FACULTAD: Ingeniería

PROGRAMA: Electrónica

1. IDENTIFICACIÓN DEL CURSO

NOMBRE DEL CURSO: Electrçonica Análoga II

CÓDIGO:30045461 No. DE CRÉDITOS ACADÉMICOS: 4 HORAS SEMANALES: 6

REQUISITOS: Electrónica Análoga I

ÁREA DEL CONOCIMIENTO: Ingeniería Aplicada

UNIDAD ACADÉMICA RESPONSABLE DEL DISEÑO CURRICULAR:

COMPONENTE BÁSICO COMPONENTE FLEXIBLE

TIEMPO (en horas) DEL TRABAJO ACADÉMICO DEL ESTUDIANTE

Actividad Académica Del

EstudianteTrabajo Presencial Trabajo Independiente

Total

(Horas)

Horas 96 96 192

TOTAL 96 96 192

FORMATO OFICIAL DE MICRODISEÑO CURRICULAR

2. PRESENTACION RESUMEN DEL CURSO

El curso inicia con el desarrollo de los conceptos básicos de amplificadores monoetapa, para terminar con la amplificadores realimentados negativamente. Se explica el funcionamiento de los amplificadores monoetapa en sus diferentes configuraciones básicas para transistores bipolares como transistores unipolares. Se dan las técnicas de análisis comenzando con las diferentes técnicas de polarización mediante el uso de resistencias externas y por fuentes de corriente como por ejemplo: espejo de corrientes, fuente de corriente Widlar, fuente de corriente de Wilson. Las aplicaciones de estos amplificadores monoetapas para satisfacer requisitos de impedancia de entrada, impedancia de salida, ganancia de tensión y de corriente para acoplar diferentes señales provenientes de sensores o de etapas anteriores. Una vez entendido el tema se procede a desarrollar amplificadores multietapas con diferentes tipos de acople: directo, capacitivo. Se analiza y se diseña amplificadores multietapas especiales como: amplificador diferencial, cascode, par darlington, boostrap. El estudiante estará en capacidad de comprender como se comportan los amplificadores estudiados cuando se cambia la frecuencia en la señal de entrada, para calcular la frecuencia de corte en baja frecuencia y en alta frecuencia, lo que se denomina el ancho de banda. Cuando se desea que este amplificador maneje potencia, nos lleva a estudiar las diferentes técnicas más empleadas, por ejemplo, amplificadores clase A, B, AB, C, D. Por último el curso se termina cuando se realimenta negativamente con las cuatro topologías que se presentan comúnmente en estos circuitos.

3. JUSTIFICACIÓN.

Los tópicos cubiertos en el curso permiten al estudiante complementar y reforzar el aprendizaje de dispositivos electrónicos iniciado en Electrónica I, así como generar aptitudes y habilidades en el campo del análisis y diseño de amplificadores electrónicos.

4. COMPETENCIAS GENERALES

COMPETENCIAS GENERALES

SABER INTERPRETATIVA Estudiar, analizar, comprender y

desarrollar las técnicas de análisis y diseño

de amplificadores con dispositivos no

lineales (diodo, transistor) en el desarrollo

de algunas aplicaciones

ARGUMENTATIVA Manejar a través de modelos lineales de los

diodos y transistores para las diferentes

aplicaciones que tienen los diodos y los

transistores bipolares y de efecto de campo

PROPOSITIVA El estudiante debe de estar en capacidad de

elaborar modelos prácticos en donde inter-

actúen las propiedades y aplicaciones los

diodos y los transistores, bipolares y de

efecto de campo para modelar

amplificadores de baja frecuencia.

HACER

El estudiante debe aprender a utilizar los diferentes métodos

existentes para el desarrollo de las técnicas de análisis y diseño con

amplificadores y sus diferentes aplicaciones .

Analizar, diseñar, simular, construir y evaluar circuitos con amplificadores con circuitos discretos,

Analizar, diseñar, simular, construir y evaluar circuitos para polarizar los Transistores

Seleccionar, analizar, diseñar, simular, construir y evaluar circuitos amplificadores monoetapa con Transistores Bipolares.

Seleccionar, analizar, diseñar, simular, construir y evaluar circuitos amplificadores con Transistores de Efecto de Campo

Explotar a un elevado nivel los programas profesionales para el diseño de circuitos asistido por computador.

Utilizar ampliamente la literatura científica y técnica, incluidos manuales en español e inglés, sobre circuitos electrónicos.

Elaborar informes técnicos de calidad utilizando las normas técnicas orientadas para este fin.

SER

A través del trabajo en grupo se despertará en el estudiante el

compañerismo y los valores sociales que conlleven a la tolerancia, el

compromiso y el compartir conocimientos que estimulen una actitud

reflexiva e inteligente en la construcción de su proyecto de vida.

Contribuir a lograr rigor científico, tanto en lo que se refiere a la aplicación de los conceptos y a la formulación de los temas, como a la aplicación de los métodos y formas de trabajo.

Contribuir a una alta responsabilidad ética y moral para poner el

resultado de su trabajo en función de los requerimientos de la sociedad donde vive,

manteniendo una actitud responsable ante el cuidado del medio ambiente y el desarrollo

sostenible. Contribuir a mantener la competencia profesional y por tanto la

capacidad de superación y auto preparación durante su vida laboral activa.

Contribuir a una actitud positiva en su conducta social y correctos hábitos de educación formal, así como alcanzar habilidades en la comunicación social, tanto desde el punto de vista laboral como en sus relaciones sociales generales.

5. DEFINICION DE UNIDADES TEMATICAS Y ASIGNACIÓN DE TIEMPO DE

TRABAJO PRESENCIAL E INDEPENDIENTE DEL ESTUDIANTE POR CADA EJE

TEMATICO

No.NOMBRE DE LAS UNIDADES TEMÁTICAS

DEDICACIÓN DEL

ESTUDIANTE (horas)HORAS

TOTALES

(a + b)a) Trabajo

Presencial

b) Trabajo

Independiente

1 UNIDAD 1. AMPLIFICADORES MONO-ETAPA 4 4 8

2UNIDAD 2. AMPLIFICADORES MULTIETAPA Y DE POTENCIA   20 20 40

3UNIDAD 3. RESPUESTA EN FRECUENCIA Y COMPORTAMIENTO DEPENDIENTE DEL TIEMPO DE CIRCUITOS

24 24 48

4 UNIDAD 4. CIRCUITOS ANALÓGICOS INTEGRADOS 24 24 48

5 UNIDAD 5. RETROALIMENTACIÓN NEGATIVA 24 24 48

TOTAL 96 96 192

6. PROGRAMACION SEMANAL DEL CURSO

Unidad

Temática

No.

Semanas CONTENIDOS TEMÁTICOS

ACTIVIDADES Y

ESTRATEGIAS

PEDAGOGICAS

H. T. P. H.T.I.

ClasesLaboratorio

y/o practica

Trabajo

dirigido

Trabajo

independiente

1

1 Amplificadores Mono- Etapa Configuración de inversor, (inversor: BJT, MOSFET, CMOS). Configuración de seguidor de voltaje ( Seguidor: BJT, MOSFET). Configuración de seguidor de corriente: Seguidor de corriente BJT (amplificador de base común), Configuración cascode BJT, Seguidor de corriente MOSFET, cascode

Exposición del docente

Ejercicios en clase

2 4

2 y 3 2 MOSFET con carga MOSFET. Operación en régimen Digital: El transistor como interruptor, El inversor como una compuerta lógica digital, inversor lógico BJT, inversor lógico CMOS, inversor lógico NMOS. Efecto de un voltaje distinto fuente a sustrato distinto a cero. ( efecto de cuerpo).

Exposición del docente.

Formulación de problemas.

Ejercicios en clase

8 8

3 Amplificadores diferenciales: Topología básica del amplificador diferencial. Señales en modo diferencial y en modo común.

Exposición del docente.

Formulación de problemas.

6 2 4

amplificador diferencial BJT: amplificador diferencial BJT con una entrada, amplificador BJT con dos entradas, superposición de las respuestas diferencial y común, relación de rechazo en modo común, resistencias de entrada y de salida del amplificador diferencial BJT

Ejercicios en clase

4 polarización del amplificador diferencial BJT, espejo de corriente BJT, fuente de corriente Widlar BJT. Amplificadores diferenciales MOSFET y JFET: amplificador diferencial NMOS, amplificador diferencial JFET con cargas resistivas, amplificador diferencial CMOS, amplificador diferencial BiCMOS. Funcionamiento a gran señal de los amplificadores diferenciales: descripción a gran señal del amplificador diferencial BJT, descripción a gran señal de los amplificadores diferenciales MOSFET y JFET con cargas resistivas,

Exposición del docente.

Formulación de problemas.

Ejercicios en clase

Evaluación

6 2 4

5 descripción a gran señal del amplificador diferencial MOSFET con cargas CMOS, Rango de excursión del amplificador diferencial..Respuesta en frecuencia y comportamiento dependiente del tiempo de circuitos : Fuentes de capacitancia e inductancia en circuitos electrónicos: capacitancia parásita en

Exposición del docente.

Formulación de problemas.

Ejercicios en clase

6 2 4

las terminales, inductancia parásita de terminales, Capacitancia interna de la unión pn, capacitancia en el transistor de unión bipolar, capacitancia en el transistor de efecto de campo MOS, capacitancia en el transistor de efecto de campo de unión.

6 Respuesta de amplificador en régimen permanente sinusoidal: representación mediante de gráficas de Bode en el dominio de la frecuencia, representación en gráfica de Bode de funciones de sistema de complejidad arbitraria, límites de frecuencia de banda alta, baja, y media, superposición de polos. Respuesta en frecuencia de circuitos conteniendo capacitores: capacitores de alta y de baja frecuencia, concepto de polo dominante, efecto de la capacitancia transversal sobre la respuesta del amplificador, teorema de Miller,

Exposición del docente.

Formulación de problemas.

Ejercicios en clase

6 2 2

3 y 4 7 polos de alta frecuencia con resistor de retroalimentación, respuesta en frecuencia con capacitor de desvío. Respuesta en frecuencia del amplificador diferencial: respuesta en frecuencia en modo diferencial, respuesta en frecuencia en modo común, respuesta en frecuencia en modo cascode, consideraciones de diseño de circuitos integrados.

Exposición del docente.

Formulación de problemas.

Ejercicios en clase

6 2 4

Respuesta en el tiempo de los circuitos electrónicos: capacitancia interna del diodo y el rectificador de media onda, respuesta incremental a escalón de un amplificador a transistor.

8 Amplificadores multietapa y de potencia: Carga de entrada y de salida. Cascada de amplificación de dos puertos. Polarización de amplificadores multietapa. Corrimiento de nivel de CD: corrimientos de niveles en circuitos BJT, desplazamiento de nivel de circuitos MOSFET. Cascada de amplificadores diferenciales.

Exposición del docente.

Formulación de problemas.

Ejercicios en clase

Evaluación

6 2 4

9 Etapas de salida de amplificación de potencia: configuración de salida de par complementario (clase B), configuración de salida con polarización lineal (clase A), configuración de salida con polarización mínima (clase AB). Amplificadores de potencia integrados. Dispositivos de potencia: disipadores de calor, BJT de potencia, MOSFET de potencia.

Exposición del docente.

Formulación de problemas.

Ejercicios en clase

6 2 4

10 Circuitos analógicos integrados: Cascada básica del amplificador operacional. Estudio de caso: amplificador operacional bipolar

Exposición del docente.

Formulación de problemas.

Ejercicios en clase

6 2 4

LM741, etapa de entrada BJT del amplificador operacional LM741, etapa de ganancia media del amplificador operacional LM741

4 y 5 11 etapa de salida del amplificador operacional LM741, cascada completa del amplificador operacional, compensación en frecuencia, división de polos, origen de la limitación de rapidez de respuesta, ajuste de desvío nulo.

Exposición del docente.

Formulación de problemas.

Ejercicios en clase

Evaluación

4 2 2 4

12 Estudio de caso: Amplificador operacional CMOS simple: diseño de la polarización , funcionamiento en modo diferencial en pequeña señal, funcionamiento en modo común, rango de la excursión de la señal.

Exposición del docente.

Formulación de problemas.

Ejercicios en clase

4 2 2 4

13 Retroalimentación y estabilidad: El lazo de retroalimentación negativa. Requisitos generales de los circuitos realimentados. Efectos de la retroalimentación en el funcionamiento del amplificador: efectos de la retroalimentación sobre la linealidad de amplificadores, efecto de la retroalimentación en el ancho de banda del amplificador.

Exposición del docente.

Formulación de problemas.

Ejercicios en clase

4 2 2 4

14 Los cuatro tipos básicos del amplificador: características de puerto del amplificador, muestreo de salida,

Exposición del docente.

Formulación de problemas.

4 2 2 4

mezclado de entrada . Las cuatro topologías de la realimentación. Efecto de las conexiones de la red de realimentación en la resistencia de puerto de amplificador: resistencia de entrada de la conexión con mezclado de entrada en serie, resistencia de entrada de la conexión mezclado de entrada en derivación, resistencia de salida de la conexión de muestreo de salida en paralelo, resistencia de salida de la conexión con muestreo de salida en serie.

Ejercicios en clase

Evaluación

5

15 Ejemplos reales de amplificadores realimentados: amplificador operacional (realimentación serie / paralelo), Amplificador MOSFET de transconductancia con resistor de realimentación (realimentación serie / serie), amplificador de resistencia de una etapa (realimentación paralelo), amplificador de corriente BJT con realimentación paralelo/serie).

Exposición del docente.

Formulación de problemas.

Ejercicios en clase

6 2 4

16 Estabilidad del lazo de realimentación: corrimiento de fase del amplificador, cómo evaluar la estabilidad de la realimentación utilizando la gráfica de Nyquist. Análisis mediante gráficas de Bode de la estabilidad de la realimentación: compensación de frecuencia, compensación externa.

Exposición del docente.

Formulación de problemas.

Ejercicios en clase

Evaluación

6 2 4

H. T. P. = Horas De trabajo presencial

H. T. I. = Horas de trabajo independiente

7. EVALUACIÓN DEL APRENDIZAJE

UNIDAD TEMÁTICAESTRATEGIA DE

EVALUACIONPORCENTAJE (%)

1. UNIDAD 1. AMPLIFICADORES MONO – ETAPA

Evaluación escrita 10%

2. UNIDAD 2. AMPLIFICADORES DIFERENCIALES

Trabajo en grupo:10%

Evaluación escrita:10%

20%

3. UNIDAD 3.

RESPUESTA EN

FRECUENCIA Y

COMPORTAMIENTO

DEPENDIENTE DEL

TIEMPO DE CIRCUITOS

Exposición estud. 5% Evaluación

escrita:15%

20%

4. UNIDAD 4. AMPLIFICADORES MULTI-ETAPAS Y POTENCIA

Trabajo en grupo:5% Evaluación

escrita :15%

20%

5. UNIDAD 5. RETROALIMENTACIÓN

Y ESTABILIDAD

Evaluación escrita

Laboratorio

15%

15%

8. BIBLIOGRAFÍA

a. Bibliografía Básica:

HORENSTEIN, Mark N.. Microelectrónica: circuitos y dispositivos.. Prentice Hall.

b. Bibliografía Complementaria:

SEDRA & SMITH. Microelectrónica. Oxford Jhonston.MILLMAN, J.. Microelectronic.Manuales de circuito integrados análogos de diferentes firmas.

BOYLESTAD, Robert. Circuitos Electrónicos. Prentice Hall.SAVANT, Roeden y Carpenter. Diseño Electrónico. Prentice may.MILLMAN-HALKIAS. Electrónica Integrada. Mc Graw Hill.

OBSERVACIONES

DILIGENCIADO POR : Ing., Esp., Ramiro Perdomo Rivera

FECHA DE DILIGENCIAMIENTO: 26-01-2007