1

DISPOSITIVOS ACTIVOSEN MODO DE

CONMUTACIÓN

2

El Transistor y el FET como Dispositivos de Conmutación

Configuración

Rc

Vcc

Vo

V

R1

Vi(1)

Vi(0)

ó ó =

Saturación CorteSimbología

2

3

Existe un tiempo repetitivo que puede entregar máscorriente, lo da el fabricante y es distinto de la corriente

nominal.Lo mismo vemos para el voltaje inverso, se pueden sacar o

soportar más Vinv máx , pero por tiempos pequeños.

Transistor como Conmutador FET como Conmutador

Vo = Vcc Vo = 0Vo

Rc

Vcc Vcc

Corte Saturación

Vcc

Rc Rc

4

Zona de Saturación

Vce 0

Ic máx

Zona de Corte

I c 0

Vce (máx.)

El Transistor y el FET como Dispositivos de Conmutación

Animación 1 Animación 2

Ic

Vce

S

A

T

U

R

A

C

I

O

N

Zona Activa

C O R T E

3

5

Ecuación Recta

de CargaVceRcIcVcc *

SaturaciónRcIcVcc sat *

0Vce

El Transistor y el FET como Dispositivos de Conmutación

6

Para el diseño

FE

SAT

h

IcsatIb

SATB

SATBE

I

VViR

)1(

SATIc

VccRc

Vi Vo

1 0

0 Vce

La R se calcula en saturación NO en corte.

Con Vi = 0v ( el transistor npn se corta )

4

7

• R2 es necesaria para cargar el circuito, este baja la

sensibilidad y reduce el ruido.

• Existe una conmutación no deseada.

• Sin R2 también actúa como conmutador, pero pueden

existir problemas (ruido).

R1

Rc

R2

Vcc

I1

I2

Ib satVi

Vo Ic I carga

AND

IL s at

8

Primer caso

VbeV

IIsatIb

R

2

21

Para diseño me doy I1 e I2 lo más cercano posible a Ib sat.

2

2

R

satVbeI

1

1

)1(

R

satVbeViI

Vi (1)

Vi (0) = 0

5

9

Sirven las mismas ecuaciones del primer caso, pero se debe

verificar el estado de corte (tensión de juntura Vbe).

Segundo caso

21

2*)0(

RR

RViVbe

+V

-V

Vi (1)

Vi (0)

Vcc

Rc

R2

R1

Vi (0)

10

•Se puede aplicar el divisor de tensión porque no existe

corriente (Ya que estamos en la zona de corte).

Por superposición:

Tercer caso

Transistor Casos

Vi (1)

Vi (0)

Vcc

Rc

R1

R2Vi

VB

VBB

I1

I2

6

11

Zona de Corte:

Tercer caso

SATB

BBcc I

R

satVbeV

R

satVbeViE

21

)1(

1

21

1

21

2 **)0(

2 RR

RV

RR

RViVE BB

Bcc

Vcc

Rc

R1

R2Vi

VB

VBB

I1

I2

12

Otra posibilidad es darse I1 e I2, por lo tanto calculo R1 , R2 y verifico el corte. ( Ecc2 )

Aparte:Vcc

Rc

R1

Vi SALIDA DE

TENSIÓN

7

13

El Transistor como Dispositivos de

Conmutación

Por corriente

Nota: Para desbloquear el SCR se

abre el circuito con RESET ó se

polariza en forma inversa.RL Carga

Configuración

Darlington

Vcc

SCR

RESET

14

El FET como Dispositivos de Conmutación

Por Tensión

Vi

Vo

FET como Conmutador

VDD

Vi

RD

Por Corriente

8

15

SATURACIÓN

C O R T E

Zona Activa

VDS

ID

El FET como Dispositivo de Conmutación

Curva del FET

Corte = VDS máx.

ID min.

Saturación = VDS min.

ID máx.

16

Saturación y Corte

del FET

ID

-VGS

( Saturación )

ID max.

( Corte )

ID min.

VGS 0

El FET como Dispositivo de Conmutación

9

17

RD

VO

VDD

RG

Vi

FET de canal N

VDD

0

0

-V

SatID

VDDRD

Saturación

:

Vi Vo Estado

-V VDD Corte

0 0 Saturación

El FET como Dispositivo de Conmutación

18

Aplicaciones del Amplificador Operacional

10

19

El Amplificador Operacional como

Interruptor

Entradas del A.O.

V

V ref.

