electronica - electricidad
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circuitos microelectronicos análisis y diseño
Rashid Muhammad H. (Autor)
·
thomson
· Libro Físico
circuitos microelectronicos análisis y diseño - rashid muhammad h.
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Reseña del libro "circuitos microelectronicos análisis y diseño"
Comentario
Figuras. Tablas.Ejemplos. Referencias. Preguntas. Problemas.
Texto para un curso de dos o tras semestres en carreras de ingenieria electrica o ingenieria en computacion. Los objetivos de estudio en este libro son: Presentar las caracteristicas basicas de los dispositivos semiconductores de uso mas comun en los circuitos integrados. Desarrollar las habilidades en el analisis y diseño de circuitos analogicos y digitales. Familiarizar a los estudiantes con los procesos de la formulacion de especificaciones, el analisis de soluciones alternativas, la sintesis, la toma de decisiones, las iteraciones, los factores de costo y aspectos de tolerancia.
Indice del Contenido
Contenido
Prefacio
CAPÍTULO 1
Introducción a la electrónica y el diseño
1.1 Introducción
1.2 Historia de la electrónica
1.3 Sistemas electrónicos
Sensores
Actuadores
1.4 Señales electrónicas y notación
Convertidores analógico a digital
Convertidores digital a analógico
Notación
1.5 Clasificación de los sistemas electrónicos
1.6 Especificaciones de los sistemas electrónicos
Especificaciones de la respuesta transitoria
Distorsión
Especificaciones de frecuencia
Especificaciones de cd y señal pequeña
1.7 Diseño de sistemas electrónicos
1.8 Diseño de circuitos electrónicos
Comparación entre análisis y diseño
Definición del diseño de ingeniería
Proceso de diseño a nivel de circuito
Beneficios que se obtienen al estudiar desde una perspectiva del diseño
Tipos de proyectos de diseño
Informe de diseño
1.9 Dispositivos electrónicos
Diodos semiconductores
Transistores de unión bipolar
Transistores de efecto de campo
REFERENCIAS
PROBLEMAS
CAPÍTULO 2
Diodos
2.1 Introducción
2.2 Diodos ideales
2.3 Características de transferencia de los circuitos con diodos
2.4 Diodos reales
2.5 Funcionamiento físico de los diodos de unión
Unión de] diodo
Condición de polarización directa
Condición de polarización inversa
Condición de ruptura
2.6 Características de los diodos reales
2.7 Determinación de las constantes del diodo
2.8 Efectos de la temperatura
2.9 Análisis de circuitos con diodos reales
Método gráfico
Método de aproximación
Método iterativo
2.10 Modelado de diodos reales
Modelo de cd con caída de voltaje constante
Modelo de cd lineal por secciones
Modelo de ca de baja frecuencia
Modelo de ca de alta frecuencia
Modelo del diodo en P Spice/SPICE
2.11 Diodos, zener
Regulador zener
Diseño de un regulador zener
Limitadores zener
Efectos de la temperatura en los diodos zener
2.12 Diodos emisores de luz
2.13 Diodos de barrera Schottky
2.14 Disipación nominal de potencia
2.15 Hojas de datos técnicos para diodos
RESUMEN
REFERENCIAS
PREGUNTAS DE REPASO
PROBLEMAS
CAPÍTULO 3
Aplicaciones de los diodos
3.1 Introducción
3.2 Rectificadores de diodo
Rectificadores monofásicos de media onda
Rectificadores monofásicos de onda completa con derivación central
Rectificadores monofásicos con puente de onda completa
3.3 Filtros de salida para rectificadores
Filtros L
Filtros C
Filtros LC
3.4 Recortadores
Recortadores en paralelo
Recortadores en serie
3.5 Circuitos de fijación
Circuitos de fijación de nivel con corrimiento fijo
Circuitos de fijación de nivel con corrimiento variable
3.6 Detectores de picos y demoduladores
3.7 Multiplicadores de voltaje
Duplicadores de voltaje
Triplicadores y cuatriplicadores de voltaje
3.8 Generadores de función
RESUMEN
REFERENCIAS
PREGUNTAS DE REPASO
PROBLEMAS
CAPÍTULO 4
Introducción a los amplificadores
4.1 Introducción
4.2 Características de un amplificador
Ganancia en voltaje
Ganancia en corriente
Ganancia en potencia
Ganancia logarítmica
Resistencias de entrada y de salida
Saturación del amplificador
