganancia del transistor a un valor que permita mejorar la estabilidad del propio circuito. Cuanto más realimentación negativa, menos amplificará el circuito pero mayor será la estabilidad; también mejora el Ancho de Banda, pero eso es otro asunto.


curvas características de un transistor funcionando en Emisor Común
(el punto de trabajo Q está marcado en negro y enlazado en azul)

Desde el Canal de Youtube Electrónica FP nos explican claramente este asunto tan importante de la polarización de los transistores de unión bipolares (vamos, los BJT de toda la vida)

 

¿Qué es polarizar un transistor?

 

4 Maneras de polarizar un transistor

 

Concepto básico de amplificador digital

 

+INFO:

Comentarios desactivados en Polarizando el transistor bipolar (BJT)

Publicado en Aprendiendo, electrónica

Prefijos métricos: Mega-, Giga-, Tera-, mili-, micro-, nano-, pico- y múltiplos binarios

Publicado el 12 septiembre, 2018 por | Comentarios desactivados en Prefijos métricos: Mega-, Giga-, Tera-, mili-, micro-, nano-, pico- y múltiplos binarios

Posiblemente «contar» sea la tarea matemática más antigua. Con el paso del tiempo la humanidad ha debido manejar cantidades cada vez más y más grandes (y partes cada vez más y más pequeñas). Como medio de simplificación al manejo de las cantidades grandes (y pequeñas) se han creado los «múltiplos» (y los «submúltiplos») los cuales, como tantas otras cosas nacidas de la necesidad, no siempre han gozado de aceptación única, provocando más de una confusión.

Esta modesta página pretende hacer una rápida visita a algunos de los múltiplos (y submúltiplos) más importantes de nuestro lenguaje matemático cotidiano.

El Sistema Internacional (S.I.)

El Sistema Internacional de Unidades (abreviado SI, del francés Le Système International d'Unités), fue instaurada en 1960 por la «Conferencia General de Pesas y Medidas». Es heredero del Sistema Métrico decimal que había sido instaurado en París, en 1889.

El Sistema Internacional de Unidades consta de siete unidades básicas, que expresan magnitudes físicas, a partir de las cuales se determinan otras. Las unidades básicas son: metro (longitud), segundo (tiempo), kilogramo (masa), amperio (intensidad de corriente eléctrica), kelvin (temperatura), candela (intensidad luminosa) y mol (cantidad de sustancia).


Unidades del Sistema Internacional utilizadas en electrónica

Las unidades pueden ir acompañadas por un prefijo que denota un múltiplo o un submúltiplo decimal de dicha unidad, los cuales se muestran en la siguiente tabla.

Vídeo explicativo desde ElectrónicaFP

 

Múltiplos binarios

Un poco de historia

La confusión tiene su origen desde los comienzos de la computación. La unidad básica en informática (y cuyo valor es binario) es el bit y, de éste, el byte (1 byte = 23 bits). Cuando comenzó a hablarse de números grandes de bytes, se hizo necesario hablar de nuevas unidades. Tras notar que un grupo de 210 bytes tenía un valor cercano a los 1000 bytes (210=1024), a nadie pareció molestarle demasiado que fuera llamado «kilobyte», dada la aparente aproximación con el valor que implica el prefijo «kilo» del SI. Con el aumento de capacidad computacional, comenzó a hablarse de «megas», «gigas», etcétera, haciendo la aparente aproximación cada vez más imprecisa (como se puede ver en la última columna de la siguiente tabla).

Disposición de la IEC

Para terminar con esta confusión, la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC, por sus siglas en inglés) introdujo los prefijos Kibi, Mebi, Gibi, Tebi, Pebi, Exbi, Zebi y Yobi los cuales están formados con las primeras dos letras de los prefijos del SI y el sufijo 'bi' (por binario). En la siguiente tabla se muestran sus valores.

tabla de prefijos binarios

+INFO:

Comentarios desactivados en Prefijos métricos: Mega-, Giga-, Tera-, mili-, micro-, nano-, pico- y múltiplos binarios

Publicado en Aprendiendo, electrónica

El espectro electromagnético: la longitud de onda

Publicado el 10 septiembre, 2018 por | Comentarios desactivados en El espectro electromagnético: la longitud de onda

Introducción a las ondas electromagnéticas

La radiación electromagnética es una de muchas maneras como la energía viaja a través del espacio. El calor de un fuego que arde, la luz del sol, los rayos X que utiliza tu doctor, así como la energía que utiliza un microondas para cocinar comida, son diferentes formas de la radiación electromagnética. Mientras que estas formas de energía pueden verse muy diferentes una de otra, están relacionadas en que todas exhiben propiedades características de las ondas.

