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Índice
INTRODUCCIÓN ......................................................................................................................................................8
CAPÍTULO 1. SISTEMAS DIGITALES...................................................................................................................9
1.1 Introducción a los sistemas digitales.........................................................................................10
1.1.1Magnitudes analógicas y magnitudes digitales.....................................................................................10
1.1.2 Ventajas e inconvenientes de los sistemas digitales..............................................................................12
1.1.3Señales digitales......................................................................................................................................12
1.2EL ÁLGEBRA DE BOOLE y las puertas lógicas:
Las piedras angulares del diseño de circuitos digitales ................................................14
1.2.1Propiedades y teoremas del álgebra del Boole ......................................................................................17
1.2.2Puertas lógicas........................................................................................................................................19
1.2.3Representación de funciones lógicas .....................................................................................................24
1.2.4Simplificación de funciones lógicas .......................................................................................................30
1.3Tipos de circuitos digitales................................................................................................................31
1.4Circuitos combinacionales ................................................................................................................32
1.4.1 Bloques básicos . .....................................................................................................................................32
1.4.2Dispositivos lógicos programables (PLD)...............................................................................................41
1.5CASOPRÁCTICO...............................................................................................................................................42
1.5.1El Multímetro digital..............................................................................................................................42
1.5.2Placas de inserción..................................................................................................................................43
RESUMEN DEL CAPÍTULO......................................................................................................................................45
EJERCICIOS PROPUESTOS.....................................................................................................................................46
TEST DE CONOCIMIENTOS....................................................................................................................................47
CAPÍTULO 2. CIRCUITOS LÓGICOS SECUENCIALES.................................................................................49
2.1 INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS SECUENCIALES................................................................................50
2.2SINCRONISMO..................................................................................................................................................51
2.3 BIESTABLES......................................................................................................................................................52
2.3.1 Biestable S-R asíncrono..........................................................................................................................53
2.3.2 Biestable S-R síncrono por nivel.............................................................................................................56
2.3.3 Biestable S-R síncrono por flanco...........................................................................................................57
2.3.4 Biestable D..............................................................................................................................................59
2.3.5 Biestable J-K...........................................................................................................................................59
2.3.6 Biestable T...............................................................................................................................................61
2.3.7Señales asíncronas..................................................................................................................................62
2.4bloques secuenciales estándar .....................................................................................................63
2.4.1Contadores . ............................................................................................................................................63
2.4.2Divisores de frecuencia...........................................................................................................................68
2.4.3Registros..................................................................................................................................................68
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2.5Caso PRÁCTICO...............................................................................................................................................73
RESUMEN DEL CAPÍTULO......................................................................................................................................75
EJERCICIOS PROPUESTOS.....................................................................................................................................75
TEST DE CONOCIMIENTOS....................................................................................................................................76
CAPÍTULO 3. REPRESENTACIÓN DE LA INFORMACIÓN..........................................................................77
3.1introducción a la representación de la información........................................................78
3.2Sistemas de representación numérica.........................................................................................78
3.2.1Conversión entre bases...........................................................................................................................79
3.2.2 Introducción a los sistemas de representación numérica en base 2......................................................82
3.2.3Sistemas de representación numérica posicionales en coma fija..........................................................84
3.2.4Codificaciones BCD.................................................................................................................................91
3.2.5Códigos continuos....................................................................................................................................92
3.3Sistemas de representación alfanumérica . .............................................................................92
RESUMEN DEL CAPÍTULO......................................................................................................................................94
EJERCICIOS PROPUESTOS.....................................................................................................................................94
TEST DE CONOCIMIENTOS....................................................................................................................................96
CAPÍTULO 4. COMPONENTES ELECTRÓNICOS BÁSICOS........................................................................97
4.1Componentes pAsivos...............................................................................................................................98
4.1.1Resistencias.............................................................................................................................................98
4.1.2Condensadores......................................................................................................................................104
4.1.3 Bobinas..................................................................................................................................................112
4.2Componentes activos............................................................................................................................115
4.2.1Semiconductores...................................................................................................................................115
4.2.2Diodos....................................................................................................................................................120
4.3CASO PRÁCTICO.............................................................................................................................................126
RESUMEN DEL CAPÍTULO....................................................................................................................................127
EJERCICIOS PROPUESTOS...................................................................................................................................128
TEST DE CONOCIMIENTOS..................................................................................................................................129
CAPÍTULO 5. TRANSISTORES BIPOLARES..................................................................................................131
5.1Estructura física del transistor..................................................................................................133
5.1.1La unión bipolar. Terminales del transistor.........................................................................................133
5.1.2Funcionamiento de los transistores NPN y PNP.................................................................................134
5.1.3Corrientes y tensiones en un transistor...............................................................................................136
5.1.4Características típicas de los transistores...........................................................................................138
5.1.5Tipos de transistores.............................................................................................................................140
5.2POLARIZACIÓN Y Modos de Operación..............................................................................................141
5.2.1Curvas características..........................................................................................................................141
5.2.2Resolución gráfica de problemas..........................................................................................................143
5.2.3Modelo equivalente en CC....................................................................................................................147
5.2.4Conmutación.........................................................................................................................................151
5.3Amplificación con transistores.....................................................................................................154
5.3.1Modelo de pequeña señal del transistor...............................................................................................154
