Una ingeniería científica:

ELECTRóNICA

L. BailónBachillerato de Investigación/Excelencia(Modalidad de Ciencias y Tecnología)

ELECTRóNICA: Una ingeniería científica.

En Electrónica, el límite está en la imaginación del que la usa.

Bachillerato de Investigación/Excelencia(Modalidad de Ciencias y Tecnología)

La Electrónica

• La Electrónica es una disciplina científica que forma parte de la Física.

• Estudia el transporte controlado de cargas eléctricas (en los medios materiales y en el vacío), los principio en los que se basa, los dispositivos en los que tiene lugar y las aplicaciones que genera.

• En atención a todo ello, podríamos definirla como “ingeniería científica”

CONTENIDO

1. La ley de Ohm.2. Los Materiales: Semiconductores3. Los dispositivos : Unión p-n – Transistor

Bipolar . MOSFET4. Tratamiento de señales: Electrónica

analógica y Electrónica Digital5. Para acabar …

CONTENIDO

1. La ley de Ohm.2. Los Materiales: Semiconductores3. Los dispositivos : Unión p-n – Transistor

Bipolar . MOSFET4. Tratamiento de señales: Electrónica

analógica y Electrónica Digital5. Para acabar …

La ley de Ohm

ELECRICIDAD: Resistencia de valor fijo.

George Simon Ohm - 1789/1854

•

La ley de Ohm

ELECRICIDAD: Resistencia de valor fijo.ELECTRÓNICA: Resistencia variable con tensión

o corriente de control

George Simon Ohm - 1789/1854

•

CONTENIDO

1. La ley de Ohm.2. Los Materiales: Semiconductores3. Los dispositivos : Unión p-n – Transistor

Bipolar . MOSFET4. Tratamiento de señales: Electrónica

analógica y Electrónica Digital5. Para acabar …

SEMICONDUCTORES

• Los materiales activos usados en las aplicaciones habituales son los SEMICONDUCTORES.

• Los semiconductores, como su nombre indica, tienen una conductividad media entre los conductores y los aislantes.

• En ellos es fácil modificar su conductancia y/o su “geometría conductora”.

• El más importante es el Silicio, no tanto por sus propiedades, que también, como por sus facilidades tecnológicas de proceso y los factores económicos asociados a su Tecnología.

SEMICONDUCTORES

SEMICONDUCTORES

Método Czochralski de crecimiento del lingote.

1.414 ºC

a

SemiconductorIII-V

SEMICONDUCTORES

Hay, también, Semiconductores policristalinos y amorfos

SEMICONDUCTORES mmmmmmmmnnnnnnn..

SEMICONDUCTORESPor ello se recurre a la impurificación o

introducción en la red de otros átomos.Para el silicio son:1. Impurezas donadoras, como el fósforo

(-) (Silicio tipo N)2. Impurezas aceptadoras, como el boro.

(-) (Silicio tipo P)Estas impurezas fundamentalmente modifican la conductividad del material y lo hacen sensible a los campos eléctricos.

SEMICONDUCTORESImpurificación

Silicio tipo N

Silicio tipo P

La ley de Ohm

ELECRICIDAD: Resistencia de valor fijo.ELECTRÓNICA: Resistencia variable con tensión

o corriente de control

George Simon Ohm - 1789/1854

•

CONTENIDO

1. La ley de Ohm.2. Los Materiales: Semiconductores3. Los dispositivos : Unión p-n – Transistor

Bipolar - MOSFET4. Tratamiento de señales: Electrónica

analógica y Electrónica Digital5. Para acabar …

DISPOSITIVOSUnión P-N

Video

DISPOSITIVOSTransistor Bipolar

VideoVideo

DISPOSITIVOSMOSFET

DISPOSITIVOSMOSFET

Video

DISPOSITIVOSMOSFET

CONTENIDO

1. La ley de Ohm.2. Los Materiales: Semiconductores3. Los dispositivos : Unión p-n – Transistor

Bipolar . MOSFET4. Tratamiento de señales: Electrónica

analógica y Electrónica Digital5. Para acabar …

INFORMACIÓN Y SEÑALES

• Señal acústica y señal óptica:- Variaciones de presión sonoras:- Variaciones de luz.

