Instrumentación didáctica para la formación y desarrollo de competencias

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1 Instrumentación didáctica para la formación y desarrollo de competencias Programa Educativo: INGENIERÍA ELECTRÓNICA Periodo Escolar: ENERO-JUNIO 2017 Clave de la Asignatura: ETF-1013 Nombre de la Asignatura: DISEÑO CON TRANSISTORES Clave del grupo: A6B Horas teoría-horas práctica-créditos Número de unidades 5 1. Caracterización de la asignatura Aportación al Perfil profesional: Esta asignatura aporta al perfil del Ingeniero en electrónica los conocimientos, las habilidades y las actitudes para diseñar, simular, construir y analizar la respuesta en el dominio de la frecuencia de circuitos electrónicos analógicos basados en amplificadores con transistores bipolares y unipolares; en baja, media y alta frecuencia, en lazo abierto, lazo cerrado, y amplificadores de potencia, utilizando herramientas computacionales y equipo de laboratorio de mediciones eléctricas. Importancia de la asignatura: Esta asignatura corresponde al bloque de diseño de ingeniería, es una materia fundamental para la formación integral de los estudiantes dado que propicia el uso de: equipo de mediciones eléctricas, manuales de fabricantes de dispositivos electrónicos, y software de diseño, comprende la solución problemas complejos, desarrolla habilidades de: pensamiento lógico, creativo, y actitud para trabajar en equipo; aplica las tecnologías de la información y de la comunicación para la adquisición y procesamiento de información de manera natural, permanente y eficiente. La materia de diseño con transistores, desarrolla la habilidad para identificar problemas y realizar proyectos para su posible solución. Contribuye a desarrollar la habilidad para comunicarse con efectividad en forma oral y escrita así como participar en equipos de trabajo interdisciplinario. Asignaturas, temas y competencias en relación: Aplicar las técnicas de análisis de circuitos eléctricos, Aplicar parámetros de redes de dos puertos, Manejar equipo de medición, Utilizar software de simulación, Diseñar, analizar, simular y construir circuitos amplificadores de frecuencia media utilizando transistores bipolares y unipolares, Obtener e interpretar diagramas de Bode, Elaborar reportes de investigación, Formular, evaluar y ejecutar proyectos de aplicación electrónica. 2. Objetivo(s) general(es) del curso. (Competencias específicas a desarrollar) Analizar, diseñar y construir circuitos amplificadores de múltiples etapas, configuraciones especiales, amplificadores sintonizados, amplificadores de lazo abierto y cerrado, así como amplificadores de potencia, para su aplicación en diferentes circuitos integrados lineales. Analizar la respuesta a la frecuencia de los amplificadores basados en transistores bipolares y unipolares.

2 3. Análisis por unidades No. de la 1 Tema de la Amplificadores multietapa en media frecuencia Capacidad de Analizar, simular, diseñar y construir circuitos amplificadores multietapa basados en transistores bipolares, unipolares Competencias instrumentales y mixtos y aplicarlos en la práctica. Resolver mediante métodos analíticos circuitos multietapa con BJT, FET y mixtos. Habilidad para medir con instrumentos e interpretar las mediciones. Comunicación oral y escrita de resultados e investigaciones realizadas en el laboratorio. Habilidad para buscar información de diferentes fuentes y resolver problemas. Interpretación de gráficas y resultados en la realización de las practicas en circuitos multietapa. Investigar y depurar la información encontrada. Subtemas: 1. Análisis con BJT. 2. Análisis con JFET. 3. Análisis de circuitos mixtos (BJT y JFET). Actividades de enseñanza Motivar al Análisis y reflexión en clase sobre el funcionamiento y aplicación de los amplificadores multietapa. Exponer y discutir con el grupo, la teoría de análisis de circuitos de los amplificadores multietapa. Resolver problemas modelo de circuitos multietapa en clase y solicitar al grupo la realización de otros en extraclase sobre amplificadores multietapa. Plantear las prácticas de laboratorio necesarias sobre amplificadores multietapa y solicitar a los equipos un informe técnico detallado de los resultados obtenidos durante el desarrollo de la misma. Actividades de aprendizaje Buscar, seleccionar y analizar información en las distintas fuentes bibliográficas propuestas; sobre el comportamiento, la estructura y aplicación de amplificadores multietapa con BJT, FET y mixtos. En pequeños grupos analizar la información y reflexionar sobre el funcionamiento y aplicación de los amplificadores multietapa. Hacer un reporte de investigación de manera escrita, que contenga circuitos, conceptos, ecuaciones y al final elaborar un mapa conceptual a manera de resumen. Calcular la ganancia de amplificadores multietapa, de manera individual y por equipo, comparar los resultados de éstos con un amplificador de una sola etapa. Analizar un amplificador multietapa con acoplamiento directo. Utilizar herramientas computacionales para simular el comportamiento de circuitos. En equipo de trabajo comprobar en el laboratorio que el comportamiento de los circuitos multietapa sea de acuerdo al diseño y al resultado de la simulación. Desarrollar sus actividades con honestidad, responsabilidad y respeto. Hacer el reporte escrito de la práctica, esta deberá incorporar: los resultados de la simulación, diagramas, cuadros, gráficos de las señales de entrada y salida, y tablas de resultados, y conclusiones, para evidenciar las actividades realizadas por el equipo de trabajo. Criterios de evaluación Evidencias cognoscitivas 1.- del análisis con BJT y JFET 2.- Mapa conceptual de los amplificadores multietapa. Evidencias procedimentales 1.- Realización de prácticas de laboratorio 2.- Informe de prácticas realizadas. 3.- Lista de cotejo. Evidencias actitudinales 2.- Control de asistencia y participación en clase y prácticas de laboratorio

3 Instrumentos de evaluación (Rubrica, lista de cotejo, etc.) 1. Boylestad Robert L., Nashelsky Louis, Electrónica Teoría de Circuitos y Dispositivos Electrónicos, Décima edición, Editorial Prentice Hall. México, Savant. Roden, Carpenter, Diseño Electrónico, Circuitos y Sistemas, Prentice Hall. 3. Malvino Albert Paul, Principios de Electrónica Ed. Mc Graw Hill. 4. Grob. Circuitos electrónicos y sus aplicaciones. Ed. Mc Graw Hill 5. Floyd, Dispositivos Electrónicos, Editorial Prentice Hall. 6.- Neamen Donald A, Análisis y Diseño de Circuitos Electrónicos, Ed. Mc Graw Hill, tomo 1 Equipo de cómputo, Cañón, Páginas de Internet, Pizarrón, Plumo gises, Equipo del laboratorio de Electrónica.: Multímetro, Osciloscopio, fuentes, entre otros. No. de la 2 Tema de la Arreglos especiales. 9-6 Capacidad de analizar, simular, diseñar y construir circuitos basados en Competencias instrumentales Habilidad para medir con instrumentos e interpretar las mediciones. arreglos especiales y aplicarlos en la práctica. Comunicación oral y escrita de resultados e investigaciones realizadas en el laboratorio. Habilidad para buscar información de diferentes fuentes y resolver problemas. Interpretación de gráficas y resultados de circuitos con amplificadores en arreglos especiales. Investigar y depurar la información. Aplicar software de simulación, como herramienta de desarrollo. Subtemas: Actividades de enseñanza Actividades de aprendizaje Criterios de evaluación 1. Darlington. Analizar y reflexionar con el grupo sobre Buscar, seleccionar y analizar información en las Evidencias cognoscitivas el funcionamiento y aplicación de los distintas fuentes bibliográficas propuestas; sobre la 1.- del análisis de 2. Diferencial. amplificadores en arreglos especiales. estructura, el comportamiento y aplicación de amplificadores con arreglos especiales. 3. Cascode. 2.- Mapa conceptual de los amplificadores Exponer y discutir en clase la teoría de amplificadores en arreglos especiales. con arreglos especiales. 4. Amplificador sintonizado. análisis de circuitos de los amplificadores Analizar la información en grupos pequeños y presentar Evidencias procedimentales 5. Espejo de corriente. en arreglos especiales. los resultados del análisis en plenaria utilizando 1.- Realización de prácticas de laboratorio Resolver problemas de circuitos recursos computacionales. 2.- Informe de prácticas realizadas. 6. Fuente de corriente. multietapa en clase y solicitar al grupo la Simular el comportamiento de circuitos amplificadores 3.- Lista de cotejo. 7. Carga Activa. realización de otros en extraclase sobre en configuraciones especiales, y amplificador Evidencias actitudinales amplificadores en arreglos especiales. sintonizado. 2.- Control de asistencia y participación en Plantear las prácticas de laboratorio En el laboratorio de electrónica construirá circuitos clase y prácticas de laboratorio necesarias sobre amplificadores en amplificadores de diferentes tipos, para observar el arreglos especiales y solicitar a los comportamiento de los circuitos amplificadores en equipos un informe técnico detallado de configuraciones especiales, y amplificador sintonizado. los resultados obtenidos durante el Hacer el reporte escrito de la práctica, esta deberá desarrollo de la misma. incorporar: los resultados de la simulación, diagramas, cuadros, gráficos de las señales de entrada y salida, y tablas de resultados, y conclusiones, para evidenciar las actividades realizadas por el equipo de trabajo.

4 Instrumentos de evaluación (Rubrica, lista de cotejo, etc.) 1. Sedra, Adel S. Microelectronics Circuits. Mc. Graw Hill, 5ª Ed 2. Boylestad Robert L., Nashelsky Louis, Electrónica Teoría de Circuitos y Dispositivos Electrónicos, Décima edición, Editorial Prentice Hall. México, Savant. Roden, Carpenter, Diseño Electrónico, Circuitos y Sistemas, Prentice Hall. 4. Malvino Albert Paul, Principios de Electrónica Ed. Mc Graw Hill. 5. Millman Jacob, Halkias Cristos C., Electrónica integrada circuitos y sistemas analógicos y digitales, Editorial Hispano Europea, S. A. 9ª Edición. 6. Grob. Circuitos electrónicos y sus aplicaciones. Ed. Mc Graw Hill 7. Floyd, Dispositivos Electrónicos, Editorial Prentice Hall. 8.- Neamen Donald A, Análisis y Diseño de Circuitos Electrónicos, Ed. Mc Graw Hill, tomo 1 y 2. Equipo de cómputo, Cañón, Páginas de Internet, Pizarrón, Plumo gises, Equipo del laboratorio de Electrónica.: Multímetro, Osciloscopio, fuentes, entre otros. No. de la 3 Tema de la Respuesta a la Frecuencia. Capacidad de analizar, simular, diseñar, construir y aplicar circuitos amplificadores basados en transistores bipolares y unipolares así como las causas que modifican su respuesta a la frecuencia. 9-6 Competencias instrumentales Habilidad para medir con e interpretar las mediciones. Comunicación oral y escrita de resultados e investigaciones realizadas en el laboratorio. Habilidad para buscar información de diferentes fuentes y resolver problemas. Interpretación de gráficas y resultados de respuesta en frecuencia de Investigar y depurar la información. Aplicar software de simulación, como herramienta de desarrollo.

