APLICACIONES DEL OLED

La compañia SONY acaba de lanzar en estos días al mercado peruano su nuevo modelo de televisor basado en la tecnología OLED. Comparativamente con los televisores LCD, este nuevo modelo presenta mayor resolución de imagen, menor consumo de energía y es mas liviano.

Mayor información pueden recurrir al siguiente link.

http://www.sony.com.pe/microsites/xel1/queesoled.html

METODO DE PROYECTOS: DESARROLLO INTEGRAL DE COMPETENCIAS

Luego de un prolongado de silencio, pretendo retomar el desarrollo de este blog y he creido conveniente abordar el tema propuesto.

La finalidad de nuestro proceso educativo es desarrollar en todos nuestros participantes tres tipos de competencias:

1. Competencia Técnica: que les permita desempeñarse eficientemente en el desarrollo de su especialidad, por ejemplo habilidad para manipular instrumentos y herramientas, realizar mediciones y calibraciones, interpretar y diseñar planos, etc.

2. Competencia Metódica: que les permita optimizar y organizar mejor sus recursos, por ejemplo habilidad para la búsqueda de soluciones de una manera creativa.

3. Competencia Personal/Social: que les permita relacionarse e interactuar con el resto de miembros de su entorno laboral de una manera adecuada, por ejemplo habilidad para expresar sus puntos de vista de una manera clara y objetiva.

Una de mis mayores preocupaciones es conseguir que los alumnos logren transformar toda la información que se les proporciona, asi como la que ellos buscan por cuenta propia, en conocimiento. En la medida que ellos realicen este proceso interno, estaran construyendo su propio aprendizaje, un aprendizaje significativo, que apoyado en su propia experiencia, les permita seguir avanzando hasta desarrollar al máximo las competencias mencionadas, aun despues de abandonar nuestras aulas.

Una persona compotente es aquella que demuestra idoneidad en el desarrollo y desempeño de una actividad.

No existe proceso efectivo de aprendizaje, sino se produce en los participantes un cambio de conducta. La participación activa de los estudiantes en este proceso es fundamental, son ellos los llamados a ser protagonistas y no simples espectadores, y el profesor debe realizar una labor de asesoría, resaltando los puntos importantes, reforzando los débiles y orientándolos a las búsqueda de sus propias conclusiones.

Debido a lo mencionado anteriormente, es importante que los profesores apliquen adecuados métodos de enseñanza, que apoyados en técnicas y estrategias, faciliten el proceso de aprendizaje en sus participantes.

El Método de Proyectos, es un método investigativo, que busca desarrollar de forma integral todas las competencias, a través de él los participantes son los que deben informarse, planificar, decidir, ejecutar, controlar y valorar todo el proceso que conduzca a la solución del problema planteado, a través de la ejecución de un Proyecto de Enseñanza-Aprendizaje. El profesor simplemente es un guía, un facilitador, un orientador del proceso. Él supervisa el correcto desarrollo del proyecto, marca las pautas, absuelve las dudas, orienta, proporciona preguntas guía.

En las siguientes publicaciones seguiremos tratando sobre estos y otros temas mas.

POLARIZACIÓN DEL BJT:DIVISOR DE VOLTAJE

c) circuito de polarización por divisor de voltaje: con este tipo de polarización la estabilidad del punto Q es mucho mejor, es decir a medida que el transistor este trabajando, los valores de ICQ, VCEQ se mantendran casi inalterables. Es por esta razón que este tipo de polarización es la mas utilizada cuando se trata de diseñar un amplificador.

Para determinar los valores de las resistencias de polarización, seguiremos considerando los mismos criterios de diseño, como ya mencionamos anteriormente, los cuales facilitan el cálculo de las resistencias.

Las condiciones de polarización las fijaremos de la siguiente manera:

Al hacer ésto, estamos ubicando el punto Q en la mitad de la recta de carga, lo cual nos permite obtener máxima excursión simétrica en la salida (esto es adecuado en amplificadores de clase A).