Si alguna vez has ido a nadar al océano, ya estás familiarizado con las ondas. Las ondas son simplemente perturbaciones en un medio físico particular o en un campo, que resultan en vibraciones u oscilaciones. La subida de una ola en el océano, junto con su caída subsecuente, son simplemente una vibración u oscilación del agua en la superficie del mar. Las ondas electromagnéticas son similares pero también distintas, pues de hecho consisten en 222 ondas que oscilan perpendicularmente la una de la otra. Una de las ondas es un campo magnético que oscila; la otra, un campo eléctrico que oscila. Podemos visualizar esto de la siguiente manera:

Las ondas electromagnéticas consisten de un campo eléctrico que oscila y de un campo magnético perpendicular que también oscila. Imagen tomada de la ChemWiki de UC Davis (Universidad de California en Davis), CC-BY-NC-SA 3.0

Propiedades básicas de las ondas: amplitud, longitud de onda y frecuencia

Como tal vez ya sabrás, una onda tiene un valle (punto más bajo) y una cresta (punto más alto). La distancia vertical entre la punta de la cresta y el eje central de la onda se conoce como amplitud. Esta es la propiedad asociada con el brillo, o intensidad, de la onda. La distancia horizontal entre dos crestas o valles consecutivos de la onda se conoce como longitud de onda. Podemos visualizar estas longitudes de onda de la manera siguiente:

Las características principales de una onda, incluyendo la amplitud y la longitud de onda. Imagen tomada de la ChemWiki de UC Davis (Universidad de California en Davis), CC-BY-NC-SA 3.0.

Ten en cuenta que algunas ondas (incluyendo las ondas electromagnéticas) también oscilan en el espacio, y por lo tanto oscilan en una posición dada conforme pasa el tiempo. La cantidad de la onda conocida como frecuencia describe el número de longitudes de onda completas que pasan por un punto dado del espacio en un segundo; la unidad del SI para la frecuencia es el Herzio (Hz)  Como te imaginarás, la longitud de onda y la frecuencia son inversamente proporcionales; es decir, mientras más corta sea la longitud de onda, más alta será la frecuencia, y viceversa. 

El espectro electromagnético

Podemos clasificar y ordenar las ondas electromagnéticas de acuerdo a sus diferentes longitudes de onda y frecuencias; llamamos a esta clasificación "el espectro electromagnético". La tabla siguiente muestra este espectro, que consiste de todos las clases de radiación electromagnética que existen en nuestro universo.

Como podemos ver, el espectro visible —es decir, la luz que podemos ver con nuestros ojos— es tan solo una pequeña fracción de las diferentes clases de radiación que existen. A la derecha del espectro visible, encontramos las clases de energía que son menores en frecuencia (y por lo tanto mayores en longitud de onda) que la luz visible. Estas clases de energía incluyen los rayos infrarrojos (IR) (ondas de calor emitidas por los cuerpos térmicos), las microondas y las ondas de radio. Estos tipos de radiación nos rodean constantemente; no son dañinos, pues sus frecuencias son muy bajas. Como veremos en la sección siguiente, "El fotón", las ondas de baja frecuencia tienen poca energía, y por lo tanto no son peligrosas para nuestra salud.

A la izquierda de espectro visible, encontramos los rayos ultravioleta (UV), los rayos X y los rayos gamma. Estas clases de radiación son dañinas para los organismos vivos, pues tienen frecuencias extremadamente altas (y por lo tanto, mucha energía). Es por esta razón que usamos loción bloqueadora en la playa (para bloquear los rayos UV provenientes del sol) y que, para prevenir que los rayos X penetren otras áreas del cuerpo distintas de la que requiere visualizarse, un técnico de rayos X coloca una placa de plomo sobre nosotros. Los rayos gamma son los más dañinos, pues son los más altos en frecuencia y en energía. Afortunadamente, nuestra atmósfera absorbe los rayos gamma que provienen del espacio, y así nos protege del daño.

Espectro electromagnético

Pero vamos con un par de vídeos, explicados por el Canal de Youtube ElectronicaFP, que nos lo contarán desde la perspectiva de la aplicación electrónica

 

 

 

La longitud de onda y su cálculo

 

 

 

Comentarios desactivados en El espectro electromagnético: la longitud de onda

Publicado en Aprendiendo, electrónica, General, telecomunicaciones

Valores de una onda o señal alterna (senoidal)

Publicado el 4 septiembre, 2018 por | Comentarios desactivados en Valores de una onda o señal alterna (senoidal)

Se denomina corriente alterna (abreviada CA en español y AC en inglés, de Altern Current) a la corriente eléctrica en la que la magnitud y dirección varían cíclicamente.

