Descarga la aplicación para disfrutar aún más
Vista previa del material en texto
E S T U D I O T E O R I - C O — E X P E R I M E N T A L D E U N P O T E N C I O S T A T O Tesis previa a la obtención del título . de Ingeniero en la especialización de Electrónica y Telecomunicaciones de la Escuela Politécnica Nacional. LUIS H. DAVILA C. QUITO Diciembre de 1973 -4- Certifico aue este trabajo ha sido realizado en su totalidad por el Sr. Luis H. iJávila C. . LUIS BARAJAS Director de Tesis. Quito, Diciembre de 1978 Certifico que el funcionamiento del Circuito Poten^'í.ostñtico. cum con las especificaciones requeridas .» para Química Analítica. OrbeIñg. 'P Dopart amento de Üiectr o química, Quito-, Diciembre do 1973 "7* A MIS PADRES : Ing. Luis B_ Dávila F. Bertha Calderón de Davila P U O L O G O .- fc:^ Para que el Departamento .de Electroquímica, tenga la posibilidad de realizar estudios de Sustancias, con Potencial Controlado; a- . cepté la sugerencia que me hizo, el Ing. Luis Barajas, de colabo_ rar con mi Tesis, elaborando el POTEN C 10 STA'JL'O. He desarrollado un .estudio Teórico - Experimental, con la finalji dad de que en base a estos conocimientos se pudiera construirlo* El POTENC1GSTATO , cumple- un sinnúmero de funciones, dentro de la Química; especialmente para medir Corrosión. Pero requiere un - ' buen diseño , para obtener medidas exactas 'dentro de las prueban - y de esta manera dé los resultados deseados. SSR̂ ffl »^¿$ La implementación, se ha realizado, con elementos proporcionados - por el Laboratorio de Electrónica, y, otros los he conseguido en el mercado nacional. No so.n. elementos de- precisión, como los que debería tener un equ^ po apropiado 1 para la experimentación en un laboratorio „ Y por es ta razón, mi Estudio Teórico = Experimental servirá de muestra pa ra la construcción del POTENCIOSTATO. Para la realización y conclusión de esta Tesis, he contado con la valiosa colaboración de los Señores: Ing. Luis Barajas, Director - del Trabajo^ Sr . Erwin Barriga A., e Ing. Frecluy Or-be, a quienes - agradezco, por la Dirección y .apoyo brindados» LUIS II. DAVILA C. Quito, Diciembre, 1978. *L N ü I C S G E N 15 R A L.~ Página PROLOGO . a INTRODUCCIÓN 1 Capítulo I.- PRINCIPIOS DEL FUNCIONAMIENTO DEL POTEN CIOSTATO. - Concepto»- Generalidades 3 - Cadenas Electroquímicas ,- Magnitudes Medióles en la Electroquímica 5 * - Análisis para la obtención de un Meto 7 do Óptimo del funcionamiento del Po - . tenciostato„ - Conclusión - * 9 Capítulo II,- DISEÑO DEL POTENCIOSTATO. . 13 - Voltaje de Referencia Variable 15 - Detector de Error • 15 - Amplificador de ^rror . 16 - Protección del Circuito 17 - Operación Automática 21 - Sistema de Alimentación S5T - Tr ansf or m a do r 24 - Rectificador de Onda 26 - Filtros 27 - Verificación Experimental ' 30 Gapltulo III.- .OAPITULO TV.- APÉNDICE I.- „ Página EL PQTENCIOSTATO Y SUS APLI- CACIONES. - Prueba de Corrosión 36 - Prueba del Circuito Potencio^ 38 ,tatico. - Influencia de los- aparatos c£ 40 nectados en Serie en la Hama- del Ánodo» - Estudio de un Circuito lntensios_ 42 tatico. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.- 46 - Mejoramientos , 47 48 APÉNDICE II.- 51 JIBLIOGKAPIA I N T R O D ' U C C I O N /- Para controlar potenciales en el pr.oceso electroquímico, invo- lucrados con la Electrólisis, se necesita del POTSNCIOSTATO. Dos operaciones son las realizadas en su .desarrollo : Opera - ción Manual y Operación Automática. .En la Operación Manual, los bornes de salida ( Ánodo y Cátodo ) -están suministrados por el Potenciostato, de un Voltaje constan- te, que puede variar entre O y 10 voltios, con una capacidad — máxima de corriente igual "a 2 A, En esta función se obtienen medidas de tensión y corriente en - la carga, al variar su Voltaje ("Vo ) regulado a la salida» En la Operación Automática, el Potenciostato, provee un 'voltaje - de preselección entre el Cátodo y el electrodo de Referencia, el misino que deberá mantenerse constante durante el proceso de Elec- trólisis que ocurre entre el Ánodo y el Cátodo. He realizado un proceso de regulación de voltaje, para la Opera - ción Manual y Automática, de acuerdo a las funciones que debe de- sarrollar el Potenciostato, en el que se utiliza el mismo princi- pio, pero considerando un tercer electrodo que es el de Referencia, Existen una variedad de especificaciones para la construcción del - POTENCIOSTATO, Por lo tanto se puede crear .un aparato de mayor ver_ satilidad, de acuerdo a requerimientos necesarios para un fin deter minado. . C A P I T U L O I . - DESCRIPCIÓN. - Principios del Funcionamiento del Potenciostato.- Alcance de Procesos;Eléctrolíticos.- - Potenciometría.- Voltamperimetría.- . , - Cadenas Electroquímicas .- Magnitudes Medióles en Electroquí- mica.- - Análisis para la obtención de un Método Óptimo del Funciona - miento del Potenciostato ,- - Análisis por Control de Corriente .- Análisis por Control de Voltajes .- - Análisis por Control de Potencial del Electrodo de Trabajo . - - Conclusión .- 0C A P I T U L O 1 .- • . " •' & CONCEPTO e- El Potenciostato, es un aparato -cuya finalidad es la de controlar el Potencial entre electrodos de un Proceso J3 lectrolítico ; manteniendo constante la diferencia de Voltaje- entre un Electrodo de este proceso , denominado Electrodo de - Trabajo; y un electrodo de Referencia, considerando como ": Po . tencial Fijo o Constante» .Realizaré un breve estudio de nociones químicas referentes al Potenciostato que proporciona una mayor comprensión de su ;-4- X>rincipio básico de funcionamiento como del mejor método a se guirse para su iraplementación» GENERALIDADES.- Las nociones que siguen, estudiadas p'or otro - ladOi de manera profunda, en el Cursos de Electroquímica, son esenciales para la buena comprensión del Principio del funcio- namiento del Potenciostato» El Electroanálisis, dentro de la Química, se refiere principa^ mente, al estudio de la medición de voltajes y corrientes de - soluciones dentro de un proceso Electroquímico. Las (Técnicas Electro analíticas , pueden ser agrupadas en dos principales categorías : POTENCIOMSTRICA y VOLTAMPSRIMETRICA. POTENCIOMSTRICA..- Se refiere a los potenciales medidos mientras no exista una corriente suficientemente significativa que fluya p o r l a solución. . . . .- En cambio en esta técnica, se permite que circule la corriente en una celda electrolítica, dando paso a la Electrólisis, .-Una consideración fundamental en Potenciometría es la OXIDACION,- REDUCCION, existente entre dos especies que puede ser descrita - así: Reducción OX -f NE _ RED. Oxidación donde: OX = OXIDACIÓN RED = REDUCCIÓN n = NUMERO DE ELECTRONES • e ' = ELECTRONES En el proceso de Oxidación, existen pérdidas de electrones y las especies químicas tienden a ser electropositivas. En la Reducción ocurre el proceso inverso, es decir las especies químicas serán e lectronegativas. _Cuando un Electrodo Metálico, conductor electrónico, se sumerge en un electrolito, conductor iónico, aparecen en la superficie una • distribución de cargas eléctricas asimilables en primera aproxima- ción- a un condensador; es la doble capa electroquímica. Existe luego entre el metal y el electrolito una diferencia d e potencial eléctrica ( E ) llamada Tensión Eléctrica Absoluta del Electrodo* No es medible y no se puede sino compararla a otra tensión absolii ta de otro electrodo que sea fija y reproducible; ésta última es llamada Tensión Eléctrica de Referencia ( E ref )_/ La asociación del Electrodo a estudiarse y el de Referencia, for- man una fila . E «/E - E ref. donde E es la Tensión Eléctrica Re; lativa del Electrodo. Para comparar entre las tensiones relativas de los electrodos se ha escogido como sistema de Referencia al electrodo Normal o Stan 9j>y -dar de Hidrógeno ( NHS ) . -^ste Electrodo está constituido por _u , na lámina de platino que permite el intercambio electrónico en tre los iones hidrógeno de una solución de Acido Clorhídrico( C1II ) de H = .O y el Hidrógeno absorbido bajo una presión - de la atmósfera, sobre esta lámina, La principal función de\_ lectrodo de Referencia, es la de mantener un potencial constante a pesar de las variaciones de las soluciones y del tiempo de con. tacto con. los mismos. Las Tensiones Absolutas no son medibles ni calculables; la del - electrodo de Hidrógeno es convencionalmente tomado igual a cero- para cualquier temperatura; y se utiliza principalmente para el montaje de electrodos de Referencia secundarios de Tensiones Re^ - lativas co.nocidas en relación con el Electrodo de Hidrógeno, pe ro de empleo más práctico que éste. Ejemplos: Electrodo saturado- de calomel ( S C E ) saturado con cloruro de.Potasio de Plata ( Ag ), electrodo de cloruro de Plata ( Ag CL ). La Tensión Eléctrica Relativa a un electrodo de Referencia se la llama más brevemente TENSIÓN DEL ELECTRODO ( e ) y su valor ba- jo corriente CJDRO será anotado (e. = Ó ) como tensión en Aban dono» CADENAS ELECTROQUÍMICAS.