Tiene una semejanza con el funcionamiento del diodo.
El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor que cumple funciones de amplitud, oscilador, conmutador y/o rectificador. En ingles: TRANSFER RESISTOR_resistencia de transferencia.Se encuentran en todos los aparatos electrónicos de uso diario como las tv; radios, ordenadores....
Hasta que la corriente de base no llegue a un mínimo, la corriente no pasa de colector a emisor.
B_ BASE
C_COLECTOR
E_EMISOR
¿QUÉ ES LA GANANCIA DE UN TRANSISTOR?
Es la diferencia de potencia(intensidad sólo, ya que el voltaje se queda igual) que saca el transistor cuando la corriente electrica pasa por el.
El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor que cumple funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El término «transistor» es la contracción en inglés de transfer resistor («resistencia de transferencia»). Actualmente se encuentran prácticamente en todos los aparatos electrónicos de uso diario: radios, televisores, reproductores de audio y video, relojes, etc.
E_EMISORB_BASEC_COLECTOR
Emisor, que se diferencia de las otras dos por estar fuertemente dopada, comportándose como un metal. Su nombre se debe a que esta terminal funciona como emisor de portadores de carga.
Base, la intermedia, muy estrecha, que separa el emisor del colector.
Colector, de extensión mucho mayor.
El transistor, inventado en 1951, es
el componente electrónico estrella, pues inició una auténtica
revolución en la electrónica que ha superado cualquier previsión
inicial. Con el transistor vino la
miniaturización de los componentes y se llegó al descubrimiento de los
circuitos integrados, en los que se colocan, en pocos milímetros
cuadrados, miles de transistores. Estos circuitos constituyen el origen
de los microprocesadores y, por lo tanto, de los ordenadores actuales.
Hay dos tipos básicos de transistor: a) Transistor bipolar o BJT (Bipolar Junction Transistor)
NPN_El símbolo de un transistor NPN.
NPN es uno de los dos tipos de transistores bipolares, en los cuales
las letras "N" y "P" se refieren a los portadores de carga mayoritarios
dentro de las diferentes regiones del transistor. La mayoría de los
transistores bipolares usados hoy en día son NPN, debido a que la
movilidad del electrón es mayor que la movilidad de los "huecos" en los
semiconductores, permitiendo mayores corrientes y velocidades de
operación.
PNP_El símbolo de un transistor PNP.
Los transistores PNP consisten en una capa de material semiconductor dopado N entre dos capas de material dopado
P. Los transistores PNP son comúnmente operados con el colector a masa y
el emisor conectado al terminal positivo de la fuente de alimentación a
través de una carga eléctrica externa. Una pequeña corriente circulando
desde la base permite que una corriente mucho mayor circule desde el
emisor hacia el colector.
b) Transistor de efecto de campo, FET (Field Effect Transistor) o unipolar
El transistor de efecto campo (Field-Effect Transistor o FET, en inglés) es en realidad una familia de transistores que se basan en el campo eléctrico para controlar la conductividad de un "canal" en un material semiconductor. Los FET pueden plantearse como resistencias controladas por diferencia de potencial.
PRACTICA EN CLASE:
En una fuente de alimentación proporcionada por el profesor, nos manda la siguiente tarea:
-Abrir la fuente de alimentación y examinar los transistores que ésta usa e "identificarlos".
-Quitarle la soldadura y buscar información sobre los tipos de transistores.
-Volverlos a soldar y comprobar si funciona.
Nosotros hemos quitado las soldaduras de tres tipos de transistores. El primero es un C5763 M2G4 como este:
Y otros dos LT 232 como éste:
-A LA HORA DE SOLDARLOS DE NUEVO, HEMOS COMETIDO EL ERROR DE PERDER LOS AISLANTES QUE SE ENCARGAN DE QUE NO SE SOBRECALIENTE EL TRANSISTOR Y ANULAR CUALQUIER TIPO DE CONTACTO QUE PUDIERA PROVOCAR UN CORTOCIRCUITO, POR ELLO: EMOS POSPUESTO EL MONTAJE Y LA PRUEBA DE FUNCIONAMIENTO DE LA FUENTE DE ALIMENTACIÓN ASIGNADA, PARA EVITAR MALES MAYORES.
