DESCRIPCIÓN DE LA ASIGNATURA

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1 DESCRIPCIÓN DE LA ASIGNATURA ASIGNATURA: ELECTRÓNICA ANALÓGICA Nombre en Inglés: ANALOGUE ELECTRONICS Código UPM: MATERIA: ELECTRÓNICA ANALÓGICA CRÉDITOS ECTS: 7,5 CARÁCTER: MATERIA DE TECNOLOGÍA ESPECÍFICA TITULACIÓN: GRADUADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y AUTOMÁTICA TIPO: OPTATIVA CURSO: TERCERO SEMESTRE: QUINTO CURSO ACADÉMICO PERIODO IMPARTICION Septiembre- Enero Febrero - Junio IDIOMA IMPARTICIÓN Sólo castellano Sólo inglés Ambos GUÍA DE APRENDIZAJE Página 1 de 16

2 DEPARTAMENTO ELECTRÓNICA, AUTOMÁTICA E INFORMÁTICA INDUSTRIAL (EUITI) COORDINADORA Sara López Ferre PROFESORADO NOMBRE Y APELLIDO DESPACHO Correo electrónico Sara López Ferre C-307 sara.lopez@upm.es Basil Al-Hadithi Abdul Qadir C-306 basil.alhadithi@upm.es Joaquín González Gigosos C-209 joaquin.gonzalez.gigosos@upm.es CONOCIMIENTOS PREVIOS REQUERIDOS PARA PODER SEGUIR CON NORMALIDAD LA ASIGNATURA ASIGNATURAS SUPERADAS OTROS RESULTADOS DE APRENDIZAJE NECESARIOS Es imprescindible el conocimiento de las técnicas de análisis de circuitos impartidas en la asignatura Teoría de Circuitos y al ser la asignatura de Electrónica Analógica continuación de la asignatura de Electrónica impartida en el segundo curso, es necesario que el alumno posea los conocimientos adquiridos en esa asignatura. GUÍA DE APRENDIZAJE Página 2 de 16

3 OBJETIVOS DE APRENDIZAJE COMPETENCIAS Y NIVEL ASIGNADAS A LA ASIGNATURA Código COMPETENCIA NIVEL RA CG 1. Conocer y aplicar los conocimientos de ciencias y tecnologías básicas a la práctica de la Ingeniería Industrial. N3 Conocimiento, Aplicación RA-01, RA-02, RA-03, RA-04, RA-06, RA-07, RA-08, RA-09, RA-11, RA-12 RA-14 CG 2. CG 3. CG 4. CG 6. CG 7. Poseer la capacidad para diseñar, desarrollar, implementar, gestionar y mejorar productos, sistemas y procesos en los distintos ámbitos industriales, usando las apropiadas técnicas analíticas, computacionales o experimentales Aplicar los conocimientos adquiridos para identificar, formular y resolver problemas en contextos amplios, siendo capaces de integrarlos trabajando en equipos multidisciplinares. Comprender el impacto de la ingeniería en el medio ambiente, el desarrollo sostenible de la sociedad y la importancia de trabajar en un entorno profesional y responsable Poseer las habilidades de aprendizaje que permitan continuar estudiando a lo largo de toda la vida para un desarrollo profesional adecuado. Incorporar las TIC y las tecnologías y herramientas de la Ingeniería Industrial en sus actividades profesionales. GUÍA DE APRENDIZAJE Página 3 de 16 N3 Aplicación N2 Análisis, Síntesis N2 Análisis, Síntesis N3 Aplicación N3 Aplicación RA-02, RA-03, RA-07, RA-09, RA-11, RA-12 RA-02, RA-03, RA-04, RA-05, RA-06, RA-07, RA-08, RA-09, RA-10, RA-11, RA-12 RA-01, RA-02, RA-03, RA-06, RA-09, RA-10, RA-12 RA-03, RA-07, RA-09, RA-11, RA-12, RA-13 RA-02, RA-13, RA-15