Cálculo de Resistencias

Para calcular los valores de las resistecnias de polarización haremos uso de algunos criterios de diseño, tales como:

hallando RE y RC

Para hallar el valor de RE, hacemos uso del primer criterio de diseño.

Para hallar RC, hallamos la ecuación de la recta de carga en la malla de salida y luego reemplazamos el valor de RE, consideramos ademas las condiciones iniciales (punto Q).

hallando R1 y R2

Para hallar el valor de R2 , haremos uso de la ley de OHM y las leyes de Kirchhoff, aplicados a la base del transistor.

Para hallar R1, haremos uso del segundo criterio de diseño, junto con la ley de ohm y las leyes de Kirchhoff.

POLARIZACIÓN DEL BJT: ESTABILIZAD0 POR EMISOR

b) circuito de polarización estabilizado por emisor: anteriormente analizamos el comportamiento del transistor BJT en polarización fija. Para este tipo de polarización hay que mencionar que el punto Q no es muy estable y que a medida que el transistor este trabajando, este punto tiende a desplazarse. Para compensar las variaciones de tensión y corriente que se producen en el transistor, podemos agregar una resistencia en el emisor.

Si lo que queremos es mantener el mismo punto Q del circuito anterior (polarización fija), debemos recalcular las resistencias de base y colector, y calcular la nueva resistencia de emisor.

Desde el punto de vista teórico podríamos hallar éstos valores desarrollando nuestras ecuaciones de malla en el circuito, aunque también podemos hacer uso de ciertos criterios de diseño que nos permiten simplificar nuestras ecuaciones, dichos criterios son válidos pues tienen como finalidad asegurar una mayor estabilidad del punto de trabajo. Para nuestro caso el principal criterio de diseño que utilizaremos es el siguiente: el voltaje en la resistencia de emisor (VRE) debe ser menor o igual a la décima parte del voltaje de la fuente (Vcc), para los cálculos teóricos asumiremos la relación de igualdad, entonces: VRE= Vcc/10.

Si además tenemos como dato el punto Q ( VCEQ y ICQ), el beta del transistor (b) y las resistencias de base (RB) y colector (RC) anteriores, podemos hallar los nuevos valores RB' y RC', asi como RE.

Sabemos que: VRE= IEQ*RE
además, IEQ= [(1+b)/b]*ICQ
entonces, RE=[(b/1+b)]*(Vcc/10ICQ)

De la ecuación de la recta :
IC= - [1/{RC'+[(1+b)/b]*RE}]*VCE + [1/{RC'+[(1+b)/b]*RE}]*Vcc

podemos concluir que para que se mantenga el mismo punto de trabajo, la pendiente no debe cambiar, por lo tanto se debe cumplir que:
RC'+[(1+b)/b]*RE = RC
de donde despejamos:
RC'= RC - [(1+b)/b]*RE

Haciendo un análisis similar en la malla de entrada, podemos encontrar la siguiente relación:
RB'= RB - (1+b)*RE

LAS NUEVAS TECNOLOGIAS: OLED

Desde la creación del primer transistor semiconductor, ya hace mas de medio siglo, la electrónica ha venido manteniendo sus mismos principios básicos. El estudio del semiconductor como elemento principal en la fabricación y funcionamiento de sus dispositivos sigue siendo materia de estudio en institutos y universidades hasta la actualidad. Pero en los últimos años, este material inorgánico (el silicio) parece estar llegando a su tope máximo en cuanto a escalas de integración se refiere, es decir, ya no se podrá seguir integrando mayor cantidad de componentes en un CI, (que cada vez necesita ser mas pequeño) utilizando este material.

Esta situación no es nueva ni toma por sorpresa a las empresas dedicadas a la investigación, diseño y fabricación de CI, por el contrario es un tema conocido y vaticinado hace muchos años atras, razón por la cual se han venido haciendo estudios sobre materiales alternativos que cumplan la misma función que el silicio, pero con mayores posibilidades de integración. Entre estos materiales estan los orgánicos o polímeros (macromoléculas formadas por la unión de moléculas más pequeñas llamadas monómeros) a los cuales se les ha sometido a un proceso denominado delocalización de electrones cuyo efecto es la aparición de un polímero semiconductor.