- MAGNITUDES MEDIDLES.EN ELECTROQUÍMICA.- Se llama Cadena Electroquímica al Sistema Constituido por dos e lectrodos separados por un número cualquiera de electrolitos, en tre cada fase de la cadena existe una .diferencia de potencia-1 en particular, entre, dos electrolitos; esto es la diferencia de p_o tencial llamada " de Unión ". . Todas las magnitudes electroquímicas medibles, son accesibles con ayuda de montajes utilizando cadenas electroquímicas más o menos - complejas, en general se tenderá a minimizar las diferencias de po_ tenciales de unión, que no pueden sor determinados sino medianamen te con. aproximaciones a menudo discutibles. luego la cadena electrolítica de un. solo electrolito, trodo 1, electrolito, electrodo 2; como se demuestra en la fi gura !„ a).- Si esta cadena no está recorrida por ninguna corriente, la diferencia de potencial a los bornes de circuito abierto Ui = O es igual a la fuerza electromotriz bajo corriente cero« b).-La cadena puede también ser recorrida por una corriente I debida: ya sea a la descarga de la cadena en una resistencia ex terior ( pila ) o ya sea a la aplicación a los bornes de la CEL dena de una fuerza electromotriz en oposición ( electrólisis) „ En los do,s casos el electrodo donde so produce una oxidación se llama ÁNODO y el otro CÁTODO. La principal f unción;- del Po teñe i os tato es la de mantener el po- tencial do un electrodo de trabajo a un valor preselecc'ionado , respecto de otro electrodo tomado como de referencia; el proce- so ocurre en una celda electrolítica» De acuerdo a las definiciones anteriormente descritas, la fun - ción involucra la Técnica Electroanalítica de Potenciómetría 0Y para su realización se necesita además,de un electrodo auxiliar en donde se realizará la Electrólisis. Jfis decir el Potenciesta- to tendrá básicamente las dos técnicas Electroanalíticas de Po_ tenciometría y Voltamperimetrí.a. ANÁLISIS PARA LA OBTENCIÓN DE UN MÉTODO ÓPTIMO DEL FUNCIONAMIEN- TO DEL POTENCIOSTATO.- De acuerdo a las técnicas Electroanalíticas los parámetros a controlarse son: corriente, voltaje y Voltaje de Deferencia;de acuerdo a qué parámetro se controle durante un proceso electro- químico se tendrá la clasificación de los distintos métodos pa- ra un Análisis Electroanalítico. ANÁLISIS POR CONTROL DE CORRIENTE. Bajo las condiciones de Control de Corriente ( I ) el Potencial del electrodo de trabajo es limitado por sí mismo; es decir el interés en el proceso tendrá una corta duración, durante el cual el material del electrodo Activo estará presente para ser trans- portado al aplicar corriente. Como la concentración del material del electrodo activo disminuye, el potencial- del electrodo de Trabajo, cambiará a un valor tal que permita la ausencia de al- gún otro proceso electrolítico que soporte la corriente total .a plicada ( It ) „ Es decir que el' tiempo de análisis durará sola- mente mientras el electrodo Activo mantenga su concentración. ANÁLISIS POR CONTROX DE VOLTAJES. ' - La Electrólisis a un voltaje constante, puede proveer más sélec tividad que la' Electrólisis a Corriente Constante, pues el volc -v. c. ' ̂ — taje total aplicado puede ser suficiente para que cuando la fuer za electromotriz contraria^ al llegar a ser grande pueda parar la Electrólisis antes de que el potencial del electrodo de trabajo- pueda cambiar a un valor que de lugar a alguna reacción indesea- ble. Se habla de una fuerza contra electromotriz debido a la dis_ posición de la celda electrolítica, pues la distribución de ÁNO- DO, CÁTODO con la sustancia a reaccionar vienen a formar la dis- posición semejante a la de una pila, en donde su fuerza electro- - ' . motriz , debido al movimiento de iones, viene a ser contraria al voltaje aplicado al proceso electrolítico» 2.- AUOSO CÁTODO Respecto de la corriente, e,s limitado a valores pequeños por el voltaje aplicado y por la resistencia del sistema, requiriendo - -un tiempo largo para la completación de la electrólisis» ANÁLISIS POR CONTROL DE POTENCIAL DE ELECTRODO DE TRABAJO. Este tipo de Análisis provee no solamente selectividad, sino que también da una gran posibilidad de obtener corrientes de electro lisis bajo ciertas condiciones experimentales» . El Potencial del Electrodo de Trabajo es referido al electrodo de Referencia, manteniendo constante la diferencia de potencial entre el Electrodo de 'IV aba jo y el Electrodo de Potencial Cons tante. Se mantiene la diferencia constante variando el voltaje- existente entre el Electrodo de Trabajo y algún electrodo apro- piado ( Ánodo ) necesario para compensar los cambios de poten - ciales de los electrodos, los sobrevoltajes, y la caída de vol- tajes durante el proceso electrolítico,, Fig. 3.- CATObO O CONCLUSIÓN.- £* El Potenciostato será un aparato que reúna las técnicas Electra analíticas: Potenciométrica y Voltamperimétrica, antes menciona. da. Üuego del análisis 'de los posibles métodos a utilizarse en el "'- funcionamiento del Potenciostato , concluímos, que el Control del Potencial, se hará en base al" análisis controlado por voltaje y al análisis controlado al potencial del electrodo de trabajo. Es- te último método da mayor selectividad e información que el me - todo de voltaje. En base de estas dos condiciones encontramos el principio del funcionamiento y la base para la implementación e_ lectrónica del equipo Potenciostático. El equipo tendrá dos condiciones de funcionamiento: Función Ma - nual y Automática. La Función Manual, se realizará en base al Control de potencial - por voltaje en una cadena electroquímica, siendo U el voltaje a controlarse, .y cuya selección se hará en forma manual. Ss decir - se fijará un voltaje entre los electrodos Ánodo y Cátodo, cuyo va. lor es regulado para cada nivel de voltaje que al variar su Refe- rencia, en la salida, se podrían tomar lecturas de corrientes y voltajes en la cai-ga, es decir en la cuba electrolítica, Si describimos en diagramas de bloques la operación Manual, ten - dí amos, el siguiente esquema: •Figr. 4 . 10 JS1 presente diagrama de bloques de la figura No 4 corresponde al esquema de un tradicional estabilizador de tensión con un número discreto de componentes. La regulación se ef ectúa^comparando una muestra de señal ( b ) , de salida [ estabilizada ) con una muestra de referencia estable (E), al existir error es detectada por un comparador ( c), luego es am plificado ( D ).y este error servirá para controlar al transistor serie (A). • Si consideramos al voltaje de referencia ( E ) variable, tendré - mos a la salida un ( Vo ) Voltaje variable y estabilizado a cada valor seleccionado por ( E ). Para dar mayor versatilidad del circuito consta de una protec ciori".de sobre carga realizado por ( F ) Detector de sobrecarga que detecta el corto circuito existente a la salida y acciona a la - Protección de corto circuito ( G ) que. actúa directamente como con trol del '-TransistorSerie C A )» Para el manejo automático se controla el potencial del electrodo - de trabajo o cátodo respecto del electrodo de referencia, para lo cual se preseleccionará un voltaje no menor de 3V que correspon- derá a .la diferencia de potencial entre el cátodo y el electrodo- de referencia, y cuyo valor se deber.á mantener constante durante- todo- el proceso electrolítico. Este control podrá realizarse sin .necesidad de operaciones manuales; sino en base a la realimenta - ción que el equipo deba proveer; al mismo tiempo se controlará los niveles de I y U que el proceso requiere. El esquema en bloques de la operación automática es el que s e - presenta a continuación en la Fig. No 5. Fig. No 5 -' El esquema presenta una variación respecto de la operación Ma - nual , el comparador ( C ) detecta el error de la diferencia de Potencial entre el Cátodo y un electrodo saturado de Referencia- ( ESR K El voltaje variable ( E ) actúa como un seleccionador de el que se debe mantener constante entre el cátodo y el electrodo saturado de referencia; de igual manera tenemos un Amplificador - de l^rror 'que controle al Transistor Serie ( A ) . seguirá eiiistieri do la protección de sobre carga. En el capítulo siguiente realizaré el diseño de cada bloque para obtener los dos tipos de Operación Manual y Automática. «fe 12 C A P I T U L O I I 6- DESCRIPCIÓN.- - Diseño del Potenciostato. - Operación Manual: Voltaje de Referencia Variable Detector de Error Amplificador de Error 'Transistor de Serie - Protección de Circuitos: Operación Automática '- Sistema de Alimentación Transformador Rectificador de Onda • Filtros* - Verificación Experimental. G A P I T U L O II.