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Electronica

  1. 1. ELECTRÓNICA
  2. 2. Maquina Electrónica Realizar operaciones (Aritméticas, lógicas y de control), Procesa Datos, Almacena datos
  3. 3. La electrónica es la rama de la física y especialización de la ingeniería, queestudia y emplea componentes cuyo funcionamiento se basa en la conduccióny el control del flujo de los electrones u otras partículas cargadaseléctricamente. Por lo general circuitos electrónicos controlados por software,para la generación, transmisión, recepción o almacenamiento de información. /
  4. 4. Para su funcionamientonecesita ELECTRICIDAD
  5. 5. COMPONENTES ELECTONICOSRESISTENCIASCONDESADORES DIODOS •Integrados: forman conjuntos más complejos, como por ejemplo un amplificador operacional o una puertaTRANSISTORES lógica, que pueden contener desde unos pocos componentes discretos hasta BOBINAS millones de ellos. Son los denominados INDUCTORES circuitos integrados. CIRCUITOS INTEGRADOSPILAS, FUSIBLES
  6. 6. CLASIFICACION COMPONENTES ELECTRÓNICOS Dispositivo que forma parte de un circuito electrónico. Se diseñan para serconectados entre ellos, normalmente mediante soldadura, a un circuito impreso, para formar el mencionado circuito. Según su estructura física Según el material base de fabricación Según su funcionamiento Según el tipo energía
  7. 7. CLASIFICACIÓN COMPONENTES ELECTRÓNICOSESTRCTURA MATERIAL BASE DE FUNCIONAMIENTO TIPO DE ENERGIA FÍSICA FABRICACIÓNDISCRETOS SEMICONDUCTORES ACTIVOS ELECTROMAGNÉTICOS NOINTEGRADOS PASIVOS ELECTRO ACÚSTICOS SEMICONDUCTORES OPTO ELÉCTRICOS
  8. 8. COMPONENTES ELECTRÓNICOS Según su estructura física Discretos Son aquellos que están encapsulados uno a uno, como es el caso de los resistores, condensadores, diodos, transistores, etc.•Integrados: forman conjuntos más complejos, como por ejemplo unamplificador operacional o una puerta lógica, que pueden contener desde unospocos componentes discretos hasta millones de ellos. Son los denominadoscircuitos integrados. Integrados Forman conjuntos más complejos, como por ejemplo un amplificador operacional o una puerta lógica, que pueden contener desde unos pocos componentes discretos hasta millones de ellos. Son los denominados circuitos integrados.
  9. 9. COMPONENTES ELECTRÓNICOS Según el material base de fabricaciónSemiconductores o Se obtienen a partir de materialescomponentes de semiconductores, especialmente del silicio aunque para determinadas aplicaciones aún se usa germanio.estado sólido - Diodo semiconductor - Diodo zenerUn semiconductor es unelemento que se comporta - Diodo Schottkycomo un conductor o como - Diodo Tunnelaislante dependiendo dediversos factores, como por - Diodo varactorejemplo el campo eléctrico o - Diodo Gunnmagnético, la presión, la - Transistor bipolarSemiconductoresradiación que le incide, o latemperatura del ambiente en - Transistor Darlingtonel que se encuentre. -Circuitos IntegradosNo semiconductores Resistencias, condensadores, boninas
  10. 10. COMPONENTES ELECTRÓNICOS Según su funcionamiento Activos: Encargados de suministrar la energía a los pasivos o control. Transistores Circuitos Integrados Diodo PilaPasivos: son los encargados de la conexión entre los diferentes componentes activos, asegurando latransmisión de las señales eléctricas o modificando su nivel. Aquellos que suponen un gasto deenergíaResistenciasPulsadorCondensador (Capacitores)AltavozCableFusibleBobinas,I nductorInterruptorTransductorTransformadorVisualizador
  11. 11. COMPONENTES ELECTRÓNICOS Según Tipo de energíaElectromagnéticos: aquellosque aprovechan las propiedadeselectromagnéticas de losmateriales fundamentalmentetransformadores e inductores.Electro acústicos: transformanla energía acústica en eléctrica yviceversa :micrófonos, altavoces,bocinas, auriculares, etc.Optoelectrónicos: transforman la energíaluminosa en eléctrica y viceversa: diodosLED, células fotoeléctricas, etc.