5 Subtemas: Actividades de enseñanza Actividades de aprendizaje Criterios de evaluación Analizar y reflexionar con el grupo sobre el funcionamiento y aplicación de la respuesta en frecuencia de los 1. Análisis de Bode 2. Respuesta en baja y alta frecuencia del amplificador BJT. 3. Respuesta en baja y alta frecuencia del amplificador JFET. 4. Ganancia ancho de banda del amplificador. 5. Amplificador sintonizado Exponer y discutir en clase la teoría de análisis de la respuesta en frecuencia de los Resolver problemas de respuesta en frecuencia de circuitos mono etapa y multietapa en clase y solicitar al grupo la realización de otros en extraclase. Plantear las prácticas de laboratorio necesarias sobre la respuesta en frecuencia de Solicitar a los equipos un informe técnico detallado de los resultados obtenidos durante el desarrollo de la práctica de laboratorio. Instrumentos de evaluación (Rubrica, lista de cotejo, etc.) 1. Sedra, Adel S. Microelectronics Circuits. Mc. Graw Hill, 5ª Ed 2. Boylestad Robert L., Nashelsky Louis, Electrónica Teoría de Circuitos y Dispositivos Electrónicos, Décima edición, Editorial Prentice Hall. México, Savant. Roden, Carpenter, Diseño Electrónico, Circuitos y Sistemas, Prentice Hall. 4. Malvino Albert Paul, Principios de Electrónica Ed. Mc Graw Hill. 5. Millman Jacob, Halkias Cristos C., Electrónica integrada circuitos y sistemas analógicos y digitales, Editorial Hispano Europea, S. A. 9ª Edición. 6. Grob. Circuitos electrónicos y sus aplicaciones. Ed. Mc Graw Hill 7. Floyd, Dispositivos Electrónicos, Editorial Prentice Hall. 8.- Neamen Donald A, Análisis y Diseño de Circuitos Electrónicos, Ed. Mc Graw Hill, tomo 1 y 2. Buscar, seleccionar y analizar información en las distintas fuentes bibliográficas propuestas; sobre la respuesta en frecuencia de los Analizar la información en grupos pequeños y presentar los resultados del análisis en plenaria utilizando recursos computacionales. Investigar y analizar problemas resueltos donde se determinen el ancho de banda de un amplificador. Analizar y descomponer el problema en partes e Identificar los conocimientos y métodos necesarios para su resolución. Resolver problemas que involucren el ancho de banda del circuito. Simular y analizar la respuesta en frecuencia de los circuitos utilizando herramientas computacionales. Construir amplificadores, utilizando transistores bipolares y unipolares para observar su comportamiento en frecuencia. Hacer el reporte escrito de la práctica, esta deberá incorporar: los resultados de la simulación, diagramas, cuadros, gráficos de las señales de entrada y salida, tablas de resultados y conclusiones, para evidenciar las actividades realizadas por el equipo de trabajo. Evidencias cognoscitivas 1.- del análisis de respuesta en frecuencia de los 2.- Mapa conceptual de los diferentes factores que afectan la respuesta en frecuencia en Evidencias procedimentales 1.- Realización de prácticas de laboratorio 2.- Informe de prácticas realizadas. 3.- Lista de cotejo. Evidencias actitudinales 2.- Control de asistencia y participación en clase y prácticas de laboratorio Equipo de cómputo, Cañón, Páginas de Internet, Pizarrón, Plumo gises, Equipo del laboratorio de Electrónica.: Multímetro, Osciloscopio, fuentes, entre otros.