No linealidad de los amplificadores
4.3 Tipos de amplificadores
Amplificadores de voltaje
Amplificadores de corriente
Amplificadores de transconductancia
Amplificadores de transimpedancia
4.4 Modelos de PSpice/SPICE para amplificadores
Amplificador de voltaje
Amplificador de corriente
Amplificador de transconductancia
Amplificador de transimpedancia
4.5 Relaciones de ganancia
Amplificadores de voltaje y de corriente
Amplificadores de voltaje y de transconductancia
Amplificadores de voltaje y de transimpedancia
4.6 Amplificadores en cascada
Amplificadores de voltaje en cascada
Amplificadores de corriente en cascada
4.7 Introducción a los amplificadores con transistores
Transistores de unión bipolar
Transistores de efecto de campo
4.8 Respuesta en frecuencia de los amplificadores
Característica pasabajas
Característica pasaaltas
Característica pasabanda
Relación entre la ganancia y el ancho de banda
4.9 Teorema de Miller
4.10 Diseño de un amplificador
RESUMEN
PREGUNTAS DE REPASO
PROBLEMAS
CAPÍTULO 5
Dispositivos de amplificación
5.1 Introducción
5.2 Transistores de unión bipolar
Características de entrada y de salida
Modelos del BJT
Polarización con cd de los BJT
Diseño de circuitos de polarización
Amplificadores en configuración de emisor común
Seguidores de emisor
Amplificadores en configuración de base común
Amplificadores con cargas activas
5.3 Transistores de efecto de campo
MOSFET-5ncrementales
MOSFET decrementales
Transistores de efecto de campo de unión
Modelos FET
Polarización de los FET
Amplificadores de fuente común
Amplificadores de drenaje común
Amplificadores de compuerta común
Amplificadores FET con cargas activas
5.4 Comparación entre FET y BJT
5.5 Diseño de amplificadores
Diseño de amplificadores con BJT
Diseño de amplificadores con FET
RESUMEN
PREGUNTAS DE REPASO
REFERENCIAS
PROBLEMAS
CAPÍTULO 6
Introducción a los amplificadores operacionales
6.1 Introducción
6.2 Características de los amplificadores operacionales ideales
6.3 Modelos de PSpice/SPICE de amplificadores operacionales
Modelo lineal de cd
Modelo lineal de ea
Macromodelo no lineal
6.4 Análisis de circuitos con amplificadores operacionales ideales Amplificadores no inversores
Amplificadores inversores
Amplificadores diferenciales
6.5 Aplicaciones de los amplificadores operacionales
Integradores 281 Diferenciadores
Amplificadores de instrumentación
Amplificadores sumadores no inversores
Amplificadores sumadores inversores
Amplificadores sumadores-restadores
Excitadores de optoacoplador
Fotodetectores
Convertidores voltaje-corriente
Voltímetros de cd
Milivoltímetros de cd
Convertidores de impedancia negativa
Fuentes de corriente constante
Integradores no inversores
Simuladores de inductancia
Seguidores autoelevados de voltaje con acoplamiento de ea
6.6 Circuitos con amplificadores operacionales y diodos
Detectores de la señal más positiva
Detectores de precisión de voltaje pico
Rectificadores de precisión de media onda
Rectificadores de precisión de onda completa
Circuitos de fijación de precisión
Limitadores de voltaje fijo
Limitadores de voltaje ajustable
Limitadores de voltaje zener
Limitadores de transición abrupta
6.7 Diseño de circuitos con amplificadores operacionales
RESUMEN
REFERENCIAS
PREGUNTAS DE REPASO
PROBLEMAS
CAPÍTULO 7
Características de los amplificadores operacionales reales
7.1 Introducción
7.2 Estructura interna de los amplificadores operacionales
7.3 Parámetros de los amplificadores operacionales reales
Resistencia de entrada
Resistencia de salida
Capacitancia de entrada
Relación de rechazo de modo común
Ganancia en voltaje de señal grande
Tiempo de levantamiento
Ganancia en voltaje de lazo abierto y ancho de banda
Velocidad de respuesta
Limites del voltaje de entrada
Limites del voltaje de salida
Voltaje de offset de entrada
Corriente de polarización de entrada
Corriente de offset de entrada
Relación de rechazo con variaciones en la fuente de alimentación
Deriva térmica
7.4 Ajuste del voltaje de offset
7.5 Medición de los parámetros de offset
RESUMEN