  12. 12. RESISTENCIALa resistencia es un componente que se opone al paso de la corriente. Sistema Internacional de Unidades es el ohmio (Ω) Símbolo general de la resistencia
  13. 13. TIPO DE RESISTENCIAS FIJAS VARIABLES ESPECIALES NTC BOBINADAS POTENCIOMETRO TERMISTORES PTC PELICULA DE REOSTATO VARISTORES CARBÓNPELICULA METALICA FOTORESISTORES MAGNETORESISTORES
  14. 14. TIPO DE TIPO DE RESISTENCIAS RESISTENCIASFIJASFIJAS VARIABLES VARIABLES ESPECIALES ESPECIALES TERMISTORES TERMISTORES
  15. 15. TIPOS DE RESISTENCIASResistencias fijas: aglomeradas, de película de carbón, de películametálica y bobinadas.Resistencias fijas bobinadasResistencias fijas:de película de carbónResistencias fijas:de película metálica SímboloResistencias fijas:bobinadas
  16. 16. TIPOS DE RESISTENCIASResistencias Variables: Son las que presentan un valor óhmicoque nosotros podemos variar modificando la posición de un contactodeslizante. Potenciómetro, reóstato Símbolo Reóstato Potenciómetro
  17. 17. TIPOS DE RESISTENCIASResistencias Especiales: Son las que varían su valor óhmico enfunción de la estimulación que reciben de un factor externo (luz,temperatura...) Termistores Símbolo Un termistor es un sensor resistivo de temperatura. Su funcionamiento se basa en la variación de la resistividad que presenta un semiconductor con la temperatura.Existen dos tipos de termistor: NTC (Negative Temperature Coefficient) – coeficiente de temperatura negativo PTC (Positive Temperature Coefficient) – coeficiente de temperatura positivo NTC disminuye su valor óhmico al aumentar la temperatura, en las resistencias PTC aumenta su valor óhmico al aumentar la temperatura.
  18. 18. TIPOS DE RESISTENCIASResistencias Especiales: Varistores, VDR (Voltage Depended Resitor): Son resistencias cuyo valor óhmico depende con la tensión. Mientras mayor es la tensión aplicada en sus extremos, menor es el valor de la resistencia del componente. Símbolo
  19. 19. TIPOS DE RESISTENCIASResistencias Especiales:FotoresistoresLDR (Light Depended Resistor): El valor óhmico del componentedisminuye al aumentar la intensidad de luz que incide sobre elcomponente. Símbolo
  20. 20. TIPOS DE RESISTENCIASResistencias Especiales:Magnetoresistores El valor óhmico aumenta en función del campo magnético aplicado perpendicularmente a su superficie. Es decir la resistencia varía en función de la dirección del campo magnético (Un campo magnético es un campo de fuerza creado como consecuencia del movimiento de cargas eléctricas). Símbolo
  21. 21. CONDENSADORES O CAPACITOR Es un dispositivo que almacena energía eléctricaque almacena energía en forma de campo eléctrico Sistema Internacional de Unidades es el faradio (f) Símbolo general
  22. 22. TIPO DE CONDENSADORES 1.ELECTROLÍTICOS Las diferencias entre ellos es, la capacidad y el voltaje que aguantan. También algunos son específicos para aplicaciones concretas, por ejemplo, en las emisoras2. ELECTROLÍTICOS DE TÁNTALO se suelen usar cerámicos por sus propiedades O DE GOTA adecuadas para las altas frecuencias, en los circuitos de alta tensión de los televisores y monitores se usan, los tipo MKP, en las fuentes de alimentación, para 3. POLIESTER METALIZADO eliminar la componente alterna se usan los ENCAPSULADO (MKP) electrolíticos. Los electrolíticos y cerámicos son los mas habituales 4. POLIÉSTER de ver en nuestro PC, pero de estropearse los que tienen más probabilidades son los electrolíticos La medida del condensador es 1 Faradio (en honor a 5. POLIÉSTER TUBULAR Faraday), pero esta medida es muy grande y se usan el pico faradio (pF), nanofaradio (nF), microfaradio (uF). Un condensador se usa para muchas aplicaciones, para filtrar la corriente continua después 6. CERÁMICO "DE LENTEJA" O de haberse rectificado, para eliminar transitorios "DE DISCO (picos en la alimentación), para bloquear el paso de la corriente continua (la alterna la deja “pasar” ), como osciladores de frecuencia). 7. CERÁMICO "DE TUBO".
