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15.7 APLICACIONES PRÁCTICAS ● Fuentes de alimentación Las fuentes de alimentación son una parte de todo dispositivo electrónico, así que se utilizan varios circuitos para acomodar factores como valor nominal de potencia, tamaño del circuito, costo, regulación deseada, etc. En esta sección describiremos varias fuentes y cargadores prácticos. Fuente de cd simple Una forma simple de reducir el voltaje de ca, sin un transformador voluminoso y caro, es utilizar un capacitor en serie con el voltaje de línea. Este tipo de fuente, mostrada en la figura 15.32, utiliza pocos componentes y por lo tanto es muy simple. Se utiliza un rectificador de media onda (o rectificador de puente) con un circuito de filtrado para obtener un voltaje con componente de cd. Este circuito tiene varias desventajas. No aísla la línea de ca, siempre debe haber una mínima absorción de corriente y la corriente de carga no puede ser excesiva. Por lo tanto, se puede utilizar la fuente de cd simple para proporcionar un voltaje de cd escasamente regulado cuando se desea una leve absorción de corriente en un dispositivo no costoso. APLICACIONES PRÁCTICAS 793 PREFACIO ix FIG. 15.32 Fuente de cd simple. Fuente de cd con entrada de transformador El siguiente tipo de fuente de alimentación utiliza un transformador para reducir el voltaje de línea de ca. El transformador puede estar montado en la pared (externo) o en el chasis (interno). Se utiliza un rectificador después del transformador, seguido por un filtro de capacitor y quizás un regulador. Éste se convierte en un problema a medida que los requerimientos de potencia aumentan. El tamaño del disipador de calor y los requerimientos de enfriamiento y potencia llegan a ser un obstáculo importante para estos tipos de fuentes. La figura 15.33 muestra una fuente rectificada de media onda simple con un transformador reductor de aislamiento. Este circuito relativamente simple no sirve como regulador. FIG. 15.33 Fuente de cd con entrada de transformador. La figura 15.34 muestra probablemente la mejor fuente de alimentación estándar –con aislamiento de transformador y reducción de voltaje–; un rectificador de puente; un filtro doble con bobina de reducción; y un circuito regulador compuesto de una referencia Zener, un transistor de regulación en paralelo y un amplificador operacional con realimentación para auxiliar la regulación. Obviamente, este circuito es un excelente regulador de voltaje. Fuente troceadora Las fuentes de alimentación actuales convierten ca en cd por medio de un circuito troceador como el de la figura 15.35. La entrada de ca se conecta al circuito por medio de varios acondicionadores de línea y filtros. Esto elimina cualquier ruido eléctrico. La entrada se rectifica entonces y se filtra un poco. El alto voltaje de cd se troza a un ritmo de aproximadamente FIG. P-2 Más de 100 diagramas de circuitos se ilustraron en Multisim ® 10 y están disponibles en el sitio web del libro en www.pearsoneducacion.net/boylestad. COMPLEMENTOS Para mejorar el proceso de aprendizaje, varios complementos acompañan a este texto, y están disponibles en inglés para profesores que utilicen este libro en un curso. Instructor Resources • Manual de recursos para el profesor • Notas de presentación en PowerPoint ® • TestGen ® , un banco de pruebas electrónico Para acceder a estos materiales complementarios en línea (totalmente en inglés), los profesores deben solicitar un código de acceso especial. Entre a www.pearsoneducacion.net/boylestad, y regístrese para obtener un código de acceso de profesor. Una vez que haya recibido su código, diríjase al sitio Web e inicie una sesión para ver las instrucciones completas sobre cómo descargar los materiales que desee utilizar. Si tiene algún problema, contacte a su distribuidor de Pearson Educación.
x PREFACIO RECONOCIMIENTOS Nuestro más sincero aprecio para los profesores que han utilizado el texto y enviado comentarios, correcciones y sugerencias. También agradecemos a Rex Davidson, Wyatt Morris y Christopher Reed en Prentice Hall, por su apoyo editorial para la décima edición de este libro. Damos gracias a Jodi Dowling de Aptara ® , Inc. por coordinar la producción, y a Karen Slaght por capturar y corregir el manuscrito. Por último, pero igual de importante, deseamos agradecer a las incontables personas que han compartido sus sugerencias y enviado evaluaciones de este texto desde las primeras ediciones. Sus comentarios y apoyo nos han permitido presentar esta nueva edición.
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ed de la figura 2.40. La figura 2.4
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+ v i + - R + v o + v i R + v o V m
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PIV (PRV) La capacidad de voltaje i
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PIV El PIV requerido de cada diodo
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El rectificador de media onda de la
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RECORTADORES 85 + v O _ FIG. 2.74 R
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Paso 2: La polaridad de la fuente d
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Resumen En la figura 2.88 aparecen
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El producto RC determina la constan
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DIODOS ZENER 93 - + 0.7 V + - + - V
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gativa aplicada aparecerá a travé
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Como V 12 V es mayor que V Z 10 V
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Con la ecuación (2.26) se determin
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Duplicador de voltaje La red de la
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circuito, cómo se pueden conectar
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Pico = 18 V 12 V 120 V de ca 2 A 6
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V R R R s 100 Inductor Relevador C
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APLICACIONES PRÁCTICAS 109 D 2 - v
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+ 6 V - R D 1 D 2 Verde (+) LED1 LE
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v i + 5 kΩ + 22 V Z 1 v Zeners i v
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ANÁLISIS POR COMPUTADORA 115 2.081
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ANÁLISIS POR COMPUTADORA 117 2.072
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ajo el encabezado Data Range. Luego
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seleccione AMMETER H. Observará qu
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2.3 Configuraciones de diodos en se
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V o1 I PROBLEMAS 125 V o2 FIG. 2.15
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*30. Trace v o para la red de la fi
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PROBLEMAS 129 v o E + - v o (a)
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Transistores de unión bipolar 3 ES
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+ Portadores mayoritarios E + - + -
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I C (mA) CONFIGURACIÓN EN BASE COM
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c. Según la figura 3.8 I E I C =
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3.6 CONFIGURACIÓN EN EMISOR COMÚN
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IB (µA) CONFIGURACIÓN EN EMISOR C
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ción las I B 20 µA y 30 µA sati
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I C I B IE V BB V CC (a) (b) (c
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Para el dispositivo de la figura 3.
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10 Figura 1 - Capacitancia 200 Figu
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También baja a este nivel si I C s
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Si ambas uniones de un transistor d
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2. Los transistores son dispositivo
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ANÁLISIS POR COMPUTADORA 157 FIG.
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11. Utilizando las características
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Polarización de cd de los BJT 4 ES
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I C (mA) 80 μA PUNTO DE OPERACIÓN
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Malla colector-emisor La sección c
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Si aproximamos las curvas de la fig
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Si ahora seleccionamos V CE como 0
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4.4 CONFIGURACIÓN DE POLARIZACIÓN
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Solución: a. Ec. (4.17): I B = V C
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La ecuación de la malla colector-e
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CONFIGURACIÓN DE POLARIZACIÓN POR
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CONFIGURACIÓN DE POLARIZACIÓN POR
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Nota importante: Volviendo a los re
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CONFIGURACIÓN DE REALIMENTACIÓN D
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250 kΩ 10 V 4.7 kΩ 10 μF v o CON
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36 V (mA) 10 μF 150 kΩ 360 kΩ R
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Solución: Ec. (4.44): I B = V EE -
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DIVERSAS CONFIGURACIONES DE POLARIZ
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R 1 8.2 kΩ R 2 2.2 kΩ B RTh V CC
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TABLA 4.1 Configuración de polariz
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con y V C = V CE + V E = 10 V + 2.4
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voltaje de alimentación. Seleccion
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I X R X +V CC I X R X I Q 2 +V CC Q
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R + E - E + - I R I Fuente de volta
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Al aplicar la ley de voltajes de Ki
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V i V CC = 5 V R C 0.82 kΩ V C RED
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Seleccionando I B = 60 mA para gara
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está conectado al colector del BJT
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50 A 40 A punto Q 30 A punto Q 20 A
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como se muestra en la figura 4.89.
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Si I C definida por la ecuación (4
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V CC I fuente de corriente APLICACI
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Compuertas lógicas Por ahora proba
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Una vez que se establece la resiste
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16. Beta es muy sensible a la tempe
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cuyos parámetros son muy sensibles
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PROBLEMAS 233 I CQ + V B I BQ _ V C
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8. Dada la información provista en
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PROBLEMAS 237 I C V CE I B + V B V
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PROBLEMAS 239 V C FIG. 4.123 I B V
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PROBLEMAS 241 I FIG. 4.129 Problema
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PROBLEMAS 243 0 V 20 V 0.05 V + 20
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4.20 Análisis por computadora 58.
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5.1 INTRODUCCIÓN ● En el capítu
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MODELO DE UN TRANSISTOR BJT 249 + I
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5.4 MODELO r e DEL TRANSISTOR ● A
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Desde luego, por consiguiente, cuan
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V CC C 2 CONFIGURACIÓN DE POLARIZA
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Para r o 10R C , A v = V o V i -
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Como normalmente b es mucho mayor q
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Para r o 10R C . A v = V o V i -
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cada ecuación a un nivel exactamen
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R B V CC I o R C C2 CONFIGURACIÓN
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Como por lo general R E es mucho ma
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e. Al comprobar la condición r o
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Solución: a. b. c. d. e. I E = V E
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Efecto de r o Z i Un análisis comp
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Z o : A v : Z o = r o 7R C 7R F = 2
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Para r b 10R C , A v = V o R F2 7R
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Para demostrar la validez de la ecu
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283 EFECTO DE R L Y R S I b + R s +
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Primero observe las marcadas simili
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TABLA 5.1 Amplificadores con transi
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TABLA 5.2 (Continuación) Amplifica
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Al aplicar una carga al sistema de
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Sin embargo, I s I s , por lo que
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No importa qué tan perfecto sea el
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En el punto de polarización, 26 mV
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La ganancia sin carga total es A vT
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Impedancia de entrada La impedancia
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y la terminal emisor del circuito D
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Impedancia de salida Como la impeda
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por tanto I b1 = V i - b 1 b 2 I b1
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de modo que Z o ¿= r e 1 (5.121) b
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la relación de la corriente de sal
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I i V i I o I o + + + + h i - I i V
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Como la hoja de datos o el análisi
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Z i De la figura 5.107 con R B = R
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A v Para la ganancia de voltaje, se
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definidos para cada configuración.
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EJEMPLO 5.22 Para la red de la figu
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la cual es mayor que el valor deter
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5.22 MODELO P HÍBRIDO ● El últi
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Este valor parece bastar, pero obse
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V CC SOLUCIÓN DE FALLAS 333 R s +
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Micrófono + 1 k k 470 k 33 k 500 k
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En el dominio de ca, el capacitor d
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frecuencias muy bajas, todos los ca
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4. La impedancia de salida de una r
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Conexión Cascodo: A v = A v1 A v2
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Por ejemplo, 5.2, b es 90, con br e
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opción hacia abajo en la primera b
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6. Para la configuración en base c
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I o Z i 1.2 kΩ Z o 390 kΩ 20 V 2.
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12 V V CC PROBLEMAS 357 I o 3.9 kΩ
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24 V PROBLEMAS 359 560 kΩ 4.3 kΩ
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5.16 Sistemas en cascada *45. Para
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PROBLEMAS 363 V i V o FIG. 5.178 Pr
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18 V PROBLEMAS 365 68 kΩ 2.2 kΩ I
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V CC = 14 V PROBLEMAS 367 v o v i (
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INTRODUCCIÓN 369 (Corriente de con
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Región de empobrecimiento e D I D
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En la figura 6.10 se aplica un volt
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CONSTRUCCIÓN Y CARACTERÍSTICAS DE
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La ecuación de la red puede cambia
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Método abreviado Como la curva de
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CARACTERÍSTICAS DE TRANSFERENCIA 3
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V DG no deben ser excedidos en cual
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el nivel de V p se puede estimar a
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la estructura básica sobre la cual
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El dispositivo que aparece en la fi
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Electrones atraídos a la compuerta
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Para las características de la fig
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I D (mA) I D (mA) 8 8 V GS = -6 V D
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. Ec. (6.15): Para V GS 5 V, I D =
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compuerta está conectada de manera
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Para ambos tipos de MOSFET la longi
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FIG. 6.54 Red utilizada para obtene
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PROBLEMAS 409 FIG. 6.57 Problemas 9
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PROBLEMAS 411 (V) FIG. 6.58 Problem
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Otra diferencia entre el análisis
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I D I DSS CONFIGURACIÓN DE AUTOPOL
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Estableciendo I D 0 mA resulta Est
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MOSFET TIPO ENRIQUECIMIENTO 433 FIG
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Solución: Por experiencia ahora sa
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una red, la leve variación debida
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7.12 SOLUCIÓN DE FALLAS LOS FET DE
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guiente ejemplo demostrará que con
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Y V G se obtiene como Para encontra
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Ecuaciones: MOSFET tipo empobrecimi
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Multisim Ahora comprobaremos los re
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PROBLEMAS 467 V D V D FIG. 7.83 Pro
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7.7 MOSFET tipo empobrecimiento 18.
