1) Nombre del curso: ELECTRÓNICA ANALÓGICA I IV/Electrónica... · Electronica. TEORIA DE...

ELECTRÓNICA ANALÓGICA

Programa sintético ELECTRÓNICA ANALÓGICA

Datos básicos Semestre Horas de teoría Horas de

práctica Horas trabajo

adicional estudiante

Créditos

IV 2 2 2 6

Objetivos El propósito de este curso es que el alumno conozca aprenda y aplique los fundamentos de los dispositivos electrónicos y al final del curso sea capaz de instrumentar amplificadores electrónicos, circuitos de conmutación y circuitos de instrumentación de sistemas de adquisición de datos.

Contribución al Perfil de Egreso

Esta materia proporciona al alumno el conocimiento para analizar y diseñar sistemas electrónicos analógicos, y desarrollará en él las habilidades para instrumentarlos e integrarlos en sistemas mecatrónicos.

Competencias Genéricas

Razonamiento Científico-Tecnológico Comunicación en español e inglés Ético-valoral

Competencias a Desarrollar

Competencias Profesionales

Esta asignatura contribuye a formar las competencias profesionales de: -Elaboración de soluciones a problemas de automatización y control. -Elaboración de soluciones a problemas de manufactura automatizada. -Elaboración de soluciones a problemas de automatización de robots manipuladores. -Elaboración de soluciones a problemas de mecatrónica. proporcionando los conocimientos y las habilidades para instrumentar e integrar sistemas electrónicos analógicos a sistemas mecatrónicos y electromecánicos.

Unidades Contenidos Unidad 1 Elementos de circuitos. Unidad 2 Introducción a la Teoría de Semiconductores. Unidad 3 Diodos Semiconductores Unidad 4 Circuitos con Diodos Unidad 5 El transistor bipolar de unión BJT y sus aplicaciones en

amplificación y conmutación Unidad 6 El transistor de efecto de campo de unión JFET y sus

aplicaciones en amplificación y conmutación Unidad 7 El transistor de efecto de campo de metal óxido semiconductor

MOSFET y sus aplicaciones en amplificación y conmutación Unidad 8 El Amplificador Operacional y sus aplicaciones

Temario

Unidad 9 Sistemas de adquisición de datos

Programa sintético Métodos Clases teóricas dos días a la semana. Se impartirá mediante

estudio de teoría y análisis de problemas. Se propiciará el trabajo colaborativo mediante el trabajo en equipos. En los casos en que se requiera se implementarán sesiones expositivas por el maestro, y sesiones de solución de problemas. El profesor deberá usar y promover el aprendizaje asistiéndose de las TIC y deberá centrar su docencia en el aprendizaje significativo. Se realizarán simulaciones utilizando programas especializados para el diseño y simulación de circuitos electrónicos. Dos horas de sesiones de práctica de laboratorio.

Métodos y prácticas

Prácticas Dos horas extra-clase para realizar ejercicios en casa y/o en laboratorio de cómputo. 1 Examen parcial departamental colegiado, tareas extra-

clase y trabajos de investigación personal, o en grupo. Diseño y análisis asistido por computadora. Prácticas de laboratorio (Abarca el contenido de 16 horas por cada examen). Ponderación 20%

2 Examen parcial departamental colegiado, tareas extra-clase y trabajos de investigación personal, o en grupo. Diseño y análisis asistido por computadora. Prácticas de laboratorio (Abarca el contenido de 16 horas por cada examen). Ponderación 20%



Exámenes parciales

5 Evaluación de Proyecto de Aplicación de los Conocimientos de la materia. Ponderación 20%

Evidencias de desempeño

Portafolio de evidencias a través el cual se evalúan las competencias desarrolladas y que puede consistir de:

• Cuadernillo de ejercicios resueltos • Reportes de prácticas • Simulaciones • Documentación de prototipos • Reportes técnicos relacionados con la materia (escrito,

fotos y/o videos) • Otras que el profesor considere pertinentes.

Examen ordinario Promedio de las cinco evaluaciones parciales. Examen extraordinario

Examen general escrito del contenido de todo el programa. Presentación de todas las prácticas de laboratorio con su respectivo reporte.

Examen a título Examen general escrito del contenido de todo el programa. Presentación de todas las prácticas de laboratorio con su respectivo reporte.

Mecanismos y procedimientos de evaluación

Examen de Examen general escrito del contenido de todo el programa.

Programa sintético regularización Presentación de todas las prácticas de laboratorio con su

respectivo reporte. Otros métodos y procedimientos

Dentro de cada evaluación parcial, la presentación de las prácticas de laboratorio será requisito para presentar examen parcial. Dentro de la ponderación de 20% de cada evaluación parcial, prácticas de laboratorio, trabajos e investigaciones extractase tendrán una ponderación del 5%, para resultar en una ponderación parcial total del 20%.

