TALLER N. 2 TERCER SEGUIMIENTO
ESTUDIANTE: ‘3 JAVIER SALGADO RODRIGUEZ 2016119088.
DIRIGIDIO A: ING. ARTHUR JOSE BURGOS RODRIGUEZ µGRUPO # 4
UNIVERSIDADA DEL MAGDALENA FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRONICA I
SANTA MARTA, MAGDALENA 28-05-2018
UNIVERSIDAD DEL MAGDALENA PROGRAMA DE INGENIERIA ELECTRONICA ASIGNATURA: ELECTRONICA I TALLER N. 2 TERCER SEGUIMIENTO 1. Para la red de la siguiente figura, determine:
RESPUESTA Primero calculamos el voltaje entre las bases de los transistores. La cual es igual al voltaje en la resistencia de 10 k. VB=
16 x 18 K =3.2 v 50 k
Luego decimos que el voltaje base emisor es 0.7 para el bjt luego cálculos el voltaje emisor VE=0.7v VBE=VE-VB VE=3.2-0.7 =2.5v Con el voltaje en el emisor calculamos la corriente del mismo IE=2.5
2.5 V =2.1mA 1.2 K
Entonces IE=Ic aproximadamente
Por lo tanto ID=IS=IE=IC
Entonces calculamos la corriente de la base IB=IC/100 =1.1µA VG=VB Para calcular VGS lo despegamos de la ecuación de Shockley ID=IDSS (1− VGS=VP (1VGS=-6(1-
V GS 2 ) VP
√ √
ID ) IDSS
2.1 mA ) 6 mA
VGS=-2.45V Pero VGS=vG-VS -2.45=3.2 - VS VS=2.45+3.2 VS=5.65V=VC Entonces el voltaje en la resistencia de 22k es el voltaje de la fuente menos el del drenaje. 16-VD=2.1mAX22k VD=11.38V Entonces calculamos el voltaje colector emisor Vce=vc-ve Vce=5.65-2.5v Vce=3.15v Hacemos lo mismo para calcular el voltaje drenaje fuente VDS=VD-VS VDS=11,38-5.65V VDS=5.73V
2. Diseñe una red de auto polarización utilizando un transistor JFET con IDSS=8mA y VP= -6v para que tenga un punto Q en I DQ = 4mA utilizando una fuente de 14v. Suponga que RD=3RS. RESPUESTA IDSS=8mA VP= -6v IDQ = 4mA VDD =14v RD=3RS El circuito se muestra a continuación
Al realizar la primera malla tenemos VGS=VG-VS VGS=-VS Ahora calculamos despejando de la ecuación de Shockley 2
IDQ=IDSS (1−
V GSQ ) VP
VGSQ=VP (1-
√
VGSQ=-6X (1-
IDQ ) IDSS
√
4 mA ) 8 nA
VGSQ=-1.75V VSQ=1.75V Ahora calculamos RS diciendo que VSQ=4mAxRS 1.75=4mAxRS RS=1.75/4mA= 437Ω
Posteriormente calculamos RD RD=3x437 Ω =1.3k Ω
3. Realice una investigación sobre las aplicaciones de los transistores BJT y FET en el desarrollo de sistemas electrónicos en los últimos 5 años, es decir desde el 2013 hasta la fecha. Colocar referencia bibliográfica o web grafía de los sitios que consultaron (mínimo 6 referencias). RESPUESTA Para conocer las aplicaciones de los transistores en los sistemas electrónicos es necesario conocer un poco de la historia de los transistores. 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»). Varios historiadores de la tecnología consideran al transistor como "el mayor invento del siglo XX". Es el dispositivo electrónico básico que dio lugar a los circuitos integrados y demás elementos de la alta escala de integración. Así como la Revolución industrial del siglo XIX se establece en base a la máquina de vapor de James Watt, puede decirse que la era de las comunicaciones ha podido establecerse en base al transistor. El transistor ha marcado grandes etapas en la industria de la electrónica y el mundo en general ya que con la invención de este los equipos que existían se han optimizado hasta el punto de llegar a niveles que anteriormente no se llegaban a considerar.
