Diodos y Semiconductores en Electrónica
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Questions and Answers

¿Qué tipo de materiales se forman al introducir impurezas con cinco electrones de valencia?

  • Material tipo p
  • Material insulador
  • Material tipo n (correct)
  • Material conductor

    • ¿Cuáles son los elementos más utilizados para dopar materiales tipo p?

  • Silicio y germanio
  • Boro, galio e indio (correct)
  • Antimonio y arsénico
  • Fósforo y gallio

    • ¿Qué característica básica tienen los diodos rectificadores?

  • Sólo conducen en polarización directa (correct)
  • No conducen en ninguna polarización
  • Conducen en ambas polarizaciones
  • Conducen en polarización inversa

    • ¿Cuál es una de las aplicaciones de los diodos detectores?

    <p>Funcionamiento en dispositivos de muy altas frecuencias</p> Signup and view all the answers

    ¿A qué se refiere el término 'portador mayoritario' en un material tipo n?

    <p>Electrones</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la característica principal del diodo Schottky?

    <p>Caída de voltaje muy pequeña.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el umbral de voltaje típico para un diodo de germanio?

    <p>0.2 a 0.3 voltios</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué se necesita para construir un diodo semiconductor?

    <p>Unión de material tipo n y tipo p</p> Signup and view all the answers

    ¿A qué se refiere el diodo Schockley cuando menciona sus dos estados estables?

    <p>Baja y alta impedancia.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la función principal de un diodo rectificador en un circuito eléctrico?

    <p>Transformar corriente alterna en directa</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es una función del diodo varactor?

    <p>Funcionar como un condensador variable controlado por voltaje.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es una característica exclusiva del diodo túnel?

    <p>Funciona como un interruptor de alta velocidad.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué función cumplen los diodos de avalancha?

    <p>Conducen en dirección contraria al superar el voltaje de ruptura.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué distingue al diodo láser de otros diodos LED?

    <p>La luz emitida es monocromática y coherente.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo se caracteriza el diodo de recuperación de paso (SRD)?

    <p>Utiliza el pulso negativo de señales sinusoidales.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué descripción se aplica al diodo de cristal?

    <p>Un diodo de contacto obsoleto.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la función principal de la corriente de base en un transistor bipolar?

    <p>Controlar la corriente de colector</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué ocurre con la mayoría de los electrones inyectados desde el emisor en un transistor bipolar?

    <p>Son recolectados por el colector</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo se define la relación α (alfa) en un transistor?

    <p>Cociente entre la corriente de colector y la de emisor</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué sucede cuando se aplica una corriente de base en un transistor bipolar?

    <p>Se permite el flujo de electrones hacia el colector</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo se plantea la relación de corrientes en un transistor según la ley de Kirchhoff?

    <p>IE = IC + IB</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué indica una variación pequeña en la corriente de base en un transistor bipolar?

    <p>Resulta en cambios significativos en la corriente de colector</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el voltaje aplicado en la base para permitir el flujo de corriente de electrones hacia la base?

    <p>Voltaje positivo respecto al emisor</p> Signup and view all the answers

    ¿Para qué se utilizan los transistores bipolares además de la amplificación de corriente?

    <p>En aplicaciones de conmutación</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la fórmula correcta para el voltaje de salida de un amplificador operacional no inversor?

    <p>$V_{out} = 1 + \frac{R_2}{R_1} V_{in}$</p> Signup and view all the answers

    Si se tienen los valores $V_1 = 2V$, $R_1 = 100kΩ$ y $R_2 = 500kΩ$, ¿cuál es el voltaje de salida del amplificador no inversor?

    <p>$12V$</p> Signup and view all the answers

    Para un amplificador inversor con $V_{out} = 24V$, $R_1 = 300Ω$ y $R_f = 1kΩ$, ¿qué voltaje de entrada se necesita?

    <p>$-16V$</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la función principal de un amplificador integrador?

    <p>Integra el voltaje de entrada con respecto al tiempo</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la fórmula del voltaje de salida para un Opam inversor?

    <p>$V_{out} = -\frac{R_f}{R_1}V_{in}$</p> Signup and view all the answers

    La expresión $V_{out} = -R_f \frac{dv1(t)}{dt}$ corresponde a cuál tipo de amplificador?

    <p>Amplificador derivador</p> Signup and view all the answers

    Si el voltaje de entrada para un seguidor unitario es de $0.2$ voltios, ¿cuál será el voltaje de salida?

    <p>$0.2$ voltios</p> Signup and view all the answers

    Si un amplificador operacional tiene una resistencia de realimentación $R_f$ de $1kΩ$ y una resistencia de entrada $R_1$ de $500Ω$, ¿cuál es la ganancia del amplificador inversor?

