La verdad está ahí: El arte de la electrónica, los Capítulos X

Si has estado en la electrónica por algún tiempo, es casi seguro que te has encontrado con la biblia práctica en el campo, El Arte de la Electrónica , comúnmente abreviado AoE. Cualquier fanático del libro seguramente querrá considerar la obtención de la última versión, El Arte de la Electrónica: The x-Chapters , que sigue a la anterior tercera edición de AoE a partir de 2015. Este nuevo libro presenta una cobertura ampliada de los temas de las ediciones anteriores, además de discusiones sobre algunas áreas interesantes pero poco transitadas de la ingeniería eléctrica.

Para quienes no estén familiarizados con él, el AoE, publicado por primera vez en 1980, es un híbrido inusualmente útil de libro de texto y referencia de ingeniero, que combina la suficiente teoría con dosis liberales de experiencia práctica. Con su tono animado y su estilo informal, el libro ha permitido a personas de muchos orígenes diseñar e implementar circuitos electrónicos.

Después del libro inicial, se publicó la segunda edición (AoE2) en 1989, y la tercera (AoE3) en 2015, renovando y ampliando cada una de ellas la cobertura para mantener el rápido ritmo del campo. Empecé con la segunda edición y estaba muy bien usada cuando compré una copia de la tercera, una actualización que recomendaría a cualquiera que todavía esté en la valla. Mientras que el segundo y el tercer libro se parecían mucho al primero, este nuevo es un poco diferente. Es al mismo tiempo una discusión ampliada de muchos de los temas cubiertos en AoE3 y un manual de referencia autocontenido sobre una variedad de temas en ingeniería eléctrica.

Pedí este libro el mismo día que supe que iba a ser publicado, y finalmente llegó esta semana. Así que, habiendo tenido el libro en la mano – casi continuamente – durante unos días, creo que tengo una idea decente de lo que se trata. Quédense para ver mi opinión sobre el último de esta serie de libros muy interesante.

Resumen

En el primer párrafo del prefacio del libro, los autores dan la imagen básica: el “x”; es para eXtra, lo que significa que el material de este libro fue originalmente programado para ser parte del AoE3, pero simplemente no encajaba – ese libro tiene 1250 páginas tal como está. El nuevo libro consta de unas 500 páginas organizadas en cinco capítulos: 1x, 2x, 3x, 4x, y 9x. Este inusual esquema de numeración mantiene los contenidos en correspondencia con los capítulos de la tercera edición del AoE, haciendo hincapié en el hecho de que gran parte de este material estaría allí en su casa. De hecho, cada capítulo del nuevo libro comienza con una repetición del repaso de fin de capítulo de la parte correspondiente del AoE3.

La contraportada de El Arte de la Electrónica: Los Capítulos x

Aunque discutiré algunos de los aspectos más destacados de cada capítulo – pero no una lista exhaustiva – ten en cuenta que este libro se lee de forma un poco diferente al AoE3: es más un manual de referencia de ingeniería y menos un libro de texto. El prefacio es explícito al respecto; la estructura lineal de los libros anteriores del AoE ha sido reemplazada por secciones muy modulares sobre temas específicos. Esto es estupendo si eres un diseñador incluso algo experimentado que busca algo de experiencia en un tema específico, pero quizás menos útil para el principiante – más sobre eso más adelante.

Capítulo 1x: Componentes pasivos en el mundo real

Comenzando con el cable de baja tensión, este capítulo examina el comportamiento de los componentes en el mundo real. Se examinan los conductores, cables y conectores para determinar los efectos no ideales que pueden exhibir. Asimismo, se analizan las resistencias del mundo real de varios tipos, incluyendo los potenciómetros digitales. Los condensadores e inductores reciben un tratamiento extensivo ya que hay una gran cantidad de imperfecciones que los afectan. La sección 1x.6 es particularmente interesante, ya que cubre los interruptores y relés mecánicos, componentes que a veces olvidamos que no tienen características ideales. Esto es ciertamente digno de ser leído si se usan estos componentes para algo no trivial. Finalmente, el capítulo concluye con una discusión de los diferentes tipos de diodos, incluyendo algunos tipos esotéricos, y sus fallos prácticos.

Probando un diodo de túnel

Pero hay más que lo meramente práctico en este libro. Como ejemplo, el libro dedica una sección de unas pocas páginas a los diodos de túnel, un tema esotérico con gran interés nostálgico para los autores. No se contentan con dar simplemente la teoría, sino que profundizan en los aspectos prácticos del trazado de las curvas de los diodos de túnel. Habiendo documentado mis intentos en estas mismas páginas, puedo apreciar realmente el cuidado y el detalle con el que se trató este tema en los capítulos x.

Esta no es la única diversión de los autores. El título de este mismo artículo viene de su propia nota al pie de página aludiendo a Los Archivos X .

Capítulo 2x: Temas avanzados de BJT

Circuito NDR

Como se ha señalado, no encontrará aquí una introducción de libro de texto a los transistores de unión bipolar; en su lugar, encontrará una colección de notas más pequeñas sobre subtemas específicos. Por ejemplo, los autores tabulan y discuten las corrientes de fuga de una colección de BJT y FET para compararlas e incluyen una sección sobre el ancho de banda de los BJT y la frecuencia de transición. Trabajan a través de un ejemplo detallado simulando varios amplificadores BJT en SPICE para medir la distorsión. Discuten las mejoras en los espejos de corriente y algunos de bipolaridad muy interesantes.