PREGUNTAS DE REPASO
REFERENCIAS
PROBLEMAS
CAPÍTULO 8
Respuesta en frecuencia de los amplificadores
8.1 Introducción
8.2 Modelo y respuesta en frecuencia de los BJT
Modelo de alta frecuencia
Modelo de PSpice/SPICE de señal pequeña
Respuesta en frecuencia de los BJT
8.3 Modelo y respuesta en frecuencia de los FET
Modelo y respuesta en frecuencia de los JFET
Modelo y respuesta en frecuencia de los MOSFET
Modelo de PSpice/SPICE de señal pequeña
8.4 Gráficas de Bode
Amplificadores pasabajas
Amplificadores pasaaltas
Amplificadores pasabanda
8.5 Respuesta en frecuencia de un amplificador
Frecuencias de corte bajas
Frecuencias de corte altas
8.6 Métodos del cortocircuito y del valor cero para determinar las frecuencias de corte
Método del cortocircuito
Método del valor cero
Ganancia en voltaje de media banda
8.7 Respuesta en frecuencia de amplificadores con BJT de emisor común Frecuencias de corte bajas
Frecuencias de corte altas
8.8 Respuesta en frecuencia de amplificadores con BJT de colector común Frecuencias de corte
bajas
Frecuencias de corte altas
8.9 Respuesta en frecuencia de amplificadores con BJT de base común
Frecuencias de corte bajas
Frecuencias de corte altas
8.10 Respuesta en frecuencia de amplificadores con FET
Amplificadores de fuente común
Amplificadores de drenaje común
Amplificadores de compuerta común
8.11 Amplificadores de varias etapas
8.12 Respuesta en frecuencia de circuitos con amplificadores operacionales
Respuesta en frecuencia de circuitos integradores cooperacionales
Respuesta en frecuencia de circuitos diferenciadores operacionales
8.13 Diseño de la respuesta en frecuencia
RESUMEN
PREGUNTAS DE REPASO
REFERENCIAS
PROBLEMAS
CAPÍTULO 9
Filtros activos
9.1 Introducción
9.2 Filtros activos comparados con los filtros pasivos
9.3 Tipos de filtros activos
9.4 La función bicuadrática
9.5 Filtros Butterworth
Función de Butterworth para n = 2
Función de Butterworth para n = 3
9.6 Filtros pasabajas
Filtros pasabajas de primer orden
Filtros pasabajas de segundo orden
Filtros Butterworth pasabajas
9.7 Filtros pasaaltas
Filtros pasaaltas de primer orden
Filtros pasaaltas de segundo orden
Filtros Butterworth pasaaltas
9.8 Filtros pasabanda
Filtros pasabanda de banda ancha
Filtros pasabanda de banda angosta
9.9 Filtros de rechazo de banda
Filtros supresores de banda ancha
Filtros supresores de banda angosta
9.10 Filtros pasatodas
9.11 Filtros de capacitor conmutado
Resistores de capacitor conmutado
Integradores de capacitor conmutado
Filtro universal de capacitor conmutado
9.12 Recomendaciones para el diseño de filtros
RESUMEN
PREGUNTAS DE REPASO
REFERENCIAS PROBLEMAS
CAPÍTULO 10
Amplificadores retroalimentados
10.1 Introducción
10.2 Retroalimentación
10.3 Análisis de la retroalimentación
Sensibilidad a la ganancia
Sensibilidad al factor de retroalimentación
Respuesta en frecuencia
Distorsión
10.4 Topologías de retroalimentación
10.5 Análisis de amplificadores retroalimentados
10.6 Retroalimentación serie-paralelo
Análisis de una red ideal de retroalimentación serie-paralelo
Análisis de una red práctica de retroalimentación serie-paralelo
10.7 Retroalimentación serie-serie
Análisis de una red ideal de retroalimentación serie-serie
Análisis de una red práctica de retroalimentación serie-serie
10.8 Retroalimentación paralelo-paralelo
Análisis de una red ideal de retroalimentación paralelo-paralelo
Análisis de una red práctica de retroalimentación paralelo-paralelo
10.9 Retroalimentación paralelo-serie
Análisis de una red ideal de retroalimentación paralelo-serie
Análisis de una red práctica de retroalimentación paralelo-serie
10.10 Diseño de circuitos retroalimentados
10.11 Análisis de estabilidad
Polos e inestabilidad
Criterio de estabilidad de Nyquist
Estabilidad relativa
Efectos del margen de fase
La estabilidad mediante gráficas de Bode
10.12 Técnicas de compensación
Adición de un polo dominante
Modificación del polo dominante
Compensación de Miller y separación de polos
Modificación de la trayectoria de retroalimentación
RESUMEN