El fenomeno de la inducción se produce por ejemplo en una fuente de alimentación de un ordenador, que transforma la corriente alterna en corriente continua, gracias al fenomeno de la inducción y al transformador.
Un transformador es un dispositivo eléctrico que permite aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la potencia.
Convierte la energía eléctrica alterna de un cierto nivel de tensión, en
energía alterna de otro nivel de tensión, por medio de interacción
electromagnética.
Está constituido por dos o más bobinas de material conductor, aisladas
entre sí eléctricamente y por lo general enrolladas alrededor de un
mismo núcleo de material ferromagnético.
LA INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA:
La inducción electromagnética es el fenómeno que origina la producción de una fuerza electromotriz ( voltaje) en un medio o cuerpo expuesto a un campo magnético
variable, o bien en un medio móvil respecto a un campo magnético
estático. Es así que, cuando dicho cuerpo es un conductor, se produce
una corriente inducida. Este fenómeno fue descubierto por Michael Faraday quien lo expresó indicando que la magnitud del voltaje inducido es proporcional a la variación del flujo magnético (Ley de Faraday).
Si la bobina primaria(entrada), tiene mas vueltas que la bobina secundaria(salida), el voltaje se transforma a la mitad, y la corriente se transforma al doble. Si están puestos al reves lo que sucederá sera lo contrario:
El voltaje se
doblara y la corriente se transformara a la mitad. La potencia se
mantiene, aunque a veces hay perdidas, puesto que genera calor en
exceso, rozamiento, etc..
La potencia
que ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal (esto es,
sin pérdidas), es igual a la que se obtiene a la salida. Las máquinas
reales presentan un pequeño porcentaje de pérdidas, dependiendo de su
diseño, tamaño, etc.
PRÁCTICA EN CLASE:
ELECTRONICA WORKBENCH 1
ELECTRONICA WORKBENCH 2
EN ESTE VIDEO SE EXPLICA EL FENOMENO DE INDUCCION Y OTRAS CARACTERISTICAS DEL TRANSFORMADOR DE CORRIENTE. Es un Trozo del documental: Entornos invisibles de la ciencia y tecnología, llamado Red de energia electrica.
Es
un instrumento que mide la señales
eléctricas por medio de una representación gráfica, presenta las señales
eléctricas en forma de coordenadas, esto lo podemos ver en una pantalla, en la que normalmente el eje horizontal
es “X” y es donde nos muestran los tiempos y por consiguiente el eje vertical
es el eje “Y” y analiza las tensiones.
1. Botón de encendido/
apagado.
2. Control de posición
horizontal.
3. Control de posición
vertical.
4. Pantalla de
visualización.
5. Selector de velocidad
de barrido.Tiempo Division.
6. Control de brillo.
7. Control de enfoque.
8. Entrada canal A.
9. Entrada canal B.
Ajuste inicial de los
controles
Después
de conectar el osciloscopio a la toma de red y de alimentarlo pulsando en
el interruptor de encendido:
Es necesario familiarizarse con el panel frontal del osciloscopio. Todos los
osciloscopios disponen de tres secciones básicas que llamaremos: Vertical,
Horizontal, y Disparo. Dependiendo del tipo de osciloscopio
empleado en particular, podemos disponer de otras secciones.
Existen unos conectores
BNC, donde se colocan las sondas de medida.
La mayoria de los osciloscopios actuales disponen de dos canales etiquetados
normalmente como I y II (ó A y B). El disponer de dos canales nos permite
comparar señales de forma muy cómoda.
Algunos osciloscopios
avanzados poseen un interruptor etiquetado como AUTOSET ó PRESET que ajustan
los controles en un solo paso para ajustar perfectamente la señal a la pantalla.
Si tu osciloscopio no posee esta caracteristica, es importante ajustar los
diferentes controles del aparato a su posición standar antes de proceder a
medir.