- DISEÑO DEL POTENCIOS'-CATO. • •' Para conseguir un Potencaostatr- cuyo funcionamiento esté de a. cuerdo con el análisis desarrollado en el Capítulo I,, procederé' » a diseñar las partes constitutivas necesarias para obtener los - resultados deseados.. ••-- ••i * De acuerdo a la utilidad del Potenciostato , en la Electrónica, - existen diferentes especificaciones de acuerdo al uso que va a - tener el equipo, sin embargo considerando las aplicaciones más - comunes,, se ha sugerido las siguientes características de opera ción. ' ESPECIFICACIONES GENERALES : ( Operación Manual ) Vo max = 10 voltios- ( variables') Imax = 2 amperios ESPECIFICACIONES ; ( operación- Automática ) . Vo raax = 10 voltios Imax = 2 amperios Vpsraax - 3 voltios DONDE ; Vomax ' = voltaje, máximo de salida a la celda electrol! Imax =• corriente máxima a la salida. Vpsmax = Voltaje de preselección máximo variable entre el cátodo ( o electrodo de Trabajo, y el ele trodo de Deferencia ) . Las especificaciones generales fueron obtenidas en base de las a notaciones propuestas por el Departamento de Electroquímica. Fig. 1»- Operación Manual . - Operación Automática I.- OPERACIÓN MANUAL.- En esta posición, el Potenciostato, se re- duce a proveer un voltaje variable a la salida, desde O Voltios a 10 voltios, y con una capacidad de carga i^ual a 2 amperios. Este voltaje es aplicado a la celda electrolítica; es decir al Ánodo o electrodo auxiliar y al cátodo o Electrodo de Trabajo, En un proceso Electrolítico, al conectar los electrodos respecti- vos, a una fuente de voltaje, aparece en el Electrolito una 'co- rriente iónica como resultado de la ionización o separación de - los átomos del electrolito ante la presencia del voltaje conecta- do; durante este proceso la corriente iónica, tiene componentes al ternas debido a la ionización aleatoria del electrolito y a .la agi tación de la soluci'oñ q_ue se produce externamente para ayudar al proceso. Por tal motivo el voltaje externo qiue provee el Potencies tato no re.- 15 'quiere un exigente nivel de rizado, sin embargo se ha procura- do obtener un nivel bastante aceptable de componentes alternas para ser 'conectado a .la cuba electrolítica. a) .- VOLTAJE DE REFERENCIA VARIABLE .- ( E ) .- El Voltaje de Referencia del Si'stema, es obtenido a partir del circuito indi_ cado en la Fig 2, donde se-utiliza el diodo zener ( 1N 5231 ) - de Vz = 5.IV, para obtener una referencia variable y bastante - estable necesaria en el comparador. ÍCW R = 10 V. - 5.1- V 20 m A.. Valor Comercial. R = 270 ohmios voltaje de Referencia será conectado al Detector de Error - ( bloque C ) y tendrá una variación de O a 5 voltios. c-£-v>Cs b).- DETECTOR DE ERROR ( Bloque ° ) .- Estará constituido por el Amplificador Operacional 741 IC, que hará las veces de Compara - dor entre la- señal de Referencia Variable ( E ) y la muestra de .- la señal de salida ( bloque B ). La muestra será conseguida me - diante un Divisor de Tensión colocado a la salida del circuito; - la toma al comparador se realizará a un valor de Vo/2, es decir - la mitad del voltaje de salida. ^ a) Hy Fig. -5V c) .- Amplificador de Srror v- ( Bloque. D K*- La señal Provenien té áéi Detector de Error ( Bloque C ) , será amplificado mediante -la ayuda del Transistor ( 2N 5498 ) , él qué servirá para contro- lar al. Transistor Serié ( Bióqué A ) y Conseguir de .esta mane- ra la corrección de la corriente dé salida que a su vez corregí^ ra al voltaje de salida. . 4. d).- Transistor Serié ( Bloque A )é- Debido a la capacidad de co- rriente necesaria a la salida, se ha empleador,-como Transistor Se_ rié, a la configuración Darlington o llamada Multiplicador^ con el fin dé obtener con bajas corrientes un Control de la Corriente de salida. Estará compuesto por el Transistor de Potencia 2N3055 de = 20 y por el Transistor HEP 240 'cuyo & . = 50. rain s min Darlington = To = 2mA 17 a) PROTECCIONES DEL CIRCUITO.- El Ci-rcuito deberá ser protegido de la sobre cargas que podrían ocurrir a la salida, para lo cual disponemos de un detector de sobre carga consistente en una resis tencia Serie ( F ) y sobre la cual caerá un potencial de 1 V, en casos de corto circuito. Al ser detectado este voltaje, inmediata mente .funcionará el circuito de Protección, cuya función será la de disparar al tiristor ( 2N5060 ) y dejar pasar el consumo de., co rriente.por este elemento, evitante que circule corriente a la sa lida del equipo. La Resistencia Serie ( .F ), consiste en un ele- mento de bajo valor óhmico y de resistencia variable, de lo qe a provecharaos para obtener diversos puntos de contacto óhmico y gy%o conectadas a un selector disponemos de un control de protección - para diversas corriente-. -'; Dentro del circuito se dispone de otra protección hacia el Tran - sistor de Potencia ( 2N3055 ) mediante la conección de diodos de- silicio- como se muestra en la figura 6, cuya finalidad será de no dejar que circule corrientes de corto circuito por este transis - tor. ' • Fig. 6. - 18 $e ha incluido un diodo 'D como protección del amplificador ope_ racional de los transientes negativos que podrían ocurrir durari * te el funcionamiento del Potenciostato. El capacitor a la salida de 22 microfaradios tiene la función de disminuir el rizado dé salida; igualmente el diodo D2 presentará protección al circuito para las posibles cargas inductivas a co- nectarse en la salida. Para la polarización del amplificador operacional nos valemos del voltaje estable conseguido a través del diodo zener ( SCG5021 ) - de voltaje zener igual a 12 voltios; al mismo tiempo contamos con una rama RC en paralelo al •• zener mencionado con el fin de dar una cierta demora en la polarización del operacional y evitar que po- sibles .transientes de encendido produzcan daños a este elemento . 7.- I)e vn £""— io5j£ 544 s 1.83 ui La polarización negativa ( - V ce ) del amplificador operacional - será obtenido igualmente a través del aener" de 5.IV, conectado en la sección de la alimentación negativa que se dispone para este cir cuito. Fig 8.- - ÍOV 19 ESQUEMA DEL CIRCUITO DE OPERACIÓN MANUAL.- &**6 1 Û *¿ * - <5 ^ , Ŝ \ - 11,-Stf ¡íuifcl t2 t k \ -j— 2W 0 -\ 150•̂\ El sistemade regulación desarrolado en el diagrama de bloques el siguiente: 10. es + 20 ©onde : K. K, t3 = Divisor de Tensión proveniente de la muestra = Divisor de Tensión a la salida del amplificador operacional. = Ganancia del amplificador de Error - • Ganancia del Transistor Serie k .- DIVISOR DE TEÍISION DE LA MUESTRA. Vo "i : 10 K ü Zin op. 10 K + 10 KJLZin op, 10 K = 0.5 K .- DIVISOR DE TENSIÓN A LA SALIDA DEL AMPLIFICADOR OPSRACIO - . NAL.- lo vi -AAAA- V5 VV\A- v;. Considerando la resistencia del diodo 1 despreciable re. K. T3 - A = re_ "(fi + 1 ) o > 25 mV 15 mA Vo = 1,67 575,5 ZinT3 = 0,44 •Vin 470 + 375 = 38,5 ( ganancia del transistor amplificador de Error ). = 1 ( ganancia del transistor serie, seguidor de emisor ) 21 CALCULO OS LA RESISTENCIA DS SALIDA '.- La Resistencia de Salida está dada por la siguiente relación : ' Vs • V salida I I salida ¡5 Observando la configuración del esquema del circuito de la Fig. 9, notamos que la resistencia de salida está dada por la confi- guración de Colector Común, que proporciona la disposición de - la configuración Darlington. n Vs r + Rb - J ~Ls •'• & -f- 1 r - = • 0.012 ohmios ( lo consideramos des- e 2¿\. Rb ' 1K . ^ 1 ohmio f. '+ 1 1000 + 1 Q De acuerdo con él cálculo obtenido la resistencia 'de salida se- rá la que resulte en serie con RT resistencia de carga a coló - carse en los "bornes de salida, -̂ ste resultado implica que el vol_ taje de salida caerá en su totalidad en la carga de salida. 2.- OPERACIÓN AUTOMÁTICA.- Se denomina Operación Automática al- funcionamiento del Potenciostato que tiene relación ya no sola - mente en un proceso electro.lítico de dos electrodos ( Ánodo - Cá todo ) sino que además se introduce otro electrodo denominado e- lectrodo saturado de referencia ( ESR ). En esta operación se mari tendrá constante la diferencia de potencial entre el cátodo o e - lectrodo de trabajo y el electrodo de referencia, considerando c_o mo de potencial fijo constante, -físta diferencia de potencial de_ berá ser preseleccionada a valores entre OV y 3V» Debido a que - el voltaje en el electrodo saturado de referencia es del orden de 002 V a 0,5 V dependiendo de la clase de electrodo se utiliza va. lores de preselección bajosD. 22 En la figura 11, se muestra el esquema en bloques del funciona- miento del potenciostato en operación automática. Fig. 11. Como se puede apreciar, el funcionaraieíito automático presenta oá sicamente el.mismo principio q.ue para la operación manual. La d̂ ferencia radica en q_ue el" comparador, el voltaje de referencia.- variable se convierte ahora en voltaje preseleccio'nador de la- d_i ferencia de potencial entre el cátodo y el electrodo saturado de referencia, cuyo valor se debe mantener constante. Por tal motivo el mismo esquema de circuito empleado para la ope- ración manual, será utilizado para la operación automática,, Durante esta operación, el voltaje entre ánodo y cátodo dependerá exclusivamente de la resistencia .que presenta la celda electrolí- tica a los bornes de salida del potenciostato. 