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de ca es un poco más simple que el
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Efecto de I D en g m Una relación
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8.4 CONFIGURACIÓN DE AUTOPOLARIZAC
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EJEMPLO 8.8 La configuración de au
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y VP, todo lo que se tiene que hace
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V gs - I S o + Z o g m V gs r d RS
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Sin r d , A v = = g m R S 12.28 mS2
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Como la definición de g m sigue si
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y de modo que A v = -g m 1R F ƒƒ
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Sustituyendo los valores conocidos
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aplicar a la misma terminal de comp
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la guitarra se oye en el micrófono
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8.18 RESUMEN Conclusiones y concept
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voltaje aplicado. Ahora cambie SEL
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la red, y la ecuación de la gananc
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8.4 Configuración de autopolarizac
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+22 V PROBLEMAS 533 1.8 kΩ V o V i
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8.14 Efecto de R L y R sig 46. Para
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PROBLEMAS 537 V o V i 2 mV FIG. 8.
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9.2 LOGARITMOS ● En este campo no
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EJEMPLO 9.4 Utilizando una calculad
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9.3 DECIBELES ● El concepto de de
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. G v = 20 log 10 V o V i Q 40 = 20
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y a las frecuencias de media potenc
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A v FIG. 9.11 549 0 dB − 3 dB −
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obtenemos, utilizando la frecuencia
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Para frecuencias f f 1 , u = tan -
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Utilizando la letra mayúscula A pa
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+ R s R 1 ⎜⎜R 2 h ie = r e RESP
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Como se satisface el voltaje de cd
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que V E es de 3.166 V, comparado co
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RESPUESTA EN BAJA FRECUENCIA; AMPLI
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Utilizando la ganancia de banda med
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+ V i I i Z i R i C M = (1 − A υ
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RESPUESTA EN ALTA FRECUENCIA; AMPLI
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y el colector, se forma un lazo de
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con = 6 pF + 36 pF + [1 - (-90)]4 p
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9.11 RESPUESTA EN ALTA FRECUENCIA;
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. Con Pspice para Windows, el esque
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o ec1 + a f 2- 1>2 n 1 b d f = ec1
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ocasionada por el amplificador. Por
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9.14 RESUMEN Conclusiones y concept
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2. a. Determine el logaritmo común
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PROBLEMAS 591 V o V i Z i FIG. 9.7
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f Ho c. Determine f Hi y . d. Trace
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Entrada 1 Entrada no inversora + IN
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Rechazo en modo común Una caracter
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Solución: Ec. (10.1): I E = V EE -
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= I b I b1 CIRCUITO DEL AMPLIFICADO
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CIRCUITO DEL AMPLIFICADOR DIFERENCI
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I D (mA) I D (mA) nMOS pMOS 0 +V Th
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constante. Se toma una sola salida
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El resultado en la ecuación (10.8)
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V 1 + Amplificador operacional R f
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CIRCUITOS PRÁCTICOS DE AMPLIFICADO
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v 1 (t) Amplificador operacional v
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de salida resultante. Al aplicar su
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0.707A VD A VD A v ESPECIFICACIONES
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Solución: Para una ganancia de mag
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características eléctricas a una
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Solución: a. b. c. Ec. (10.8): V o
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Entradas comunes Cuando las dos se
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Solución: A partir de las medicion
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10.11 ANÁLISIS POR COMPUTADORA PSp
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PROBLEMAS *Nota: Los asteriscos ind
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8. Calcule el voltaje de salida des
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15. Calcule V o en el circuito de l
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Aplicaciones del amplificador opera
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MULTIPLICADOR DE GANANCIA CONSTANTE
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Solución: El resistor para cada et
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V o = -c R f R f a - V R 3 R 1 b +
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EJEMPLO 11.9 Muestre la conexión d
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CIRCUITOS DE INSTRUMENTACIÓN 651 F
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la cual envía 600 mA a través de
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11.6 FILTROS ACTIVOS ● Una aplica
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Filtro activo pasoaltas Se pueden c
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Amplificador sumador de voltajes: A
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Seleccione GLOBAL (conector global)
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PROBLEMAS 665 FIG. 11.45 Filtro act
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8. Determine el voltaje de salida p
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17. Calcule las frecuencias de cort
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Amplificadores de potencia 12 ESQUE
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TABLA 12.1 Comparación de clases d
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Incluso con una señal de ca aplica
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12.3 AMPLIFICADOR CLASE A ACOPLADO
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Solución: Ec. 112.112: a N 2 1 b =
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EJEMPLO 12.4 Calcule la potencia de
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Eficiencia teórica máxima Para un
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dondeI1p2 es el valor pico de la fo
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EJEMPLO 12.8 Para un amplificador c
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utiliza una etapa de BJT con salida
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CIRCUITOS DEL AMPLIFICADOR CLASE B
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EJEMPLO 12.11 Para el circuito de l
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I Cmáx DISTORSIÓN DE UN AMPLIFICA
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Señal senoidal distorsionada V 1 s