Estos son los pasos más
recomendables:
Ajustar
el osciloscopio para visualizar el canal I. (al mismo tiempo se colocará
como canal de disparo el I).
Ajustar
a una posición intermedia la escala voltios/división del canal I (por ejemplo
1v/cm).
Colocar
en posición calibrada el mando variable de voltios/división (potenciómetro
central).
Desactivar
cualquier tipo de multiplicadores verticales.
Colocar
el conmutador de entrada para el canal I en acoplamiento DC.
Colocar
el modo de disparo en automático.
Desactivar
el disparo retardado al mínimo ó desactivado.
Situar
el control de intensidad al mínimo que permita apreciar el trazo en la pantalla,
y el trazo de focus ajustado para una visualización lo más nítida posible
(generalmente los mandos quedaran con la señalización cercana a la posición
vertical).
Los osciloscopios miden a través de un terminal activo o SONDA,
que se conecta en algún punto del circuito, por lo que siempre mide
tensiones eléctricas. Para estudiar señales de corriente, basta con
analizar la tensión en una resistencia y dividir el valor obtenido entre
el valor de la resistencia.
Qué podemos hacer con
un osciloscopio?.
Basicamente esto:
Determinar
directamente el periodo y el voltaje de una señal.
Determinar
indirectamente la frecuencia de una señal.
Determinar
que parte de la señal es DC y cual AC.
Localizar
averias en un circuito.
Medir
la fase entre dos señales.
Determinar
que parte de la señal es ruido y como varia este en el tiempo.
Como conclusión para utilizar
de forma correcta un osciloscopio analógico necesitamos realizar tres ajuste
básicos:
La
atenuación ó amplificación que necesita la señal. Utilizar el mando AMPL.
para ajustar la amplitud de la señal antes de que sea aplicada a las placas
de deflexión vertical. Conviene que la señal ocupe una parte importante
de la pantalla sin llegar a sobrepasar los límites.
La
base de tiempos. Utilizar el mando TIMEBASE para ajustar lo que representa
en tiempo una división en horizontal de la pantalla. Para señales repetitivas
es conveniente que en la pantalla se puedan observar aproximadamente un
par de ciclos.
Disparo
de la señal. Utilizar los mandos TRIGGER LEVEL (nivel de disparo) y TRIGGER
SELECTOR (tipo de disparo) para estabilizar lo mejor posible señales repetitivas.
Por supuesto,
también deben ajustarse los controles que afectan a la visualización: FOCUS
(enfoque), INTENS. (intensidad) nunca excesiva, Y-POS (posición vertical del
haz) y X-POS (posición horizontal del haz).
Términos utilizados al
medir
Existe
un término general para describir un patrón que se repite en el tiempo: onda.
Existen ondas de sonido, ondas oceanicas, ondas cerebrales y por supuesto,
ondas de tensión. Un osciloscopio mide estas últimas. Un ciclo es la
mínima parte de la onda que se repite en el tiempo. Una forma de onda
es la representación gráfica de una onda. Una forma de onda de tensión siempre
se presentará con el tiempo en el eje horizontal (X) y la amplitud en el eje
vertical (Y).
La forma de onda nos proporciona
una valiosa información sobre la señal. En cualquier momento podemos visualizar
la altura que alcanza y, por lo tanto, saber si el voltaje ha cambiado en
el tiempo (si observamos, por ejemplo, una linea horizontal podremos concluir
que en ese intervalo de tiempo la señal es constante). Con la pendiente de
las lineas diagonales, tanto en flanco de subida como en flanco de bajada,
podremos conocer la velocidad en el paso de un nivel a otro, pueden observarse
también cambios repentinos de la señal (angulos muy agudos) generalmente debidos
a procesos transitorios.
Tipos de ondas
Se pueden
clasificar las ondas en los cuatro tipos siguientes:
Ondas
senoidales
Ondas
cuadradas y rectangulares
Ondas
triangulares y en diente de sierra.
Pulsos
y flancos ó escalones.
Ondas senoidales
Son las ondas fundamentales
y eso por varias razones: Poseen unas propiedades matemáticas muy interesantes
(por ejemplo con combinaciones de señales senoidales de diferente amplitud
y frecuencia se puede reconstruir cualquier forma de onda), la señal que se
obtiene de las tomas de corriente de cualquier casa tienen esta forma, las
señales de test producidas por los circuitos osciladores de un generador de
señal son también senoidales, la mayoria de las fuentes de potencia en AC
(corriente alterna) producen señales senoidales. La señal senoidal amortiguada
es un caso especial de este tipo de ondas y se producen en fenomenos de oscilación,
pero que no se mantienen en el tiempo.
Ondas cuadradas y rectangulares
Las ondas cuadradas son
básicamente ondas que pasan de un estado a otro de tensión, a intervalos regulares,
en un tiempo muy reducido. Son utilizadas usualmente para probar amplificadores
(esto es debido a que este tipo de señales contienen en si mismas todas las
frecuencias). La televisión, la radio y los ordenadores utilizan mucho este
tipo de señales, fundamentalmente como relojes y temporizadores.
Las ondas rectangulares
se diferencian de las cuadradas en no tener iguales los intervalos en los
que la tensión permanece a nivel alto y bajo. Son particularmente importantes
para analizar circuitos digitales.
Ondas triangulares y
en diente de sierra
Se producen en circuitos
diseñados para controlar voltajes linealmente, como pueden ser, por ejemplo,
el barrido horizontal de un osciloscopio analógico ó el barrido tanto horizontal
como vertical de una televisión. Las transiciones entre el nivel mínimo y
máximo de la señal cambian a un ritmo constante. Estas transiciones se denominan
rampas.
La onda en diente de sierra
es un caso especial de señal triangular con una rampa descendente de mucha
más pendiente que la rampa ascendente.
Pulsos y flancos ó escalones
Señales, como los flancos
y los pulsos, que solo se presentan una sola vez, se denominan señales transitorias.
Un flanco ó escalón indica un cambio repentino en el voltaje, por ejemplo
cuando se conecta un interruptor de alimentación. El pulso indicaria, en este
mismo ejemplo, que se ha conectado el interruptor y en un determinado tiempo
se ha desconectado. Generalmente el pulso representa un bit de información
atravesando un circuito de un ordenador digital ó también un pequeño defecto
en un circuito (por ejemplo un falso contacto momentáneo). Es común encontrar
señales de este tipo en ordenadores, equipos de rayos X y de comunicaciones.
Medidas en las formas
de onda
En esta sección describimos
las medidas más corrientes para describir una forma de onda.
Periodo y Frecuencia
Si una
señal se repite en el tiempo, posee una frecuencia (f). La frecuencia se mide
en Hertz (Hz) y es igual al numero de veces que la señal se repite en un segundo,
es decir, 1Hz equivale a 1 ciclo por segundo.
Una señal repetitiva también posee otro paramentro: el periodo, definiendose
como el tiempo que tarda la señal en completar un ciclo.
Peridodo y frecuencia son reciprocos el uno del otro:
Voltaje
Voltaje es la diferencia
de potencial eléctrico entre dos puntos de un circuito. Normalmente uno de
esos puntos suele ser masa (GND, 0v), pero no siempre, por ejemplo se puede
medir el voltaje pico a pico de una señal (Vpp) como la diferencia
entre el valor máximo y mínimo de esta. La palabra amplitud significa
generalmente la diferencia entre el valor máximo de una señal y masa.
Fase
La fase
se puede explicar mucho mejor si consideramos la forma de onda senoidal. La
onda senoidal se puede extraer de la circulación de un punto sobre un circulo
de 360º. Un ciclo de la señal senoidal abarca los 360º.
Cuando
se comparan dos señales senoidales de la misma frecuencia puede ocurrir
que ambas no esten en fase,o sea, que no coincidan en el tiempo los pasos
por puntos equivalentes de ambas señales. En este caso se dice que ambas
señales estan desfasadas, pudiendose medir el desfase con una simple regla
de tres:
Siendo t el tiempo de
retraso entre una señal y otra.
