PROGRAM A DE LA ASIGNATURA: ELECTRÓNICA GENERAL

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1 HOJA 1 DE 8 PROGRAM A DE LA ASIGNATURA: ELECTRÓNICA GENERAL CENTRO: TITULACIÓN: INTENSIFICACIÓN: ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS INDUSTRIALES INGENIERO INDUSTRIAL ELECTROTECNIA CURSO: 4º TIPO DE ASIGNATURA: OBLIGATORIA (Anual) CRÉDITOS: 15 (12 AULA+ 3 LABORATORIO) NÚMERO DE GRUPOS: 1 Grupo de Aula y 1 Grupo de Laboratorio. PROFESORADO: TEORÍA D. Alfonso Lago Ferreiro (333) (Coordinador de la asignatura) PRÁCTICAS DE LABORATORIO D. Alfonso Lago Ferreiro HORARIO DE TUTORÍAS: D. Alfonso Lago Ferreiro (Martes y Jueves 11:00-13:00).

2 HOJA 2 DE 8 PROGRAMA DE TEORÍA 120 horas: 84 teóricas (HT) + 36 de problemas (HP) PRIMER CUATRIMESTRE (40 HT + 20 HP) 1ª PARTE: FÍSICA DEL ESTADO SÓLIDO (6HT) Tema 1: Tema 2: Tema 3: Estructura atómica de los cuerpos sólidos (2 HT) Conceptos fundamentales. Teoría de las bandas de energía. Aislantes, semiconductores y metales. Conducción eléctrica en semiconductores (2 HT) Conducción por electrones y huecos. Semiconductores intrínsecos y extrínsecos. Densidades de carga en un semiconductor. Efecto Hall. Modulación de la conductividad. Difusión de portadores. La unión P-N (2 HT) Introducción. La unión P-N en equilibrio. La unión P-N polarizada en sentido inverso. La unión P-N polarizada en sentido directo. Característica tensión-corriente de la unión P-N 2ª PARTE: DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS DE SEÑAL (11 HT + 2 HP) Tema 4: Tema 5: Tema 6: Tema 7: El diodo (3 HT) Diodos de unión. Modelo de diodo de gran señal. La ruptura de la unión. Influencia de la temperatura. Capacidades de transición y de difusión. Conmutación dinámica. Diodo Schottky. Diodos emisores de luz (LED) y fotodiodos. Circuitos con diodos (1 HT + 2 HP) Circuitos no lineales conformadores de ondas. Circuito limitador. Rectificador de media onda. Rectificador de onda completa. Circuito recortador. Convertidor ca-cc y doblador de tensión. El transistor bipolar (3 HT) Estructura básica. Componentes de la corriente del transistor. El transistor como amplif icador. Configuraciones: emisor común, base común, colector común. Otros transistores (4 HT) Introducción. MOSFET de canal n. Principio de funcionamiento de los MOSFET. El MOSFET como dispositivo de tres estados. MOSFET de deplexión. MOSFET de canal p. Transistores de efecto campo con puerta de unión: MESFET, JFET. 3ª PARTE: ELECTRÓNICA ANALÓGICA (23 HT + 18 HP) Tema 8: Tema 9: Amplificación (1 HT) Definición y parámetros. Distorsión de un amplificador. Clasificación de los amplificadores. Necesidad de los amplificadores. Amplificadores en alterna (3 HT + 3 HP) Amplificador con transistores. Técnicas de diseño de circuitos de polarización con transistores bipolares. Principios de diseño de circuitos de polarización. Modelos del transistor bipolar en pequeña señal. Obtención de los parámetros de pequeña señal a partir de las curvas características. Etapas amplificadoras básicas. Amplificadores con varios transistores. Respuesta