23 Fig. 12 ^ ' - Operación Automática SISTEMA DS ALBíENTACION,— Gienclo necesario paro, el funcionamicn to del sistema una fuente de 25V, 2A, para la alimentación del- circuito regulador y de + 10V, ^--lOV para los voltajes de poari. zacipn respectivos, obtenemos los valores deseados a partir dé- la línea eléctrica comercial realizando un proceso de adapta - ción a base de rectificadores y filtro's. Todo el proceso de adaptación será delineado en los siguientes- pasos: a) Transformador de acoplamiento , b) Rectificador de onda c) Filtrado de Señal 24 a).- TRANSFORMADOR DE ACOPLAMIENTO.- El Transformador fue truído en base a los requerimientos deseados, por tal motivo -̂¡j, •realizamos la siguiente consideración: si tomamos en cuenta la potencia del consumo a la salida tendremos: Pout = 10V = 20 -Respecto de los voltajes de polar i z ación. Pout 10V x 100 mÁ = 2 \i Como el voltaje tendrá que pasar por el regulador, filtro y re£ tifie ador, consideramos un voltaje alto de secundario del trans_ formador para garantizar el voltaje deseado a la salida. Consideramos en el transistor de Serie: Vce - 10V ( > 3V para trabajo en zona li_ neal ) . 1 . = 2A luego: Vdc íüc 20 V 2A Las especificaciones del Transformador para garantizar los valores deseado son: Fig 13.- \\0\f 25 /Efectuando el cálculo del transformador, que estará formado por láminas de forma E - I se obtienen los resultados siguientes: No.VUELTAS No,ALAMBRE No. VUELTAS/CAPA No, CAPA PRIMARIO 325 SECUNDARIO, 62 1 SECUNDARIO. 50 2 25 18 32 78 34 169 4 2 1 //<> v'Á continuación mostraré una, fotografía de la señal alte-rnd' ob - Ai- tenida del Secundario del Transformador construido.^; ̂, 26 b).- RECTIFICADOR DE ONDA.- Dada la'configuración del Transíor mador dispondremos de un puente rectificador formado por cuatro.> diodos de silicio ( 1N4719 ) como elementos de la etapa de rec- tificación y como ayuda a reducir el rizado. De igual manera para la alimentación, necesaria para los volta- jes de polarización, dispondremos de un puente rectificador con diodos de silicio ( 1N4001 ) y con la ayuda de la toma central- del secundario del transformador, conseguiremos voltajes posi- tivos y negativos. Los circuitos y su fotografía respectiva a la rectificación de- onda completa se muestra a .continuación. 27 A -V a «*;).- FILTROS .- Un filtro más aplicable por su sencillez es lo - grado mediante condensadores en paralelo, que ayudan con esta dis posición a disminuir el rizado de la alimentación. 28 Ĵ a disposición de 'los Condensadores en paralelo contribuyen a dar- mejores resultados de rizado, en relación con el uso de un solo capacitor del mismo valor equivalente de la configuración- en paralelo. Los* condensadores son del tipo electrolítico y sus especificaciones son las siguientes: 1.- Para el circuito Regulador: C = 2900 microfaradios 50 Vdc C _ 1400 microfaradios 50 Vdc¿¡ — C = 1400 microfaradios 50 Vdco C = 5700 microfaradios ( en paralelo ) Voltaje aproximado Vdc . es : ,,.. Vmax ' 1 • Vdc = x 1 + 1/4 fRTC 4V 3 f RT C ' ÍJ JLJ Por lo cual el rizado será igual a : = Valor PJiJS'de componentes alternas Vdc v~ _ Con RL = 12.5 ohmios y C = 5?c-c microfaradios se obtiene : = 0.03 Vm = 28.5 V 29 2.- El filtrado para los voltajes positivos y negativos necesa - rios para polarizaciones o referencias adicionales del circuito- está formado por los condensadores: C = 1000 microf aradios 25 Vdc 1000. microfaradios 25 Vdc de donde obtenemos ojie : = 0.02 Vm = 10.5 V A continuación mostraré el esquema de circuitos de los filtros y una fotografía de los mismos. . , 30 VERIFICACIÓN EXPERIMENTAL.- Con el fin de comprobar el funciona, miento del Potenciostato,. realizamos pruebas de Operación Manual en el Laboratorio de Electrónica, debido a qii-e para la comppoba- ción en Operación Automática se requiere de un proceso Electrol_í tico y de los elementos necesarios para este tipo de prueba. Colocamos a la salida del Potenciostato resistencias de bajos va lores óhmicos y al imponernos un voltaje de salida constante, to mamos lecturas de la corriente de salida ( lout ) y rizado ( V ) TABLA 1.- VOLTAJE FIJADO = 10.30 V Vout ( V ) lout ( A ) Vr( V ) 10.30 10.30 . 10.27 10.25 .10.24 10.24 10.23 10.21 10.20 0.00 0.50 1.00 1.30 1.40 1.70 1.80 1.90 2 00 0.00 0.00 ' 0.04 0.06 0.06 0.07 0.08 0.09 0 09 Para corrientes mayores de 2 A actúa la protección, y a la sal_i da se desconecta atrtbm áticamente. TABLA 2P- VOLTAJE FIJADO = 3.30 V Vout ( V )- lout ( A ) Vr( V ) - 3030 3.30 3.28 3.27 3.26 00OC 0.50 .1.30 1.40 1.70 O. 00 0.01 0.03 0.04 0.05 TABLA 2.- ( contiguación ) . t?. Vout ( V ) lout ( A ) V ( V ) 3.25 3.25' 3.21 1.80 1.90 2.00 0.068 0.071 0.079 A continuación presentaré las curvas respectivas de los valores obtenidos.1.- 2.- Vout vs. lout VY to iout vs lout vs lout 4,0 O.oo Además de tener un sistema 'de protección para corrientes de so- bre carga, se ha utilizado la resistencia de detección de corto circuito para tener un .sistema de control de sobre carga a diver sos valores de corrientes. De la resistencia variable de detección de sobre carga, se han - "tomado cuatro puntos de conexión a un selector y experimentalmen "te se han comprobado'los siguientes valores máximos de corriente que alcanza en cada selección antes 'de que actúe la protección co rrespondiente a cada escala. Para cualquier voltaje : I CONTROL 0.8A 1.5A 2A 3A Como consecuencia de las inmediatas aplicaciones del Potenciostato en la Facultad de Química, he desarrollado las siguientes pruebas- en el Departamento de Electroquímica. ' . - Pruebas ¿e cor^ osión - Pruebas de montó-j~j2Cí?otenciostático e Itensiotático - Prueba de ^lectrodeposición controlada El desarrollo de estas aplicaciones lo desarx-ollo en el siguiente- capítulo. ' p p N t * * I Üh L ' I—WA- ' o > £ en £7 701- G C. 1 V a M T W N O I O V U S d O C A P I T U L O III.- DESCRIPCIÓN.- - El Potenciostato y sus Aplicaciones-.- Conclusiones. - Prueba del Circuito Potenciostatico *- Con¿ucci5n ¿e ̂ a Prueba.- Comprobación .- - Influencia de los aparatos conectados en serie en la Rama del .- Ánodo .- Conclusión. " . - Estudio de un Circuito Intensiostatico.- Conducción de la Prueba- C^^>i>; Comprobación» 36 C A P I T U L O III.- EL POTENCIOSTATO Y SUS APLICACIONES. Las 'aplicaciones inmediatas del L^otenciostato se desarrollaron en , * procesos Electroquímicos, y las pruebas realizadas en el Departa- mento de Electroquímica fueron las siguientes: • 1.- PRUEBA DE CORROSIÓN.- ELEMENTOS: VOLTÍMETRO AMPERÍMETRO Se selecciona al Potenciostato en Operación Automática y se eli- gió un voltaje de preselección de 0.5 voltios; el proceso fue - realizado mediante agitación de' la solución» FINALIDAD.- El fin de esta prueba era observar las variaciones - que ocurren en los electrodos al oxidarse el ánodo y reducirse el cátodo; estas variaciones fueron detectadas mediante, los medido- res dispuestos cc-.mo se indica en la Fig. 1. AI misino tiempo ser - vía de prueba par a:,, Compro bar el buen funcionamiento del Potencies tato en los procesos a los cuales iba a ser destinada su aplica - ción. 1.- , c. \i c: o 37 ^Durante el proceso se obtienen lecturas de puntos extremos tan- to de voltajes como de corriente, entre 'el Ánodo y el Cátodo; - • -además mediante un .Voltímetro medimos la diferencia de Potencial -entre el Cátodo o Electrodo de Trabajo y el Electrodo de Kefereri cia ( electrodo saturado de Caiotnel ) c LECTU1US TOMADAS : ' V a-c lo V c-es o.ov 0.5V 0.5V 0.6V 0.7V l.OV 2.0V 3 mA 8 mA 5 mA 2 mA. 1 mA' 1 mA 1 mA 0.5V 0.5V 0.5V 0.5V- 0.5V 0.5V 0.5V donde: V .a-c V , jcr.es \. ~'~\ í, * .. Voltaje entre Ánodo y Cátodo corriente cíe salida. voltaje entre el Cátodo y el electrodo de Referencia, CONCLUSIONES.- Al observar los resultados obtenidos se tiene que, el valor de V es constante al valor inicial de preselección. —c-es * ' por lo tanto se puede afirmar el buen funcionamiento del Potencies- tato. . - A continuación grafizare la curva resultante del experimento, que pa. iczi efectos de Electroquímica-son muy necesarios los valores de co rricnte máxima que se alcanza y el tiempo en que se llega a tener el mayor valor. . 38 CURVA Va - c vs lo. 10 '. 2.- PRUEBA DEL CIRCUITO POTENCIOSTATICO.- r*~ t • Evolución, de I en función de -la Resistencia de Polarización del Electrodo de Trabajo.- La presente•prueba fue desarrollada en base a un experimento en. centrado en el libro " Manipulations d' ólectrochimie rl par Jean Besson et Jacques Guitton; en donde presenta una serie de prue- bas con resistencias óhmicas en lugar de procesos electroquími- cos, y a la vez expone sus resultados y comprobaciones con el - fin de verificar el buen funcionamiento dé cualquier.Potencios- tato profesional útil para Laboratorios de Electroquímica y de- Química Análitica» ' ELEMENTOS: , '. , . , ... , ' . . ' , x 3 resistencias decadicas ( 11 x 100 ohm ) 1 medidor miliamperimétrico 1 voltímetro . 1 Potonciostato . O 39 MONTAJE DEL CIRCUITO: '"PoTC ^CONDUCCIÓN DE LA PRUEBA.