FUNDACIÓN UNIVERSIDAD DEL NORTE División de Ingenierías. Dpto. de Ingenierías Eléctrica y Electrónica. Electrónica I IEN ; : 3156

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1 FUNDACIÓN UNIVERSIDAD DEL NORTE División de Ingenierías Departamento de Ingenierías Eléctrica y Electrónica Electrónica I Identificación Nombre de Asignatura: Código de la asignatura: NRC de la asignatura: Pre-requisitos: Co-requisitos: Número de créditos: 4 Tipo de crédito: Electrónica I IEN ; : 3156 Circuitos I Ninguno 3 créditos teóricos obligatorios 1 crédito práctico obligatorio Intensidad horaria por semana: Horas teóricas asistidas: 3 Horas prácticas asistidas: 2 Horas trabajo independiente (teoría): 6 Horas trabajo independiente (práctico): 1 Nivel del curso: Nombre del profesor: Ubicación del profesor: Horario de clase: Pregrado Luis Torres Dpto. de Ingenierías Eléctrica y Electrónica Bloque L, primer piso Según Registro Horario de atención al estudiante: Lunes a Jueves 11:30-12:30 2. Descripción amplia de la asignatura: La asignatura se enfoca principalmente hacia una comprensión general del comportamiento de los dispositivos semiconductores más comunes empleados en electrónica en aplicaciones tanto orientadas a la conmutación como a los sistemas de amplificación. Los dispositivos semiconductores tratados son: Diodos de unión (PN), transistores de unión bipolar (BJT) y transistores de efecto de campo (MOSFETs). Se estudian los principios físicos básicos de la operación de los dispositivos, su constitución, polarización (DC), su comportamiento de pequeña señal (AC) y su respuesta en frecuencia. En cada caso se presentan uno o varios modelos matemáticos que permiten el estudio de los dispositivos con las técnicas de análisis de circuitos convencionales con el objetivo primordial del planteamiento y solución de problemas de diseño de sistemas electrónicos de amplificación. Finalmente, cada sesión teórica va acompañada de una sesión práctica dirigida por el profesor en la cual los estudiantes podrán comprobar lo que estudian y afianzar sus conceptos a través de la experiencia y nuevos puntos de vista. 1

2 3. Justificación: Electrónica I es la primera asignatura de un bloque de tres electrónicas de circuitos analógicos y se presenta como la base para estudios más específicos tanto para los dispositivos semiconductores, como para el diseño de circuitos analógicos de diversa índole. Los estudiantes de ingenierías Eléctrica y Electrónica deben adquirir un sólido conocimiento de los principios del comportamiento, la estructura y el modo de operación de los dispositivos semiconductores básicos, puesto que éstos son componentes esenciales en áreas como los sistemas de potencia, control electrónico de procesos y los sistemas de comunicaciones. Asimismo, son valiosas las destrezas adquiridas en asignaturas como Circuitos y los Cálculos, ya que en Electrónica I se aplican las técnicas más eficientes dentro de la definición, análisis y simulación de los circuitos a diseñar. 4. Objetivo general Al finalizar el curso el estudiante estará en capacidad de comprender el funcionamiento de los dispositivos electrónicos básicos en circuitos acondicionadores de señal y tendrá una visión general de la aplicación de los materiales semiconductores en la constitución de dichos dispositivos. 5. Objetivos específicos (Course Outcomes) CO1 CO2 CO3 CO4 Descripción de resultado de aprendizaje Analizar circuitos con amplificadores operacionales Conocer la constitución interna de los diodos (ideal, real y Zener), analizar su comportamiento I/V para los distintos modos de operación. Estudiar los modelos equivalentes. Conocer la constitución interna de los transistores BJTs y MOSFET analizar su comportamiento I/V para los distintos modos de operación. Estudiar los modelos equivalentes. Desarrollar en el estudiante las habilidades de comunicación oral y escrita. 6. Competencias a Evaluar en el proceso de Assessment d SO An ability to function on multidisciplinary teams 2

3 7. Metodología: El curso se basa en la asistencia por parte del estudiante a una clase de corte magistral a cargo del profesor. Así mismo, el estudiante está comprometido a preparar el material correspondiente a cada clase con el fin de alcanzar los objetivos propuestos. Es responsabilidad del estudiante formular todas aquellas inquietudes y dudas que se le presenten antes, durante y después de la presentación de cada tema y es responsabilidad del profesor prestar oportuna asesoría para fomentar el proceso de aprendizaje. De igual forma, es posible que dentro de la clase se asignen lecturas complementarias y proyectos de diseño que serán evaluados en clase mediante foros o mesas redondas o la estrategia que el profesor considere conveniente. 8. Medios: El profesor expondrá el tema de clase apoyado con ayudas audiovisuales como retroproyector, videobeam, etc. e informáticas como el Catalogo Web. De igual manera, y en casos que el profesor lo considere conveniente, los estudiantes gozarán de la posibilidad de presentar ante la clase temas determinados. Adicionalmente a la utilización de medios audiovisuales, se utilizará software especializado para simulación de circuitos (PSPICE u otros). Se emplearan como métodos de apoyo el desarrollo de tareas y trabajos en grupo, la lectura de artículos científicos de interés que incluyan conceptos propios de la asignatura, así como la ejecución individual de exámenes cortos no avisados 9. Contenido Tema Tema HT 1 HP 2 1 Introducción a los amplificadores Amplificador operacional El Diodo Transistores de Union Bipolar (BJT) Transistores de Efecto de Campo (MOSFET) HT: horas teóricas; 2 HP: horas prácticas 10. Evaluación Evaluación Fecha Porcentaje Contenido Lab I Semanas Tema 1-2 Lab II Semanas Tema 3 Primer Parcial Semana 7 20 Tema 1-3 Lab III Semanas Tema 4 Segundo parcial Semana Tema 4 Lab IV Semanas Tema 5 Examen final Dada por Registro 20 Tema 5 3

4 11. Plan detallado Sem Fecha Tema Evals 1 Jan 25 2 Feb 01 3 Feb 08 4 Feb 15 5 Feb 22 6 Feb 29 Introducción al curso Amplificaciones y señales Lab: Instrumentos y seguridad Amplificadores Operacionales Configuraciones(inv, no-inv,diferencia) Lab: Prac. OpAmp Integradores, diferenciadores Operación con señal grande Lab: RECESO DE CARNAVALES Diodos Introducción a semiconductores La unión PN; Diodos ideales. Lab: Sustentación OpAmp Entrega Informe OpAmps (Sáb 20 Feb) Diodos PN. Conducción directa. Conducción inversa. Diodos Zener Lab: Pract.3 de la guía Diodos Rectificadores, limitadores, sujetadores Lab: Prac. 3 de la guía Diodos Informe 1 7 Mar 07 8 Mar 14 Mar 21 9 Mar Apr Apr 11 Transistores BJT Estructura y funcionamiento Característica tensión-corriente Lab: Sustentación Diodos Parcial 1 OpAmps, Diodos (Sáb 12 Mar) Entrega Informe Diodos (Dom 13 Mar) BJT en DC BJT en diseño de amplificadores Lab: Pract. 5 de la guía BJTs SEMANA SANTA Modelos de pequeña señal Amplificadores básicos con BJTs Lab: Pract. 5 de la guía Polarización en amplificadores de BJTs Amplificadores discretos de BJTs Lab: Pract. 5 de la guía Breakdown y efectos de temperatura de BJTs con BJTs Lab: Sustentación BJTs Entrega Informe BJTs (Sáb 16 Abr) Informe 2 & Parcial 1 (20%) Informe 3 4

5 12 Apr Apr May May May 16 Transistores MOSFETs Estructura y funcionamiento Característica tensión-corriente, MOSFETs Parcial 2: BJTs (Sáb 22 Abril) MOSFETs en DC MOSFETSs en diseño de amplificadores Modelos de pequeña señal Amplificadores básicos con MOSFETs Polarización en amplificadores de MOSFETs Amplificadores discretos de MOSFETs El efecto cuerpo y otros temas Lab: Sustentación MOSFETs Entrega Informe MOSFETs (Sáb 21 May) Parcial 2 (20%) Informe 4 17 Registro Final (Parcial 3) MOSFETs Final (20%) 12. Bibliografía Texto guía: SEDRA, Adel; SMITH, Kenneth. Circuitos Microelectrónicos. 5ª Ed. McGraw HIll. Mexico (La edición sexta está disponible en inglés) RASHID, Muhammad. Circuitos Microelectrónicos: Análisis y Diseño. Thomson Editores. Boston, Textos de referencia: HORENSTEIN, Mark. Microelectronic Circuits and Devices. 2a Ed. Prentice Hall. Engelwood Cliff, p. GRAY, Paul; MEYER, Robert. Analysis and Design of Analog Integrated Circuits. 3er Ed. John Wiley & Sons. USA, p. MALVINO, Albert. Principios de Electrónica. McGraw-Hill. Madrid, p. BOYLESTAD, Robert; NASHELSKY, Louis. Electrónica: Teoría de Circuitos. 6ª Ed. Prentice-Hall Hispanoamericana. México, p. HERRINGTON, Donald. Cómo leer esquemas eléctricos y electrónicos. Paraninfo. Madrid, p. 5