    <p>-2</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué sucede con el voltaje de salida del seguidor unitario en relación al voltaje de entrada del siguiente Opam?

    <p>Permanece constante</p> Signup and view all the answers

    En un amplificador no inversor, ¿qué sucede si aumenta el valor de $R_2$ manteniendo $R_1$ constante?

    <p>Aumenta la ganancia del amplificador</p> Signup and view all the answers

    Al calcular el voltaje de entrada para un Opam inversor, ¿qué fórmula se debe usar?

    <p>$V_{in} = -\frac{V_{out} * R_f}{R_1}$</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué significa un voltaje de salida $V_{out}$ negativo en un amplificador inversor?

    <p>El voltaje de entrada es negativo</p> Signup and view all the answers

    En un circuito con varios Opams, ¿qué voltaje se utiliza como entrada para los Opams restantes?

    <p>El voltaje de salida del primer Opam</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el principal propósito de identificar cada tipo de Opam en un circuito?

    <p>Para aplicar la fórmula correcta para calcular voltajes</p> Signup and view all the answers

    Si se conocen los valores de $R_f$ y $R_1$, ¿cómo afecta esto al voltaje de salida en un Opam inversor?

    <p>$V_{out}$ es inversamente proporcional a $R_1$</p> Signup and view all the answers

    En la fórmula del Opam no inversor, ¿cómo influye el valor de $R_1$?

    <p>Determina la ganancia del circuito</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué fórmula se utiliza para calcular el valor del capacitor en un circuito?

    <p>$C = rac{1}{2 imes ext{f}0 imes R}$</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el valor de un capacitor si se tiene un $f_0$ de 10 KHz y una resistencia de 100 kΩ?

    <p>0.16 nF</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la base del sistema numérico binario?

    <p>2</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuántos valores diferentes puede representar un byte en el sistema binario?

    <p>256</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué representa cada dígito en el sistema decimal?

    <p>Potencias de diez</p> Signup and view all the answers

    En el sistema hexadecimal, ¿qué representa el número decimal 255?

    <p>FF</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la relación entre un dígito hexadecimal y los bits en binario?

    <p>Un dígito hexadecimal representa cuatro bits.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de los siguientes sistemas numéricos es fundamental en la electrónica digital?

    <p>Binario</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la característica ideal de la ganancia (A) en un amplificador operacional?

    <p>Es infinita.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué relación describe el CMRR en un amplificador operacional ideal?

    <p>Ad/Acm donde Ad es la ganancia diferencial.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el valor ideal de la resistencia de salida (RO) en un amplificador operacional?

    <p>Cero.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué ocurre con el voltaje de salida (vO) cuando hay un cambio en el voltaje de entrada (vid)?

    <p>Cambia al mismo tiempo.</p> Signup and view all the answers

    Si la diferencia de potencial entre las entradas inversora y no inversora es cero, ¿qué se espera en la salida del amplificador?

    <p>Un voltaje nulo.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la característica clave de la impedancia de entrada (Ri) en un amplificador operacional ideal?

    <p>Es infinita.</p> Signup and view all the answers

    En un amplificador operacional ideal, ¿qué se espera de la respuesta en frecuencia?

    <p>Ser plana y con ancho de banda infinito.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo se define el voltaje de salida en relación con la ganancia y las entradas en un amplificador operacional?

    <p>$V_{out} = A(V_1 - V_2)$.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuáles son los semiconductores de un solo cristal más utilizados en la industria electrónica?

    <p>Silicio, germanio y arseniuro de galio</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué propiedad define a los átomos tetravalentes en los semiconductores?

    <p>Tienen cuatro electrones de valencia</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué fenómeno permite que los electrones de valencia asuman un estado 'libre' en un material semiconductor?

    <p>La absorción de energía cinética</p> Signup and view all the answers

    En un semiconductor compuesto como el arseniuro de galio, ¿cómo se describen los átomos que forma este material?

    <p>Tienen estructuras atómicas diferentes</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuántos electrones de valencia tiene el galio?

    <p>Tres</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de enlace se forma entre los átomos de los semiconductores?

    <p>Enlace covalente</p> Signup and view all the answers

    Los electrones 'libres' en un semiconductor son particularmente sensibles a qué tipo de influencia?

    <p>Campos eléctricos aplicados</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la principal razón por la que el silicio es uno de los semiconductores más utilizados?

    <p>Estructura cristalina repetitiva</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué valor representa el voltaje de ruptura de colector en un transistor?

    <p>El voltaje en el que la corriente colector-base comienza a aumentar rápidamente.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el rango típico de temperatura de operación para un transistor de silicio?

    <p>65° a 200° C</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué característica distingue al transistor FET de unión (JFET) de otros transistores?

