Física y señales: ancho de banda, atenuación y distorsión

Ley de Snell y Propiedades de la Señal

• El ángulo que forma la onda transmitida es distinto al que formaba la onda incidente, según la ley de Snell.
• Ancho de banda: es el intervalo de frecuencias que puede tomar una señal sin sufrir una distorsión importante.
• En señales analógicas, un mayor ancho de banda se traduce en una mayor fidelidad en la señal transmitida.
• En señales digitales, el ancho de banda determina la cantidad de bits que pueden transmitirse por unidad de tiempo.
• Distorsión: las señales de distinta frecuencia viajan a distinta velocidad por la línea de transmisión.
• Atenuación: la trasmisión pierde energía por diversas causas, expresada en decibelios.

Componentes Electrónicos

• Fotoreistor: componente cuya resistencia disminuye con el aumento de luz de manera lineal.
• Fotodiodo: se basa en la unión P-N modificada como un semiconductor intrínseco entre la unión P y N, operando en polarización inversa.
• Fototransistor: modificación de un transistor NPN, donde la unión de base es un fotodiodo, por lo que la corriente de base es la fotocorriente.

Transistores

• Curva característica de un transistor: tiene 3 modos de trabajo y 3 estados dependiendo de la configuración.
• Saturación: funciona como interruptor, permitiendo un paso de corriente entre emisor y colector sin pérdidas significativas.
• Activa: funciona como amplificador de corriente, con buena ganancia y poca distorsión.
• Corte: funciona como interruptor, con un comportamiento similar al de un cortocircuito entre emisor y colector.

Transistores de Efecto Campo (FET)

• Funciona como interruptor o amplificador, similar al BJT.
• La conmutación entre los estados ON y OFF del FET se determina por una diferencia de potencial y no por una corriente, lo que supone un considerable ahorro de energía y menos valor disipado.

JFET y MOSFET

• JFET: transistor de unión de efecto campo, con canal del mismo tipo que el dopado del semiconductor entre fuente y drenaje.
• MOSFET: transistor de efecto campo metal-oxido-semiconductor, con canal del tipo contrario que el dopado del semiconductor entre fuente y drenaje.
• Funcionamiento según la tensión de puerta: VG=0, el canal está abierto, y al aumentar VG, se estrecha el canal hasta que se cierra completamente.

Unión PN y Diodos

• Unión PN: consiste en poner en contacto dos semiconductores extrínsecos con la misma base cristalina, uno tipo n y otro tipo p.
• Diodo PN: componente electrónico que consiste en una unión de semiconductores pn, con una red cristalina común.
• Polarización directa: el extremo p se mantiene a un potencial mayor que el extremo n, disminuyendo la barrera de potencial en la zona de transición.
• Polarización inversa: el extremo p se mantiene a un potencial menor que el extremo n, aumentando la barrera de potencial en la zona de transición.

Biestables

• Biestable J-K: la diferencia con RS- es que la denominación J o K no tienen ningún significado.
• Biestable T: biestable de basculación, conocido como biestable de tipo T.

Dispositivos Combinacionales

• Dispositivos combinacionales: tienen m entradas y n salidas, siempre m>n.
• Característica principal: solo una de las entradas puede estar activa en cada momento.
• No tienen memoria.

Codificadores y Decodificadores

• Codificador: circuito lógico combinacional que realiza la función inversa del decodificador, permitiendo la introducción de un valor lógico y convirtiéndolo en una salida codificada.
• Decodificador: detecta una determinada combinación de bits en sus entradas relacionada con una codificación y descodifica en la salida.

Multiplexores y Demultiplexores

• Multiplexor: dispositivo que permite dirigir los datos digitales procedentes de distintas fuentes a una única línea de salida, para ser trasmitidos a un destino común.
• Demultiplexor: circuito combinacional generado para realizar la función inversa del multiplexor, con una entrada de datos y varias salidas.

Variables y Funciones Lógicas

• Variable: forma de llamar a un dato que puede tomar distintos valores numéricos.
• Variable lógica: solo puede utilizar dos valores: {1,0} {Verdadero, falso} {Par, impar}.
• Funciones lógicas: están formadas por variables lógicas y cada combinación de variable lógica de entrada se asocia a otra variable lógica de salida.

Ondas Electromagnéticas

• Dispersión: el índice de refracción depende de la frecuencia, lo que hace que cada componente de la señal viaje a una velocidad distinta.
• Atenuación: el medio absorbe energía de la onda, lo que hace que la potencia total transportada por la onda disminuya con la distancia recorrida dentro del medio.
• Reflexión: parte de la energía de la onda incide se refleja dentro del primer medio, con el ángulo de la onda reflejada igual al de la onda incidente.
• Refracción: otra parte de la energía de la onda incide se transmite al segundo medio.