  23. 23. TIPOS DE CONDENSADORES1.ELECTROLÍTICOS 2. ELECTROLÍTICOS DE TÁNTALO O DE GOTA3. POLIESTER METALIZADO ENCAPSULADO (MKP) º 4. POLIÉSTER 5. POLIÉSTER TUBULAR 6. CERÁMICO "DE LENTEJA" O "DE DISCO7. CERÁMICO "DE TUBO".
  24. 24. DIODOSUn diodo es un componente electrónico de dosterminales que permite la circulación de la corrienteeléctrica a través de él en un sentido.Los LEDs son dispositivos electrónicos de estadosólido que convierten la energía eléctrica directamenteen luz de un solo color y sin desperdiciar energía encalor Símbolo general
  25. 25. TIPO DE DIODOS 2. DIODOS DE CAPACIDAD1. DIODOS RECTIFICADORES 3. DIODO ZENER VARIABLE (CAPACITIVO) 5. DIODOS 4. FOTDIODOS LED(LUMINISCENTES)
  26. 26.  Físicamente, un diodo consiste en la unión de dos materiales semiconductores, uno de tipo P y otro de tipo N, llamada comúnmente “unión PN”, a la que se han unido eléctricamente dos terminales. Al que se encuentra unido eléctricamente al cristal P, se le denomina ánodo, y se lo representa en los diagramas mediante la letra A; y el que es solidario con la zona N se lo llama cátodo, simbolizado por la letra K. El diodo es un componente que se desarrollo como solución al problema de transformar corriente alterna en corriente continua, por lo que se encuentra presente en prácticamente cualquier fuente de alimentación. Dentro de esta función, se incluye la tarea indispensable que desempeñan en cualquier receptor de radio o TV: la detección o desmodulación. CARACTERISTICAS DE LOS DIODOS
  27. 27. TRANSISTORESLos transistores son unos elementos que han facilitado, en gran medida, el diseñode circuitos electrónicos de reducido tamaño, gran versatilidad y facilidad decontrol.Los transistores tienen multitud de aplicaciones, entre las que se encuentran:•Amplificación de todo tipo (radio, televisión, instrumentación)•Generación de señal (osciladores, generadores de ondas, emisión deradiofrecuencia)•Conmutación, actuando de interruptores (control de relés, fuentes de alimentaciónconmutadas, control de lámparas, modulación por anchura de impulsos PWM)•Detección de radiación luminosa (fototransistores)Pueden funcionar como amplificadores (como para televisión y radio), generando señales (como osciladores) o, si actúan por conmutación:interruptores.Las partes del transistor son tres partes: emisor, base y colector.Están compuestos de silicio o de germanio. En las partes exteriores delemparedado se disponen laminas de material semiconductor positivo, Símbolo generalen tanto que entre ellas se dispone el semiconductor negativo. Esto es un ejemplo de transistor PNP, en el que el emisor es positivo con respecto a la base (y el colector es negativo con respecto a la misma).En el tipo NPN, las laminas semiconductoras negativas van ubicadas enel exterior. El emisor será entonces negativo con respecto a la base, y Símbolo para el transistor NPN el colector será positivo. Símbolo para el transistor PNP
  28. 28. TIPO DE TRANSISTORES TRANSISTOR SEGÚN LA UNIÓN 3. EFECTO DE CAMPO DE1. UNIÓN POR CRECIMIENTO 2. UNIÓN DIFUSA UNIÓN (JFET) TRANSISTORES BIPOLARES 4. TIPO NPN 5. TIPO PNP