La aplicación de este material en la fabricación de dispositivos, esta revolucionando el campo de la electrónica a tal punto que ha dado origen a la aparición de una nueva rama llamada electrónica molecular o moletrónica.

Son varios los dispositivos ya fabricados con esta nueva tecnológia, entre los cuales podemos mencionar a diodos orgánicos emisores de luz (OLED por sus siglas en inglés),transistores orgánicos de efecto campo (OFET por sus siglas en inglés) o paneles solares orgánicos.

OLED: Dispositivo semiconductor de estado sólido, con un espesor de 100 a 500 nanómetros (aproximadamente 200 veces menor que un cabello humano).

Pueden ser construidos de 2 o 3 capas de material orgánico, el OLED de la figura posee dos capas.

Un OLED esta constituído de las siguientes partes:

a) sustrato (vidrio o plástico claro)

b) ánodo (transparente):quita electrones cuando es atravesado por una corriente.

c) capas orgánicas:se fabrican de moléculas orgánicas o polímeros.

* conductora, transporta los huecos del ánodo. El polímero mas usado es el polianilina.

* emisora, transporta los electrones del cátodo (emisión de luz). El polímero mas usado es polifluoreno.

* cátodo ( puede o no ser transparente), inyecta electrones cuando es atravesado por una corriente.

El empleo de estos dispositivos en los equipos electrónicos es una realidad, la tecnología OLED para pantallas de televisores ya esta siendo utiliza, con las grandes ventajas que esto implica, como por ejemplo menor coste, mayor escalabilidad, mayor rango de colores, más contrastes y brillos, mayor ángulo de visión, menor consumo y, en algunas tecnologías, flexibilidad.

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO:Se aplica voltaje a través del OLED de manera que el ánodo es positivo respecto del cátodo. Esto causa una corriente de electrones que fluctúa en este sentido. Así, el cátodo da electrones a la capa de emisión y el ánodo lo hace en la capa de conducción.
Seguidamente, la capa de emisión comienza a cargarse negativamente, mientras que la capa de conducción se carga con huecos. Las fuerzas electroestáticas atraen a los electrones y a los huecos, los unos con los otros, y se recombinan (en el sentido inverso de la carga no habría recombinación y el dispositivo no funcionaría). Esto sucede más cercanamente a la capa de emisión, porque en los semiconductores inorgánicos los huecos son más movidos que los electrones (no ocurre así en los semiconductores inorgánicos).
Finalmente, la recombinación causa una emisión de radiación a una frecuencia que está en la región visible, y se observa la luz en un color determinado.

Donde:

1: cátodo (-)

2: capa de emisión

3: emisión de radiación (luz)

4: capa de conducción

5: ánodo (+)

Mas informacion pueden encontrarla en los siguientes enlaces:
http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Pol%C3%ADmeros_semiconductores&redirect=no
http://www.plastunivers.com/Tecnica/Hemeroteca/ArticuloCompleto.asp?ID=2915

POLARIZACIÓN DEL BJT: POLARIZACIÓN FIJA

Los transistores tienen como función principal la amplificación de señales, para lograr este cometido deben ser polarizados adecuadamente mediante la aplicación de voltajes DC en sus uniones B-E y B-C. Esto se consigue a través de circuitos de polarización, los cuales garantizan que el transistor se encuentre ubicado en un punto sobre su "recta de carga" y en su zona activa.

Existen una gran variedad de circuitos de polarización, dentro de los cuales podemos identificar claramente cuatro tipos básicos:

a) circuito de polarización fija ( corriente de base constante)

b) circuito de polarización estabilizada por emisor

c) circuito de polarización por divisor de voltaje ( tipo H o universal)

d) circuito de polarización por realimentación de colector

Empezaremos analizando el más sencillo de éstos circuitos.

a) circuito de polarización fija: este circuito es el mas sencillo de todos los circuitos de polarización. La resistencia Rc limita la corriente máxima que circula por el transistor cuando este se encuentra en saturación, mientras que la resistencia de base RB regula la cantidad de co - rriente que ingresa a la base del transistor (IB), la cual determina en que zona se polarizará el transistor (saturación, activa o corte).