Otras actividades académicas requeridas

Bibliografía básica de referencia

Textos básicos 1. Adel S. Sedra and Kenneth C. Smith, CIRCUITOS MICROELECTRONICOS, Mc

Graw Hill 2006, ISBN: 9701054725 2. Boylestad Robert L., Nashelsky Louis. Electronica. TEORIA DE CIRCUITOS Y

DISPOSITIVOS ELECTRONICOS, Editorial: Pearson Prentice Hall, 2003, ISBN: 9702604362

3. Albella Martin Jose Maria, Agullo-Rueda Fernando , Martinez-Duart Jose Manuel , FUNDAMENTOS DE MICROELECTRONICA NANOELECTRONICA Y FOTONICA, Editorial: Pearson Prentice Hall, Ed. 2005. ISBN: 8420546518

Textos complementarios 4. Malvino Albert, Bates David J.. PRINCIPIOS DE ELECTRÓNICA, Mc Graw Hill,

Ed. 2007. ISBN: 8448156190

ELECTRÓNICA ANALÓGICA

Semestre Horas de teoría por semana

Horas de práctica por

semana

Horas trabajo adicional

estudiante

Créditos

IV 2 2 2 6 Objetivos generales

El propósito de este curso es que el alumno conozca aprenda y aplique los fundamentos de los dispositivos electrónicos y al final del curso sea capaz de instrumentar amplificadores electrónicos, circuitos de conmutación y circuitos de instrumentación de sistemas de adquisición de datos. Al finalizar el curso el estudiante será capaz de:

Entender analizar, diseñar, simular, implementar y medir circuitos amplificadores y de conmutación basados en diodos semiconductores.

Entender analizar, diseñar, simular, implementar y medir circuitos amplificadores y de conmutación basados en transistores de unión bipolares BJT.

Entender analizar, diseñar, simular, implementar y medir circuitos amplificadores y de conmutación basados en transistores de efecto de campo FET (MOSFET, JFET).

Diseñar circuitos conformadores de formas de onda, así como reguladores de voltaje y amplificadores de una sola etapa, todo ello basándose en modelos físico-matemáticos del comportamiento de los dispositivos semiconductores.

Instrumentar sistemas de adquisición de datos utilizando amplificadores operacionales y convertidores de digital a analógico y de analógico a digital.

Unidades Objetivo específico 1. Elementos de Circuitos.

El alumno conocerá los principales elementos que forman los circuitos electrónicos y su simbología, las convenciones de polaridad de voltaje y corriente asociadas a cada uno de ellos y su característica voltaje - corriente.

2. Introducción a la Teoría de Semiconductores.

El alumno conocerá los fundamentos físicos involucrados en el funcionamiento de los dispositivos semiconductores de unión P-N y metal óxido semiconductor, y a través de estos entenderá funciones de dispositivos semiconductores tales como el rectificado y la amplificación.

3. Diodos Semiconductores.

El alumno conocerá los fundamentos de funcionamiento del Diodo PN, las diferentes regiones de su curva característica de corriente vs voltaje, y analizará las posibles aplicaciones de este tipo de dispositivo.

4. Circuitos con Diodos.

El alumno conocerá e implementará las diferentes aplicaciones de los diferentes tipos de Diodos semiconductores en circuitos rectificadores, recortadores, reguladores y sujetadores, entre otros.

5. El transistor bipolar de unión BJT y sus aplicaciones en amplificación y conmutación.

El alumno conocerá, simulará e implementará las diferentes configuraciones de polarización y aplicaciones de los transistores bipolares en circuitos electrónicos, como amplificadores y conmutadores.

Objetivos específicos

6. El transistor de efecto de campo de unión JFET y

El alumno conocerá, simulará e implementará las diferentes configuraciones de polarización y aplicaciones de los transistores de efecto de campo en circuitos electrónicos, como

aplicaciones en amplificación y conmutación.

amplificadores y conmutadores.

7. Transistores de Efecto de Campo de Metal-Oxido-Semiconductor y aplicaciones en amplificación y conmutación.

El alumno conocerá, simulará e implementará las diferentes configuraciones de polarización y aplicaciones de los transistores de efecto de campo de Metal Óxido Semiconductor en circuitos electrónicos, como amplificadores y conmutadores.

8. Amplificador operacional y sus aplicaciones.

El alumno conocerá, simulará e implementará las diferentes configuraciones de funcionamiento del amplificador operacional y sus principales aplicaciones en circuitos electrónicos analógicos y algunas aplicaciones útiles en electrónica digital.

9. Sistemas de adquisición de datos.

El alumno conocerá e implementará algunas configuraciones comunes utilizadas en sistemas de adquisición de datos, tales como convertidores de analógico a digital y convertidores de digital a analógico.

Contribución al Perfil de Egreso

Esta materia proporciona al alumno el conocimiento para analizar y diseñar sistemas electrónicos analógicos, y desarrollará en él las habilidades para instrumentarlos e integrarlos en sistemas mecatrónicos. Competencias Genéricas

Razonamiento Científico-Tecnológico Comunicación en español e inglés Ético-valoral

Competencias a Desarrollar

Competencias Profesionales

Esta asignatura contribuye a formar las competencias profesionales de: -Elaboración de soluciones a problemas de automatización y control. -Elaboración de soluciones a problemas de manufactura automatizada. -Elaboración de soluciones a problemas de automatización de robots manipuladores. -Elaboración de soluciones a problemas de mecatrónica. proporcionando los conocimientos y las habilidades para instrumentar e integrar sistemas electrónicos analógicos a sistemas mecatrónicos y electromecánicos.