  29. 29. BOBINAS O INDUCTORESLa bobina o inductor por su forma (espiras dealambre arrollados) almacena energía en formade campo magnético La inductancia mide el valor de oposición de la bobina al paso de la corriente y se miden en Henrios (H) Símbolo general
  30. 30. TIPO DE BOBINAS FIJAS1. CON NÚCLEO DE AIRE 2. CON NÚCLEO SÓLIDO VARIABLES
  31. 31. TIPO DE BOBINAS FIJAS1. CON NÚCLEO DE AIRE 2. CON NÚCLEO SÓLIDO VARIABLES
  32. 32. PILAS - FUSIBLESPilas: mecanismo que convierte la energía química eneléctrica Símbolo generalFusibles: Los fusibles son pequeñosdispositivos que permiten el paso constante dela corriente eléctrica hasta que ésta supera elvalor máximo permitido. Cuando aquellosucede, entonces elfusible, inmediatamente, cortará el paso de lacorriente eléctrica a fin de evitar algún tipo deaccidente, protegiendo los aparatos eléctricos de"quemarse" o estropearse Símbolo general
  33. 33. CIRCUITOS INTEGRADOS Un circuito integrado (CI), también conocido como chip o microchip, es una pastilla pequeña de material semiconductor, de algunos milímetros cuadrados de área, sobre la que se fabrican circuitos electrónicos generalmente mediante fotolitografía y que está protegida dentro de un encapsulado de plástico o cerámica. El encapsulado posee transistores, diodos, resistencias, condensadores, conductores, millones de transistores metálicos apropiados para hacer conexión entre la pastilla y un circuito impreso por medio de los pines que posee. SIMBOLOFotolitografía : Arte de fijar y reproducir dibujos en piedra litográfica, mediante la acción química de la luz sobre sustanciasconvenientemente preparadas
  34. 34. CLASIFICACIÓN DE LOS CIRCUITOS INTEGRADOS1. SEGÚN EL No DE 2. SEGÚN LA SEÑAL 3. SEGÚN TIPO DE COMPONENTES FABRICACIÓN -SSI -MSI -MONOLÍTICOS -LSI -ANALOGIOS -HÍBRIDOS DE -VLSI -DIGITALES CAPA FINA -ULSI -HÍBRIDOS DE -GLSI CAPA GRUESA
  35. 35. APLICACIONESAlgunos de los circuitos integrados más avanzados son los microprocesadores que controlan múltiples artefactos: desde ordenadores hastaelectrodomésticos, pasa ndo por los teléfonos móviles. Otra familia importante de circuitos integrados la constituyen las memorias digitales.
  36. 36. INVENTOREl primer CI fue desarrollado en 1958 por el ingeniero Jack Kilby justo meses después de haber sido contratado por la firma Texas Instruments. Se trataba de un dispositivo de germanio que integraba seis transistores en una misma base semiconductora para formar un oscilador de rotación de fase. En el año 2000 Kilby fue galardonado con el Premio Nobel de Física por la contribución de su invento al desarrollo de la tecnología de la información.
  37. 37. VENTAJASPresentan muchasventajas asociadas a lareducción de susdimensiones (menor pesoy longitud de conexiones,mayor velocidad derespuesta, menor númerode componentesauxiliares, bajo precio yconsumo de energía…)
  38. 38. INCONVENIENTESEn caso de deteriorose ha de sustituircompletamente elcircuito integrado,ya que por lacomplejidad ytamaño de loscomponentes sehace inviable sureparación.