- Fijamos la resistencia R a 200 phm. y representa la suma de la resistencia de polarización del Ánodo y de la resistencia del electrolito. La resistencia R simboliza - la resistencia ( variable ) de polarización del Cátodo. La resis^ tencia R representa la resistencia del conjunto del aparato:R o ' • o debe estar cortocircuitada, el Potenciostato suministrará una - diferencia de Potencial ( V consigna } de IV, luego de 2V entre el electrodo de Referencia ( ESR ) y el electrodo de trabajo - ( cátodo ). Se hará variar R y se tomarán lecturas de corrien- te I. Como comprobación se tendrá la siguiente relación : y consideramos la resistencia del miliamperimétrico desprecia - ble. LECTURAS TOMADAS .- V consigna R ( ohm ) I ( m A ) U ( V ) IV . IV IV 2V 2V 100 200 500 200 500 10 5 2 10 4 .10 .09 .02 .10 .08 3.0 2.0 1.4 4.0 2.8 COMPROBACIÓN .- 40 U = ( R + R ) I Vmecl. - Vcal. ,-_ 100 U ( V ) Error 0.71% 0.99% 3.03 0.99% 2.04 1.41 4.04 2.85 Se puede apreciar que el máximo error corresponde a 1.96?ó, con este margen de error el Circuito Potenciostático se encuentra - dentro, de los márgenes de tolerancia, de funcionamiento. 3.- INFLUENCIA DE LOS APARATOS CONECTADOS EN SERIE EN LA RAMA DEL ÁNODO.- Mediante el empleo del mismo montaje de la- prueba tNo.2, se fija la Diferencia de ^otencial de Consigna a 1 V, se ajusta la resisteii cia R_ a 500 ohmios .y haciendo variar R tendremos lecturas ^e co ü o ~~ rriente ( I ) y de voltaje U ( V ) . - TECTURAS TOMADAS: ohm 100 20O I ( mA ') U ( V ) 2.0 2.0 1.60 1.80 R ( ohm ) 200 200 500 2,0 2.40 198 41 COMPROBACIÓN .- U = Ucal. UmecU Error ( relativo ) 1.60 V. 1.8Q V 2.396 V. 1.6 V 1.8 • V 2.4 V 0.0 % 0.0 °/o 0.16 % CONCLUSIÓN- .- Se constata que cualquiera que sea la resistencia - del conjunto de los aparatos colocados en la rama del Ánodo, la intensida.d permanece determinada por la ley de ohm respecto del electrodo de Trabajo ( I = Vconsig./ R0 ). £-1 En esta- prueba el error relativo máximo corresponde al 0.16 % que es un valor bastante aceptable dentro de los márgenes de toleran- cia de funcionamiento. FOTOGRAFÍA DE LA PRUEBA.- - ESTUDIO DE UN CIRCUITO INTENSIOSTATICO.- Se realiza, el montaje de la Fig. 3 Fig. 3 CONDUCCIÓN DE LA PRUEBA.- La resistencia R se mantiene inicial- ¿i mente en el valor de 100 ohm, mediante la ayuda de un milivoltí- metro; variamos el voltaje ( V consigna ) entre el Cátodo y r. el electrodo de Referencia; al mismo tiempo haremos variar la resis_ tencia R y tomaremos lecturas de corriente I y de voltaje e^C V O A- t indicado sn la Fig. o R, estct íija a 200 oimíios» LECTURAS TOMADAS Vconsig. ( 0.1 0.1 'o.i 0.05' b.i 0.1 V rC~°R--. ( OIE-i ) 10 20 50 20 50 50 I ( mA ) 10.0 5.1 2.2 2.6 2.1 2.0 R0( OHM -) *̂ , 100 100 100 100 200 300 eT (V) loOO 0.50 0.21 0.26 0.41 0.59 43 COMPROBACIÓN.- De acuerdo al esquema de circuito presentado en la Fig. 3 obtenemos la siguiente relación: e_ ( V j _ ± — 2 ICALCULADO ' IMEDIDO ERROR 10. 5. 2. 2. 2. 1. 00 00 10 60 05 97 mA mA mA mA mA mA 10 5 2 2 2 2 .0 .1 .2 .6 .1 .0 mA mA mA mA mA mA 0. 1. 4. 0. 2. 1. 00 96 55 00 38 50 °/o % % % % % El error más alto es de 4.55 %m considerando que los voltajes son bastantes bajos, igualmente que lo son las corrientes.al- compararlo con la capacidad a que el circuito puede,suminis - trar que es de 2 A. Este error es sin 'embargo considerado bas tante bajo si consideramos la capacidad de corriente máxima - del circuito en el diseño, ya que al trabajar -con elementos -que soporten corrientes de 2 A, estas corrientes pequeñas po- drían estar presentes en el circuito -en calidad de corrientes de fuga. 44 A. continuación presentaré una fotografía durante una de las muí tiples pruebas desarrolladas en el laboratorio de Blectroquími — *£• ca. Se puede apreciar el Transformador y los'circuitos impresos- que conforman el circuito Fote'nciostático, conectado a una cuba- electrolítica en donde se realiza una electrólisis con el Poten- cial controlado entre el Cátodo y el Electrodo de Referencia. En la fotografía el Electrodo de Referencia se encuentra en otro r£ cipiente pero con su conexión respectiva al recipiente en donde- se realiza el proceso. " C A P I T U L O IV .- DESCRIPCIÓN .- -— Conclusiones y Recomendaciones.— — Problemas Principales en el desarrollo de es"te Trabajo, — Mejoramientos .- - Alimentación del Circuito.- OC A P I T U L O -IV . . CONCLUIONES Y RECOMENDACIONES .- - '- En un comienzo el desarrollo del Potenciostato estuvo bas-vdo en diseños de equipos comerciales que cumplían las funciones espe- cíficas de un Potenciostato y que para lograrlo se basaban en controles mediante servomotores y -osciladores con transistores, Unijuntura; por tal motivo se pensó que el trabajo sería algo - similar. Sin embargo el trabajo realizado se basó desde un co - . mienzo en tratar de obtener exclusivamente las operaciones que- - realiza un Potenciostato en base de su principio de funciona - - miento, y mediante la ayuda de la evolución continua de .la £lec_ trónica se logró conseguir un circuito adecuado y que con los - elementos adecuados iría acorde con cualquier otro tipo de Po - tencíostato comercial. • En general el Potenciostato se desarrolló en base a especifica- ciones obtenidas de datos encontrados en libros de Química Ana- lítica, sin embargo esta especificación no.es la única, y más - aún existen en el mercado un sinnúmero dé Potenciostatos con es_ pecificaeiones y características distintas a las aquí menciona- das* Si bien la idea de este trabajo de Tesis ha sido el tratar de e lab.orar un prototipo de Potenciostato, sin embargo no ha sido - ' del todo posible debido a la disponibilidad de elementos de pre sición que se requiere para la elaboración de un equipo de esta c.lase. . .. ; Se podría recomendar la construcción de un Potenciostato que su_ ministre voltajes negativos, y con menor corriente de carga. En general se puede armar un Potenciostato de mayores especifica - ciones, pero la base del principio de su funcionamiento es la - que se ha desarrollado y en base a este fundamento se' podría — Aerear un equipo de mayor funcionalidad y mayor versatilidad. ÜTIO de los problemas principales que se tuvo en el desarrollo de este trabajo fue la corriente de 2A que debía suministrar el e - quipo; por trabajar con altas corrientes existieron problemas de calentamiento de los elementos constitutivos del circuito. Se lc> gró superarlos y en las pruebas.prácticas en los Laboratorios de. Química se encontró que la corriente máxima a considerarse era - de 200 mA como un nivel excesivo de corriente de carga; por tai- motivo el circuito garantiza el trabajo en este- nivel de corrien. tes, MEJORAMIENTOS.- Para obtener las lecturas, los aparatos de medi- da deben tener una muy buena sensibilidad debido a aue de sus - lecturas dependerán los resultados y conclusiones que se obten - gan. En el mercado el precio de esta -clase de equipos, depende - mucho de la calidad de los elementos empleados en su construcción como de la precisión de los medidores incorporados que posea el equipo. Respecto de alimentación del circuito, podemos decir 'q'ue la par- te de filtrado se realizó en base de capacitores electrolí'ticos- disponibles en el Laboratorio de Electrónica, debido a la carac- terísticas de los mismos. No se pudo conseguir 'condensadores con rangos de voltajes mayores que el voltaje, a necesaitarse, traba- jando práctiñámente en los límites del voltaje; igual cosa ocu - rrió en la parte cd^£xectif icaeión, respecto del voltaje reversa.- A que debía soportar los diodos rectificadores de silicio-.. 48 A P E N D . I C E . - MÁNSJO DEL CIRCUITO POTENCIOSTATICO.- Para el manejo del Circuito que realiza las funciones de uri Poten ciostato, se debe proceder de la manera siguiente: - .Se enciende mediante Svr y se selecciona ( S ) la función en que el circuito va a operar ( Operación Manual u Operación Automática). — JEn Operación .Manual el Potenciómetro ( P ) proveerá voltaje en - tre O y 10 V,- se acciona directamente con Sw * - Sn operación Automática, el Potenciómetro ( P ) actúa como prese j. — leccionador entre Cátodo y el Electrodo de Heferencia;•luego que - se seleccione un valor deseado; el proceso se efectuará al encender el interruptor Sw . P R O T ' E C C I O N.- Existe además un selector de corrientes (SI) para controlar las corrientes de salida. Se selecciona un valor de Corriente de Salida ( lo ) entre Ánodo y Cátodo, el cual será el máximo al que se quiere que trabaje el pro- ceso. - . Si sobrepasa este valor, actúa la protección, desconectando la se - nal a la salida; para activar Sw y volver a preseleccionar el vo]L taje con Potenciométrico ( P ) y ponerlo nuevamente en funciona •- miento. -;K^V- ., ufe v¿ op ip = X9- §*':*-•£%&!.":ir**":Jí, 51 APÉNDICE,, »- Lista de precios de'los elementos constitutivos .2 del circuito Potenciostatico. No- 4 4 2 ' 1 2 1 2 1 1 2 1 1 - 1 Especificación Diodos rectificadores de Silicio Diodos roctif icridores de Silicio Capacitores electrolí ticos Capacitor Electrolítico Capacitores Electrolí ticos Diodo Zeuer (12 V ) Diodos Zener ( 5V) Transistor Trnasistor Trnasistores de señal Amplificador Operación al Ser Resistencia 'se 1 o'hm Resistencias en general Numeración 1N4719 ' ^ 1N4001 1400 F . 