3 HOJA 3 DE 8 en frecuencia. Curvas de Bode. Tema 10: Amplificadores operacionales (6 HT) Generalidades. El amplificador operacional básico. Influencia de los parámetros reales. El amplificador operacional realimentado. Respuesta en frecuencia de amplificador operacional realimentado. Estabilidad del montaje realimentado. Métodos de compensación. Técnicas de protección. Tema 11: Circuitos con amplificadores operacionales (3 HT + 6 HP) Circuito seguidor. Circuito sumador. Circuito restador. Circuito integrador. Circuito derivador. Convertidores tensión-corriente y corriente-tensión. Detector de cruce por cero. Comparador. Comparador con histéresis. Rectificadores y fijadores de tensión. Limitadores y detectores de pico. Tema 12: Osciladores (2 HT + 3 HP) Generadores de ondas cuadradas. Generadores de ondas triangulares. Generadores de diente de sierra. Osciladores senoidales. Tema 13: Filtros activos (4 HT + 3 HP) Generalidades. Filtro activo de primer orden. Clasificación de filtros ideales. Respuestas de filtros de segundo orden. Cascada de filtros activos. Escalamiento de magnitud y frecuencia. Tema 14: Reguladores analógicos (4 HT + 3 HP) Teoría generalizada del amplificador operacional. Regulador proporcional. Regulador diferencial (D). Regulador integral. Regulador proporcional e integral. Regulador proporcional y diferencial. Regulador proporcional, integral y dif erencial. 2º CUATRIMESTRE (44 HT + 16 HP) 4ª PARTE: DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS DE POTENCIA. APLICACIONES (24 HT + 8 HP) Tema 15: Rectificación no controlada (5 HT) Características básicas de los diodos de potencia. Rectificador monofásico de media onda. Rectificador monofásico de onda completa. Rectificación trifásica. Filtrado. Tema 16: Fuentes de alimentación lineales (3 HT + 3 HP) Introducción. Fuentes de alimentación reguladas. Diseño del radiador del regulador monolítico de una fuente regulada. Normas de diseño de reguladores lineales con circuitos integrados. Contacto térmico. Tema 17: Transistores de potencia (3 HT) Introducción. Transistor bipolar de potencia. Transistor de efecto campo MOSFET. Transistor de inducción estática (SIT). Transistor bipolar de puerta aislada (IGBT). Circuitos de base y puerta. Tema 18: Tiristores (5 HT) Introducción. El tiristor (SCR). El triac. El tiristor con bloqueo de puerta (GTO). Circuitos de disparo. Circuitos de bloqueo. Protecciones. Tema 19: Interruptores estáticos de CC (3 HT) Generalidades. Interruptores con bloqueo forzado. Asociación de semiconductores. Tema 20: Convertidores CC/CC conmutados (5 HT + 5 HP) Introducción. Topologías con un único interruptor controlado. Topologías complejas con un único interruptor. Topologías con varios interruptores. Circuitos de control.

4 HOJA 4 DE 8 5ª PARTE: ELECTRÓNICA DIGITAL (20 HT + 8 HP) Tema 21: Códigos binarios (2 HT) Introducción. Sistemas binario natural y hexadecimal. Códigos binarios. Códigos alfanuméricos. Códigos detectores y correctores de errores. Tema 22: Funciones lógicas (2 HT) Álgebra de Boole. Función lógica. Formas canónicas de una función lógica. Tabla de verdad. Funciones lógicas básicas. Minimización de funciones lógicas. Funciones incompletas. Tema 23: Sistemas combinacionales (2 HT + 4 HP) Definición. Puertas lógicas básicas. Fenómenos aleatorios en sistemas combinacionales. Circuitos combinacionales de escala de integración media. Circuitos combinacionales programables. Tema 24: Circuitos aritméticos (2 HT) Suma binaria. Circuito sumador total. Representación de los números negativos. Circuito sumadorrestador. Unidades aritméticas y lógicas. Representación de los números fraccionarios Tema 25: Tecnologías electrónicas digitales (3 HT) Tecnología TTL. Tecnologías de lógica no saturada. Tecnologías digitales con transistores MOS. Tecnología CMOS. Series comerciales TTL y CMOS. Tema 26: Sistemas secuenciales (4 HT + 4 HP) Definición y clasificación. Biestables asíncronos. Circuitos temporales. Biestables síncronos. Bloques funcionales: contadores y registros. Síntesis de controladores lógicos síncronos. Circuitos digitales configurables. Tema 27: Conversión analógico-digital y digital-analógica (3 HT) Introducción. Convertidores analógico-digitales. Convertidores digital-analógicos. Tema 28: Memorias de semiconductor (2 HT) Características básicas de una memoria. Clasificación de las memorias de semiconductor.

