Analog Electonic
Páginas: 32 (7886 palabras)
Publicado: 23 de abril de 2015
Julio Regalado, Facultad de Ingeniería, Abril 2011
Tecnología Eléctrica II (TE2)
Electrónica orientada a la Instrumentación
Parte 1
Electrónica Analógica
Electrónica
Estudio y aplicación del comportamiento de los electrones en diversos
medios, como el vacío, los gases y los semiconductores, sometidos a la
acción de campos eléctricos y magnéticos. (RAE)
En esta Unidad Didáctica se estudia elcomportamiento de los electrones
en los semiconductores, sometidos a la acción de campos eléctricos y
magnéticos.
Aplicaciones de la Electrónica
Aplicaciones de la Electrónica
Aplicaciones de la Electrónica
Aplicaciones de la Electrónica
Tipos de Electrónica
Analógica:
Baja potencia: Diodos,
Transistores, OPAMS
Potencia elevada: TRIACS,
IGBT, MOSFET
Digital:
Conmutación: Puertas Lógicas –
Flip Flops.
Programable: Microprocesadores
(µP), Microcontroladores (µC),
DSP
Todos los componentes electrónicos se
fabrican con materiales semiconductores
Teoría de Semiconductores
Conductores y Semiconductores
La materia está compuesta por moléculas, las que a su vez se
componen de átomos, siendo ésta la parte más pequeña en
que se puede dividir un cuerpo simple sinperder sus
propiedades químicas
NUCLEO: Neutrones + Protones
Los electrones giran en órbitas alrededor del núcleo
Átomo eléctricamente Neutro:
N° Electrones = N° Protones
El átomo de Rutherford - modelo
Conductores y Semiconductores
•
Los electrones se distribuyen en varias “capas” a diferentes
distancias del núcleo.
•
La energía del electrón aumenta en la medida que crece elradio de la capa.
•
Los electrones en la capa más externa reciben el nombre de
electrones de valencia.
•
La actividad química del material está determinada
principalmente por este número de electrones.
•
Los electrones de valencia tendrán mayor energía que los
que se encuentran en las capas internas.
DATOS
IMPORTANTES
Partícula
Masa (kg)
Carga (C)
Electrón (-)
9.1x 10-31
-1.6x 10-19Protón (+)
1.67x 10-27
+1.6x 10-19
Neutrón (0)
1.67x 10-27
0
Conductores y Semiconductores
Cada capa tiene un nivel energético (definido por su número cuántico).
Los electrones pueden de cambiar de órbita, y de nivel energético, al
aplicarles una determinada cantidad de energía.
Niveles de Energía de Electrones
K
Capas
1
Número Cuántico
s
Órbitas
Electrones/Órbita 2
Total de Electrones2
s
2
p
6
d
10
f
14
L
M
N
…
2
3
4
…
s
p
s
p
d
s
p
d
f
…
2
6
2
6
10
2
6
10
14
…
8
El número máximo de
electrones por capa es:
18
32
N = 2n
2
…
N = Número máximo de electrones por capa
n = Número cuántico de la capa
Elementos y Número Atómico
Conductores y Semiconductores
Un conductor es cualquier material que permite un fácil desplazamiento
decargas cuando se ve sometido a un campo eléctrico aplicado en sus
terminales .
Su última capa posee uno o dos electrones.
Conductores
El conductor más utilizado es el Cobre (valencia 1), que es un buen conductor. Su
estructura atómica la vemos en la siguiente figura.
Su número atómico es 29.
Esto significa que:
•
En el núcleo hay 29 protones
•
Hay 29 electrones (-) girando endiferentes órbitas.
(+)
Capas
K
L
M
N
…
Número Cuántico
1
2
3
4
…
Órbitas
s
s
p
s
p
d
s
p
d
f
…
Electrones/Órbita
2
2
6
2
6
10
2
6
10
14
…
Total de Electrones
2
8
18
1
32
…
Conductores
En cada órbita caben 2n2 siendo n un número entero n = 1, 2, 3, ...
Así:
En la primera órbita (n = 1) caben 2·12 = 2 electrones.
En la segunda órbita 2·22 = 8electrones.
En la tercera órbita 2·32 = 18 electrones.
En la cuarta órbita caben 2·42 = 32 electrones, solo tiene 1 electrón que ubicar.
Lo que interesa en electrónica es la órbita exterior, que es la que determina las
propiedades del átomo.
Como hay + 29 protones y tiene – 28 electrones en capas completas, queda con + 1.