2900 F 1000 F . _ECG 5021 1N5231 . -2N3055 Hep240 2fvT2222 741 IC 2N5060 Precio EPN Sí 48.00 EPN EPN EPN Sí 22.00 $ 30,00 EPN & 98.00 & 30/00 # 50.00 Sí 43.8o 2,80 52 B I B L I O G R A F Í A CBIRLIAN, P.M. Análisis y Diseño de Circuitos Electróni- cos, Traducción y Adaptación por Gustava -. Nieto y Luis F. Juste, Me Graw - Hill,Book Company, New York, 1967.- TEXAS INSTRUMENTS. Transistor Circuit Design, by Texas Instria ments Incorporated. .Me Graw - Hill Book Company, Toronto,1963» -GRAEME TOBEY* HOV/ARS SANS. -Operational Amplifiers, Design And Applica- tions Me Graw - Hill, Book Company. Reference Pata For Radio 5ngineex"s, by In - -ternational Telephone And Telegraph Corpora tion 5 1977. KILU-íAN Integrated Electronics, Analog and Digital Circuits and Systems, Tokio, 1977. ALLEY AXWOOD, Ingeniería Slectrónica, Traducción por, Ing, Daniel Barros Morales Frías, 1975. GALEN W. EV/1NG. Analytical Instrumentation, A. Laboratory Cuide For Chemical Analysis. EESSON et GUITTON. Manipulations d 1 ' électrochimie, EECIQ.ÍAN. An Introductions to Electro Analysis, Electro chemical Principies. LUIS. BARAJAS Medidor de Intervalos Periódicos "por Medio Promediacional de Varias Medidas* '¿ '// /c o n R é ci ifí é rs iF o rS p e o tl lc a ü o n s , JS ee l íN 2 9 3 3 .'J D rt tu íS lie d t ,C A S E 5 9 re c ti íl e ír s. , \> i]i 'b m 5i ní a tu re s íz e , 'a x ia l le a d an o u n te d r e c tí íi e rs í o r g e n e ra l ¡p a rp ó se i cw -p o -s v er a p - p H c a ti o n s. M Á X IM U M R A T ÍN G S R af in g Pe ak R ep et jU ve R ev er se V ol ta ge W pr ki ng P ea k R ev er se V ol ta yí ; D C B lo ck ín g V ol ta ge W o. n- Jí cp Pt llt yc P .e ak ̂ íc ve ^s c tX ol ta gt ; Jt M SH ev e. rs Q .y ot t;i ge A vc rit gi i R cc tlt lo ^ Ff lr w ar d .Q ur ^e nt .{ s.i ní ílo ji lr as c, .r es is ti vo _ lo ad , .C OH z, se e F, iR yi 'e. 6, T . * 7 5° .cy N or i- R ep et lU ve ,P ea kSu rg e .C ur r^ nt (S ur ge a pp lic d al r at ed t oa d co iid ili on s, s ec F ig ur e 2) O pe ra tín g an d St or ag e Ju nc li on T em pc ra tu re R an gc S ym bo l V R M {r ep ) K M {w kg ) .y •y Tlo •f- M (s ur ge ) T ,, T o 50 .0 0 B5 | 100 J30 .70 o 20 0 2- 10 •1 40 o o 21 40 0 iia o 2ñ O o o co o .72 0 •Í2 0 -o o o .8 00 tlO OO 5G O o 2= 10 00 M 0 0 70 0 ,, 0 30 :{ fo i- d .c yc lc ) -6 5 tu t !7 5 U ni t V ol ts \V ol ts •V ol ts A m p A m p °C E L E C T R IC A L C H A R A C T E R IS T 1 C S C ha ra ct er is iíc an d C on di tio ns M áx im um I ns ta iit ai ic ou s Fo rw ar d V ol tn ge D ro p (i = 1. 0 A m p. T j =2 5" C ) Fi gu re 1 M áx im um F ul l- C yc le A vu ra ge F on m rd V ol ta gG D ro jí (I 0 = 1 .0 A m p, T T j = - i^ C . 1 in cl t ie ad s) M áx im um l lo ve rs e C ii rr en t (i- at ed d e; vo U ;ig e) T. = 25 "C T j = 10 0° C M ;ix !m ui n Fu ll -C yc le A vu i-n ge R ev er se C ur rc nt (I Q = 1 .0 A m p. T L =: 7 5" C . 1 in cl i Ie ad s) Sy ni bo ! V F V F( A V ) 'R 'R (A V ) ' M ax 1. 1 O .B O .O L 0. 05 0. 0] U ní t V ol ts V ol ts m A m A i't 'Á S E V V o W 'fr ce .'T ra n 's fe K M b lt íé d • ta sé 'ft u !'I O < se c' o íí d s' 1 a t'S 'lb s' .'t é rí sr d n '" F ÍN lS H ^ A l! e xt er n a! 'S U rf a' ce s' 'a re e o ír b 's tb ñ -r e si ts ta n t1 l'] é a cl s ar e' fé ac ii ly s ó ltí e ^á fe l •' 'P O LA R IT Y : C á th ó 'd é 'íñ d ic a té d b yc b l'o r bá 'rí d V -W E IG 'H TV O V 40 G ra m o C a p p ro xü n a té ly ) 0 3 \2 Ib 7 0 2 1 2& 3 Z 3 ., . iN SI AN IA N EK JS F O RW W O ÍW .W G E (V O llJ 00 05 00 1 0. 05 0 1 0- 5 1. 0 10 10 ¡l. IN S IW flA N tO U S « W .Y A 80 C U H S fN I ( W P J FI G U R E 4 -7 yP IW n R A N S !E fi T T H E R H A U E S IS IA N C E » ÍO 10 0 M 3 33 0 10 3 ÍW 10 03 F' K . P UL SE V KD IH ( m il A iC t. » a i it tE í w iO T H S U S S IH ftN 3 0 t n i TH E A B O V E C U R V E .« i> V .A IE a K K .7 J T O 1 0 ... i A T A C O .v rif )U iK O S tO P E D F J /2 3. 2 Á -S ili co n le ñ a r D io cf es - ^ ^ ^ -S ili co n Ze ne r D ío c/ es - fh ru 1 N P D = 50 0 m W V _ = 2 ,4 -2 0 0 V 50 0 M íU íw at t su rm et ic 2 0 si li co n z en er d io d es - 3. c o m p íe te n ew s er ie s of Z en er D io do s in t he p op ul ar D O -7 c as e w it h h ig h er r at in g s, ti g h te r U m it s, be tt er op er at in g c h ar ac ic ri st ic s an d a f ul l se t oí d es ig n er s' cu rv es t ha t re fl ec t th e su p er io r ca p al u li ti es o £ si li co n - o x id e- p as si v al ed j un ct io ns . A ll t lú s in a n ax ia l- le ad , ir an sf er -m o ld ed p lá st ic p ac ka ge o ff er in g p ro te ct io n in a ll c om m on e nv ir on m ¿n ta .l c on di ti on s. M Á X IM U M R A T IN G S Ju nc tio n an d S to ra ge Te m pe ra tu ra :— 65 t o + 2 0 0 "C Le ad T em pe ra tu ra n ot le ss th an 1 /1 6 " f ro m th e ca se fo r 10 s ec on ds : 23 0° C DC P ow er D is si pa tio n: 5 00 m W @ T L = 7 5 °C , Le ad L e' ng th = % " (D er at e 4. 0 m W / ° C a bo ve 7 5• C ) S ur ge P o\ ve r: 10 W at ts ( N on -r ec ur re nt s qu ar e w av e Fi gu re 1 6) 1 N 5 2 2 1 í h r u 1 N 5 2 8 1 s e ri e s (c o n íl n u e d ) PW = 8 .3 m s, T j =: 5 5° C , M E C H A N IC A L C H A R A C T E R 1 S T ÍC S C AS E: V oi d íre e, tr an sí er m ol da d, th er m os eí tin g pl ás tic . FI N IS H : A l! ex te rn al s ur fa ce s ar e co rr os ió n re si st an *. L ea ds a re r ea di ly s ol de ra bl e an d w el da bl e. PO LA R 1T Y: C at hó de in di ca te d by c ol or b an d, W he n op er at ed in z en er m od e, c at hó de w lll b e po si tiv e w ith r es pe ct to a no de . M O U N TI N G P O S iT !G N :A ny . W E IG H T; 0 .1 8 g ra m (a pp ro xi rn at el y) . F IG U R E 1 - P O W E R -T E M P E R A T Ü R E D E R A T IN G C U R V E . E L E C T R 1 C A L C H A R A C T E R 1 S T IC S (r , = 2 5 'C u n le u o ít tt s ltn g lh = V '" - th e m ¡] ' es ls ta ne c oí h ta l s ln k = 3 0 'C /V f) V , = 1 .1 M at < 8 I, no te d. B as ed o n de r I, = 2 0 0 m A l ar i Jí íE C II P ,N C |fJ OT . 1) T Í» » 1X S9 11 IS SK l is sa t is sj jí IS « » ! 1S SI 2» 1 1S IÍ II I N Ú !) iN ia o 1S Ü 11 1N SÍ 1J 1S I1 11 1S 11 M 1N 1I 11 1N ÍW I 1S J2 31 1S Ü 11 IS Íi tl t IN 1I 40 IU SI 41 IN Íl tI IM IH iM i4 i IS M 4S 1N 1H G 1S S1 4I 1N JI 4J 1N !» 9 u n : So 1N SJ Í1 IM ::I IN SI SJ 1M !M 1S J1 M IS H Ít 1 M » 1 1M 1Í I IM 31 ) 1N Ü !) 1M Í6 1 IN H íl ¡N SÍ CS l« 3 tl 1S ÍM Í IN SI Et i« J6 ; is i: n is si t) I S il J O 1S ÍÍ 11 W K 7Í IS « tí IS »T 1 1S H 71 is « :s 1S U TJ IN H IÍ is a m iM ii a 1M 1M N cn ir uI I( n, f V d tt ¡( V Í« IH V *! l! (H o ( 2) 1. 4 l. i :. i !. 8 3 .0 1. 1 S .t ). > 4 .) I. T 1 .1 S. G . f. B ' >. : 1. 1 1. 5 í. í (. 1 10 11 11 11 H U 1C 1T 1) 1» IC !! :i u u :i ia u 3í 1! <) 11 11 !t U - íí ei 1! W ÍT «I 00 10 :o (0 w M n 10 00 T ti t C w nn l '» 7» 10 10 10 :o 20 10 10 30 ;a 10 30 30 10 19 :o :o 30 10 9. S Í. 9 (. 5 1 .1 T. ( T .O l. < S .S ' l. t i. í i. O t. t 4 .1 » .l ). l :. i 3 .1 J. O S .T I. S 1 .3 1 .1 2 .0 I .í I. T l. i l. t t. « 1. 3 1 .1 1 .0 O .í l O .M o. » 0. 10 D .1 4 í. 6 1 0 K a, tí Hit * A zn «> tt O Sm i 10 30 :o Í9 11 !4 3J i: 19 n 11 I.O 1.0 i.o !.t> «. 0 11 2 i í 11 » 11 11 1S I) J3 Ji 41 M 4» ;a 10 «0 »5 1» J l M I ÍS 1» 10 M 1» 10 no SM i « M 10 0 11» soo 100 wo i(W IW «» Z tn tr I m ps áj iií t B Si íff ix D n! y Z M @ l w = 0 .3 Sm A O hm s 11 M 11 » li ra 14 00 1M O iw o uw iw o 20 00 1M O ]i oa 1K W I to o 10 00 1M U O wo «0 0 to a u» «0 0 M O too (00 * 60 » co a too un to o too co n M O ¿0 0 60 0 « 4 (0 0 TM T O O 10 0 wo 10 0) 11 00 II M 14 00 11 00 H J» 1T OO 90 00 21 00 11 00 le ca 10 00 ÍO OO ÍÍO O (» 0 vx n 1W O SM O ta oo (w o TO OO M a» K « « ti l íA ag t C un iM A t B S '^ fi i O nl y 1, c* ic o 10 0 I! ;s » i! 10 " i. o i.O S. D 1 .0 } .t 3 .0 3 .0 1 .0 1. 0 0 .5 0 .1 0 .1 0 .1 0 .1 0 .1 0 .1 0 .1 0 ,1 0 .1 0 .1 0 .1 0 .) ol í 0 .1 0 .1 0 .1 0 .1 0 .1 a'. i o! i 0 .1 0 .1 0 .1 9 .1 0 .1 0 .1 0 .1 0 .1 0 .1 B .1 0 ,1 0 ,1 0 .1 0 .1 « vi ft 0. 9S 0 .9 Í O .S i 0 .9 S 0 .» o. ts e. it D .» i 0. 9Í 1. 3 l. í i.» 3. 3 3. 1 í.t S. l 5. 3 « .1 í. 7 5 .6 1. 0 S .T 9. 4 i. s 1 0 .! 11 .4 11 ,4 11 .1 11 .] H .J 16 . J 11 .1 1 8 .] !0 10 )i 11 ¡6 ]> 11 n 11 41 41 4» 19 i) 19 61 (6 TI (0 ge 94 101 108 IIC 119 130 111 Itl II E 1. 0 1. 0 1. 0 1. 0 1. 0 1. 0 1. 0 1. 0 1 .0 1. 0 1. 0 1. 0 l. i i!o ó t. í 1. 0 I. O (. 4 9 .1 i. 9 10 11 i: 11 ' 1 4 14 11 II 18 ID 11 11 11 11 51 3 0 3) 3 t 39 41 <S 41 Í2 1* «1 «a • 6» 14 91 Í9 IM 11 4 11 1 11 9 1) 1 14 4 11 1 N tn -S dC i I, ® V , U SB ! F u 5U ff ¡< A r-A 10 0 10 0 IM IW 10 0 10 0 IM 1 1 » 50 10 V ) M iO 10 3010 30 10 30 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 . 1 0 10 10 10 19 10 10 10 10 10 10 M an Z (n »f V »I tig t It m p. C «! í. (A , 1 B S uf fií O nl y) " V I (V O IH ol t 3) •O .O Íi •o .o s» -o .o io -O .O li -O .D JO -O .