5 HOJA 5 DE 8 Práctica 1: Práctica 2: Práctica 3: Práctica 4: Práctica 5: Práctica 6: Práctica 7: Práctica 8: Práctica 9: PROGRAMA DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO 30 horas: 15 prácticas de 2 horas Introducción al Laboratorio de electrónica. Manejo de polímetros, generadores de señales, osciloscopios y fuentes de alimentación. Identificación de componentes activos y pasivos. Medida de impedancias. El Osciloscopio. Diodos. El Osciloscopio. El diodo: identificación y comprobación. Circuitos con diodos: rectificador, limitador y fijador. El transistor bipolar. Amplificación. Estudio de una etapa amplificadora básica con BJT. Amplificador operacional: Aplicaciones lineales. El amplificador operacional: identificación. Circuitos lineales: segu idor, inversor, no inversor, sumador, integrad or. Amplificador operacional: Aplicaciones no lineales. Circuitos no lineales: detector de cruce por cero, generadores de ondas, circuito recortador. Amplificadores operacionales: Filtros activos. Análisis de la respuesta de filtros paso bajo y paso alto. Rectificación monofásica. El zener como regulador. Rectificador monofásico de media onda y de onda completa. Carga resistiva e inductiva. Filtrado. Estabilización. El transistor bipolar en conmutación. Medida de tiempos de subida y bajada. Circuitos de conmutación de transistores bipolares. El tiristor. Disparo y bloqueo del tiristor. El transistor UJT. Rectificador monofásico controlado de onda completa Práctica 10: Circuitos combinacionales. Realización de circuitos con puertas lógicas y bloques funcionales MSI. Práctica 11: Circuitos temporales. Realización de monoestables con puertas lógicas y componentes discretos. Monoestables integrados. Realización de monoestables y generadores de impulsos con el circuito temporal multifuncional 555. Práctica 12: Sistemas secuenciales síncronos. Realización de contadores y registros de desplazamiento. Síntesis de un controlador lógico. Práctica 13: Conversión A/D y D/A. Análisis de las limitaciones de los convertidores A/D y D/A. Práctica 14: Rectificación trifásica. Rectificación de media onda y onda completa. Carga resistiva e inductiva. Práctica 15: Convertidores CC/CC conmutados PWM. Análisis de las topologías reductora y elevadora.

6 HOJA 6 DE 8 BIBLIOGRAFÍA Bibliografía básica: 1. Millmann, J. Microelectrónica. Circuitos y sistemas analógicos y digitales. Hispano Europea, 1988 (4ª ed.). 2. Marchais, J. El amplificador operacional y sus aplicaciones. Marcombo, Wait, J., L.Huelsman y G.Korn. Introducción al amplificador operacional. Teoría y aplicaciones. Gustavo Gili, Malik N.R. Circuitos Electrónicos. Análisis, simulación y diseño. Prentice-Hall, Río, A., y P.Mariño. Ejercicios resueltos de dispositivos y circuitos electrónicos básicos. Tórculo, Gualda, J., S.Martínez y P.Martínez. Electrónica Industrial. Técnicas de potencia. Marcombo, 1992 (2ª ed.). 7. Fisher,M. Power electronics. Thomson, Peracaula, J. Convertidores alterna-continua con tiristores. Marcombo, Kit Sum, K. Switch mode power converters. Basic theory and design. Marcel Dekker, Mandado, E. Sistemas Electrónicos Digitales. Marcombo, 1991 (7ª ed.). 11. Floyd, T.L. Fundamentos de Sistemas Digitales. Prentice Hall (6º ed.) 12. Taub, H. Electrónica Digital Integrada. Marcombo 13. Lago, A. y F.Rodríguez. Manual de prácticas de Electrónica General y Analógica. Tórculo, 1993 (2ª ed.). 14. Mandado, E., J.Rodríguez y J.Álvarez. Manual de prácticas de Electrónica Digital. Marcombo, 1995 (3ª ed.). Bibliografía Complementaria: No procede.