4 CG 10. CE 20. Creatividad Conocimiento de los fundamentos y aplicaciones de la electrónica analógica. N2 Síntesis N3 Conocimiento, análisis y aplicación RA-03, RA-07, RA-09, RA-11, RA-12 RA-01, RA-02, RA-03, RA-04, RA-06, RA-08, RA-09, RA-10, RA-11 RA-12, RA-13, RA-14 Código RA-01 RA-02 RA-03 RA-04 RA-05 RA-06 RA-07 RA-08 RA-09 RA-10 RA-11 RESULTADOS DE APRENDIZAJE DE LA ASIGNATURA Conocer las diferentes configuraciones de circuitos con transistores y sus principales aplicaciones Utilizar las técnicas básicas de análisis de circuitos para analizar el funcionamiento de circuitos con transistores bipolares y unipolares Analizar circuitos amplificadores y diseñar los valores de los componentes para una ganancia determinada. Reconocer, identificar y explicar el funcionamiento de las fuentes de corriente. Definir las características técnicas de un amplificador diferencial y describir su funcionamiento y principales aplicaciones Analizar y deducir la función de transferencia de circuitos basados en amplificadores operacionales y conocer sus principales aplicaciones Diseñar, a partir de unas especificaciones, circuitos basados en diodos, transistores (bipolares y unipolares) y amplificadores operacionales Especificar/ ilustrar los parámetros que caracterizan la respuesta en frecuencia de un sistema Reconocer e identificar los circuitos amplificadores realimentados y las diferentes tipos de configuración, deducir sus parámetros característicos y diseñar estos tipos de circuitos. Analizar la estabilidad de un circuito mediante el criterio de Nyquist y el diagrama de Bode y deducir su compensación en frecuencia. Reconocer, identificar, explicar, analizar y diseñar circuitos osciladores GUÍA DE APRENDIZAJE Página 4 de 16

5 RA-12 RA-13 RA-14 RA-15 Reconocer, identificar, explicar, analizar y diseñar los diferentes tipos de circuitos no lineales Interpretar la información básica incluida en las hojas de características de los diodos, transistores (bipolares y unipolares) y amplificadores operacionales Conocer el instrumental del laboratorio y utilizar las técnicas apropiadas para realizar las medidas de los circuitos electrónicos analógicos. Dominar técnicas de simulación y diseño asistido por ordenador para edición de esquemas electrónicos y simulación de circuitos GUÍA DE APRENDIZAJE Página 5 de 16

6 CONTENIDOS Y ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE CONTENIDOS ESPECÍFICOS (TEMARIO) TEMA / CAPÍTULO Tema 1. Amplificadores con transistores bipolares Tema 2. Amplificadores con transistores de efecto de campo Tema 3. Amplificadores diferenciales 1.1. El amplificador bipolar APARTADO 1.2. Amplificador de emisor común 1.3. Análisis de línea de carga en alterna 1.4. Amplificador colector común 1.5. Amplificador base común 1.6. Comparación de amplificadores con transistores bipolares 1.7. Amplificadores multietapa 1.8. Consideraciones de potencia 1.9. Fuentes de corriente 2.1. El amplificador MOSFET 2.2. Amplificador fuente común 2.3. Amplificador drenador común 2.4. Amplificador puerta común 2.5. Comparación de amplificadores con transistores de efecto de campo 2.6. Amplificadores con dispositivos de carga MOSFET 2.7. Amplificadores multietapa Amplificadores JFET básicos 2.9. Fuentes de corriente 3.1. Par diferencial básico con transistor bipolar 3.2. Análisis en pequeña señal 3.3. Ganancias en modo común y modo diferencial Indicadores de logro relacionados LO-01 LO-02 LO-03 LO-04 LO-09 LO-05 LO-06 LO-07 LO-08 LO-09 LO-10 LO-11 GUÍA DE APRENDIZAJE Página 6 de 16

7 Tema 4. Amplificador operacional ideal Tema 5. Respuesta en frecuencia Tema 6. Realimentación Tema 7. Amplificador operacional real Tema 8. Aplicaciones no lineales de los circuitos integrados 3.4. Relación de rechazo en modo común 3.5. Resistencia de entrada y salida 4.1. Modelo de amplificador operacional ideal 4.2. Amplificador inversor 4.3. Amplificador no inversor 4.4. Diseño de circuitos con amplificadores operacionales 4.5. Aplicaciones del amplificador operacional 5.1. Análisis en frecuencia y funciones de transferencia Bode 5.3. Respuesta en frecuencia: amplificadores transistorizados con condensadores 5.4. Respuesta en frecuencia: transistor bipolar 5.5. Respuesta en frecuencia: el FET 6.1. Teoría general de la realimentación 6.2. Topologías de la realimentación 6.3. Amplificadores de voltaje (serie-paralelo) 6.4. Amplificadores de corriente (paralelo-serie) 6.5. Amplificadores de transconductancia (serie-serie) 6.6. Amplificadores de transresistencia (paralelo-paralelo) 6.7. Ganancia de lazo 6.8. Estabilidad de los circuitos con realimentación 6.9. Compensación en frecuencia Osciladores 7.1. Ganancia finita en lazo abierto 7.2. Voltaje de Offset 7.3. Corrientes de polarización de entrada 7.4. Respuesta en frecuencia 8.1. Comparadores 8.2. Disparador Schmitt. Aplicaciones 8.3. Multivibradores 8.4. Temporizador 555. Aplicaciones LO-10 LO-11 LO-12 LO-13 LO-14 LO-15 LO-16 LO-17 LO-18 LO-19 LO-20 LO-21 LO-22 Prácticas de 1. Introducción al PSPICE LO-23 GUÍA DE APRENDIZAJE Página 7 de 16

8 Laboratorio 2. Amplificación con transistores bipolares 3. Amplificadores operacionales. Respuesta en frecuencia 4. Amplificadores con realimentación. Respuesta en frecuencia 5. Aplicaciones no lineales de amplificador operacional 6. Multivibradores. Temporizador Simulación 8. Simulación 9. Examen de prácticas LO-24 LO-25 GUÍA DE APRENDIZAJE Página 8 de 16

9 BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS MODALIDADES ORGANIZATIVAS UTILIZADAS Y METODOS DE ENSEÑANZA EMPLEADOS CLASES DE TEORIA Lecciones magistrales en las que el profesor expondrá los contenidos del temario y realización de ejercicios. Asignación: 1,2 ECTS (2 h presenciales/semana) Le co As CLASES PROBLEMAS PRÁCTICAS Clases dedicadas a la complementación de algunos conceptos teóricos para resolución de problemas, haciendo participe al alumno en los mismos. Asignación: 1,8 ECTS (3 h presenciales/semana) El alumno asistirá al laboratorio a realizar prácticas de carácter obligatorio dirigidas por el profesor. El alumno previamente deberá haber adquirido los conocimientos teóricos necesarios para el desarrollo de la misma. Se realizarán nueve prácticas de laboratorio que comprenderán los puntos más importantes del temario, siendo la última un examen de prácticas. Asignación: 0,9 ECTS (2 h presenciales/práctica) TRABAJOS INDIVIDUALES El trabajo individual del alumno se orientará a la búsqueda de información complementaria, estudio de los contenidos de la asignatura y realización de ejercicios. TRABAJOS EN GRUPO A lo largo del curso el profesor podrá proponer algún trabajo en grupos (búsqueda de información complementaria, resolución de problemas ) TUTORÍAS En el horario de tutoría el profesor atenderá las dudas y consultas del alumno. EVALUACIÓN Los alumnos de evaluación continuada realizarán dos exámenes en clase. Los alumnos que no elijan evaluación continua no realizarán estas pruebas de control. GUÍA DE APRENDIZAJE Página 9 de 16

10 RECURSOS DIDÁCTICOS 1. Circuitos microelectrónicas Adel S. Sedra; Kenneth C. Smith, Ed. Mc. Graw-Hill "Principios de Electrónica", Malvino, Albert; Bates, David J.: 7ª Ed. Madrid, Mc. Graw-Hill BIBLIOGRAFÍA 3. Análisis y diseño de circuitos electrónicos Donald A. Neamen, Mc. Graw-Hill, Circuitos Microelectrónicos Rashid Muhammad H. Ed. Thompson, Microelectrónica: Circuitos y Dispositivos Mark N. Horenstein: Editorial Prentice Hall, Microelectrónica Millman-Gravel Ed. Hispano-Europea. Barcelona, RECURSOS WEB Transparencias de la asignatura. Enunciados de ejercicios y problemas Guiones de las prácticas de laboratorio. Enlaces de interés. EQUIPAMIENTO Para la realización de las prácticas se dispone del laboratorio de Electrónica dotado con aparatos para la obtención de medidas en circuitos electrónicos. GUÍA DE APRENDIZAJE Página 10 de 16

11 CRONOGRAMA DE TRABAJO DE LA ASIGNATURA SEMANA ACTIVIDADES AULA LABORATORIO TRABAJO INDIVIDUAL 1 Tema 1 (Teoría y Repaso sobre polarización de transistores bipolares y realización de ejercicios TRABAJO EN GRUPO ACTIVIDADES EVALUACIÓN 2 Tema 1 (Teoría y Lectura individual sobre el tema 3 Tema 1 (Teoría y problemas de amplificadores con bipolares 4 Tema 2 (Teoría y Repaso sobre polarización de transistores unipolares y realización de ejercicios 5 Tema 2 (Teoría y Práctica 1 problemas de amplificadores con unipolares 6 Tema 3 (Teoría y Práctica 2 problemas de amplificadores diferenciales Realización de ejercicios y problemas 7 Tema 4 (Teoría y Práctica 3 problemas de análisis de amplificadores operacionales 8 Tema 4 (Teoría y Práctica 4 problemas de síntesis y aplicaciones de amplificadores operacionales GUÍA DE APRENDIZAJE Página 11 de 16

12 SEMANA ACTIVIDADES AULA LABORATORIO TRABAJO INDIVIDUAL 9 Tema 5 (Teoría y Práctica 5 problemas de análisis en frecuencia y funciones de transferencia. TRABAJO EN GRUPO ACTIVIDADES EVALUACIÓN Control Temas 1 al 4 10 Tema 5 (Teoría y Práctica 6 problemas de respuesta en frecuencia Realización de ejercicios y problemas 11 Tema 6 (Teoría y Práctica 7 problemas de introducción a la realimentación 12 Tema 6 (Teoría y Práctica 8 problemas de las diferentes topologías de la realimentación 13 Tema 6 (Teoría y Práctica Examen problemas de estabilidad de los circuitos con realimentación y compensación en frecuencia 14 Temas 6 y 7 (Teoría y problemas de circuitos osciladores Realización de ejercicios y problemas 15 Tema 8 (Teoría y problemas de aplicaciones no lineales de los circuitos integrados Control Temas 5 al 8 GUÍA DE APRENDIZAJE Página 12 de 16

13 SISTEMA DE EVALUACIÓN DE LA ASIGNATURA EVALUACIÓN Ref LO-01 LO-02 LO-03 LO-04 LO-05 LO-06 LO-07 LO-08 LO-09 LO-10 LO-11 LO-12 LO-13 LO-14 LO-15 LO-16 INDICADOR DE LOGRO Obtener los valores de los parámetros de los modelos de pequeña señal de transistores bipolares en frecuencias medias Saber representar los modelos simplificados de pequeña señal de transistores bipolares en frecuencias medias Saber analizar circuitos basados con transistores bipolares en pequeña señal: obtención del punto de trabajo y los valores de la tensión y corriente de señal alterna Saber diseñar circuitos con transistores bipolares en pequeña señal Obtener los valores de los parámetros del modelo de pequeña señal del transistor de efecto de campo en frecuencias medias Saber representar el modelo simplificado de pequeña señal del transistor de efecto de campo en frecuencias medias Saber analizar circuitos basados en transistores unipolares en pequeña señal: obtención del punto de trabajo y los valores de la tensión y corriente de señal alterna Saber diseñar circuitos con transistores de efecto de campo en pequeña señal Saber analizar y diseñar fuentes de corriente Saber analizar y diseñar circuitos sencillos basados en amplificadores operacionales Conocer las aplicaciones básicas del amplificador operacional Saber representar los modelos simplificados de pequeña señal de transistores en alta frecuencias Saber analizar y diseñar circuitos con transistores en frecuencia Saber representar interpretar, mediante los diagramas de Bode, la respuesta en frecuencia de la ganancia de un amplificador Conocer las diferentes topologías de los circuitos realimentados Saber analizar y diseñar circuitos sencillos realimentados negativamente Relacionado con RA: RA-01 RA-01, RA-02 RA-01, RA-02 RA-03, RA-04 RA-06 RA-07 RA-01 RA-01, RA-02 RA-01, RA-02 RA-03, RA-04 RA-06 RA-07 RA-03, RA-04 RA-07 RA-05, RA-06 RA-06 RA-01, RA-02 RA-08 RA-03, RA-07 RA-10 RA-09 RA-09 GUÍA DE APRENDIZAJE Página 13 de 16

14 LO-17 LO-18 Saber analizar la estabilidad de los circuitos con realimentación Saber realizar la compensación en frecuencia en circuitos realimentados RA-10 RA-10 LO-19 Saber analizar y diseñar circuitos osciladores RA-11 LO-20 LO-21 Conocer el comportamiento real de los amplificadores operacionales Calcular los errores asociados a las limitaciones estáticas en circuitos con AO, referidos tanto a la entrada como a la salida (corrientes y tensiones de offset, tensión en modo común y variaciones de tensión en la fuente de alimentación) RA-05, RA-06 RA-06 LO-22 Saber analizar el funcionamiento de circuitos no lineales RA-12 LO-23 LO-24 LO-25 Conocer el funcionamiento de los aparatos de laboratorio: la fuente de alimentación, polímetro, generador y osciloscopio Comprender y saber utilizar la información suministrada por los fabricantes en las hojas de características de componentes y circuitos Integrados Conocer el manejo del programa Orcad Pspice: Captura de circuitos, simulaciones de punto de polarización, transitorios, respuesta en frecuencia, paramétricas, barridos en continua y alterna y visualización, captura y presentación de resultados RA-14 RA-13 RA-15 GUÍA DE APRENDIZAJE Página 14 de 16

15 EVALUACIÓN SUMATIVA (ACUMULATIVA) BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS ACTIVIDADES EVALUABLES MOMENTO LUGAR PESO EN LA CALIFICACIÓN Evaluación continua Examen de control. Noviembre Aula Examen de control. Enero Aula 80% Evaluación prácticas de laboratorio Programada Laboratorio 20% Evaluación no continua. Examen final Final del curso Aula examen 80% GUÍA DE APRENDIZAJE Página 15 de 16

16 CRITERIOS DE CALIFICACIÓN Prácticas de laboratorio para alumnos con o sin evaluación continua. 1. La realización de las prácticas de laboratorio es obligatoria para todos los alumnos. 2. Los alumnos que no aprueben las prácticas de laboratorio por curso, tendrán que realizar el examen final de prácticas en las fechas y horas propuestas por Jefatura de Estudios 3. La nota obtenida en las prácticas de laboratorio aprobadas se guardará para sucesivas convocatorias de curso. 4. La nota de las prácticas de laboratorio se corresponderá con un 20% sobre la nota final. 5. Las prácticas de laboratorio una vez aprobadas no se podrán repetir en ningún caso Criterio de evaluación teórica para alumnos de evaluación continua PARTE TEÓRICA Exámenes de control (2 exámenes). Realizados en aula con una duración de 2 horas Preguntas tipo test, ejercicios y problemas En cada control se deberá tener al menos 3 puntos y la suma de ambos deberá ser de 9 o más puntos para su compensación. Peso: 80% Examen de evaluación final. Los alumnos que sigan este sistema de evaluación no tendrán prueba global de evaluación al finalizar el periodo de docencia, en la convocatoria ordinaria En la convocatoria extraordinaria el alumno, que no haya aprobado la parte teórica, tendrá el mismo examen final que los alumnos sin evaluación continua, con un peso del 80% sobre la calificación final. Nota. Para poder aprobar la asignatura es necesario aprobar las prácticas de laboratorio. Criterio de calificación para alumnos sin evaluación continua PARTE TEÓRICA: Examen final. El examen final comprenderá toda la materia explicada durante el curso (teoría y. Examen tipo test, ejercicios y problemas Se realizarán en las fechas y horas propuestas por Jefatura de Estudios. Peso: 80% sobre la calificación final Nota. Para poder aprobar la asignatura es necesario aprobar las prácticas de laboratorio. GUÍA DE APRENDIZAJE Página 16 de 16