    <p>Utiliza corrientes de electrones o de huecos, pero no ambas al mismo tiempo.</p> Signup and view all the answers

    ¿Para qué se prefiere el transistor FET en sistemas de conmutación en comparación con el BJT?

    <p>Por su alta velocidad de conmutación.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué indica el producto ganancia-ancho de banda (fT) en un transistor?

    <p>La ganancia máxima de corriente a una frecuencia determinada.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué sucede si se exceden las corrientes máximas de colector y de emisor en un transistor?

    <p>El transistor puede dañarse permanentemente.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué aspecto de la construcción del transistor FET lo diferencia de los transistores bipolares?

    <p>Operación bajo principios completamente diferentes.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la principal ventaja del transistor FET frente al BJT cuando se utiliza como amplificador?

    <p>Mayor impedancia de entrada.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la característica principal de la configuración en lazo abierto de un amplificador operacional?

    <p>No tiene conexión entre entrada y salida.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué describe adecuadamente el amplificador diferencial?

    <p>Produce un nivel de saturación a la salida.</p> Signup and view all the answers

    En un amplificador no inversor, ¿cuál es la relación entre el voltaje de entrada y el voltaje de salida?

    <p>El voltaje de salida es proporcional al voltaje de entrada por un factor A.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué sucede con el voltaje de salida cuando se aplica cualquier señal de entrada ligeramente mayor que cero en una configuración de lazo abierto?

    <p>El voltaje de salida entra en saturación.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la expresión que representa el voltaje de salida en un amplificador diferencial?

    <p>$V_0 = A(V_{in1} - V_{in2})$</p> Signup and view all the answers

    En un amplificador no inversor, ¿qué ocurre con las señales de entrada y salida?

    <p>La salida está en fase con la entrada.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es cierta sobre la ganancia A en una configuración de lazo abierto?

    <p>Se considera como ganancia ideal infinita.</p> Signup and view all the answers

    ¿Por qué no se emplean configuraciones en lazo abierto en aplicaciones lineales?

    <p>Porque no permiten la retroalimentación.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la fórmula para calcular el voltaje de salida de un amplificador operacional no inversor?

    <p>$V_{out} = 1 + \frac{R_2}{R_1} V_{in}$</p> Signup and view all the answers

    Si $V_{in} = 2V$, $R_1 = 100kΩ$, y $R_2 = 500kΩ$, ¿cuál es el voltaje de salida $V_{out}$ de un amplificador operacional no inversor?

    <p>$12V$</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué condición se necesita para un amplificador inversor para obtener un voltaje de salida $V_{out} = 24V$?

    <p>Un $V_{in}$ negativo</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo se calcula el voltaje de entrada necesario para un amplificador inversor con $R_1 = 300Ω$ y $R_f = 1kΩ$ para obtener $V_{out} = 24V$?

    <p>Usando $V_{in} = -V_{out} \frac{R_1}{R_f}$</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué caracteriza a un amplificador derivador en términos de su salida?

    <p>La salida es proporcional a la frecuencia de la señal</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué sucederá con el voltaje de salida si se aumenta $R_2$ en un amplificador no inversor manteniendo $R_1$ constante?

    <p>El voltaje de salida aumentará</p> Signup and view all the answers

    En un amplificador integrador, ¿qué función cumple el capacitor?

    <p>Integrar la señal de entrada en el tiempo</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué relación existe entre $R_f$ y $R_1$ en un amplificador inversor?

    <p>Establecen la relación de amplificación</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el valor del capacitor necesario para que un oscilador opere a 1 KHz utilizando el principio del oscilador de corrimiento de fase con transistor FET?

    <p>6.5 nF</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué ocurre cuando se aplica tensión de CA al cristal de un micrófono de cristal?

    <p>Convierte energía eléctrica en energía mecánica</p> Signup and view all the answers

    Al calcular la frecuencia resultante de un oscilador Colpitts, ¿cuáles de los siguientes componentes son necesarios?

    <p>Inductores y capacitores</p> Signup and view all the answers

    En un oscilador de corrimiento de fase, ¿cuál es la ecuación utilizada para calcular el capacitor?

    <p>$C = rac{1}{2ig(3.1416ig) R f}$</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué valor se debe utilizar para $r_d$ en un oscilador de corrimiento de fase con transistor FET según los parámetros dados?

    <p>40 kΩ</p> Signup and view all the answers

    Para utilizar un oscilador Colpitts, ¿qué factor es irrelevante en la selección del transistor?

    <p>El tipo de transistor</p> Signup and view all the answers

    Al diseñar un oscilador con los valores dados, ¿qué componente es esencial para determinar la frecuencia del oscilador Colpitts?

    <p>El inductor</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el propósito de las etapas de amplificación en un micrófono de cristal?

    <p>Aumentar la intensidad de la señal</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de salida produce un AND gate si al menos una de las entradas es baja (0)?