La forma de onda de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la de una onda senoidal, puesto que se consigue una transmisión más eficiente de la energía. Sin embargo, en ciertas aplicaciones se utilizan otras formas de onda periódicas, tales como la triangular o la cuadrada.


valores de una onda senoidal (o sinusoidal)

Valor instantáneo de una onda o señal

Es el que toma la ordenada (tensión o intensidad) en un instante, t, determinado.. Este valor no es útil para cálculos y medidas eléctricas, ya que se utilizan los valores eficaces.

Una señal sinusoidal, a(t), tensión, v(t), o corriente, i(t), se puede expresar matemáticamente según sus parámetros característicos (ver figura), como una función del tiempo por medio de la siguiente ecuación:

 

 

 

 

 

donde:

  • A0 es la amplitud en voltios o amperios (también llamado valor máximo o de pico),
  • ω la pulsación en radianes/segundo,
  • t el tiempo en segundos, y
  • β el ángulo de fase inicial en radianes.

Período, T

Es el tiempo mínimo que tarda la onda en realizar un ciclo completo.La unidad de medida es el segundo (s)

Frecuencia, f

Es el número de ciclos realizados por segundo. La frecuencia es la inversa del período ( f=1/T). La unidad de medida en el Hercio (Hz) o s-1

Fase (de una onda), β

Es el instante en el que estamos analizando el valor de una magnitud periódica. El ángulo de fase inicial φ es la fracción de período que ha transcurrido a partir de un origen.

Valor eficaz, V (o Vef)

El valor eficaz de una corriente alterna, es el valor que tendría una corriente continua que produjera la misma potencia que dicha corriente alterna, al aplicar ambas, primero una y luego otra, sobre una misma resistencia. Cuando decimos que la tensión de alimentación en un circuito es de 230 V nos estamos refiriendo a su valor eficaz.

También se conoce este valor como RMS (root mean square, raíz cuadrática media). Este valor coincide con el valor cuadrático medio (raíz cuadrada del valor medio del cuadrado de la función en un período)

Valor de pico, Vp, V0

Es el valor máximo que toma la onda y que conocemos como Amplitud. En principio habría dos valores: el valor de pico positivo y el valor de pico negativo. El valor de pico se relaciona con el Valor eficaz de la siguiente manera:

Vp = Vef x 1'4142

Valor pico a pico, Vpp

Supone, normalmente, el doble del valor de pico; es la máxima excursión que puede tomar la amplitud de la señal. También puede expresarse como la diferencia entre su pico o máximo positivo y su pico negativo.

Vpp = Vp x 2

Valor medio, Vm

es la media algebraica de los valores instantáneos de la onda durante un semiperíodo (Si tomásemos el período completo el valor medio sería cero). Para el caso de una intensidad de Amplitud im, tendríamos un valor medio de intensidad, Imed, de:

Factor de forma

Es la relación entre el valor eficaz y el valor medio. Para el caso de, por ejempo, la Intensidad, I, tendríamos:

Desde el Canal de Youtube ElectrónicaFP nos enseñan lo principal relativo a las ondas o señales:

 

+INFO

Comentarios desactivados en Valores de una onda o señal alterna (senoidal)

Publicado en Aprendiendo, electricidad, electrónica

El Amplificador Operacional (3). Análisis de circuitos

Publicado el 29 mayo, 2018 por | Comentarios desactivados en El Amplificador Operacional (3). Análisis de circuitos


Etapas de un Amplificador Operacional típico

En entradas anteriores: Al A.O. (1). Principios básicos y El A.O. (2). Más usos y aplicaciones ya vimos cómo este circuito integrado da mucho juego en el diseño de diversos circuitos en electrónica. Ésta, por el momento, será la última entrega sobre el  A.O.

En el Canal Virtualedues de youtube han elaborado un gran trabajo, consistente en una serie de tutoriales orientados al conocimiento del funcionamiento y aplicaciones del Amplificador Operacional. Son muchos, pero que muchos videos; y en cada uno de ellos se muestra una aplicación o solución a problema planteado. Aquí sólo te damos acceso a las tres series de Listas de reproducción sobre Amplificadores Operacionales de ese Canal Virtualedues. Aprovéchalo; no tiene desperdicio:

Amplificadores Operacionales. Vídeos 1 – 50

 

Amplificadores Operacionales. Vídeos 51 – 100

 

Amplificadores Operacionales. Vídeos 101 – 150

 

+INFO:


[clic sobre la imagen para acceder a multitud de circuitos prácticos con AO]

Comentarios desactivados en El Amplificador Operacional (3). Análisis de circuitos

Publicado en Aprendiendo, electrónica