Hay más excursiones a tierras menos transitadas, como la discusión de una resistencia negativa de dos terminales hecha con BJTs, otro tema oscuro cercano a mi corazón.

Capítulo 3x: Temas avanzados de FET

En el tercer x-Chapter, encontrarás buena información sobre la selección de FETs para tu aplicación, discusiones sobre la transconductancia de los FETs, el ancho de banda de los circuitos FETs (y comparaciones con los BJTs), una muy buena discusión sobre la evolución y el estado actual de los MOSFETs de potencia, y una sección sobre los controladores integrados de las puertas de los MOSFETs. También hay circuitos de aplicación para medir la carga de la puerta del MOSFET y la transconductancia del FET, con resultados tabulados para una variedad de tipos.

Una vez más, hay una pequeña cantidad de ejemplos de aplicaciones con FETs, incluyendo el accionamiento de un transductor piezoeléctrico, la generación de pulsos rápidos para LEDs, el enfriamiento rápido de bobinas de campo magnético de alta energía y la generación de rápidas rampas de tensión de 1,5 kV.

Capítulo 4: Temas Avanzados en Amplificadores Operacionales

El cuarto capítulo de x-Chaper comienza apropiadamente con una breve discusión sobre un antiguo op-amp de tubo de vacío, con el resto del capítulo dedicado principalmente a discutir los puntos más finos del diseño con los dispositivos modernos. Hay una discusión ampliada sobre la estabilidad de la retroalimentación, un tratamiento detallado de los amplificadores de transistencias, como los fotodiodos, la cobertura de los buffers de ganancia unitaria y sus usos, y dos capítulos sobre los amplificadores de operación de alta velocidad: uno sobre la variedad de retroalimentación de voltaje, y un segundo para los tipos de retroalimentación de corriente. También cubren algunos circuitos inusuales de amplificadores ópticos capacitivos, amplificadores logarítmicos, y cargas capacitivas impulsoras, entre otros temas breves.

En la categoría de exóticos, hay una sección sobre fotomultiplicadores de silicio, y un circuito de ejemplo que produce gráficos del atractor caótico del sistema Lorenz en un osciloscopio.

Capítulo 9x: Temas Avanzados en Control de Potencia

Aquí encontrará una discusión sobre los circuitos de protección de batería inversa basados en diodos y MOSFET, la seguridad del circuito de batería de iones de litio, la implementación de la limitación de corriente de retroceso, el control de motores de corriente continua con PWM, la detección de corriente de alta frecuencia y otros temas relacionados con el diseño de la electrónica de potencia. Hay un desmontaje y una comparación de banco de cargadores de iPhone auténticos y falsos, y una buena sección sobre la realización de mediciones de temperatura en los circuitos de energía, desde la habitual sonda de dedo hasta las cámaras térmicas.

En cuanto a los temas fuera del camino, hay una página sobre los convertidores de refuerzo de baja tensión para la recolección de energía – presentan un circuito simple que se inicia con una tensión de suministro de 20 mV y baja hasta 10 mV. También han incluido una sección sobre convertidores de bus: convertidores bidireccionales de CC, que pueden convertir de un voltaje a otro, digamos 12V a 5V, pero también funcionan en inversa , de forma transparente. Esto es interesante.

Discusión

Obviamente, en esta breve reseña, no puedo cubrir todo lo que hay en el libro. ¿He dejado algo que terminará siendo tu parte favorita? Es muy posible. Pero espero que tengas suficiente del sabor del libro para saber si merece una mirada más profunda.

Como en los libros originales de AoE, además de la discusión de cuestiones de diseño, el nuevo libro contiene tablas de selección para varias partes electrónicas. ¿Necesitas un op-amp de alta velocidad? ¿Qué tal un controlador de puerta MOSFET? Comprueba la tabla correspondiente. Sería un error confundir estas tablas con la búsqueda paramétrica disponible en los sitios web de los fabricantes o distribuidores. Aunque las herramientas de búsqueda son ciertamente útiles, son un pobre sustituto de las tablas cuidadosamente curadas por los diseñadores que realmente han utilizado las piezas.

Una de las características más interesantes del libro es el índice de partes en la parte posterior. Si quieres saber todo lo que los autores tienen que decir sobre el transistor 2N3904, por ejemplo, el índice te indicará los veintidós lugares del libro que se mencionan. Esta es una idea tremenda para un libro como este, que contiene todo tipo de información que no se puede encontrar en las hojas de datos.

¿Deberías comprarlo?

En primer lugar, debo decir que no considero que ninguno de los libros de AoE sea adecuado como primero libros para principiantes absolutos. Claro, si has estudiado otro campo de la ingeniería, probablemente podrías coger un ejemplar y empezar a correr, pero para el verdadero principiante sin experiencia en ingeniería, probablemente querrías empezar en otro sitio y consultar el AoE para discusiones más avanzadas – sonora en los comentarios con recomendaciones de libros para principiantes si las tienes.

Sin embargo, si has usado alguna de las tres ediciones de The Art of Electronics con éxito, te recomendaría los x-Chapters sin dudarlo. Habiendo tenido un poco de tiempo con él ahora, estaría tentado de decir que la tercera edición de AoE está incompleta sin este material adicional. Esto no quiere decir que yo sentía que AoE3 estaba faltando antes de este nuevo libro, pero ciertamente es más completo con esto incluido. Tiene sentido comprar este libro sin AoE3? Seguro que es un gran libro por lo que cubre, pero el x-Chapters en si mismo está absolutamente incompleto sin AoE3 a su lado. Personalmente, no estaría sin ninguno de los dos en mi estantería ahora.

 

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