Contenidos y métodos por unidades y temas

Unidad 1 Elementos de circuitos. 4 hrs

Tema 1.1 Fuentes de voltaje 1.1.1 Simbología 1.1.2 Direcciones asociadas de voltaje y de corriente

Tema 1.2 Fuentes de corriente 1.2.1 Simbología 1.2.2 Direcciones asociadas de voltaje y de corriente

Tema 1.3 Resistores 1.3.1 Simbología 1.3.2 Direcciones asociadas de voltaje y de corriente

1.3.3 Característica voltaje – corriente (ley de Ohm)

Tema 1.4 Capacitores 1.4.1 Simbología 1.4.2 Direcciones asociadas de voltaje y de corriente

1.4.3 Característica voltaje – corriente

Tema 1.5 Inductores 1.5.1 Simbología 1.5.2 Direcciones asociadas de voltaje y de corriente


Tema 1.6 Transformadores

1.6.1 Simbología 1.6.2 Direcciones asociadas de voltaje y de corriente


Lecturas y otros recursos

Se recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida.

Métodos de enseñanza Dos horas de teoría en el salón de clase. Se impartirá mediante sesiones interactivas por el maestro y los alumnos, así como mediante solución de problemas y casos. Dos horas de práctica en el laboratorio de circuitos eléctricos, realizando prácticas que permitan al alumno lograr un aprendizaje significativo. Dos horas extraclase para realizar investigaciones, resolver problemas, y realizar diseño electrónico.

Actividades de aprendizaje

Los trabajos de investigación, ejercicios resueltos en clase, tareas y prácticas tienen la finalidad de ampliar y profundizar los temas y tópicos del curso.

Unidad 2 Introducción a la Teoría de Semiconductores. 4 hrs

Tema 2.1 Bandas de Energía y Concentración de Portadores Tema 2.2 Transporte de Portadores en Semiconductores Tema 2.3 Unión PN Lecturas y otros recursos

Se recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida.

Métodos de enseñanza Dos horas de teoría en el salón de clase. Se impartirá mediante sesiones interactivas por el maestro y los alumnos, así como mediante solución de problemas y casos. Dos horas de práctica en el laboratorio de circuitos eléctricos, realizando prácticas que permitan al alumno lograr un aprendizaje significativo. Dos horas extraclase para realizar investigaciones, resolver problemas, y realizar diseño electrónico.


Los trabajos de investigación, ejercicios resueltos en clase, tareas y prácticas tienen la finalidad de ampliar y profundizar los temas y tópicos del curso.

Unidad 3 Diodos Semiconductores. 4 hrs

Tema 3.1 Relación v-i del diodo Ideal

Tema 3.2 Modelos del diodo

Tema 3.3 Límites de operación

Tema 3.4 Otros tipos de diodos


Se recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida, y resolver problemas indicados por el maestro. Se consultarán en libros de datos técnicos y en los sitios WEB de compañías fabricantes de dispositivos electrónicos las especificaciones de diferentes tipos de Diodos sugeridos por el maestro.

Métodos de enseñanza Dos horas de teoría en el salón de clase. Se impartirá mediante sesiones interactivas por el maestro y los alumnos, así como mediante solución de problemas y casos. Dos horas de práctica en el laboratorio de circuitos eléctricos, realizando prácticas que permitan al alumno lograr un aprendizaje significativo. Dos horas extraclase para realizar investigaciones, resolver problemas, y realizar diseño electrónico. Se analizarán casos reales mediante exposición investigaciones de características de Diodos semiconductores realizadas por el maestro y/o por los alumnos.


Los trabajos de investigación y ejercicios resueltos en clase y tareas de parte de los alumnos tienen la finalidad de ampliar y profundizar los temas y tópicos del curso. El alumno aprenderá a reconocer las principales fuentes de información acerca de dispositivos electrónicos y a buscar por sí mismo los dispositivos semiconductores que mejor se ajusten a sus necesidades de trabajo de acuerdo a un conjunto de características requeridas.

Unidad 4 Circuitos con Diodos 4 hrs

Tema 4.1 Circuitos rectificadores de forma de onda de voltaje

Tema 4.2 Circuitos recortadores de formas de onda de voltaje

Tema 4.3 Circuitos sujetadores de señales

Tema 4.4 Circuitos estabilizadores de voltaje

Tema 4.4 Circuitos dobladores de voltaje


Se recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida, y resolver problemas indicados por el maestro. Se realizarán sesiones extra-clase en el laboratorio de cómputo para consultar material tutoral para el curso y aprender el uso de software de simulación.

Métodos de enseñanza Dos horas de teoría en el salón de clase. Se impartirá mediante sesiones interactivas por el maestro y los alumnos, así como mediante solución de problemas y casos. Dos horas de práctica en el laboratorio de circuitos eléctricos, realizando prácticas que permitan al alumno lograr un aprendizaje significativo. Dos horas extraclase para realizar investigaciones, resolver problemas, y realizar diseño electrónico. Se analizarán casos reales mediante exposición de sesiones de simulación de circuitos con Diodos realizadas por el maestro y/o por los alumnos.