Eligiendo adecuadamente el valor de estas resistencias podremos determinar con exactitud el punto de trabajo (Q) del transistor. Como se mencionó al inicio, lo que se busca es polarizar al transistor en su zona activa, sobre su recta de carga, para lograr esto debemos hacer uso de ecuaciones características del circuito. Empezaremos por analizar dichas ecuaciones. Para realizar esto último, debemos identificar la malla de entrada y de salida del circuito.

Malla de entrada: partiendo de Vcc, la corriente atraviesa RB, la unión B-E (produciendo el voltaje VBE) hasta llegar a tierra. Entonces podemos plantear la siguiente ecuación de malla:

Vcc= IB*RB + VBE ...(1)

Por tratarse de transistores de silicio, VBE= 0,7 v

De la ecuación (1) podemos despejar el valor de IBQ (corriente de base en el punto Q), considerando que tenemos como datos RB, RC, beta (b) y Vcc. Entonces:
IBQ = (Vcc - VBE)/RB ... (2)

Malla de salida: partiendo de Vcc, la corriente atraviesa Rc, los terminales C-E (produciendo el VCE) hasta llegar a tierra. Entonces podemos plantear la siguiente ecuación:

Vcc= IC*RC + VCE ... (3)

De la ecuación (3) podemos despejar IC:

IC = -(1/RC)*VCE + (Vcc/RC) ... (4)

La ecuación (4) representa la Ecuación de la Recta de Carga, cuya gráfica nos permite encontrar dos puntos característicos: la corriente máxima de colector (Isat) y el voltaje colector-emisor máximo (Vcorte). Además podemos ubicar sobre ella el punto de trabajo (Q) del transistor, que gráficamente representa la intersección de la Recta de carga con la curva característica.

Para: VCE= 0, tenemos:

ICmax= Isat= Vcc/RC (saturación)

Para: VCEmax=Vcorte= Vcc, tenemos: IC= 0

Además, conociendo IBQ podemos determinar el valor de ICQ y de IEQ, y con ello el valor de VCEQ:

ICQ = b*IBQ

IEQ = (1+b)*IBQ

VCEQ = Vcc - ICQ*RC

Estos valores definen el punto de trabajo del transistor y con ello su zona de trabajo.Este tipo de polarización no es muy estable, pues el punto Q varía bastante a medida que el transistor se encuentra trabajando más tiempo.

Cuando se requiere realizar el diseño de un circuito de este tipo, es necesario tener como datos el punto Q, el Vcc y el beta (b) del transistor. Por ejemplo, si deseamos polarizar a un transistor 2N2222A en el punto: ICQ= 10 mA y VCEQ= 10 v, con Vcc= 20 v, debemos calcular el valor de RB y RC.

Considerando el beta típico que proporciona el fabricante, b= 200. Entonces:

RB= (Vcc - VBE)/IBQ

Como: IBQ= ICQ/b, entonces: RB= (Vcc - VBE)/(ICQ/b) , remplazando valores:

RB= (20 - o.7)/(10/200) = 386 k

Ahora calculamos RC:

RC= ( Vcc - VCEQ)/ICQ , remplazando valores tenemos:

RC= ( 20 - 10 )/ 10 = 1 k

El beta típico considerado en los cálculos no necesariamente coincide con el beta real, cada transistor posee un valor de beta diferente, a pesar de pertenencer al mismo código. Por esta razón es necesario a veces recalcular los valores iniciales, cuando en las mediciones obtenemos valores bastante alejados de los teóricos.

También es importante obtener el valor de RB que satura al transistor, este valor de obtiene de la misma fórmula utilizada anteriormente, solo que esta vez se evalúa en saturación, entonces:

RB= ( Vcc - VBE)/(Isat/b) , entonces: hallamos primero el valor de Isat.