PREGUNTAS DE REPASO
REFERENCIAS
PROBLEMAS
CAPÍTULO 11
Osciladores
11.1 Introducción
11.2 Principios de operación de los osciladores
Estabilidad en la frecuencia
Estabilidad en la amplitud
11.3 Osciladores de corrimiento de fase
11.4 Osciladores de cuadratura
11.5 Oscitadores trifásicos
11.6 Osciladores de puente de Wien
11.7 Osciladores de Colpitts
11.8 Osciladores de Hartley
11.9 Osciladores de cristal
11.10 Osciladores sintonizados por filtro activo
11.11 Diseño de osciladores
RESUMEN
PREGUNTAS DE REPASO
REFERENCIAS
PROBLEMAS
CAPÍTULO 12
Introducción a la electrónica digital
12.1 Introducción
12.2 Estados lógicos
12.3 Compuertas lógicas
12.4 Parámetros de desempeño de las compuertas lógicas
Característica de transferencia de voltaje
Márgenes de ruido
Factor de carga de salida y factor de carga de entrada
Retraso de propagación
Disipación de potencia
Producto retraso-potencia
12.5 Inversores NMOS
Inversor NMOS con carga incremental
Inversor NMOS con carga decremental
Comparación de inversores NMOS
12.6 Circuitos lógicos NMOS
Compuertas NMOS de transmisión
Compuertas NMOS NOR
Compuertas NMOS NAND
12.7 Inversores CMOS
12.8 Circuitos lógicos CMOS
Compuertas CMOS de transmisión
Compuertas CMOS NOR y NAND
Familias CMOS
12.9 Comparación entre las compuertas CMOS y las NMOS
12.10 Inversores BJT
Características de transferencia de voltaje
Características de conmutación
12.11 Compuertas lógicas transistor-transistor (TTL)
Compuertas TTL estándar
Compuertas TTL NAND de alta velocidad
Compuertas NAND Schottky TTI
12.12 Compuertas lógicas ORINOR de emisor acoplado (ECL)
12.13 Inversores BiCMOS
Retraso de propagación
12.14 Interfaz de compuertas lógicas
Circuitos CMOS excitados por circuitos TTI
Circuitos TTIL excitados por circuitos CMOS
12.15 Comparación de compuertas lógicas
12.16 Diseño de circuitos lógicos
RESUMEN
PREGUNTAS DE REPASO
REFERENCIAS
PROBLEMAS
CAPÍTULO 13
Fuentes activas y amplificadores diferenciales
13.1 Introducción
13.2 Estructura interna de los amplificadores diferenciales
13.3 Fuentes de corriente BJT
Fuente básica de corriente
Fuente básica modificada de corriente
Fuente de corriente Widlar
Fuente de corriente cascode
Fuente de corriente Wilson
Fuentes de corriente múltiples
13.4 Fuentes de corriente JFET
13.5 Fuentes de corriente MOSFET
Fuente básica de corriente
Fuentes de corriente múltiples
Fuente de corriente cascode
Fuente de corriente Wilson
13.6 Diseño de fuentes de corriente activas
13.7 Fuentes de voltaje acuyas
Transformación de impedancia
Retroalimentación negativa
Retroalimentación negativa y transformación de impedancia
13.8 Características de los amplificadores diferenciales
13.9 Amplificadores diferenciales BJT
Características de transferencia de cd
Análisis de señal pequeña
13.10 Amplificadores diferenciales BJT con cargas activas
Análisis de señal pequeña
Amplificador diferencial con espejo de corriente modificado
Amplificador diferencial cascode
13.11 Amplificadores diferenciales JFET
Par diferencial JFET
Par diferencial JFET con carga activa
13.12 Amplificadores diferenciales MOS
Par diferencial NMOS
Par diferencial MOS con carga activa
13.13 Amplificadores diferenciales BiCMOS
Comparaciones entre amplificadores con BJT y amplificadores con CMOS
Amplificadores BiCMOS
Amplificadores BiCMOS en cascode
13.14 Respuesta en frecuencia de los amplificadores diferenciales
13.15 Diseño de amplificadores diferenciales
RESUMEN
PREGUNTAS DE REPASO
REFERENCIAS
PROBLEMAS
CAPÍTULO 14
Amplificadores de potencia
14.1 Introducción
14.2 Clasificación de los amplificadores de potencia
14.3 Seguidores de emisor
Característica de transferencia
Formas de la señal
Potencia de salida y eficiencia
14.4 Amplificadores clase A
Amplificador de emisor común básico
Amplificadores de emisor común
Amplificador con carga acoplada por transformador
14.5 Amplificadores clase B en contrafase
Amplificadores complementarios en contrafase
Amplificador en contrafase con carga acoplada por transformador
14.6 Amplificadores clase AB complementarios en contrafase