- Los trabajos de investigación y simulación de circuitos, ejercicios resueltos en clase y tareas de parte de los alumnos tienen la finalidad de ampliar y profundizar los temas y tópicos del curso.

- El alumno aprenderá a utilizar los programas simuladores para comprobar y predecir y adecuar el funcionamiento de un circuito electrónico a base de Diodos.

- A través de prácticas de laboratorio dirigidas por el Maestro el alumno aprenderá a:

- Implementar circuitos electrónicos con Diodos, armados en tarjetas de armado de prototipos (protoboard).

- Comprobar el funcionamiento de los circuitos con Diodos diseñados y simulados, utilizando equipo de medición especializado como: Fuente de voltaje, Generador de señales, Multímetro y Osciloscopio.

Unidad 5 Transistores de Unión Bipolares 8 hrs

Tema 5.1 Estructura de los transistores bipolares y operación física.

5.1.1 Estructura de los transistores bipolares y modos de operación.

5.1.2 Operación del BJT en el modo activo.

5.1.3 Operación del BJT en el modo de saturación.

5.1.4 Operación del BJT en el modo de corte.

5.1.5 El transistor PNP.

Tema 5.2 Características corriente – voltaje. 5.2.1 Símbolos y convenciones de circuito.

5.2.2 Representación gráfica de las características del transistor.

5.2.3 Dependencia de la corriente de colector con respecto al voltaje del colector: efecto Early.

5.2.4 Características del emisor común.

5.2.5 Efecto de ruptura del transistor.

Tema 5.3 El BJT como amplificador y como interruptor.

5.3.1 Operación a gran señal. La característica de transferencia.

5.3.2 Ganancia del amplificador. 5.3.3 Análisis gráfico.

5.3.4 Operación como interruptor.

Tema 5.4 Circuitos de BJT en C.D. Tema 5.5 Polarización en circuitos amplificadores con BJT.

5.5.1 Configuraciones de polarización en circuitos discretos.

5.5.2 Configuraciones con dos fuentes de energía.

5.5.3 Polarización con resistor de realimentación de colector a base.

5.5.4 Polarización con una fuente de corriente constante.

Tema 5.6 Operación y modelos a señal pequeña. 5.6.1 Corriente de colector y transconductancia.

5.6.2 Corriente de la base y resistencia de entrada en la base.

5.6.3 Corriente en el emisor y resistencia de entrada en el emisor.

5.6.4 Ganancia de voltaje.

5.6.5 Separación de variables de señal y variables de C.D.

5.6.6 Modelo híbrido π.

5.6.7 El modelo T.

5.6.8 Aplicación de los circuitos equivalentes en señal pequeña.

5.6.9 Análisis directo de señal pequeña en el diagrama del circuito.

5.6.10 Ampliación de los modelos de señal pequeña para incluir el efecto de Early.

Tema 5.7 Amplificadores BJT de una sola etapa. 5.7.1 Estructura clásica.

5.7.2 Caracterización de amplificadores BJT.

5.7.3 Amplificador de emisor común (EC).

5.7.4 Amplificador de emisor común (EC) con resistencia de emisor.

5.7.5 Amplificador de base común.

5.7.6 Amplificador de colector común o seguidor de emisor (seguidor de voltaje).

Tema 5.8 Capacitancias internas del BJT y modelo de alta frecuencia. 5.8.1 Capacitancia de difusión Cde.

5.8.1 Capacitancia de unión base – emisor Cje.

5.8.1 Capacitancia de unión colector – base Cµ.

5.8.1 Modelo híbrido π de alta frecuencia.

5.8.1 Frecuencia de corte.

Tema 5.9 Respuesta en frecuencia del amplificador de emisor común. 5.9.1 Las tres bandas de frecuencia.

5.9.2 Respuesta de alta frecuencia.

5.9.3 Respuesta de baja frecuencia.

5.9.4 Consideraciones.

Tema 5.10 Inversor lógico digital básico con BJT. 5.10.1 Características de transferencia de voltaje.

5.10.2 Circuitos digitales BJT saturados vs. no saturados.

Tema 5.11 Modelo en SPICE del BJT y ejemplos de simulación 5.11.1 Modelo Ebers – Moll del BJT para SPICE.

5.11.2 Modelo Gummel – Poon del BJT para SPICE.

5.11.3 Parámetros del modelo del BJT para SPICE.

5.11.4 Parámetros BF y BR del modelo del BJT para SPICE.


Se recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida, y resolver problemas indicados por el maestro. Se consultarán en libros de datos técnicos y los sitios WEB de compañías fabricantes de dispositivos electrónicos las especificaciones de diferentes tipos de BJT sugeridos por el maestro.

Métodos de enseñanza Dos horas de teoría en el salón de clase. Se impartirá mediante sesiones interactivas por el maestro y los alumnos, así como mediante solución de problemas y casos. Dos horas de práctica en el laboratorio de circuitos eléctricos, realizando prácticas que permitan al alumno lograr un aprendizaje significativo. Dos horas extraclase para realizar investigaciones, resolver problemas, y realizar diseño electrónico.Se alentará a los alumnos a realizar exposiciones con ayuda de equipo multimedia para explicar diferentes tipos de configuraciones de polarización y el funcionamiento de cada una de ellas al realizar amplificación. Se expondrá por parte del maestro, con ayuda de equipo multimedia, el análisis de configuraciones del transistor BJT para realizar conmutación de señales.


Los alumnos investigarán, expondrán y aprenderán a reconocer las diferentes zonas de trabajo de los dispositivos BJT, y a evaluar las condiciones potenciales de riesgo que pueden destruir a un BJT.

Los trabajos de investigación y simulación de circuitos, ejercicios resueltos en clase y tareas de parte de los alumnos tienen la finalidad de ampliar y profundizar los temas y tópicos del curso.

El alumno aprenderá a utilizar los programas simuladores para comprobar y predecir y adecuar el funcionamiento de un circuito electrónico a base de BJT.

A través de prácticas de laboratorio dirigidas por el Maestro el alumno aprenderá a:

- Implementar circuitos electrónicos con BJTs, armados en tarjetas de armado de prototipos (protoboard).

- Comprobar el funcionamiento de los circuitos con BJTs diseñados y simulados, utilizando equipo de medición especializado como: Fuente de voltaje, Generador de señales, Multímetro y Osciloscopio.

Unidad 6 Transistores de Efecto de Campo de Unión JFET 8 hrs

Tema 6.1 Estructura del Transistor de Efecto de Campo de Unión JFET y operación física.

6.1.1 Estructura del JFET.

6.1.2 Operación sin voltaje de compuerta.

6.1.3 Creación de un canal para el flujo de corriente.

6.1.4 Aplicación de un vDS pequeño.

6.1.3 Operación a medida que aumenta vDS.

6.1.3 Obtención de la relación iDS - vDS.

6.1.3 El JFET de canal p.

Tema 6.2 Características corriente - voltaje 6.2.1 Símbolo del circuito

6.2.2 Las características iDS - vDS.

6.2.3 Resistencia de salida finita en saturación.

6.2.4 Características del JFET de canal p.

6.2.5 El papel del sustrato. El efecto de cuerpo.

6.2.6 Efectos de la temperatura.

Tema 6.3 Circuitos con JFET en C.D.

Tema 6.4 El JFET como amplificador y como interruptor. 6.4.1 Operación a gran señal, la característica de transferencia

6.4.2 Determinación de la gráfica de característica de transferencia

6.4.3 Operación como interruptor

6.4.4 Operación como amplificador lineal.

6.4.5 Expresiones analíticas para las características de transferencia.

6.4.6 Consideraciones sobre polarización.

Tema 6.5 Polarización en circuitos amplificadores JFET. 6.5.1 Polarización con VGS fijo.

6.5.2 Polarización mediante VG fijo y conexión de una resistencia a la fuente.

6.5.3 Polarización mediante un resistor de realimentación de drenaje a compuerta.

6.5.4 Polarización empleando una fuente de corriente constante.


Tema 6.6 Operación y modelos a señal pequeña. 6.6.1 El punto de polarización de C.D.

6.6.2 La corriente de señal en la terminal de drenaje.

6.6.3 La ganancia de voltaje.

6.6.4 Separación de los análisis de C.D. y de señal.

6.6.5 Modelos de circuito equivalentes a señal pequeña.

6.6.6 La transconductancia gm.

6.6.7 El modelo T del circuito equivalente.

6.6.8 Modelo del efecto de cuerpo.

Tema 6.7 Amplificadores JFET de una sola etapa. 6.7.1 Estructura básica.

6.7.2 Caracterización de amplificadores.

6.7.3 El amplificador de fuente común (CS).

6.7.4 El amplificador de fuente común (CS), con una resistencia en la fuente.

6.7.5 El amplificador de compuerta común (CG).

6.7.6 El amplificador de drenaje común (CD) o seguidor de fuente.


Tema 6.8 Capacitancias internas del JFET y modelo de alta frecuencia 6.8.1 Efecto capacitivo de compuerta.

6.8.2 Las capacitancias de unión.

6.8.3 El modelo de alta frecuencia del JFET.

6.8.4 La frecuencia de ganancia unitaria fT del JFET.

Tema 6.9 Respuesta en frecuencia del amplificador en configuración fuente común 6.9.1 Las tres bandas de frecuencia.

6.9.2 La respuesta de alta frecuencia.

6.9.3 La respuesta de baja frecuencia.


Tema 6.10 El JFET de tipo de agotamiento Tema 6.11 Modelo del JFET en SPICE y ejemplos de simulación.

6.11.1 Modelos del JFET.

6.11.2 Parámetros en SPICE del modelo del JFET.


Se recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida, y resolver problemas indicados por el maestro. Se consultarán en libros de datos técnicos y los sitios WEB de compañías fabricantes de dispositivos electrónicos las especificaciones de diferentes tipos de JFET sugeridos por el profesor.

Métodos de enseñanza Dos horas de teoría en el salón de clase. Se impartirá mediante sesiones interactivas por el maestro y los alumnos, así como mediante solución de problemas y casos. Dos horas de práctica en el laboratorio de circuitos eléctricos, realizando prácticas que permitan al alumno lograr un aprendizaje significativo. Dos horas extraclase para realizar investigaciones, resolver problemas, y realizar diseño electrónico. Se alentará a los alumnos a realizar exposiciones con ayuda de equipo multimedia para explicar diferentes tipos de configuraciones de polarización y el funcionamiento de cada una de ellas al realizar amplificación. Se expondrá por parte del maestro, con ayuda de equipo multimedia, el análisis de configuraciones del transistor JFET para realizar conmutación de señales.


Los alumnos investigarán, expondrán y aprenderán a reconocer las diferentes zonas de trabajo de los dispositivos JFET, y a evaluar las condiciones potenciales de riesgo que pueden destruir a un JFET.


El alumno aprenderá a utilizar los programas simuladores para comprobar y predecir y adecuar el funcionamiento de un circuito electrónico a base de JFET.


- Implementar circuitos electrónicos con JFET, armados en tarjetas de armado de prototipos (protoboard).

- Comprobar el funcionamiento de los circuitos con JFETs diseñados y simulados, utilizando equipo de medición especializado como: Fuente de voltaje, Generador de señales, Multímetro y Osciloscopio.

Unidad 7 Transistores de Efecto de Campo de Metal Óxido Semiconductor MOSFET 8 hrs

Tema 7.1 Estructura del Transistor de Efecto de Metal Óxido Semiconductor MOSFET y operación física.

7.1.1 Estructura del MOSFET.

7.1.2 Operación sin voltaje de compuerta.

7.1.3 Creación de un canal para el flujo de corriente.

7.1.4 Aplicación de un vDS pequeño.

7.1.3 Operación a medida que aumenta vDS.

7.1.3 Obtención de la relación iDS - vDS.

7.1.3 El MOSFET de canal p.

7.1.3 CMOS o MOS complementarios.

7.1.3 Operación de un transistor MOS en la región de subumbral.

Tema 7.2 Características corriente - voltaje 7.2.1 Símbolo del circuito

7.2.2 Las características iDS - vDS.

7.2.3 Resistencia de salida finita en saturación.

7.2.4 Características del MOSFET de canal p.

7.2.5 El papel del sustrato. El efecto de cuerpo.

7.2.6 Efectos de la temperatura.

7.2.7 Ruptura y protección de entrada.

Tema 7.3 Circuitos con MOSFET en C.D. Tema 7.4 El MOSFET como amplificador y como interruptor.

7.4.1 Operación a gran señal, la característica de transferencia

7.4.2 Determinación de la gráfica de característica de transferencia

7.4.3 Operación como interruptor

7.4.4 Operación como amplificador lineal.

7.4.5 Expresiones analíticas para las características de transferencia.

7.4.6 Consideraciones sobre polarización.

Tema 7.5 Polarización en circuitos amplificadores MOS. 7.5.1 Polarización con VGS fijo.

7.5.2 Polarización mediante VG fijo y conexión de una resistencia a la fuente.

7.5.3 Polarización mediante un resistor de realimentación de drenaje a compuerta.

7.5.4 Polarización empleando una fuente de corriente constante.


Tema 7.6 Operación y modelos a señal pequeña. 7.6.1 El punto de polarización de C.D.

7.6.2 La corriente de señal en la terminal de drenaje.

7.6.3 La ganancia de voltaje.

7.6.4 Separación de los análisis de C.D. y de señal.

7.6.5 Modelos de circuito equivalentes a señal pequeña.

7.6.6 La transconductancia gm.

7.6.7 El modelo T del circuito equivalente.

7.6.8 Modelo del efecto de cuerpo.

Tema 7.7 Amplificadores MOSFET de una sola etapa. 7.7.1 Estructura básica.

7.7.2 Caracterización de amplificadores.

7.7.3 El amplificador de fuente común (CS).

7.7.4 El amplificador de fuente común (CS), con una resistencia en la fuente.

7.7.5 El amplificador de compuerta común (CG).

7.7.6 El amplificador de drenaje común (CD) o seguidor de fuente.


Tema 7.8 Capacitancias internas del MOSFET y modelo de alta frecuencia 7.8.1 Efecto capacitivo de compuerta.

7.8.2 Las capacitancias de unión.

7.8.3 El modelo de alta frecuencia del MOSFET.

7.8.4 La frecuencia de ganancia unitaria fT del MOSFET.

Tema 7.9 Respuesta en frecuencia del amplificador en configuración fuente común 7.9.1 Las tres bandas de frecuencia.

7.9.2 La respuesta de alta frecuencia.

7.9.3 La respuesta de baja frecuencia.


Tema 7.10 El inversor lógico digital CMOS 7.10.1 Operación del circuito.

7.10.2 La característica de transferencia de voltaje.

7.10.3 Operación dinámica.

7.10.4 Flujo de corriente y disipación de potencia.

Tema 7.11 El MOSFET de tipo de agotamiento Tema 7.12 Modelo del MOSFET en SPICE y ejemplos de simulación.

7.12.1 Modelos del MOSFET.

7.12.2 Parámetros en SPICE del modelo del MOSFET.


Se recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida, y resolver problemas indicados por el maestro. Se consultarán en libros de datos técnicos y los sitios WEB de compañías fabricantes de dispositivos electrónicos las especificaciones de diferentes tipos de MOSFET sugeridos por el profesor.

Métodos de enseñanza Dos horas de teoría en el salón de clase. Se impartirá mediante sesiones interactivas por el maestro y los alumnos, así como mediante solución de problemas y casos. Dos horas de práctica en el laboratorio de circuitos eléctricos, realizando prácticas que permitan al alumno lograr un aprendizaje significativo. Dos horas extraclase para realizar investigaciones, resolver problemas, y realizar diseño electrónico. Se alentará a los alumnos a realizar exposiciones con ayuda de equipo multimedia para explicar diferentes tipos de configuraciones de polarización y el funcionamiento de cada una de ellas al realizar amplificación. Se expondrá por parte del maestro, con ayuda de equipo multimedia, el análisis de configuraciones del transistor MOSFET para realizar conmutación de señales.


Los alumnos investigarán, expondrán y aprenderán a reconocer las diferentes zonas de trabajo de los dispositivos MOSFET, y a evaluar las condiciones potenciales de riesgo que pueden destruir a un MOSFET.


El alumno aprenderá a utilizar los programas simuladores para comprobar y predecir y adecuar el funcionamiento de un circuito electrónico a base de MOSFET.


- Implementar circuitos electrónicos con MOSFET, armados en tarjetas de armado de prototipos (protoboard).

- Comprobar el funcionamiento de los circuitos con MOSFETs diseñados y simulados, utilizando equipo de medición especializado como: Fuente de voltaje, Generador de señales, Multímetro y Osciloscopio.

Unidad 8 Amplificador Operacional y sus aplicaciones 14 hrs

Tema 8.1 El Amplificador Operacional OPAMP

8.1.1 Simbología del amplificador operacional

8.1.2 Modelo del amplificador operacional

Subtemas

8.1.3 Características ideales del amplificador operacional

Tema 8.2 El amplificador operacional con retroalimentación 8.2.1 Configuración inversora

8.2.2 Configuración no-inversora

8.2.3 El seguidor de voltaje

Tema 8.3 Filtros con amplificadores operacionales 8.3.1 Filtros pasa-altas

8.3.2 filtros pasa bajas Tema 8.4 Aplicaciones no lineales con el OPAMP Lecturas y otros recursos

Se recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida, y resolver problemas indicados por el maestro. Se consultarán en libros de datos técnicos y los sitios WEB de compañías fabricantes de dispositivos electrónicos las especificaciones de diferentes tipos de OPAMPS sugeridos por el profesor.

Métodos de enseñanza Dos horas de teoría en el salón de clase. Se impartirá mediante sesiones interactivas por el maestro y los alumnos, así como mediante solución de problemas y casos. Dos horas de práctica en el laboratorio de circuitos eléctricos, realizando prácticas que permitan al alumno lograr un aprendizaje significativo. Dos horas extraclase para realizar investigaciones, resolver problemas, y realizar diseño electrónico. Se alentará a los alumnos a realizar exposiciones con ayuda de equipo multimedia para explicar diferentes tipos de configuraciones y el funcionamiento de cada una de ellas. Se expondrá por parte del maestro, con ayuda de equipo multimedia, el análisis de configuraciones del OPAMP para aplicaciones no lineales.


Los alumnos investigarán, expondrán y aprenderán a reconocer las diferentes configuraciones de los OPAMPs, y a evaluar las condiciones potenciales de riesgo que pueden destruir a un OPAMP o hacer que no funcione según sus modelos.


El alumno aprenderá a utilizar los programas simuladores para comprobar y predecir y adecuar el funcionamiento de un circuito electrónico a base de OPAMPs.

A través de prácticas de laboratorio dirigidas por el profesor el alumno aprenderá a:

- Implementar circuitos electrónicos con OPAMPs, armados en tarjetas de armado de prototipos (protoboard).

- Comprobar el funcionamiento de los circuitos con OPAMPs diseñados y simulados, utilizando equipo de medición especializado como: Fuente de voltaje, Generador de señales, Multímetro y Osciloscopio.

Unidad 9 Sistemas de adquisición de datos 10 hrs

Tema 9.1 Componentes de un sistema de adquisición de datos

9.1.1 Circuito de muestreo y retención

9.1.2 El convertidor de analógico a digital ADC

9.1.3 Diferentes tipos de convertidores analógico a digital

9.1.4 Representación digital de los datos convertidos

9.1.5 El convertidor de digital a analógico DAC

9.1.6 Filtrado de la señal discreta


Se recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida, y resolver problemas indicados por el maestro. Se consultarán en libros de datos técnicos y los sitios WEB de compañías fabricantes de dispositivos electrónicos las especificaciones de diferentes tipos de ADC y DAC sugeridos por el profesor.

Métodos de enseñanza Dos horas de teoría en el salón de clase. Se impartirá mediante sesiones interactivas por el maestro y los alumnos, así como mediante solución de problemas y casos. Dos horas de práctica en el laboratorio de circuitos eléctricos, realizando prácticas que permitan al alumno lograr un aprendizaje significativo. Dos horas extraclase para realizar investigaciones, resolver problemas, y realizar diseño electrónico. Se alentará a los alumnos a realizar exposiciones con ayuda de equipo multimedia para explicar diferentes tipos de configuraciones y el funcionamiento de cada una de ellas. Se expondrá por parte del maestro, con ayuda de equipo multimedia, el análisis de configuraciones del ADC y DAC para aplicaciones no lineales.


Los alumnos investigarán, expondrán y aprenderán a reconocer las diferentes configuraciones de los ADC y/o DAC, y a evaluar las condiciones potenciales de riesgo que pueden destruir a un ADC y/o DAC o hacer que no funcione según sus modelos.


A través de prácticas de laboratorio dirigidas por el profesor el alumno aprenderá a:

- Implementar circuitos electrónicos con ADC y/o DAC, armados en tarjetas de armado de prototipos (protoboard).

- Comprobar el funcionamiento de los circuitos con ADC y/o DAC diseñados y simulados, utilizando equipo de medición especializado como: Fuente de voltaje, Generador de señales, Multímetro y Osciloscopio.

Estrategias de enseñanza y aprendizaje

Se impartirá mediante estudio de teoría y análisis de problemas, casos y elaboración de proyectos. Se propiciará el trabajo colaborativo mediante el trabajo de diseño, investigación y prácticas de laboratorio en equipos. En los temas en que se requiera se implementarán sesiones expositivas y sesiones de solución de problemas por el maestro. El profesor deberá usar y promover el aprendizaje asistiéndose de las TIC y deberá centrar su docencia en el aprendizaje significativo. La solución de ejercicios y problemas se tomará como elemento central para reafirmar adquirir y manejar la información. Los trabajos de investigación, ejercicios resueltos en clase y tareas de parte de los alumnos tienen la finalidad de ampliar y profundizar los temas y tópicos del curso. Se realizarán simulaciones utilizando software especializado de diseño electrónico. La realización de prácticas de laboratorio será un elemento altamente relevante para que el alumno obtenga un aprendizaje significativo.

Evaluación y acreditación

Elaboración y/o presentación de: Periodicidad Abarca Ponderación

Primer examen parcial departamental y evaluación del desarrollo de las competencias a través de las evidencias de desempeño

4 semanas ( Programado )

16 Sesiones de una hora

Total 20% -examen 15%, - reportes de prácticas, investigacio-nes y simula-ciones 5%.

Segundo examen parcial departamental y evaluación del desarrollo de las competencias a través de las evidencias de desempeño



Total 20% -examen 15%,

- reportes de prácticas,

investigacio-nes y simula-ciones 5%.

Tercer examen parcial departamental y evaluación del desarrollo de las competencias a través de las evidencias de desempeño






Cuarto examen parcial departamental y evaluación del desarrollo de las competencias a través de las evidencias de desempeño






Quinta evaluación parcial departamental (Proyecto de aplicación donde se evalúa el dominio práctico de los conocimientos adquiridos en la materia)

Al final el periodo de clase

Todo o parte del contenido de la materia.

20%

Asistencia

Diariamente 16 horas de clase por mes

Requisito para evaluar cualquier periodo. Se debe cumplir al menos el 66% del total de asistencias de cada periodo a evaluar.

TOTAL 100% Examen ordinario. Promedio de las Cinco evaluaciones parciales.

Al final el periodo de clases.

100% (Suma de todas las ponderaciones)

Examen Extraordinario. Examen departamental en el que se evalúa todo el contenido del programa y las competencias que se desarrollan en el curso.

Una semana después del examen ordinario

Examen general escrito del contenido de todo el programa.

100%

Se hace necesaria la presentación del portafolio de evidencias como requisito para la presentación del examen.

Examen a título. Examen departa-mental en el que se evalúa todo el contenido del programa y las competencias que se desarrollan en el curso.

Una semana después del examen extraordinario

Contenido de todo el programa. Se hace necesaria la presentación del portafolio de evidencias como requisito para la presentación del examen.

100%

Examen de regularización. Examen departamental en el que se evalúa todo el contenido del programa y las competencias que se desarrollan en el curso.

Contenido de todo el programa. Se hace necesaria la presentación del portafolio de evidencias como requisito para la presentación del examen.

100%

Bibliografía y recursos informáticos

Textos básicos 1. Adel S. Sedra and Kenneth C. Smith, CIRCUITOS MICROELECTRONICOS, Mc Graw Hill 2006,

ISBN: 9701054725 2. Boylestad Robert L., Nashelsky Louis. Electronica. TEORIA DE CIRCUITOS Y DISPOSITIVOS

ELECTRONICOS, Editorial: Pearson Prentice Hall, 2003, ISBN: 9702604362 3. Albella Martin Jose Maria, Agullo-Rueda Fernando , Martinez-Duart Jose Manuel , FUNDAMENTOS

DE MICROELECTRONICA NANOELECTRONICA Y FOTONICA, Editorial: Pearson Prentice Hall, Ed. 2005. ISBN: 8420546518

Textos complementarios 4. Malvino Albert, Bates David J.. PRINCIPIOS DE ELECTRÓNICA, Mc Graw Hill, Ed. 2007. ISBN:

8448156190

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