El transistor en la actualidad se encuentra presente en casi todos los dispersivos electrónicos el transistor es un elemento clave de los chips, los procesadores y semiconductores que hoy se encuentran en todas las facetas de vida cotidiana: en los ordenadores, los televisores, los automóviles, los reproductoresmp3, los teléfonos móviles, los electrodoméstico que utilizamos hoy en día ya al tener gran variedad de aplicaciones se puede desarrollar en infinidades de procedimientos que lo impliquen. En cuanto los transistores bjt Un transistor NPN, que también se llama BJT, puede ser usado para dos cosas. El transistor puede funcionar como un interruptor controlado electrónicamente o como un amplificador con ganancia variable. El transistor es también la base para el desarrollo de sistemas digitales como compuertas lógicas. Las compuertas lógicas son la base de los sistemas embebidos. Entonces podemos plantear que el transistor es la base de la tecnología digital actual. Regresando a las aplicaciones comunes, la más usada es el uso del transistor NPN como interruptor electrónico, para este funcionamiento, el transistor debe de operar en las zonas llamadas corte y saturación. A continuación se muestra un ejemplo de la aplicación de estos transistores. El tercer sistema de arranque o encendido es el electrónico. Para su funcionamiento se emplean varios componentes electrónicos que permiten controlar la corriente eléctrica en tiempo y cantidad. En él, la interrupción de la corriente de la bobina no se realiza por un ruptor o platinos, sino mediante el empleo de uno o varios transistores. hoy en día en claro retroceso en cuanto a su aplicación en el campo de la electrónica digital, pero que gozaron de gran aceptación décadas para la elaboración de circuitos tanto integrados como discretos, tienen como elemento fundamental el transistor bipolar, del cual surge la tecnología TTL que es la más importante para la elaboración de circuitos integrales digitales. Sin embargo esto quiere decir que los transistores bjt no se hallan de utilizar estos aún se seguir usando En la actualidad los transistores bipolares, debido a su comportamiento favorable, son muy utilizados en operaciones de altas frecuencias (comunicación inalámbrica de 60 GHz), en la industria automotriz para prevenir y evitar choques (rango de 24 a 77 GHz), en el área de la electrónica analógica de precisión y en circuitos de señales mixtos 1. Otro punto importante en los transistores bjt es La modelación del transistor bipolar ha sido caracterizada por un incremento continuo de su complejidad, empezando por los modelos de Ebers-Moll2 y Gummel-Poon3 de primera generación, hasta los modelos compactos de hoy, mucho más sofisticados, como HICUM4, 1, 5,6,7 , Mextram 5048,7,9 y VBIC10, impulsados por el desarrollo tecnológico, las necesidades de las nuevas áreas de aplicación y el alto costo de las iteraciones para rectificar un diseño.
Ahora analizaremos las aplicaciones de los transistores de efecto de campo Entre los cuales se encuentra los JFET Continuación se muestran algunas de sus aplicaciones: Muestreadores JFET Podemos construir un amplificador de acoplamiento directo eliminando los condensadores de acoplo y de desacoplo y conectando la salida de cada etapa directamente a la entrada de la siguiente. De esta forma, la corriente continua y la alterna están acopladas. Los circuitos que pueden amplificar las señales de continua se denominan amplificadores de continua. La principal desventaja de un acoplamiento directo es la deriva (en inglés, drift), un desplazamiento en la tensión de salida final producido por variaciones de la alimentación, el transistor o la temperatura. Amplificadores de bajo ruido: El ruido es una perturbación no deseada superpuesta sobre una señal útil. El ruido interfiere en la información que contiene la señal; cuanto más ruido, menor información. Por ejemplo, el ruido en receptores de televisión produce pequeños puntos blancos o negros en la imagen. Un ruido muy denso puede eliminarla. De forma similar, el ruido en receptores de radio produce interferencias y silbidos, lo que algunas veces encubre completamente la voz o la música. El ruido es independiente de la señal, al existir aun cuando la señal no esté presente. El JFET es un excelente dispositivo de bajo ruido, ya que introduce mucho menos que un dispositivo bipolar. Este hecho es especialmente importante en las primeras etapas de los receptores y otros equipos electrónicos debido a que las etapas siguientes amplifican el ruido además de la señal. Si utilizamos un amplificador JFET en la primera etapa, tenemos menos ruido amplificado en la salida final. El transistor de efecto de campo metal-óxido-semiconductor o MOSFET (En inglés Metal-oxide-semiconductor Field-effect transistor) es un transistor utilizado para amplificar o conmutar señales electrónicas. Es el transistor más utilizado en la industria microelectrónica, ya sea en circuitos analógicos o digitales, aunque el transistor de unión bipolar fue mucho más popular en otro tiempo. Prácticamente la totalidad de los microprocesadores comerciales están basados en transistores MOSFET.
En la actualidad se otras aplicaciones
para otros tipos de FET como son los
Transistores DMOS FET La nueva serie TD62064A y TD62308A de conjuntos de transistores bipolares encuentran amplio uso en aplicaciones sobre motores, relés y unidades LED. Equipada con cuatro canales de 50 V / 1.5 A de salida nominal, también las hace adecuadas para la conducción de motores unipolares paso a paso de tensión constante. Están fabricadas utilizando la última tecnología de proceso BICD 130 nm y están disponibles en encapsulados HSOP16, DIP16 y SSOP24. Para concluir con el estudio de los transistores de efecto de campo se muestra las aplicaciones de estos dispositivos de forma general, APLICACIÓN
PRINCIPAL VENTAJA
USOS
Aislador o separador
Impedancia de entrada alta y de salida baja
Uso general, equipo de medida, receptores
(buffer) Amplificador de RF Bajo ruido
Sintonizadores de FM, equipo para comunicaciones
Mezclador
Baja distorsión de intermodulación
Receptores de FM y TV, equipos para comunicaciones
Amplificador con CAG
Facilidad para controlar ganancia
Receptores, generadores de señales
Amplificador cascado
Baja capacidad de entrada
Instrumentos de medición, equipos de prueba
Troceador
Ausencia de deriva
Amplificadores de cc, sistemas de control de dirección
Resistor variable por voltaje
Se controla por voltaje
Amplificadores operacionales, órganos electrónicos, controlas de tono
Amplificador de baja frecuencia
Capacidad pequeña de acoplamiento
Audífonos para sordera, transductores inductivos
Oscilador
Mínima variación de frecuencia
Circuito MOS digital Pequeño tamaño
Generadores de frecuencia patrón, receptores Integración en gran escala, computadores, memorias
A continuación se muestra la proyección de los transistores para los próximos años. Este avance es prometedor y nos acerca a un futuro en el que la computación óptica podría reemplazar a los actuales circuitos: la luz se mueve más rápido que la electricidad, lo que da lugar a velocidades de proceso mucho más altas. Molec Esta electrónica permitiría además lograr circuitos mucho más compactos y eficientes que podrían ser integrados inicialmente en sistemas como paneles solares, sensores y aplicaciones biomédicas. El logro de este grupo de investigadores resuelve problemas de anteriores desarrollos con interruptores moleculares que se quedaban atascados en la posición de "encendido".
Según estos expertos este interruptor podría funcionar durante un año, una mejora impresionante sobre anteriores modelos que apenas duraban unos días en el mejor de los casos. Aunque aún queda mucho camino por recorrer en este terreno el avance desde luego ofrece perspectivas interesantes para el futuro de este tipo de circuitos.
Otro aspecto importante es el trabajo en conjunto de IBM Research, GlobalFoundries y Samsung nos llevan a encontrarnos con transistores que dan forma al chip con tecnología de fabricación de 5 nanómetros. Una versión comercial no se podría hacer mañana, pero es un avance tecnológico muy importante: se podrían meter 30.000 millones de transistores en un chip con el tamaño de una uña.
Para llegar a este punto se ha utilizado el mismo proceso EUV - extreme ultraviolet lithography - que cuando consiguieron llegar a los 7nm, dejando a un lado el diseño FinFET. Hace menos de dos años, con los 7nm, se podían embutir a 20.000 millones de transistores en el mismo espacio que antes comentamos.
BIBLIOGRAFÍA https://hetpro-store.com/TUTORIALES/transistor-npn/ https://www.genbeta.com/genbeta/el-transistor-diez-tecnologias-quecambiaron-el-mundo-iii http://www.ieec.uned.es/investigacion/Dipseil/PAC/archivos/Informacion_ de_referencia_ISE3_1_2.pdf https://www.edu.xunta.gal/centros/cafi/aulavirtual2/pluginfile.php/39495/m od_resource/content/2/analo%CC%81gica.pdf http://www.buenastareas.com/ensayos/Los-Transistores-y-Su-Aplicaci %C3%B3n-En/728166.html http://conocimientosfet.blogspot.com.co/2010/02/otras-aplicaciones-deljfet.html https://www.xataka.com/componentes/ibm-ya-esta-en-los-5nm-30-000millones-de-transistores-en-el-tamano-de-una-una