5.3.2Configuraciones de etapa simple..........................................................................................................157
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índice
5.4CASO PrÁCTICO.............................................................................................................................................161
RESUMEN DEL CAPÍTULO....................................................................................................................................162
EJERCICIOS PROPUESTOS...................................................................................................................................162
TEST DE CONOCIMIENTOS..................................................................................................................................165
CAPÍTULO 6. FUENTES DE ALIMENTACIÓN................................................................................................167
6.1Tipos y LIMITACIONES................................................................................................................................168
6.2FUENTES DE ALIMENTACIÓN LINEALES................................................................................................171
6.2.1Transformación.....................................................................................................................................172
6.2.2Rectificación..........................................................................................................................................174
6.2.3Filtrado..................................................................................................................................................177
6.2.4Regulación.............................................................................................................................................182
6.3FUENTES Conmutadas.............................................................................................................................187
6.3.1 Inversor. Topologías DC-DC..................................................................................................................188
6.3.2Control del inversor...............................................................................................................................192
6.4CASO PrÁCTICO.............................................................................................................................................193
RESUMEN DEL CAPÍTULO....................................................................................................................................194
EJERCICIOS PROPUESTOS...................................................................................................................................194
TEST DE CONOCIMIENTOS..................................................................................................................................195
CAPÍTULO 7. COMPONENTES PARA ELECTRÓNICA DE POTENCIA...................................................197
7.1Diodo shockley.........................................................................................................................................198
7.2El tiristor....................................................................................................................................................200
7.2.1Funcionamiento....................................................................................................................................200
7.2.2Circuitos de disparo...............................................................................................................................202
7.2.3Conmutación natural y forzada............................................................................................................202
7.2.4Aplicación en rectificadores..................................................................................................................203
7.3Diacs y triacs..............................................................................................................................................206
7.3.1El DIAC..................................................................................................................................................206
7.3.2El TRIAC...............................................................................................................................................209
7.4 El transistor ujt.....................................................................................................................................212
RESUMEN DEL CAPÍTULO....................................................................................................................................215
EJERCICIOS PROPUESTOS...................................................................................................................................215
TEST DE CONOCIMIENTOS..................................................................................................................................216
CAPÍTULO 8. AMPLIFICADORES OPERACIONALES.................................................................................219
8.1El amplificador diferencial.............................................................................................................221
8.2Características del amplificador operacional....................................................................225
8.2.1 Impedancias de entrada y salida..........................................................................................................225
8.2.2Ganancia en lazo abierto.......................................................................................................................225
8.3 circuitos con amplificadores operacionales........................................................................226
8.3.1Realimentación negativa......................................................................................................................226
8.3.2Configuración no inversora...................................................................................................................227
8.3.3Configuración inversora.......................................................................................................................229
8.3.4Otras aplicaciones.................................................................................................................................235
8.4 filtros activos..........................................................................................................................................237
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electrónica
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8.4.1Paso bajo................................................................................................................................................238
8.4.2Paso alto.................................................................................................................................................241
8.4.3Paso banda.............................................................................................................................................243
8.5 convertidores i-V y V-i...........................................................................................................................246
RESUMEN DEL CAPÍTULO....................................................................................................................................248
EJERCICIOS PROPUESTOS...................................................................................................................................248
TEST DE CONOCIMIENTOS..................................................................................................................................249
CAPÍTULO 9. OSCILADORES Y TEMPORIZADORES..................................................................................251
9.1 osciladores................................................................................................................................................252
9.1.1Osciladores RC......................................................................................................................................253
9.1.2Osciladores LC y cristal........................................................................................................................255
9.1.3Oscilador de relajación..........................................................................................................................258
9.1.4PLLs.......................................................................................................................................................261
9.2 temporizadores integrados: el CI 555...........................................................................................263
9.2.1Funcionamiento como temporizador....................................................................................................264
9.2.2Funcionamiento como oscilador...........................................................................................................266
RESUMEN DEL CAPÍTULO....................................................................................................................................268
EJERCICIOS PROPUESTOS...................................................................................................................................269
TEST DE CONOCIMIENTOS..................................................................................................................................270
CAPÍTULO 10. APÉNDICE...................................................................................................................................271
10.1Señales digitales (ampliación)........................................................................................................272
10.1.1Conjuntos universales...........................................................................................................................272
10.2Dispositivos lógicos programables (ampliación).................................................................273
10.2.1Memorias ROM.....................................................................................................................................273
10.2.2Matrices lógicas programables (PLA) .................................................................................................274
10.3Tipos de CODIFICACIONES (ampliación)...........................................................................................275
10.3.1Códigos continuos (ampliación)............................................................................................................276
10.3.2Sistemas de representación numérica en coma flotante ....................................................................278
10.3.3Otros sistemas de representación.........................................................................................................280
10.4Parámetros de rendimiento de los rectificadores............................................................281
10.5Análisis Armónico. Filtros a inductor.........................................................................................282
material adicional.......................................................................................................................................285
índice alfabético..........................................................................................................................................287
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