6 No. de la 4 Tema de la Amplificadores retroalimentados. 9-6 Capacidad de analizar e identificar los efectos de las diferentes topologías de circuitos retro alimentados en los amplificadores que utilizan transistores bipolares y unipolares así como su efecto en la respuesta en frecuencia. Competencias instrumentales Habilidad para medir con instrumentos e interpretar las mediciones. Comunicación oral y escrita de resultados e investigaciones realizadas en el laboratorio. Habilidad para buscar información de diferentes fuentes y resolver problemas. Interpretación de gráficas y resultados de la retroalimentación en Investigar y depurar la información. Aplicar mejoras de diseño a través del efecto de la retroalimentación en Aplicar software de simulación, como herramienta de desarrollo. Subtemas: Actividades de enseñanza Actividades de aprendizaje Criterios de evaluación 1. Topologías de retroalimentación. 2. Efectos de la retroalimentación. 3. Respuesta en frecuencia. 4. Osciladores y Temporizadores Analizar y reflexionar con el grupo sobre el funcionamiento y aplicación de la retroalimentación en los Exponer y discutir en clase la teoría de la retroalimentación en los Resolver problemas de retroalimentación en amplificadores con circuitos mono etapa y multietapa en clase y solicitar al grupo la realización de otros en extraclase. Plantear las prácticas de laboratorio necesarias sobre la retroalimentación en Solicitar a los equipos un informe técnico detallado de los resultados obtenidos durante el desarrollo de la práctica de laboratorio. Buscar y seleccionar información general de los amplificadores retroalimentados, que permita afrontar los temas relacionados con la introducción de la retroalimentación negativa o positiva en un amplificador y la influencia sobre la amplificación, banda, resistencias de entrada y salida, ruido. Analizar teóricamente y experimentalmente las diferentes configuraciones de retroalimentación. Hacer una comparación de los parámetros del amplificador con y sin retroalimentación. Analizar problemas resueltos en la bibliografía recomendada. Verificar en el laboratorio que el comportamiento del circuito sea de acuerdo al diseño y resultado de la simulación. Desarrollar sus actividades con honestidad, responsabilidad y respeto. Evidencias cognoscitivas 1.- del análisis de la retroalimentación en 2.- Mapa conceptual de los diferentes factores que se afectan con la retroalimentacion. Evidencias procedimentales 1.- Realización de prácticas de laboratorio 2.- Informe de prácticas realizadas. 3.- Lista de cotejo. Evidencias actitudinales 2.- Control de asistencia y participación en clase y prácticas de laboratorio

7 Instrumentos de evaluación (Rubrica, lista de cotejo, etc.) 1. Sedra, Adel S. Microelectronics Circuits. Mc. Graw Hill, 5ª Ed 2. Boylestad Robert L., Nashelsky Louis, Electrónica Teoría de Circuitos y Dispositivos Electrónicos, Décima edición, Editorial Prentice Hall. México, Savant. Roden, Carpenter, Diseño Electrónico, Circuitos y Sistemas, Prentice Hall. 4. Malvino Albert Paul, Principios de Electrónica Ed. Mc Graw Hill. 5. Millman Jacob, Halkias Cristos C., Electrónica integrada circuitos y sistemas analógicos y digitales, Editorial Hispano Europea, S. A. 9ª Edición. 6. Grob. Circuitos electrónicos y sus aplicaciones. Ed. Mc Graw Hill 7. Floyd, Dispositivos Electrónicos, Editorial Prentice Hall. 8.- Neamen Donald A, Análisis y Diseño de Circuitos Electrónicos, Ed. Mc Graw Hill, tomo 1 y 2. Equipo de cómputo, Cañón, Páginas de Internet, Pizarrón, Plumo gises, Equipo del laboratorio de Electrónica.: Multímetro, Osciloscopio, fuentes, entre otros. No. de la 5 Tema de la Amplificadores de potencia. 9-6 Determinar la potencia y eficiencia de amplificadores de potencia; explicar los efectos de la temperatura y distorsión en la eficiencia del Competencias instrumentales circuito para su análisis, diseño y construcción. Habilidad para medir con instrumentos e interpretar las mediciones. Comunicación oral y escrita de resultados e investigaciones realizadas en el laboratorio. Habilidad para buscar información de diferentes fuentes y resolver problemas. Interpretación de gráficas y resultados de circuitos con amplificadores de potencia. Investigar y depurar la información. Aplicar software de simulación, como herramienta de desarrollo.