  39. 39. CLASIFICACIÓN DE LOS CIRCUITOS INTEGRADOS SEGÚN EL No DE COMPONENTES•SSI (Small Scale Integration) pequeño nivel: de 10 a 100 transistores•MSI (Medium Scale Integration) medio: 101 a 1.000 transistores•LSI (Large Scale Integration) grande: 1.001 a 10.000 transistores•VLSI (Very Large Scale Integration) muy grande: 10.001 a 100.000 transistores•ULSI (Ultra Large Scale Integration) ultra grande: 100.001 a 1.000.000 transistores•GLSI (Giga Large Scale Integration) giga grande: más de un millón de transistores
  40. 40. CLASIFICACIÓN DE LOS CIRCUITOS INTEGRADOS SEGÚN LA SEÑALCircuitos integrados analógicos:Pueden constar desde simplestransistores encapsulados juntos, sinunión entre ellos, hasta dispositivoscompletos comoamplificadores, osciladores o inclusoreceptores de radio completos.Circuitos integrados digitales:Pueden ser desde básicas puertaslógicas (and, or, not) hasta los máscomplicados microprocesadores
  41. 41. CLASIFICACIÓN DE LOS CIRCUITOS INTEGRADOS SEGÚN TIPO DE FABRICACIÓNCircuitos monolíticos: Están fabricados en un solo monocristal, habitualmente desilicio, pero también existen en germanio, arseniuro de galio, silicio-germanio, etc.Circuitos híbridos de capa fina: Son muy similares a los circuitosmonolíticos, pero, además, contienen componentes difíciles de fabricar con tecnologíamonolítica. Muchos conversores A/D y conversores D/A se fabricaron en tecnologíahíbrida hasta que los progresos en la tecnología permitieron fabricar resistores precisos.Circuitos híbridos de capa gruesa: Se apartan bastante de los circuitos monolíticos.De hecho suelen contener circuitos monolíticos sincápsula, transistores, diodos, etc, sobre un sustrato dieléctrico, interconectados conpistas conductoras. Los resistores se depositan por serigrafía y se ajustan haciéndolescortes con láser. Todo ello se encapsula, en cápsulas plásticas o metálicas, dependiendode la disipación de energía calórica requerida. En muchos casos, la cápsula no está"moldeada", sino que simplemente se cubre el circuito con una resina epoxi paraprotegerlo. En el mercado se encuentran circuitos híbridos para aplicaciones en módulosde radio frecuencia (RF), fuentes de alimentación, circuitos de encendido paraautomóvil, etc.
  42. 42. TIPOS DE ENCAPSULADOSDado que los chips de silicio son muy delicados,incluso una pequeña partícula de polvo o degota de agua puede afectar su funcionamiento.La luz también pueden causar malfuncionamiento. Para combatir estos problemas, Existen 2 clasificacioneslos chips se encuentran protegidos por una generales para locarcaza o encapsulado. encapsulados, según contengan circuitos integrados o componentes discretos, encapsulados IC y encapsulados discretos
  43. 43. ENCAPSULADO ICENCAPSULADO IC DE INSERCION DIP SIP PGA SOP TSOP QFPENCAPSULADO IC MONTAJE SUPERFICIAL SOJ QFJ QFN TCP BGA LGA
  44. 44. ENCAPSULADO DISCRETOSENCAPSULADO IC DE INSERCION ENCAPSULADO MONTAJE SUPERFICIAL
  45. 45. ENCAPSULADO DISCRETOSENCAPSULADO IC DE INSERCION ENCAPSULADO MONTAJE SUPERFICIAL MLP
  46. 46. FABRICACIÓN Traer al mundo un procesador es sumamente complejo, pero resumiéndolo mucho podríamos decir que se elaboran de la siguiente manera: Exposición. Se expone un capa de dióxido de silicio al calor y a determinados gases para lograr que crezca y obtener una lámina u oblea de silicio tan fina que es imperceptible al ojo humano. Fotolitografía. Se aplica luz ultravioleta sobre la oblea a través de una plantilla. El dibujo de dióxido de silicio resultante se fija con productos químicos. Un procesador consta de varias de estas capas, cada una con una plantilla distinta y cada una más fina que la anterior. Implantación de iones. La oblea es bombardeada con iones para alterar la forma en la que el silicio conduce la electricidad en esas zonas. División. En cada oblea se han creado miles de micros. Una vez el trazado de su circuito ha sido comprobado, se cortan individualmente con una sierra de diamante. Empaquetado. La parte más fácil. Cada micro se inserta en el paquete protector que le da la apariencia que todos conocemos y que le permitirá ser conectado a otros dispositivos.