Sistema
de visualización:Intensidad
Se
trata de un potenciómetro que ajusta el brillo de la señal en la pantalla.Este
mando actua sobre la rejilla más cercana al cátodo del CRT (G1), controlando
el número de electrones emitidos por este.
En un osciloscopio
analógico si se aumenta la velocidad de barrido es necesario aumentar el nivel
de intensidad. Por otra parte, si se desconecta el barrido horizontal es necesario
reducir la intensidad del haz al mínimo (para evitar que el bombardeo concentrado
de electrones sobre la parte interior de la pantalla deteriore la capa fluorescente
que la recubre).
Sistema
de visualización:Enfoque
Se
trata de un potenciómetro que ajusta la nitidez del haz sobre la pantalla.
Este mando actua sobre las rejillas intermedias del CRT (G2 y G4) controlando
la finura del haz de electrones. Se retocará dicho mando para una visualización
lo más precisa posible. Los osciloscopios digitales no necesitan este control.
Sistema
de visualización:Rotación del haz
Resistencia
ajustable actuando sobre una bobina y que nos permite alinear el haz con el
eje horizontal de la pantalla. Campos magnéticos intensos cercanos al osciloscopio
pueden afectar a la orientación del haz.La posición del osciloscopio con respecto
al campo magnético terrestre también puede afectar. Los osciloscopios digitales
no necesitan de este control. Se ajustará dicha resistencia, con el mando
de acoplamiento de la señal de entrada en posición GND, hasta conseguir que
el haz esté perfectamente horizontal.
Sistema
vertical: Posición
Este
control consta de un potenciómetro que permite mover verticalmente la forma
de onda hasta el punto exacto que se desee.Cuando se está trabajando con una
sola señal el punto normalmente elegido suele ser el centro de la pantalla.
Sistema
vertical: Conmutador
Se
trata de un conmutador con un gran número de posiciones, cada una de las cuales,
representa el factor de escala empleado por el sistema vertical. Por ejemplo
si el mando esta en la posición 2 voltios/div significa que cada una de las
divisiones verticales de la pantalla (aproximadamente de un 1 cm.) representan
2 voltios. Las divisiones más pequeñas representaran una quinta parte de este
valor, o sea, 0.4 voltios.
La máxima tensión que se puede
visualizar con el osciloscopio presentado y con una sonda de 10X será entonces:
10 (factor de división de la sonda) x 20 voltios/div (máxima escala) x 8 divisiones
verticales = 1600 voltios. En la pantalla se representa una señal de 1Vpp
tal como la veriamos en diferentes posiciones del conmutador.
Sistema
vertical: Mando Variable
Se
trata de un potenciómetro situado de forma concéntrica al conmutador del amplificador
vertical y podemos considerarlo como una especie de lupa del sistema vertical.
Para
realizar medidas es necesario colocarlo en su posición calibrada.
Sistema
vertical: Acoplamiento de la entrada
Se
trata de un conmutador de tres posiciones que conecta electricamente a la
entrada del osciloscopio la señal exterior.
El
acoplamiento DC deja pasar la señal tal como viene del circuito exterior
(es la señal real).El acoplamiento AC bloquea mediante un condensador
la componente continua que posea la señal exterior.El acoplamiento GND
desconecta la señal de entrada del sistema vertical y lo conecta a masa, permitiendonos
situar el punto de referencia en cualquier parte de la pantalla (generalmente
el centro de la pantalla cuando se trabaja con una sola señal).
Sistema
vertical: Inversión
Es
un conmutador de dos posiciones en forma de botón que permite en una de sus
posiciones invertir la señal de entrada en el canal I (existen otros osciloscopios
que invierten el canal II).
Sistema
vertical: Modo alternado / chopeado
Es
un conmutador de dos posiciones, en forma de botón, que permite, cuando nos
encontramos en modo DUAL, seleccionar el modo de trazado de las señales en
pantalla.
En el modo alternado
se traza completamente la señal del canal I y después la del canal II y asi
sucesivamente. Se utiliza para señales de media y alta frecuencia (generalmente
cuando el mando TIMEBASE está situado en una escala de 0.5 msg. ó inferior).