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Es interesante observar qué valor
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amplificadores de potencia. Se nece
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Operación clase B: I cd = 2 p I1p2
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A partir de los resultados del aná
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La potencia de salida se calcula en
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*14. Calcule la eficiencia de un am
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Circuitos integrados analógicos-di
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En general, el nivel de referencia
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La figura 13.6 muestra cómo se pue
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El voltaje de entrada diferencial (
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La función de una red en escalera
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Entrada analógica Comparador Deten
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C se descarga C se carga 7 8 4 Temp
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Solución: Con la ecuación (13.7),
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variar V C desde casi 9 V hasta cer
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Una unidad de PLL de gran aceptaci
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la malla permanece enganchada. La s
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MARCA Lazo de corriente Salida RS-2
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PROBLEMAS 737 FIG. 13.39 Oscilador
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12. ¿Cuántos pasos de conteo ocur
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TIPOS DE CONEXIONES DE REALIMENTACI
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Impedancia de entrada con realiment
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conexión más detallada con realim
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` ` ` ` Estabilidad de la ganancia
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EJEMPLO 14.4 Calcule la ganancia de
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Solución: Sin realimentación, A =
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Sabemos que la ganancia de un ampli
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14.5 OPERACIÓN DE UN OSCILADOR El
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medimos el desfasamiento por secci
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el amplificador operacional proporc
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CIRCUITO OSCILADOR SINTONIZADO 761
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14.9 OSCILADOR DE CRISTAL ● Un os
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eactancia inductiva de valor máxim
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salida FIG. 14.39 Algunas configura
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Ejemplo 14-12 Oscilador Colpitts de
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Los siguientes son los mismos cálc
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Fuentes de alimentación (regulador
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Solución: r = V r1rms2 V cd CONSID
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de obtener un voltaje de cd es que
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v v FIG. 15.7 Formas de onda del vo
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EJEMPLO 15.7 Calcule los componente
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I B = I C b = 11.3 mA 50 = 226 mA I
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REGULACIÓN DE VOLTAJE CON TRANSIST
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(La corriente a través del Zener y
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integrado proporciona un voltaje re
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EJEMPLO 15.12 Dibuje una fuente de
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15.7 APLICACIONES PRÁCTICAS Fuente
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Circuitos de cargador de baterías
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lida de la sección de RC para una
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Otros dispositivos de dos terminale
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Diodo Schottky Diodo de unión p-n
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la capacitancia C p son valores de
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DIODOS VARACTORES (VARICAP) 807 FIG
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de desempeño con ruido. Un Q alto
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DIODOS TÚNEL 811 FIG. 16.14 Diodo
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almacene energía en el inductor en
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de superficie particular. Por lo co
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16.7 CELDAS FOTOCONDUCTORAS CELDAS
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El flujo radiante en miliwatts cont
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Sellador y separador Polarizadores
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Curva de oscuridad sin luz incident
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TERMISTORES 825 Lugar geométrico d
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Aplicación En la figura 16.52 apar
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*9. Con la figura 16.10(a), determi
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Dispositivos pnpn y de otros tipos
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En el instante t t 1 aparecerá un
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Corriente de compuerta mínima requ
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APLICACIONES DEL SCR 837 Interrupto
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de termostatos. Los termostatos de
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si se emplea el valor correcto de R
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Luz Cubierta de cristal Ánodo Áno
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17.10 DIODO SHOCKLEY ● El diodo S
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el potencial de encendido. Luego se
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El símbolo para el transistor de m
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Valores nominales máximos absoluto
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La ecuación general para el period
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c. Determine si R 1 está dentro de
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En la figura 17.50 se dan algunas c
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configuraciones de circuito integra
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TRANSISTOR DE MONOUNIÓN PROGRAMABL
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Oscilador de relajación Una aplica
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= 20 * 10 -3 11.292 = 25.8 ms f = 1
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. A un voltaje fijo de ánodo a cá
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Parámetros híbridos: determinaci
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ƒh oe ƒ = ¢i c ¢v ce ` I B = co
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A.2 ECUACIONES DE CONVERSIÓN EXACT
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Factor de rizo y cálculos de volta
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Utilizando los detalles de la forma
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APÉNDICE B 879 Carga ligera Carga
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Apéndice C Gráficas y tablas 881
Page 902 and 903:
Apéndice D Soluciones a problemas
Page 904 and 905:
%¢V CE = 2.68% 17. (a) I C = 2.28
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17. (a) I DQ = 4 mA (b) V DQ = V DS
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Capítulo 13 9. 13. 17. 19. 21. V o
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ÍNDICE A Aisladores optoelectróni
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Dispositivos de dos terminales, 801
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