  47. 47. FABRICACIÓNFabricar un circuito integrado es un proceso complejo, ya que tiene una alta integración de componentes en un espacio muy reducido. Cada fabricante tiene sus propias técnicas que guardan como secreto de empresa, aunque las técnicas son parecidas. La fabricación se realiza en las llamadas salas limpias.
  48. 48. SALA LIMPIALa principal característica de estas fábricas es que son inmaculadamente limpias, ya que una simple mota de polvo podría echar a perder millares de microprocesadores. Para evitarlo cuentan con sistemas de filtración que renuevan el aire diez veces por minuto. Es decir, son 10.000 veces más limpias que un quirófano. Sus trabajadores van completamente forrados con un traje estéril que una persona poco familiarizada tardaría más de media hora en ponerse.
  49. 49. ALTERNATIVAS DE FABRICACIÓNLlegada la etapa de la construcción dela placa en donde montar loscomponentes, nos planteamos tresposibilidades para llevar a cabo dichatarea:Protoboard Circuito impreso (PCB)Placa universal ¿EN QUE SE CREAN LOS CIRCUITOS ELECTRONICOS?
  50. 50. El Protoboard, o tableta experimental, es unaherramienta que nos permite interconectarelementos electrónicos, ya sean resistencias,condensadores, semiconductores, etc, sin lanecesidad de soldar los componentes.El protoboard esta lleno de orificios metalizados -con contactos de presión- en los cuales seinsertan los componentes del circuito aensamblarTienen la ventaja de ser de rápida ejecución, sinnecesidad de soldador ni herramientas, pero loscircuitos que montemos deberán ser más biensencillos, pues de otro modo se complica en exceso ylas conexiones pueden dar lugar a fallos, porque lafiabilidad de las mismas decrece rápidamente segúnaumenta el número de éstas. PROTOBOAR
  51. 51. Básicamente un protoboard se divide en tres regiones:A) Canal central: Es la región localizada en el medio del protoboard,se utiliza para colocar los circuitos integrados.B) Buses: Los buses se localizan en ambos extremos del protoboard,se representan por las líneas rojas (buses positivos o de voltaje) y azules(buses negativos o de tierra) y conducen de acuerdo a estas, no existeconexión física entre ellas. La fuente de poder se conecta aquí.C) Pistas: La pistas se localizan en la parte central del protoboard, serepresentan y conducen según las líneas rosas.
  52. 52. En electrónica, un circuito impreso o PCB (del inglésprinted circuit board), es un medio para sostenermecánicamente y conectar eléctricamente componenteselectrónicos, a través de rutas o pistas de materialconductor, grabados en hojas de cobre laminadas sobre unsustrato no conductor, comúnmente baquelita o fibra devidrio. CIRCUITO IMPRESO O PCB
  53. 53. El circuito impreso universal para prototipos, también conocido como _UPCB (Universal Printed Circuit Board)_, es un circuito impreso de uso general diseñado a partir de la estructura básica del protoboard, esta placa facilita el montaje de aplicaciones electrónicas sin requerir la etapa de diseño y fabricación de un circuito impreso especifico.PLACA UNIVERSAL

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