8 Subtemas: Actividades de enseñanza Actividades de aprendizaje Criterios de evaluación 1. Conceptos básicos y aplicación. 2. Análisis de expresiones de potencia y eficiencia. 3. Análisis de efecto térmico y distorsión. 4. Análisis y diseño de amplificadores de potencia. 5. Efectos de ruido Analizar y reflexionar con el grupo sobre el funcionamiento y aplicación de los amplificadores de potencia. Exponer y discutir en clase la teoría de análisis de los amplificadores de potencia. Resolver problemas de análisis y diseño con amplificadores de potencia en clase y solicitar al grupo la realización de otros en extraclase. Plantear las prácticas de laboratorio necesarias para entender el funcionamiento de los amplificadores de potencia. Solicitar a los equipos un informe técnico detallado de los resultados obtenidos durante el desarrollo de la práctica de laboratorio. Instrumentos de evaluación (Rubrica, lista de cotejo, etc.) 1. Sedra, Adel S. Microelectronics Circuits. Mc. Graw Hill, 5ª Ed 2. Boylestad Robert L., Nashelsky Louis, Electrónica Teoría de Circuitos y Dispositivos Electrónicos, Décima edición, Editorial Prentice Hall. México, Savant. Roden, Carpenter, Diseño Electrónico, Circuitos y Sistemas, Prentice Hall. 4. Malvino Albert Paul, Principios de Electrónica Ed. Mc Graw Hill. 5. Millman Jacob, Halkias Cristos C., Electrónica integrada circuitos y sistemas analógicos y digitales, Editorial Hispano Europea, S. A. 9ª Edición. 6. Grob. Circuitos electrónicos y sus aplicaciones. Ed. Mc Graw Hill 7. Floyd, Dispositivos Electrónicos, Editorial Prentice Hall. 8.- Neamen Donald A, Análisis y Diseño de Circuitos Electrónicos, Ed. Mc Graw Hill, tomo 1 y 2. Buscar y seleccionar información general de los amplificadores de potencia. Hacer un cuadro comparativo de las diferentes tipos de Analizar expresiones de potencia y eficiencia. Analizar los efectos: térmico, distorsión y ruido. Observar y analizar la solución de un problema tipo resuelto por el profesor para resolver problemas de manera autónoma. Investigar y analizar problemas resueltos en el libro. Analizar y descomponer el problema en partes y aplicar los conocimientos y métodos necesarios para su resolución. Resolver problemas que involucren el cálculo de la potencia y la eficiencia de los amplificadores de potencia. Calcular la eficiencia de un circuito y describir los efectos de la temperatura en su comportamiento. Identificar y seleccionar la clase del amplificador para su aplicación especifica. Verificar en el laboratorio que el comportamiento del circuito sea de acuerdo al diseño y al resultado de la simulación. Desarrollar sus actividades con honestidad, responsabilidad y respeto. Hacer el reporte escrito de la práctica, esta deberá incorporar: los resultados de la simulación, diagramas, cuadros, gráficos de las señales de entrada y salida, y tablas de resultados, y conclusiones, para evidenciar las actividades realizadas por el equipo de trabajo. Evidencias cognoscitivas 1.- sobre el diseño de los amplificadores de potencia. 2.- Mapa conceptual de las características de los amplificadores de potencia Evidencias procedimentales 1.- Realización de prácticas de laboratorio 2.- Informe de prácticas realizadas. 3.- Lista de cotejo. Evidencias actitudinales 2.- Control de asistencia y participación en clase y prácticas de laboratorio Equipo de cómputo, Cañón, Páginas de Internet, Pizarrón, Plumo gises, Equipo del laboratorio de Electrónica.: Multímetro, Osciloscopio, fuentes, entre otros.

9 Registro de avance de la gestión del curso Periodo Escolar: Enero- junio 2017 Clave de la Asignatura: ETF1013 Nombre de la Asignatura: Diseño con transistores Clave del grupo: A6B Horas teoría-horas práctica-créditos Número de unidades 5 Calendarización de avance y evaluación del curso (semanas): Semana No. unidad planeada I I I I II II II III III III IV IV IV V V V No. unidad real Evaluación planeada Δ Ο Ο Ο Ο Evaluación real Índice de aprobación Fecha de seguimiento Primera: febrero 2017 Segunda: marzo 2017 Tercera: mayo 2017 Final: junio 2017 Firma del docente Firma del Jefe académico Observaciones Δ = Evaluación diagnóstica. Evaluación formativa. Ο = Evaluación sumativa. M.C. José Ángel Zepeda Hernández NOMBRE Y FIRMA DEL DOCENTE FECHA DE ENTREGA: 18 de enero de 2017 Ing. Luis Alberto Pérez Lozano Vo. Bo. DEL JEFE DE DEPARTAMENTO