Medio de transmisión

Emisor ReceptorAlcance

INFORMACIÓN Y SEÑALES

Transductor

Información Señal eléctrica.

Habla Micrófono

Señal análogica Escucha Altavoz eléctrica.

SEÑALES ANALÓGICAS Y DIGITALES

Señales analógicas: pueden tomar cualquier valor dentro de un intervalo.

Señales digitales: permite sólo dos valores diferentes “0” y “1”. Sistema binario

Señal analógica: Amplificador

Transistor

Señales digitales

SEÑALES ANALÓGICAS Y DIGITALES

- Sistema decimal (base 10):

1205 = 1 x 103+ 2 x 102 + 0 x 101 + 5

- Sistema binario (base 2):bit1101 = 1 x 23+ 1 x 22 + 0 x 21 + 1 = 13 (en decimal)

- Un byte (“bait”) = 8 bits. P. ejplo: 11001011 = 203 11111111 = 255

SEÑALES ANALÓGICAS Y DIGITALES

- Sistema decimal (base 10):

1205 = 1 x 103+ 2 x 102 + 0 x 101 + 5 = 1000 + 200 + 0 + 5

- Sistema binario (base 2):bit1101 = 1 x 23+ 1 x 22 + 0 x 21 + 1 = 13 (en decimal)

tiempo

Voltaje

5 Volt

0 Volt

“1”1

“1”1

“0”

0“1”

1

CONVERSIÓN DE SEÑALES

A/DENTRADA

ANALÓGICASALIDA

DIGITAL

CONVERTIDOR ANALÓGICO-DIGITAL

D/AENTRADA DIGITAL

SALIDA ANALÓGICA

CONVERTIDOR DIGITAL-ANALÓGICO

CONVERSIÓN DE SEÑALESALMACENAMIENTO

• Analógico:- Discos de vinilo, cintas magnéticas de video y audio.

• Digital:- Discos Compactos (CD) 700 Mbits – 74

minutos de música.- DVD 9 Gbits – 2 o 3 h de video.- Memorias Flash (pen-drive)

CONTENIDO

1. La ley de Ohm.2. Los Materiales: Semiconductores3. Los dispositivos : Unión p-n – Transistor

Bipolar - MOSFET4. Tratamiento de señales: Electrónica

analógica y Electrónica Digital.5. Para acabar …

ELECTRóNICA: Un mercado mundial competitivo.

• La Electrónica se establece como un mercado mundial y competitivo.

• La competencia se manifiesta por la mejor relación calidad/ precio

• La calidad de los productos incorpora fundamentalmente dos características específicas: Miniaturización y rapidez

ELECTRóNICA•Miniaturización (Ley de Moore)

ELECTRóNICA• Miniaturización (Ley de Moore)

Es, básicamente, consecuencia del avance en tecnología y nuevos conocimientos.Este avance permite adaptar las leyes de la Física a su aplicación a cortas distanciasEjemplo: La sustitución del óxido de silicio como aislante por otros dieléctricos de mayor permitividad, como pueden ser ciertos óxidos de “tierras raras”.

ELECTRóNICA• La batalla contra el tiempo.

El “hecho electrónico” se sustenta en le movimiento de las cargas eléctricas … y las cargas no pueden moverse en un tiempo nulo …Sabido es que los electrones son más rápidos que los huecos y que los electrones del Arseniuro de Galio lo son que los del Silicio. Y que hay impurezas que acortan la vida media de los portadores de carga…Y así…

Una ingeniería científica:

ELECTRóNICA

¡ MUCHAS GRACIAS !

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