Isat= Vcc/Rc, remplazando valores tenemos:

Isat= 20/1 = 20 mA , entonces:

RB = ( 20 -0.7) /( 20/200) = 193 K

ERRORES EN LAS MEDICIONES

Incertidumbre de las medidas
Todas las ciencias experimentales se fundamentan en la experiencia, y ésta a su vez en la determinación cuantitativa de las magnitudes pertinentes. En definitiva, todas las ciencias precisan de la medida, bien directa, bien indirecta de magnitudes físicas. Medir implica generalmente comparar la magnitud objeto de la medida con un patrón. El resultado de la medida se expresa con un número y una unidad, dependiendo esta última del patrón que se haya escogido.
Las medidas nunca permiten obtener el ``verdadero valor'' de la magnitud que se mide. Esto es debido a multitud de razones. Las más evidentes son las imperfecciones, inevitables en un cierto grado, de los aparatos y de nuestros sentidos. El ``verdadero valor'' de una magnitud no es accesible en la realidad y por ello resulta más propio hablar de estimaciones, medidas o aproximaciones del valor de una magnitud. Independientemente de estas consideraciones, en el ámbito de la Física se sabe que no tiene sentido hablar del valor de una magnitud, sino sólo de la probabilidad de obtener uno u otro valor en una determinada medida de esta magnitud. Esto no es el resultado de las imperfecciones de los aparatos, sino de la propia esencia de la naturaleza. Este carácter probabilístico de las magnitudes se hace patente a nivel microscópico.
La consecuencia de las consideraciones anteriores, es que toda medida es incierta o está dotada de un cierto grado de incertidumbre. Es esencial estimar ésta incertidumbre, primero porque el conocimiento de la incertidumbre aumenta la información que proporciona la medida, y segundo, porque este conocimiento permite manejar las medidas con la prudencia que dicta el conocimiento de la confianza que nos merecen.
Cuando se exprese el resultado de una medida es pues necesario especificar tres elementos: número, unidad e incertidumbre. La ausencia de alguna de ellas elimina o limita la información que proporciona.

ERRORES
El significado de la palabra ``error'' no es muy preciso, puesto que con frecuencia autores diferentes lo emplean con sentidos diferentes. En un sentido amplio puede considerarse el error como una estimación o cuantificación de la incertidumbre de una medida. Cuanto más incierta sea una medida, tanto mayor será el error que lleva aparejado.
Suelen distinguirse dos tipos de errores: errores sistemáticos y accidentales.

1)Errores sistemáticos
Como su nombre indica, no son debidos al azar o a causas no controlables. Pueden surgir de emplear un método inadecuado, un instrumento defectuoso o bien por usarlo en condiciones para las que no estaba previsto su uso. Por ejemplo, emplear una regla metálica a una temperatura muy alta, puede introducir un error sistemático si la dilatación del material hace que su longitud sea mayor que la nominal. En este caso, todas las medidas pecarán (sistemáticamente) por defecto. El error podría evitarse eligiendo un material de coeficiente de dilatación bajo o controlando la temperatura a la que se mide.
Medir temperaturas con un termómetro graduado en grados Farenhait, suponiendo por equivocación que está graduado en grados Celsius, introduce también un error sistemático en la medida. El error se evita en este caso recabando información sobre la escala del termómetro.
Los errores sistemáticos no son objeto de la teoría de errores. Realmente son equivocaciones que pueden y deben evitarse, empleando métodos e instrumentos de medida correctos y adecuados a los fines que se deseen obtener.

2)Errores accidentales
Estos son los que llamaremos simplemente errores en el sentido técnico de la palabra. Son incertidumbres debidas a numerosas causas incontrolables e imprevisibles que dan lugar a resultados distintos cuando se repite la medida en condiciones idénticas.
Los errores accidentales, o errores propiamente dichos, parecen fruto del azar, y por ello reciben el nombre de errores aleatorios. Pueden ser debidos a la acumulación de muchas incertidumbres sistemáticas incontrolables o bien pueden provenir de variaciones intrínsecamente aleatorias a nivel microscópico. En ambos casos el resultado es que las medidas de una magnitud siguen una distribución de probabilidad, que puede analizarse por medios estadísticos.