Característica de transferencia
Potencia de salida y eficiencia
Polarización con diodos
Polarización con diodos y con una fuente activa de corriente
Polarización con un multiplicador VBE
14.7 Amplificadores clase AB cuasicomplementarios en contrafase
14.8 Amplificadores clase AB en contrafase acoplados por transformador
14.9 Protección contra cortocircuito y protección térmica
Protección contra cortocircuitos 755 Protección térmica
14.10 Amplificadores operacionales de potencia
Amplificadores de potencia de circuito integrado
Amplificador de puente
14.11 Consideraciones térmicas
Resistencia térmica
Disipación de calor y flujo de calor
Disipación de potencia en función de la temperatura
14.12 Diseño de amplificadores de potencia
RESUMEN
PREGUNTAS DE REPASO
REFERENCIAS
PROBLEMAS
CAPÍTULO 15
Amplificadores operacionales
5.1 Introducción
15.2 Estructura interna de los amplificadores operacionales
15.3 Parámetros de los amplificadores operacionales
Corriente de polarización de entrada
Corriente de offset de entrada
Voltaje de offset de entrada y deriva térmica de voltaje
Relación de rechazo en modo común
Resistencia de entrada
Resistencia de salida
Respuesta en frecuencia
Rapidez de respuesta
15.4 Amplificadores operacionales JFET
Amplificador operacional JFET LHO022
Amplificador operacional JFET LF411
Amplificador operacional JFET LHO062
Amplificador operacional JFET LHO032
15.5 Amplificadores operacionales CMOS
Amplificador operacional CMOS MC 14573
Amplificador operacional TLC 1078
15.6 Amplificadores operacionales BiCMOS
Amplificador operacional BiCMOS CA3130
Amplificador operacional BiCMOS CA3140
15.7 Amplificadores operacionales BJT
Amplificador operacional BJT LM 124
Amplificador operacional BJT LM 741
15.8 Análisis del amplificador operacional LM 741
Análisis de cd
Análisis de señal pequeña de ca
Análisis de la respuesta en frecuencia
Circuito equivalente de señal pequeña
15.9 Diseño de amplificadores operacionales
RESUMEN
PREGUNTAS DE REPASO
REFERENCIAS PROBLEMAS
CAPÍTULO 16
Circuitos integrados analógicos y sus aplicaciones
16.1 Introducción
16.2 Comparadores
Diferencias entre comparadores y amplificadores operacionales
Conexión en el lado de salida
Comparadores de umbral
16.3 Detectores de cruce por cero
16.4 Disparadores Schmitt
Disparador Schmitt inversor
Disparador Schmitt no inversor
Disparador Schmitt con voltaje de referencia
Efectos de la histéresis sobre el voltaje de salida
16.5 Generadores de onda cuadrada
16.6 Generadores de onda triangular
16.7 Generadores de onda diente de sierra
16.8 Osciladores controlados por voltaje
Modo de carga
Modo de descarga
Realización del circuito
El VCO NE/SE-566
16.9 Temporizador 555
Diagrama de bloques funcional
Multivibrador monoestable
Aplicaciones de los multivibradores monoestables
Multivibrador astable
Aplicaciones de los multivibradores astables
16.10 Lazo amarrado por fase (PLL)
Detector de fase
Circuito integrado de lazo amarrado por fase
Aplicaciones del PLL 565
16.11 Convertidores de voltaje a frecuencia y de frecuencia a voltaje Convertidor VIF
Convertidor F/V
16.12 Circuitos de muestreo y retención
Circuitos de muestreo y retención construidos con amplificadores operacionales
Circuitos integrados de muestreo y retención
16.13 Convertidores digital a analógico
Convertidor D/A con resistor ponderado
Convertidor D/A con red de escalera R-2R
Convertidores D/A de circuito integrado
16.14 Convertidores analógico a digital
Convertidor A/D de aproximaciones sucesivas
Convertidores AID de circuito integrado
16.15 Diseño de circuitos integrados analógicos
RESUMEN
PREGUNTAS DE REPASO
REFERENCIAS
PROBLEMAS
APÉNDICES
Apéndice A: Introducción a PSpice
Apéndice B: Revisión de circuitos básicos
Apéndice C: Modelo híbrido del BJT a frecuencia baja
Apéndice D: Modelo de Ebers-Moll para transistores de unión bipolar
Apéndice E: Componentes pasivos
Apéndice F: Problemas de diseño
Respuestas a ejercicios seleccionados
Índice
Acerca del autor
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