Conductor
Agrupamos el núcleo y las órbitas internas...
Tecnología Eléctrica II (TE2)
Electrónica orientada a la Instrumentación
Parte 1
Electrónica Analógica
Electrónica
Estudio y aplicación del comportamiento de los electrones en diversos
medios, como el vacío, los gases y los semiconductores, sometidos a la
acción de campos eléctricos y magnéticos. (RAE)
En esta Unidad Didáctica se estudia elcomportamiento de los electrones
en los semiconductores, sometidos a la acción de campos eléctricos y
magnéticos.
Aplicaciones de la Electrónica
Aplicaciones de la Electrónica
Aplicaciones de la Electrónica
Aplicaciones de la Electrónica
Tipos de Electrónica
Analógica:
Baja potencia: Diodos,
Transistores, OPAMS
Potencia elevada: TRIACS,
IGBT, MOSFET
Digital:
Conmutación: Puertas Lógicas –
Flip Flops.
Programable: Microprocesadores
(µP), Microcontroladores (µC),
DSP
Todos los componentes electrónicos se
fabrican con materiales semiconductores
Teoría de Semiconductores
Conductores y Semiconductores
La materia está compuesta por moléculas, las que a su vez se
componen de átomos, siendo ésta la parte más pequeña en
que se puede dividir un cuerpo simple sinperder sus
propiedades químicas
NUCLEO: Neutrones + Protones
Los electrones giran en órbitas alrededor del núcleo
Átomo eléctricamente Neutro:
N° Electrones = N° Protones
El átomo de Rutherford - modelo
Conductores y Semiconductores
•
Los electrones se distribuyen en varias “capas” a diferentes
distancias del núcleo.
•
La energía del electrón aumenta en la medida que crece elradio de la capa.
•
Los electrones en la capa más externa reciben el nombre de
electrones de valencia.
•
La actividad química del material está determinada
principalmente por este número de electrones.
•
Los electrones de valencia tendrán mayor energía que los
que se encuentran en las capas internas.
DATOS
IMPORTANTES
Partícula
Masa (kg)
Carga (C)
Electrón (-)
9.1x 10-31
-1.6x 10-19Protón (+)
1.67x 10-27
+1.6x 10-19
Neutrón (0)
1.67x 10-27
0
Conductores y Semiconductores
Cada capa tiene un nivel energético (definido por su número cuántico).
Los electrones pueden de cambiar de órbita, y de nivel energético, al
aplicarles una determinada cantidad de energía.
Niveles de Energía de Electrones
K
Capas
1
Número Cuántico
s
Órbitas
Electrones/Órbita 2
Total de Electrones2
s
2
p
6
d
10
f
14
L
M
N
…
2
3
4
…
s
p
s
p
d
s
p
d
f
…
2
6
2
6
10
2
6
10
14
…
8
El número máximo de
electrones por capa es:
18
32
N = 2n
2
…
N = Número máximo de electrones por capa
n = Número cuántico de la capa
Elementos y Número Atómico
Conductores y Semiconductores
Un conductor es cualquier material que permite un fácil desplazamiento
decargas cuando se ve sometido a un campo eléctrico aplicado en sus
terminales .
Su última capa posee uno o dos electrones.
Conductores
El conductor más utilizado es el Cobre (valencia 1), que es un buen conductor. Su
estructura atómica la vemos en la siguiente figura.
Su número atómico es 29.
Esto significa que:
•
En el núcleo hay 29 protones
•
Hay 29 electrones (-) girando endiferentes órbitas.
(+)
Capas
K
L
M
N
…
Número Cuántico
1
2
3
4
…
Órbitas
s
s
p
s
p
d
s
p
d
f
…
Electrones/Órbita
2
2
6
2
6
10
2
6
10
14
…
Total de Electrones
2
8
18
1
32
…
Conductores
En cada órbita caben 2n2 siendo n un número entero n = 1, 2, 3, ...
Así:
En la primera órbita (n = 1) caben 2·12 = 2 electrones.
En la segunda órbita 2·22 = 8electrones.
En la tercera órbita 2·32 = 18 electrones.
En la cuarta órbita caben 2·42 = 32 electrones, solo tiene 1 electrón que ubicar.
Lo que interesa en electrónica es la órbita exterior, que es la que determina las
propiedades del átomo.
Como hay + 29 protones y tiene – 28 electrones en capas completas, queda con + 1.
Conductor
Agrupamos el núcleo y las órbitas internas...
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