7 HOJA 7 DE 8 OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA Mediante la impartición de este programa, se pretende dotar a los alumnos de una formación básica (tanto teórica como práctica) sobre los conceptos fundamentales de la Electrónica en sus distintas áreas (dispositivos electrónicos, electrónica analógica, digital y de potencia), que permitan una comprensión profunda de los sistemas electrónicos complejos y sus aplicaciones, que se incluyen en el programa de la asignatura Electrónica Industrial I de 5º curso de la especialidad. MÉTODO DOCENTE Para la impartición de las clases teóricas se utilizará los medios materiales existentes en las aulas para la proyección de transparencias. Las clases teóricas se complementarán con horas de problemas que se impartirán en la pizarra. La docencia práctica se realizará en el laboratorio de Electrónica Analógica que el Departamento de Tecnología Electrónica tiene en las instalaciones de la E.T.S.I. Industriales, los jueves de 9 a 11 horas según calendario que se adjunta al final del programa. SISTEMAS DE EVALUACIÓN Para la evaluación de la docencia teórica, se realizará un examen parcial mediante una prueba escrita, que se fijará el primer día de clase, dentro de las fechas aprobadas en Junta de Gobierno para tal fin. Los exámenes finales, también mediante prueba escrita, según horario de Jefatura de Estudios. En todas las preguntas del examen se hará constar específicamente la máxima calificación de cada una de ellas que, en conjunto, sumarán 10 puntos. La realización de todas las prácticas y la presentación de una memoria por cada práctica es un requisito imprescindible para aprobar la asignatura. A los alumnos que no hayan completado todas las prácticas, o que no obtengan informe favorable de las memorias, se les realizará un examen final de prácticas en cada convocatoria oficial. A los alumnos que hayan superado el programa de prácticas en cursos anteriores le serán convalidadas durante el presente curso académico. CONOCIMIENTOS PREVIOS Los alumnos deben estar familiarizados con los conceptos básicos de la estructura atómica de los elementos químicos, la física, el álgebra, la resolución de ecuaciones diferenciales y, fundamentalmente, la teoría de circuitos y la teoría de control. OTROS DATOS DE INTERÉS Este programa y las notas correspondientes a las distintas pruebas se pueden consultar en la siguiente dirección:

8 HOJA 8 DE 8 ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS INDUSTRIALES CALENDARIO DE PRÁCTICAS CURSO 2002/2003 4º Electrotecnia - Electrónica General Las prácticas de la asignatura se realizarán los los JUEVES en horario de 9 a 11 horas, en el laboratorio de Electrónica Analógica del Departamento de Tecnología Electrónica, según el siguiente calendario: Práctica Fecha Título 1 24/10/02 Identificación de componentes. Uso de instrumentación 2 07/11/02 Osciloscopio 3 14/11/02 Transistor bipolar. Amplificación 4 12/12/02 Amplificador Operacional. Aplicaciones lineales 5 09/01/03 Amplificador Operacional. Aplicaciones no lineales 6 16/01/03 Amplificador Operacional. Filtros activos 7 27/02/03 Rectificación monofásica. El zener como regulador 14 13/03/03 Rectificación trif ásica 8 10/04/03 El transistor bipolar en conmutación 9 17/04/03 El tiristor 15 24/04/03 Convertidores conmutados 10 01/05/03 Circuitos combinacionales 11 08/05/03 Circuitos temporales 12 22/05/03 Circuitos secuenciales síncronos 13 29/05/03 Convertidores A/D y D/A Los grupos de prácticas estarán constituidos por dos personas cada grupo.