Inversor

No inversor

delay

0

0

0

20

+V1

V2

Vi

+V

-V

Vo

+V1

V2

Vi

+V

-V

Vo--

AMPLIFICADORES OPERACIONALES

2121 )( AVAVVVAVO

desfaseexisteNoAV 1

offsettensiónExisteVSi

VVVSi

desfaseExisteAV

O

O

0

021

2

Símbolo

11

Definición:

A = Ganancia en lazo abierto

Normalmente esta ganancia está sobre 104

Como VO=AVi donde Vi = V1-V2 y

si A implica que Vi 0 (cortocircuito virtual)

Configuraciones:

• Con inversión de fase

• Sin inversión de fase

• De modo diferencial

21

Características Ideales del Amp. Op.

Alta impedancia de entrada Baja impedancia de salida Ancho de banda infinito Ganancia infinita

22

El A.O debe trabajar sin el lazo de realimentación ( ganancia alta )

El Amplificador Operacional como

Interruptor

-

+

Vo

Vi

Vi+V

V ref. = 0 v

V

Vo

12

23

-

+

Vo

Vi

+V

-V

V ref. = 0 v

ViVo

+V

-V

El Amplificador Operacional como

Interruptor

24

-

+

Vo

Vi

+V

V ref.

Vi

Vo

V ref.

+V

El Amplificador Operacional como

Interruptor

13

25

-

+

Vo

Vi

+V

-V

V ref.

Vi

Vo

V ref.

+V

-V

El Amplificador Operacional como

Interruptor

26

-

+

Vo

Vi

+V

V ref.

Vi+V

Vo

V ref.

El Amplificador Operacional como

Interruptor

14

27

El Amplificador Operacional como

Interruptor

-

+

Vo

Vi

+V

-V

V ref.

Vi+V

-V

Vo

V ref.

Vi

t

t2

t4

+V

tVi

t1 t3 t4t2

0

VREF

-V

Vi

VO VO

t1

t3

VO = +V

VO = – V

15

Vi

t

t2

t4

+V

tVi

t1 t3 t4t2

0

VREF

-V

Vi

VO

VO VO

t1

t3

VO = +V

VO = – V

30

Aplicaciones del Amplificador Operacional

como NO Inversor

Curvas

No Inversor

Tarea:

Dibujar Curvas

Anteriores para

No Inversor.

16

31

Diseñe un apagado o encendido de un LED

después de 20 segundos de energizado

el circuito.

Ejercicio

Vcc

Temporizador

20 Seg.Luz

COMPARADOR

CON VREF.

INTEGRADOR CARGA

RETARDO ( DELAY )

32

Comparador con histéresis(Schmitt Trigger)

21

2*1

RR

RVVref

21

2*2

RR

RVVref

Tarea: Determinar Función de Transferencia

-

+

+V

-V

Vi

VoR1

R2

Vref.

17

33

Comparador con histéresis(Schmitt Trigger)

Función de transferencia

Se puede correr la histéresis ?

El comparador cambia de estado

cuando la entrada se compara

con la referencia.

-

+

+V

-V

Vi

R2

R1

Vref.

Vo

Vi

Vo

Vref 1

Vref 2

V+

V-

Vi

t

+V

tVi

t1 t3

Vi

VO VO

t1

t3

VREF1

VREF2

-V

t2

t4

cuando se devuelve no encuentraVREF1 en la F de T

cuando se devuelve no encuentraVREF2 en la F de T

0

t2 t4

VO = +V

VO = –V

18

Vi

t

+V

tVi

t1 t3

Vi

VO

VO VO

t1

t3

VREF1

VREF2

-V

t2

t4

cuando se devuelve no encuentraVREF1 en la F de T

cuando se devuelve no encuentraVREF2 en la F de T

0

t2 t4

VO = +V

VO = –V

36

Comparadores con histéresisTarea

• Plantee literalmente las ecuaciones del circuito

• Encuentre literalmente VUT,

VLT,

VH

• y VCentro

• Dibuje Vo(t) si la señal de entrada

es una señal triangular e indique

VUT,

VLT,

VH

y VCentro

(con valores numéricos)

• Quién determina VUT,

VLT,

VH

y VCentro

-

+

+V

-V Vo

Vref =8,82v

R=10K nR=75K

Ei

Pág. 95 Coughlin

COMPARADOR NO INVERSOR

19

37

Comparadores con histéresisTarea

• Plantee literalmente las ecuaciones del circuito

• Encuentre literalmente VUT,

VLT,

VH

• y VCentro

• Dibuje Vo(t) si la señal de entrada

es una señal triangular e indique

VUT,

VLT,

VH

y VCentro

(con valores numéricos)

• Quién determina VUT,

VLT,

VH

y VCentro

-

+

+V

-V Vo

R=10K

Ei

VREF= 11,53v

nR=65K

Pág. 97 Coughlin

COMPARADOR INVERSOR