    <p>0</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de las siguientes puertas lógicas produce una salida alta solo si ambas entradas son diferentes?

    <p>XOR Gate</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo se representa la salida de un NOT gate cuando la entrada es alta (1)?

    <p>0</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué describe un truth table en el contexto de puertas lógicas?

    <p>La relación entre las entradas y la salida</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de las siguientes puertas lógicas genera una salida baja solo si todas sus entradas son altas?

    <p>NAND Gate</p> Signup and view all the answers

    En el álgebra booleana, ¿qué operación representa la adición lógica?

    <p>OR</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de expresión se utiliza para describir las puertas lógicas en álgebra booleana?

    <p>Expresiones booleanas</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de las siguientes es una puerta lógica que produce una salida alta únicamente si todas las entradas son bajas?

    <p>NOR Gate</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Objetivos

    • La electrónica analógica sigue siendo fundamental en el diseño y funcionamiento de muchos dispositivos y sistemas electrónicos.
    • Se ocupa del procesamiento y transmisión de señales que varían de forma continua.
    • Es crucial en aplicaciones que exigen un manejo preciso de datos y una respuesta en tiempo real.
    • Permite capturar y representar el mundo físico con todo su esplendor.
    • A diferencia de la electrónica digital (señales discretas y binarias), la analógica trabaja con señales que cambian gradualmente en el tiempo y pueden tener infinitos valores.

    Cómo Estudiar

    • Empezar por los fundamentos de la electrónica, como las leyes de Kirchhoff, los circuitos resistivos y la teoría de circuitos.
    • Asegurarse de tener una base sólida en el análisis de corriente y voltaje antes de profundizar en la electrónica analógica.
    • Dedicar tiempo al estudio de los componentes analógicos, como resistencias, capacitores, inductores, transistores y amplificadores operacionales.
    • Comprender sus características, símbolos, funciones y aplicaciones.
    • Para un mejor entendimiento, realizar diagramas conceptuales de los temas.

    Temario

    • Elementos discretos: Materiales semiconductores, el diodo y sus tipos, el transistor y sus tipos, resistencias, capacitores, inductores, diodos, transistores.
    • Amplificadores: Definición de un amplificador operacional, tipos de amplificadores operacionales (diferencial, inversor, no inversor, seguidor de voltaje, sumador), ejercicios de aplicación.
    • Osciladores: Definición de un oscilador, tipos de osciladores (LC, RC, Colpitts, Clapp), ejercicios de aplicación.
    • Sistemas numéricos: Definición de un sistema numérico, conversiones entre sistemas binario, decimal, octal y hexadecimal.
    • Compuertas lógicas: Definición de compuerta lógica, tipos de compuertas lógicas (AND, OR, NOT, NAND, NOR), ejercicios de resolución.

    Elementos Discretos (Continuación)

    • Resistencia: Limita el flujo de corriente, representada por "R" y se mide en ohmios (Ω).
    • Capacitor: Almacena y libera carga eléctrica, simbolizado por "C" y medido en faradios (F).
    • Inductor: Almacena energía en un campo magnético, simbolizado por "L" y medido en henrios (H).
    • Diodo: Dispositivo de dos terminales que permite el flujo de corriente en una sola dirección.
    • Transistor: Actúa como interruptor o amplificador de señal, con diferentes tipos como bipolares (BJT) y de efecto de campo (FET).
    • Diodo Schottky: Caracterizado por una baja caída de voltaje y una rápida respuesta.
    • Diodo Shockley: Diodo PNPN con dos estados estables.
    • Diodo de recuperación del paso: Guarda carga del pulso positivo, aprovechando el negativo.
    • **Diodo Túnel:**Interruptor de alta velocidad con zona de resistencia negativa.

    Semiconductores

    • Los semiconductores son una clase especial de elementos con conductividad entre la de un buen conductor y un aislante.
    • Su estructura atómica y enlace covalente los hacen sensibles a la luz y al calor.
    • Se utilizan en la construcción de dispositivos electrónicos.

    Rectificador

    • Los diodos rectificadores permiten la transformación de corriente alterna (CA) a corriente continua (CC).

    Tipos de Diodos

    • Diodos detectores (baja señal)
    • Diodos de contacto puntual
    • Diodos de unión
    • Diodo Zener
    • Emisor de luz (LED)
    • Transistor Schottky
    • Transistor schokley
    • Transistor de recuperación del paso
    • Transistor Túnel

    Diodo Zener

    • Permite un voltaje constante en sus terminales en polarización inversa.
    • Se utiliza como limitador o regulador de voltaje.

    Emisor de Luz (LED)

    • Convierte energía eléctrica en energía lumínica.
    • Su funcionamiento se basa en la recombinación de electrones y huecos.
    • Emite luz con diferentes colores dependiendo de su composición.

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