« l •O .M O .0 0 » .0 .0 10 .0 .0 )0 •0 .0 11 .0 ,0 ] ( •0 ,0 11 •0 ,0 » •0 .0 18 •O .O tl .0 .0 » • O .M Í •O .O TS -O .O J6 •o! o» .0 C U •t i. O Í) .0 .0 (4 •1 ,0 1! . ^J .0 í6 •0 .0 16 .0 .0 11 .0 ,0 81 •O .tS ) • D .0 90 -O .O Í1 •D .tS l •a o » .0 .0 55 •O .Q H •0 .0 91 ^. O S l •0 .0 96 •0 .0 96 •« .M I .0 -0 91 .O .M ; -D .0 9Í •o .0 »a •0 ,0 )9 .0 .0 9» .o í li o .0 .1 10 .0 .1 10 .0 .1 10 .0 . 11 0 •« .l ia .0 .1 10 .0 .1 10 .0 . 11 0 .0 . n o N O T E 1 - T O L E R A N C E A N D V O L T A G E O E S IG N A T IO N T ol tr jn ce r ie sI K ni t¡ ix i — T tie J E D E C t yp s nu m be ts s ho w n in d lc il lo tc rj n tt o( = !lü '.l w ith g ua ra nt ce d lim its o n on ly V ,. 1 , an d V , sh ov ,n m t h e a bo vc l a b le . U nl ts \ vi tt i gu ar an le ed l im lli o n a ll si pa ta m et ei s sr « in di ca tc d by s u tlk " A " lo r = 1 0 % l ol er an ce a nd s u "B " fo r ± 5. 0% u n lls . vo ltí K ss ot íie r Ih an ih os e as sl gn ed JE O E C nu m be is , th o iy p nu m b* r sh ou la b e u le d 0. 5 M 90 Z S Z — M a lc h e d s -i ts : (S ta n d a rd T o le ra n te s ar o ± 5 .0 % , ± 3 .0 9 S =2 .0 % , ± í. 0 % ) d cp e n d ln g o n v o lta g s p e r d e v lc f. an a gr ea tí r po w er t ia nd lin E a b ilit If' ie d ío lc fí n ce . N O T E 2 - S P E C IA L S E L E C T IO N S A V A IL A B L E 1 N C L U O E : 3 — T is ht v ol ta ge t nl ef an ce s: 1 .0 % . 2 ,0 % . 3 .0 % . N O T E 3 -T E M P E R A T U R E C O E F F IC IE N T ( & V ) Te st c o n íit lo n s (o r le m p cf ít u re c o e fli ci ín t at e as í o liw s : a. I » = 7 .5 m A . T , = 2 5 'C . T, = 1 2 5 'C ( ¡N 5 2 2 U . Ei th ru 1 N E 24 2A , 8. ) b . I, , = R al ed ¡ ,, , T , = 2 5 'C . T, = 1 2 5 'C [ lM 5r -5 3A . 0 th /u I N 52 31 A . B .) D sv lc p lo he lo n ip ci a iu ie st ab iln ed w lr t cu »e nt ap pl ie d n rlo t to ic íd in E b fc .it d o vn v o lla te a t Ih u s p tc ili cd a m b u n l t cm p e ía tu rc . íN • R F T ra n si st o r* 2 N 3 8 I8 ( co nt in ue d) E L E C T R IC A L C H A R A C T E R IS T IC S C T c= 2 5 'C u nl es s ot he rw ls a no te d) *P ul se M ca su rc m cn t: Pu ls e W id th ¿ !0 0 fis , D ut y C yc le = 2 % . C ha ra cf er ís ti c C ol le ct or -E in it te r Su st al n V ol ta je Ic = 0 .2 5 A da , IÍ B E = 0 C ül le ct or -E ii it lt er -O pc n B as e Sv ia ta ln V ol ta je IG = 0 .2 5 A dc , I = 0 C ol le ct or -E m it le r C ur re nt V C E = 5 0 V dc , V B E => 0 , T c = 1 75 °C C ol le ct or C ut oü C ur re nt V C B « 5 0 V dc , IE = . 0 ' E ra il te r C uí ol f C ur re nt D C C ur re nt C aí n 1Q = 4 00 m A dc , V C E = 2 V dc Ic = 1 A dc , V C E « 2 V dc C ol le ct or -E m it te r Sa lu ra tlo n V ol ta ge IG = 1 .0 A dc , IB = 2 50 m A dc B as e- E m it tc r Sa tu ra tl on V ol ta je 1 Q - 1. 0 A dc , IB s 2 50 m A dc A C C ur rc nt C aí n V C E a 2 .0 V dc , J- » 4 00 m A dc , f =. 50 m e C ol le ct or C Xi tp ui C ap ac lt an ce V C D » 2 5 V dc , IE - 0 , I . 1 0 0 k H z Po w er I np ut P Q u t = 1 5 W ., í = 10 0 M H z V .-, ., a 25 V dc U c. Ef íi ci en cy ! . . = l A dc Sy m bo l W ,,, V C E O (s us ) * C E S 'C B O IE B O V E V C E (s at ) V B E (s at ) lh fe l C o b *l n 1 M ín 80 40 - „ ,_ 5.D 5. 0 -- -- 3 — . - GO Ty p 10 0 _• '.. „. ™ - _. „ — 3.0 70 M ax ~ • 0.5 1.0 1 100 50 0.5 2.0 40 3.7 5 - , ' 1 U ní t V dc V dc m A dc í/A dc /v A dc V dc V dc p F W at ts % , P O W E R O U rp U T V B fs u s C O LL E C T O R V D L T A G E P o u |- P O W E R O U T P U T { W A T T S ^ ^ ^ T / „ » 2 . 1 V • 10 0 f. , - 2 S C ' ' P O W E R O U T P U T v e rs u s P O W E R IN P U T III 11 C O l. l. K C T O U .E M lr rE !l V O L T A ti E ( V O L T S RF T ra ns ís fo rs - 2 N 3 8 6 6 ( S IL IC O N ) |C = 0 .4 A C A S E 7 9 (T O -3 P ) N PN s ili co n tr an si st or , de si gn ad f or a m pl if íe r; fr e- qu en cy -m ul ti pl ie r, or os cí ll at or a pp lic at io ns i n m üi - ta ry an d in du st ri al e qu ip m en t. Su ita bl e fo r u se s as o ut - pu t, dr iv er , or p re -d ri ve r st ag es i n V H F an d U H F eq ui pm en t. C ol le ct or e on ne de d to c as e M Á X IM U M R A T IN G S (T x = 2 5' C u nl es s ot he rw is e no te d) 'R at ín g C ol le ct or -E nl lt te r V ol ta ge C ol le ct or -B as e V ol ta ge E m it te r- B as e V ol ta ge C oü cc to r C ur rc nt T ot al D ev ic e D is si pa ti on @ T r = 25 °C D ór at e al io ve 2 5° C O ii cr at ln t; a nd S to rs ig e .f un ct io n T em pe ra tu ro I ti ng e Sy m bo l u C E O V C D V E B <C PD T ,. T , J' st g •V al ué 30 . 55 3 .5 0 .4 5 2 8 .6 -6 5 to + 20 0 U ni t V dc V dc V dc A m p W at ts m W /' C ac E L E C T R IC A L C H A R A C T E R IS T IC S (T A = 2 5 'C u nl es s ot he rw is e no te d) Ch ar ac lef ísl ic S ym bo l M m T yp M ax O F F C H A R A C T E R IS T IC S C n llc cl u r- E m lll cr S is U u ilr g V ol la s* (l c . 5 i nA di -, ln • 0 ) C o l(l « lo ^ fc .r D rt íW o *n V o lia ,i . E m ltl cr -I lís c I lrc iA Jo w n V iil ti íe C o lIc cl u rC u to lí C u rr e n l IV C E " !B V ll c ' "u " 0 ) B V Ü V C D O U V E D O 'C EO » 3. S — — _ — — — 2 0 V .lc V d c V dc ^ A O N C H A R A C T E R IS T IC S [X ? C iir rv n l O .il n (T c • 0. 3G A dc , V C E • 5 V dc ] (T c - 0. 05 A dc , V C E -S V ilc ) h F E S 10 — • — ' — 20 0 D Y N A M IC C H A R A C TE R IS TI C S C u rr cj il- G iln — n jn d w lit lh P ro du ct U c - 2 S m A iic , V C L . - 15 V dc , I • 2 0 0 M H i) •̂ ill n it C jiM ci la nc u IV L ,n - 3 0 V Jc , lf . •• 0 , ( - 1 M H i) IT c ' ao o 2 .0 — 3, 0 M H i p F fU H C H O K A L IC S T • >' -« i :iu , «*• • «3 TY PE S U A 74 1M , uA 74 1C G E N E R A L- P U R P O S E O PE R A TI O N A L A M P LI FI E R S ab so lu ta m áx im um r at ín gs o va r op er at in g (r ee -a ír te m pt ira tu re r an ge ( un le ss o th er w ía i n ot ed ) S u p p ty ^o lu g a V C C , lú e N o ie 1 ) S u t> p lv v o ll .9 e V c c _ {i ü e N o K 1 ) D ilf tr e n t. il In n u l v ot ta gu d ue N o lo 2 ) In pu t vo lto gs l e im e r in p u t, s ea N o ie i 1 an ri 3) V o lt a g E b e lw e tn íi th K f o lli c t n u il lu rm in a l | N 1 /N 3 | an d V c c _ D u rj ti o n e l O iilu u t ili o rK ir c u il lit e N o lo 4 1 C o m iti n o u i t at a! p a. vn r d h st p íl ío n a t |o r ba lo w l 2 5 *C lr t> e- a¡ r le m pe ía lu ri r (IC E N O IE 5 ) Q pw fa lin g Ir ae ^a ir ta n ip ci a in ra ta ng o E lo ia ga ¡ en ip eí at ur e íi n g t L iii í t« ni [H iM ru ie 1 /1 G in ch I ro m c a » l o ( 6 0 s oc on di L e » ! ¡c m p ífJ iH irs 1 /1 6 io ch í io m c at e lo - 10 u co n cl i J. JG .U .O rU p sc kB g e N o r P iK íc fc ay ii "A 7 4 1 M 3 2 -2 3 13 0 U S • J0 .5 u n lim iiD iI 50 0 -5 6 1 0 17 6 -l is io 1 50 :io o •! 6 0 U A 74 1C IB -I B •3 0 tl S 10 .5 u n ltm ite d 5 0 0 O io 7 0 -6 5 1 0 I S O •3 00 26 0 U N IT V V V V V m W 'C " C ' "C -c N O T E S : 1, A ll v al ec tri ca l c ha ra ct er is tic s at s pf lc ifj ed f re e- ai r te m pe ra tu re , V C G + = 1 5 V , V cC — ~ — 1* P A R A M E T E R V |Q In p u t o fl ie i v o lla g " A V IO I- id |l D lí tB ( v ol ta qe « Jj u tt t on ga 1| O In p u in lf ja tc u 'io n l [j g In p u l b ia l c u tr o n t V j In p u lv o lta g e iJ in í» M íK ir rí u in p eo k- tO 'p ea k V D P P o u ip u tv o lt a g e iw m u L jtg e -i la n a lil H Ie rB n tla f V D vo lta g e sm p lif ic a llo íi r\ t le lii ta n cB rQ O u tp u t re iii u n ce C j In p u l c a p *: ila n ce C M R H C om m on -m od * r« J« ct ío rt r » tio < W |Q ÍA V c c S u p p lv vo lia B B ie n iit iv ü y |o g S h o tl- ci rc u ii o u tp u i c u ri e n ! IC C S up «! y cu íf e n t P D T o lü lp o w e f d til ip a tio n T E S T C O N D IT IO N S t H S ^ m ^n RL • 1 0 kn ñ u > j ok n R L- S V Q R L > 2 ^ n RL s 2 t; n, V 0 - í1 0 V V 0 - 0 V , E fe M ol e G RS < 1 0 kn RS í 10 k n N o lo o d . N a li g u e ! N o b iJ , N o i lB n .| 2 S 'C F u ll /a ng e 2 5 0 C 2B °C F u ll íf ln ^ 2 6 " C F u ll fu ng e 2 6 ° C . F u ll ta ng e 2 5 * C F u ll ía nr jí 2 5 ° C F u ll ra no s 2 5 °C F u ll fa ng e 2 5 ° C •J B 'C 2 6 ° C 25 °C F u ll ra ng a 2G °C F u ll ra no » 2B °C 2 5 *C F u ll ta ng e 2 5 'C F u ll ra ng u U A 74 1M M IN T Y P M A X 1 G 6 11 5 20 20 Ü 5 0 0 80 5 0 0 1D O O 11 2 11 3 11 2 24 2B 2 4 2 0 2 6 2 0 50 2 0 0 25 0 .3 2 75 U 7 0 9 0 7 0 30 15 0 15 0 í2 S 1 4 0 1. 7 2, 8 3 ,3 5 0 0 5 10 0 U A 74 1C M IN T Y P M A X 1 6 7. 5 i! 5 2 0 2 0 0 30 0' ao EO O BO Q 1 1 2 i 13 t1 2 24 2 8 2 4 2 0 2 6 2 0 2 0 3 0 0 15 0 .3 2 75 1. 4 7 0 í» 7 0 D O 15 0 15 0 12 5 (4 0 1. 7 2 .8 3 ,3 5 0 3 5 10 0 U N IT m V rn V n A n A V V V /m V M il 11 p F dB ,, V /V m A m A m W 'A l! c h x iC U fl i N O T E S : T tí li 13 0 TE XA S IN ST RU M EN TS a M -̂̂ ^ -̂ 1 4̂ -̂ -̂ - - -̂ TY P E S uA 74 lM , uA 74 1C G EN ER A L- PU R PO SE O PE R A TI O N A L A M P LI FI E R S op er at in g ch ar ac te rí st ic s, V C C + = 1 5 V . V C C - s ~ 1 5 v . T A = 2 5 °c 5 8 P A R A M E T E H O ví iih O D t fu ci o r S Ic w ia lif D lu n it y g ai n T E S T C O N D IT IO N S V i- 2 0 m V . ñ L - 3 k n ' C L - 1 0 0 | > f. S » e F ífl » i« 1 V [ • 1 0 V , R L ' 2 V il, C | - 10 0 p F . Se e F ig u re 1 M 1N T Y P M A X 0 2 5% 0 .5 M IN T Y P M A X 0 ,3 5 * 0 .5 U N IT V* W ti i P A R A M E T E R M E A S U R E M E N T I N F O R M A T IO N O V 1 N P U T V O L T A G E W A V E F O R M .r t T E S T C II1 C U IT F IQ U H E 1 -R IS E T lM E . O U E R S H O O J. A N D S LE W R A T E T Y P ÍC A L A P P L IC A T IO N D A T A TO v c c _ F IO U R E J -I N P U T O F F S E T V O L T A G E N U L U C IR C U IT TE X A S IN S TR U M E N TS 13 1 -'P ov ve r Tr an si st , 2 N 3 7 3 p ,^ N 3 7 3 9 .( co n tin u e d ) ^ C tu n J e s s .o th e rw Is g .n o te d i C o lk 'c to r- ? m !t tc r S at u ra t| o .n V pl (a ge fl ^ = -> ™ - ' - •'- ' jV c g -' VJ O . V d c. t r » ¿ .¿ .' 1 0 0 . k H l) i . . i . e n i te n ifM fit u ie . an dr du ij- . c ye lí- oM ih c' e ne iw si on s ra al e -n o si g n iíi cj n t i ct ra ng e -ir v Ih cs e- sa le . a jp js .) iT li« . I iM d il in e i na y- .e xc eü d 'Ih B - B V m jV ol tJ B e. lim ct 'O íiI yi ifl ha -e D N E cI C if- ci Jr - r e n t •h as l u ití /i. íe d u ct d lo 2 0 in A ^> r'I «s s bo - o r. jt lh e B V ci sü 'ii ití th en f lu d o n ly th en - y. th e. Ia ad li li e b a- ei te nd ai J lo t hu -a bs ú- lu la m áx im um .v ol la ge r a lin g io l B V ct o. T e fn su ie o pe ra lio n b« lo w I ha n ia xI m u fti -T i IN u' pp w C fte m pe f i tu ít il u rJ lit ifi c ur ve n iu st ' ÍIQ o bs eí ve d fü r bo tlv sl ea dy s U la a nd p ul se pO W tr co iid ili Q ns . . . . - ,- ,- :. -. .. , - • -P o w er T ra ns is to rs - 2N 37 3' 8, 4 M 37 39 ''( cb ní ln üe d) 20 30 _ . SO 70 ID O lc .C O LU C 10 R C U R R EN r< m A) ?W 30 0 50 0 r;n < •.* M M 'f .' C A P A C IT A N C E -- 1 •- -. : = : : T ! ! 1 j ± I "1 .' - F c •^ f- • i i 1 — 1 "̂ 1 ^ . - > I 1 l' l | | , k i :! r r " - p ^ íf C :H Í L L !. . o. i o: os 1, 0 2.0 .s o 10 » M lo o si vu st eí A S vo iu ec iv üi ia ll tt lt l n ll ll 'T T U R N -O F F T IM E I J I 0 50 U M iO 10 0 20 0 le . C O U te iM tU iR I.t r b -JU 1. 0 ÍB 5 0 10 70 50 1M ÍO O ÍO O -P ow er T ra ns is to r! 2N 37 19 an d2 N 37 20 (c on tln ue d) S A S E C U R R E N T -V O LT A G E V A R IA T IO N S G O LU C TO K C W R flE ft ÍM G A S E -t M III E R V O LT AG E IV P IC A LS W II C H IN O II M E S TO TA t C 'lH lfi O L C H A M E V A ftI A TI G H lo C O Et EC IO R C U R PE N I -P o w e r T ra n J/ sf o rs - 2 N 3 7 3 8 (S IL IC O N ) 2N 37 39 H ig h -v o lt ag e M PH is ill -c on \y ow er ; si ci ve d í o tü se t a U n' e op ie l- at ed e cl üi pm fe nt 's ü' ch a s o u lp ü ta ü ^U íV ei -s ; \m v- ttu i- l- fe iit , hí 'g h- vo lta fe te V í •a iv d A G U ne r e la y s, íe at ü fe 'e X c' eU 'e ri l'd 'c 'g á' i'r i. M Á X IM U M R A T IN G S tV x = Ró tín g C ol lc cl or -D as c V ol ta sc E in il tü r- B as c V ol ta je C ol lc cl or -E in H lu í- V ol ta gc C ol lc cl or C ur rc ii l (C ou lln uo us ) C oü cc lo r Cu n- L' ut ( Pc ;ik ) BÜ SC C ur rc ii l T ot al D cr fc c D ls sl rn ll on @ t r = 2 9° C D ór al e «b ov u 25 °C T lic i-m al l íc sl sl an cc Ju nc ll on O pc ra tl ni ; n iid S ío ra yc T cm pc rn lu rc R un ^H 'Sy ttiV ol V C ft V te ti V C E O rc 1C . *B Pb "J C ^ t n it •^ 37 3B 25 0 ' b 22 5 2H á7 39 32 5 6 30 '0 3 3 1 áó tt. ia ií la -6 5 Id 4 -Í7 5 M Vd c V íc • V iic A tíc Á hi jj A m i) W al ls w /° c bC A v °c -r EM f'E flA TU H t í )E R At lH 6 CU RV E PD . P O W ER O IS S IP A TI O N W A T T S "̂ ^ ^ "̂ < ^ < J \ " ^ \. _ "̂ - v ., "x ^- ^- ^ 3 25 50 ' 75 ÍO tf i'2 5 Í5 0' 17 5 To CA SE ÍÉ M PE flA TU RE ra í- 'n .3 < ,( > • P ow er Tr án si sf or s- 2 N 3 0 5 5 ( S IL JC O tf) 1 V C E O = 6 0 V íc = 1 5 A P D = 1 1 7 W N P N s íl ic on p CT w er ' Ir an sí sí or s cí es íg ne d ío r sw il ch - ín g a n d a m p li íí er a p p li ca ti on s. C A S E 1 (T O -3 J M Á X IM U M R A T IN G S R al ln g C oi le ct or -B as e V ol ía ge C ol le cí or -E m ll te r V ol la ge E m ll tc r- O as e V ol ía ce C oü ec ío r C li rr en l (C ou H ni la us ) fl ae e C ur re nt ( C on tl nu ou s) Po w er D ls al pa tl ül l T hc rm al R tH ls ta nc e, J li nc íl on ( o C aa e Ju nc ll on O pe l- at ln g T c! ii |x ír al ur e fl an ee S y m b o l V C D V C E O V E D 'c 'D PD fl ,ic T.I V al u é 10 0 60 7 15 7 11 7 1. 5 -6 5° C t o+ 20 0° C U ní t V dc "V dc \'< !c . A dc A dc - W at ts °C /W °C F lO U R E I — P O W E R -T E M P E R A T U R E D E R A TI N G C U R V E 12 0 lo o 75 \0 0 \Z 5 T , 'C us e T cm vü ra tu re t° 'C ) • P ow er T ra n iís ío n - 2( sI 30 5S (c on tin ua d) E L E C T R IC A L C H A R A C T E R IS T lC S tt c = 2 5 *' o^ he rw is e ffó ta á) C ha ra de ris tic E m ít te r- B as e C ut ol l C ur re nt tV E 0 = 7 V d c ) C ol le cl or C ut of I C ur re n! (V C B = 10 0 V dc , V B E = 1. 5 V dc ) (V C E = 10 0 V dc , V D E = U 5 V dc , T c - lf lO °C ) C ol le ct or -E m lt to r Su st al nl ng V oU ag e* (l c = 2 00 m A dc , IB - 0 ) D C C ur ru it G al n •( IG = -1 .0 A dc , V C E = 4 V dc ) '-i1 . • • (I Q = 10 .0 A d c, V C E = 4 V dc ) C ol le cl or -E m lU cr S al ur aU tm V ol ía ga (I c = 4 .0 A dc , ¡B = O .-I A dc ) (I G » 10 .0 A dc , ID = 3 .3 A rf cJ C j U ec io r- E m ül er V ol ta gc ' (I c = 20 0 m A dc , H B ¡J = 10 0) D as e- E m lt te r V ol ía R e . (1 G = 1. 0 M e, V G F = 4 A dc ) S m al i Si gn al C ur re nl G al n (V C E ^ -1 ,0 V dc , I c * 1 .0 A d c, í - .1 k H lJ (V C E " - 1. 0 V dc , I_ - 1. 0' A if c/ C oH ec lo r- E m ll te r C ur re ní (V C E « 3 0 V dc , IB « O J . . . Sy mb ol lE bO 1C É X -c ,o { a u 8 ] ^ E W í V C É ÍÍ vtíÉ "íé /CÉt f Mi ti - _ 60 5. tí ... w - Í5 - Ma x 5 .0 5. 0 30 .0 - 7b .o i. i é. tí - i.á - 8. i Uri ft m A dc m A dc V dc V da W c V dc kí íz ni A rfé •U se á w eu p te st [ o pr ev en t ov er fi ea íf ng . £-£ X: 2f c: . Z- Uí- o- oí o. r- 5% o < T-. MÁXIMUM AfciÓWABfcE CASE TEMPÉíUTORÉ (°CJ o o* o ir a o o í- k S ili co n R ec tif ie rs iN 4 9 9 7 fh ru lN 5 0 0 3 'M R 10 30 t h ru M R 10 36 , M R 10 38 , M R 10 40 V R — to 1 00 0 V E0 = 3 A C A S E 6 0 C A S E 7 0 IN 47 19 T H R U 1N 47 25 1H 49 97 t ílf U 1 N 50 Q 3 M R 10 30 A T H R U M R 10 40 A M R 10 30 B 1 H R U M R 10 40 B S il ic on h ig h- co nd uc ta nc e re cL íf ie rs a va íl ab le I n ei th er ax ia l- le ad o r si ng le -e nd ed p ac ka ge s. T yp e n u m b er s sh ow n ha ve c at ho dc c on ne ct ed t o ca se . F o r an od e- to -c as e co nn ec L io n, ad d su ff ix " R " to t yp e nu m be i- j i. e. I N -1 70 2R M Á X IM U M R A T lN G S ( B ot h P ac ka tte Ty pc s) T A = 25 *C u nl us o th cr w ls e no tc td R at ln j fc ak R ep ct lt lv e R ev er se V o lb g e W or kü ie P ea k R ev er se V ol ta ge D C B lo ck lti E V ol ta ge N on -R ep et it iv a P ea k R ev er se V ol ta ge (o ne h L iü -w av e, s in g le p h as e, 60 c yc le p ea k) R M S R ev er se V ol ta ij e A ve ra ge H ec tl fi ed F or w ar d C ur re ii t (a tn gl c p h is e, r ea ls tt v e lo ad , 60 c p s, T A = 1 5° C ) sc e fi gu re 4 P ea kH ep ti ti U ve F or w ar d C u rr en t {T A « 75 "C ) N on -R ep et lt lv e P ea k S u rg e C u rr en t (a up er l n ip os ed o n ra te d cu rr cn t at r al L 'd V ol ta ge , T A - 75 °C ) ae e íl gu re 1 I2 t R at in g (n on -r ep ct it lv e, 1 m a e c < t< 8 .3 m ac e) O pe ra li ng a nd C aa eT en ip er at u re T h er m al ¡ le sl sl an ce Sy in lio l Jl M ( re p) V R M { w kc ] v a V RM (n on -r ep ) V r 'o 'F M ( re p) !F M ( su rg e) !2 t T J- T 3 tB S jA U U 1I M IIÜ 10 50 10 0 35 m is K1 IO II 10 0 2 0 0 70 1K U1 I N ltO l! 20 0 30 0 H D X( ID 3J 30 0 •ID O 21 0 m uí KJ IO H 40 0 50 0 28 0 3. 0 25 M IID 1S 50 0 60 0 35 0 m u: XÜ OJ b 60 0 72 0 42 0 1M IM «I lO Jl 80 0 10 00 5G O 1K U1 S HI 10 40 10 00 12 00 70 0 30 0 (l or 1 /2 c yc le ) <- 18 5 -6 5 to - t 17 5 30 Un lt V ol la V al la V ol ts A m p A m p A m p A (r m a )2 se c °C °C /W at t »:* ¿O -' .'t lN 47 25 (C on tIn ue d) E L E C T R iC A L C H A R A C T E R IS T 1 C S (A ll T y p e s ) FO RW AR C -'O LT AG E CH AR AC UR IS TI CS . Ci irK ltr llt fc (M il C »c lí A r' "« e ro r* »r d V ol U ge D ro p (I n . J.O A m p» m u H il nt \ , T Í • 7Í °C , 1 UW W av e H ec tl fl tr ) O í! ro rw ír d V ol ta ge ll ro jí U [. . 3 .0 A Jc ,T A - 2 S° C ] (U . 3 .0 A ni p» H "l t U lr d V r. T A . 1S °C . !U U W av B R i-c llI li- r) D C lt cv er se C ur fc i^ (H íte d V ,, .T A -. íi °C ) Sj nb ol vr (A Y ) V P 'iK A V J 'u M u tlf nr t o. « 0. 9 l. S 0 .5 Un tt V o'. ta V al la ui A M ÁX IM UM S UR G E CU RR EH T T* = JS 'C ) 1 6 B 10 !0 (D BO l O fl « C U S A I 60 C TC 1E S PE R S tC O N O O 0. 2 04 0 6 0. 8 1. 0 1. 3 1. 4 1. 6 l.S 2. 0 v, , W S lA N IM O U S F O HW AR D V O IM C E 1V O W S ) M ÁX IM UM f O RW AR D PO W ER DI SS IP AÜ Q H v tr su s AV ER AG E ÍQ RW AR O CU RR EH I M ÁX IM UM F OR W AR D CU RR EN T ve ts us A M 81 EH T TE M PÉ RA TÜ RE L4 L \Q SO IC O 17 Q U D 16 0 38 0 I,, .., , AV ER AG E lO R rt' A R D C lIR R E H I | » M R 3 2 2 th ru M R 3 2 6 3- 28 F o r S po ci fi ca ti on s, S ee lN 3' 19 l D at a Sh eo L 3- 29
Compartir