En el modo chopeado el osciloscopio traza una pequeña parte del canal
I después otra pequeña parte del canal II, hasta completar un trazado completo
y empezar de nuevo. Se utiliza para señales de baja frecuencia (con el mando
TIMEBASE en posición de 1 msg. ó superior).
Sistema
vertical: Modo simple / dual / suma
Es
un control formado por tres conmutadores de dos posiciones, en forma de botón,
que permite seleccionar entres tres modos de funcionamiento: simple, dual
y suma.
En el modo simple actuamos
tan solo sobre el conmutador etiquetado como CH I/II. Si no está pulsado visualizaremos
la señal que entra por el canal I y si lo está la señal del canal II. El modo
dual se selecciona con el conmutador etiquetado DUAL. Si no está pulsado
visualizaremos un solo canal (cual, dependerá del estado del conmutador CH
I/II) y si lo está visualizremos simultáneamente ambos canales. El modo suma
se selecciona pulsando el conmutador etiquetado I+II (si también lo está el
etiquetado como DUAL) y nos permite visualizar la suma de ambas señales en
pantalla.
Sistema
horizontal: Posición
Este
control consta de un potenciómetro que permite mover horizontalmente la forma
de onda hasta el punto exacto que se desee.Cuando se está trabajando con una
sola señal el punto normalmente elegido suele ser el centro de la pantalla.(Para
observar mejor el punto de disparo se suele mover la traza un poco hacia la
derecha).
Sistema
horizontal: Conmutador
Se
trata de un conmutador con un gran número de posiciones, cada una de las cuales,
representa el factor de escala empleado por el sistema de barrido horizontal.
Por ejemplo si el mando esta en la posición 1 msg/div significa que cada una
de las divisiones horizontales de la pantalla (aproximadamente de un 1 cm.)
representan 1 milisegundo. Las divisiones más pequeñas representaran una quinta
parte de este valor, o sea, 200 µsg.
El
osciloscopio presentado puede visualizar un máximo de 2 sg en pantalla (200
msg x 10 divisiones) y un mínimo de 100 nsg por división, si empleamos la
Amplificación (0.5 µsg / 5).
Sistema
horizontal: Mando variable
Se
trata de un potenciómetro situado de forma concéntrica al conmutador de la
base de tiempos y podemos considerarlo como una especie de lupa del sistema
horizontal.
Para
realizar medidas es necesario colocarlo en su posición calibrada.
Sistema
horizontal: Amplificación
Este
control consta de un pequeño conmutador en forma de botón que permite amplificar
la señal en horizontal por un factor constante (normalmente x5 ó x10). Se
utiliza para visualizar señales de muy alta frecuencia (cuando el conmutador
TIMEBASE no permite hacerlo). Hay que tenerle en cuenta a la hora de realizar
medidas cuantitativas (habrá que dividir la medida realizada en pantalla por
el factor indicado).
Sistema
horizontal:XY
Este
control consta de un pequeño conmutador en forma de botón que permite desconectar
el sistema de barrido interno del osciloscopio, haciendo estas funciones uno
de los canales verticales (generalmente el canal II).
Como
veremos en el capítulo dedicado a las medidas esto nos permite visualizar
curvas de respuesta ó las famosas figuras de Lissajous, utiles tanto para
la medida de fase como de frecuencia.
Sistema
de disparo:Sentido
Este
control consta de un conmutador en forma de botón que permite invertir el
sentido del disparo. Si está sin pulsar la señal se dispara subiendo (flanco
positivo +) y si lo pulsamos se disparará bajando (flanco negativo -).Es conveniente
disparar la señal en el flanco de transición más rápida.
Sistema
de disparo:Nivel
Se
trata de un potenciómetro que permite en el modo de disparo manual, ajustar
el nivel de señal a partir del cual, el sistema de barrido empieza a actuar.
Este ajuste no es operativo en modo de disparo automático.
VIDEOS RELACIONADOS:
Explicación del funcionamiento del osciloscopio. Realizado por la universidad de granda en el departamento de tecnologia y electrónica:
