Dr. ALEJANDRO OLIVA Análisis y diseño de circuitos analógicos I

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1 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SUR 1 /8 DEPARTAMENTO Ingeniería Eléctrica y de Computadoras T E Ó R I C A S H O R A S D E C L A S E P R O F E S O R R E S P O N S A B L E P R Á C T I C A S Por semana Por cuatrimestre Por semana Por cuatrimestre Dr. ALEJANDRO OLIVA A S I G N A T U R A S C O R R E L A T I V A S P R E C E D E N T E S A P R O B A D A S Análisis y diseño de circuitos analógicos I C U R S A D A S DESCRIPCIÓN Los dispositivos semiconductores y los circuitos integrados conforman la columna vertebral de la tecnología moderna. Es por ello que el estudio de la electrónica basado en las características de los componentes y sus aplicaciones es una parte fundamental en las carreras de grado de Ingeniería Eléctrica y Electrónica. Es requisito indispensable para cursar esta materia que el alumno posea una buena base de análisis de circuitos, dispositivos semiconductores, etapas amplificadoras y experiencia en mediciones electrónicas. Los objetivos de este curso son Desarrollar la habilidad de analizar y diseñar circuitos analógicos, Introducir el concepto de realimentación en circuitos analógicos, Familiarizar al estudiante con el uso de diversas herramientas de análisis, síntesis y simulación de circuitos. Desarrollar la formación experimental. Integrar en el Proyecto de la materia diversos conceptos de electrónica, circuitos y control adquiridos a lo largo de la carrera. En una primera parte se estudia internamente al amplificador operacional, su diseño y aplicaciones. En la segunda parte se cubren algunas aplicaciones de amplificadores operacionales a circuitos lineales y no lineales.

2 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SUR 2 /8 PROGRAMA SINTÉTICO Parte I I. Amplificadores realimentados II. Amplificadores especiales III. Amplificadores de potencia IV. Área de operación segura en transistores de potencia V. Amplificadores de corriente continua VI. Amplificadores diferenciales VII. Amplificador operacional VIII. Compensación en frecuencia Parte II IX. Aplicaciones

3 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SUR 3 /8 Programa de Trabajos Prácticos Laboratorios # orden Denominación y/o descripción 1 Reconocimiento de instrumental y diseño. Repaso de redes R-C. Repaso de transistores. 2 Amplificador realimentado de una etapa. 3 Amplificador realimentado de dos etapas. 4 Amplificador clase B. 5 Amplificador diferencial 6 Amplificador operacional discreto. 7 Amplificador de audio con operacionales 8 Proyecto.

4 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SUR 4 /8 Programa de Trabajos Prácticos Simulaciones # orden Denominación y/o descripción 1 Amplificador multietapa. 2 Amplificador realimentado de cuatro etapas. 3 Amplificador de corriente continua con salida tipo puente.

5 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SUR 5 /8 Programa Analítico Parte I I. AMPLIFICADORES REALIMENTADOS. Conceptos básicos de realimentación Topologías de amplificadores realimentados Configuraciones prácticas de realimentación Paralelo-paralelo Paralelo-serie Serie-paralelo Serie-serie Efecto de la realimentación sobre las impedancias de entrada y salida Efecto de la realimentación sobre la respuesta en frecuencia Efecto de la realimentación sobre la distorsión Oscilación en amplificadores Osciladores por desplazamiento de fase Oscilador Puente de Wien II. AMPLIFICADORES ESPECIALES. Emisor común con bootstrapping Par Darlington Par Darlington invertido Emisor común a base común (cascodo) Mezcladores lineales Fuentes de corriente Espejos de corriente III. AMPLIFICADORES DE SIMETRÍA COMPLEMENTARIA DE POTENCIA Análisis cualitativo Relaciones de potencia Análisis cuantitativo Enfoque de diseño Simetría cuasi-complementaria IV. AREA DE OPERACIÓN SEGURA EN TRANSISTORES DE POTENCIA. Área en régimen de corriente continua Área en régimen pulsante Determinación de límites de operación V. AMPLIFICADORES DE CORRIENTE CONTINUA Amplificadores básicos Amplificadores multietapa Compensación de temperatura Fuentes de alimentación reguladas lineales Criterios de diseño

6 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SUR 6 /8 Programa Analítico VI. VII. VIII. IX. AMPLIFICADORES DIFERENCIALES Características básicas Rechazo en modo común Señales de error Corrimiento térmico Ruido por corriente y ruido por tensión AMPLIFICADOR OPERACIONAL Etapas de un amplificador operacional Amplificador operacional multietapa Respuesta en frecuencia Corrimientos térmicos Característica de ruido Circuitos especiales de compensación térmica COMPENSACIÓN EN FRECUENCIA Efecto de la realimentación sobre el ancho de banda (respuesta de un polo) Efecto de la realimentación sobre el ancho de banda (respuesta de dos polos) Respuesta en frecuencia Respuesta al escalón Efecto de la realimentación sobre el ancho de banda en sistemas multipolos Estabilidad en circuitos realimentados Márgenes de ganancia y de fase Criterio de estabilidad de Nyquist Redes de compensación Compensación por polo dominante (atraso) Compensación por polo-cero (atraso-adelanto) Compensación por adelanto (ecualizador) Compensación por cero fantasma Compensación en amplificadores operacionales Compensación de fase Linealización de fase Parte II APLICACIONES Amplificador de instrumentación Osciladores Amplificador logarítmico Mezcladores lineales Mezcladores no lineales Comparadores Filtros activos

7 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SUR 7 /8 Sistema de cursado Metodología de Enseñanza En teoría se explica el libro de texto, los trabajos de laboratorio están coordinados con la teoría para reafirmar los conceptos adquiridos. El último mes de clase está dedicado a un proyecto de diseño que integre conocimientos adquiridos en la materia con aquellos adquiridos a lo largo de la carrera. Los alumnos hacen una demostración experimental y lo presentan en forma oral y escrita. Forma de Evaluación Dos exámenes parciales con recuperatorios eliminatorios. Trabajos de laboratorio aprobados y proyecto integrador. La nota de promoción resulta en base a las notas de los parciales y del proyecto integrador. los alumnos libres deben rendir 3 exámenes: uno teórico, otro de laboratorio y uno práctico.

8 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SUR 8 /8 Bibliografía M. Rashid, Microelectronic Circuits: Analysis and Design, PWS Publishing Company, Rashid, Muhammad H., SPICE for circuits and electronics using PSpice. A. Sedra, K. Smith, Microelectronic Circuits, Oxford University Press, 1998 T. Schubert Jr., E. Kim, Active and Nonlinear Electronics, J. Wiley & S, Inc, P. Horowitz, W. Hill, The Art of electronics, Cambridge University Press, J. Graeme, G.Tobey, L.Huelsman, Operational Amplifiers Design and Applications, McGraw- Hill Book Co., R.Coughlin, Principles and Applications of Semiconductors Circuits, Prentice Hall, AÑO PROFESOR RESPONSABLE (firma aclarada) VIGENCIA DE ESTE PROGRAMA AÑO PROFESOR RESPONSABLE (firma aclarada) 2012 Dr. Alejandro Oliva V I S A D O COORDINADOR AREA SECRETARIO ACADÉMICO DIRECTOR DE DEPARTAMENTO Fecha: Fecha: Fecha: