Nombre: COMPONENTES Y DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS
Código: 504102002
Carácter: Básica
ECTS: 6
Unidad Temporal: Cuatrimestral
Despliegue Temporal: Curso 2º - Primer cuatrimestre
Menciones/Especialidades:
Lengua en la que se imparte: Castellano
Carácter: Presencial
[CB1 ]. Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio
[CB2 ]. Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio
[CG3 ]. Conocimiento de materias básicas y tecnologías, que le capacite para el aprendizaje de nuevos métodos y tecnologías, así como que le dote de una gran versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones.
[B4 ]. Específica de formación básica: Comprensión y dominio de los conceptos básicos de sistemas lineales y las funciones y transformadas relacionadas, teoría de circuitos eléctricos, circuitos electrónicos, principio físico de los semiconductores y familias lógicas, dispositivos electrónicos y fotónicos, tecnología de materiales y su aplicación para la resolución de problemas propios de la ingeniería
[TR5 ]. Aplicar a la práctica los conocimientos adquiridos
Al finalizar el programa formativo, el estudiante debe ser capaz de:
Conocer los principios físicos de los semiconductores y de sus propiedades eléctricas y ópticas.
Desarrollar la capacidad de aplicar los principios físicos de los semiconductores a la obtención de sus características eléctricas (p. ej. concentración de portadores) y a la deducción de los modelos de los principales dispositivos electrónicos (diodos, transistores bipolares, y transistores de efecto campo).
Comprender el principio físico de funcionamiento de los dispositivos fotónicos (principalmente LEDs, láseres de semiconductor, y fotodiodos).
Desarrollar la capacidad de elegir correctamente los materiales semiconductores que deben de emplearse en los dispositivos fotónicos según sus especificaciones, así como diseñar la estructura física del dispositivo.
Conocer las características eléctricas (curvas I-V) y modelos circuitales de los componentes electrónicos básicos (diodos, transistores bipolares, y transistores de efecto campo).
Desarrollar la habilidad de aplicar los modelos circuitales de los dispositivos electrónicos a los problemas de análisis de circuitos electrónicos básicos con componentes discretos, siendo capaz de determinar el punto de polarización de continua y su respuesta en frecuencia cuando el problema así lo requiera.
Desarrollar la habilidad de aplicar los modelos circuitales de los dispositivos electrónicos a los problemas de síntesis de circuitos electrónicos básicos con componentes discretos, siendo capaz de diseñar un circuito que cumpla con unas especificaciones dadas y calcular los valores de los componentes que deben emplearse.
Adquirir la habilidad de manejar con soltura la instrumentación básica de laboratorio, siendo capaz de realizar medidas eléctricas básicas y de identificar las causas de error introducidas por los instrumentos.
Adquirir la habilidad de montar circuitos electrónicos básicos con componentes discretos sobre placas de prototipado, siendo capaz de realizar su verificación con la instrumentación de laboratorio, tanto en continua como en función de la frecuencia, y de identificar las causas de mal funcionamiento cuando se producen.
Componentes pasivos: tipos y características. Principios básicos de los semiconductores. Diodo. Transistor bipolar. Transistor de efecto campo: JFET y MOSFET. Dispositivos electrónicos de potencia. Dispositivos optoelectrónicos y fotónicos. Circuitos electrónicos básicos con componentes discretos.
I. DIODOS
1.1. Operación físíca del diodo. Conceptos básicos de semiconductores. La unión pn. Polarización directa e inversa.
1.2. Modelo del diodo. Curvas características. El diodo zener.
1.3 Circuitos rectificadores. Filtrado. Estabilización con zener.
1.4 Circuitos limitadores de onda.
1.5. Tipos especiales de diodos. Fotodiodo. Diodo LED.
II. TRANSISTOR BIPOLAR (BJT)
2.1. Estructura y operación física del transistor
2.2. Modelos del transistor bipolar. Curvas características.
2.3. Circuitos de polarización. Recta de carga.
2.4. El transistor bipolar en conmutación.
III. TRANSISTOR DE EFECTO CAMPO (FET)
3.1. Estructura y principio de funcionamiento del transistor MOSFET
3.2. Modelos del transistor MOSFET. Curvas características.
3.3. Circuitos de polarización. Operación en DC.
3.4. Otros transistores de efecto campo.
IV. EL TRANSISTOR COMO AMPLIFICADOR
4.1. Modelos de pequeña señal. Modelo del transistor BJT. Modelo del transistor MOSFET.
4.2. Circuitos amplificadores basados en transistor BJT.
4.3. Circuitos amplificadores basados en transistor MOSFET.
4.4 Respuesta en frecuencia.
Práctica 1. Circuitos con diodos.
Montaje y medida de diversos circuitos basados en diodos.
Práctica 2. Transistor bipolar en continua.
Polarización y medidas en continua del transistor bipolar.
Práctica 3. Circuitos con transistores MOSFET.
Empleo del transistor MOSFET en diversos circuitos para el estudio de sus características de funcionamiento.
Práctica 4. El transistor bipolar como amplificador.
Montaje y caracterización de circuitos amplificadores basados en transistores.
La Universidad Politécnica de Cartagena considera como uno de sus principios básicos y objetivos fundamentales la promoción de la mejora continua de las condiciones de trabajo y estudio de toda la Comunidad Universitaria. Este compromiso con la prevención y las responsabilidades que se derivan atañe a todos los niveles que integran la Universidad: órganos de gobierno, equipo de dirección, personal docente e investigador, personal de administración y servicios y estudiantes. El Servicio de Prevención de Riesgos Laborales de la UPCT ha elaborado un "Manual de acogida al estudiante en materia de prevención de riesgos" que puedes encontrar en el Aula Virtual, y en el que encontraras instrucciones y recomendaciones acerca de cómo actuar de forma correcta, desde el punto de vista de la prevención (seguridad, ergonomía, etc.), cuando desarrolles cualquier tipo de actividad en la Universidad. También encontrarás recomendaciones sobre cómo proceder en caso de emergencia o que se produzca algún incidente. En especial, cuando realices prácticas docentes en laboratorios, talleres o trabajo de campo, debes seguir todas las instrucciones del profesorado, que es la persona responsable de tu seguridad y salud durante su realización. Consúltale todas las dudas que te surjan y no pongas en riesgo tu seguridad ni la de tus compañeros.
I. DIODES
1.1. Physical operation of the diode. Basic semiconductor concepts. The pn-junction. Direct and reverse biasing
1.2. Diode model. Characteristic curves. The zener diode.
1.3. Rectifier circuits. Filtering. Zener stabilisation.
1.4 Wave limiter circuits.
1.4.. Special types of diodes. Photodiode. LED diode
II. BIPOLAR JUNCTION TRANSISTOR (BJT)
2.1 Structure and physical operation of the transistor.
2.2. Models of the bipolar transistor. Characteristic curves.
2.3. Biasing circuits. Load line.
2.4. The bipolar transistor in switching.
III. FIELD EFFECT TRANSISTOR (FET)
3.1. Structure and principle of operation of the MOSFET transistor
3.2. MOSFET transistor models. Characteristic curves.
3.3. Biasing circuits. DC operation.
3.4. Other field effect transistors.
IV. TRANSISTOR AS AN AMPLIFIER
4.1. Small-signal models. BJT transistor model. MOSFET transistor model.
4.2. Amplifier circuits based on BJT transistor.
4.3. Amplifier circuits based on MOSFET transistor.
4.4. Frequency response.
Se recomienda haber asimilado bien los conceptos básicos de respuesta de un circuito en frecuencia y en el tiempo.
Clase en aula convencional: teoría, problemas, casos prácticos, seminarios, etc
Durante las clases de teoría se desarrollarán los conceptos teóricos necesarios para adquirir las competencias y resultados del aprendizaje de la asignatura.
Las clases de problemas se dedicarán a desarrollar y adquirir las competencias y resultados del aprendizaje relacionados con la resolución de problemas.
39
100
Clase en laboratorio: prácticas
En las clases prácticas de laboratorio se adquirirán las competencias de carácter práctico de la asignatura.
18
100
Actividades de evaluación (sistema de evaluación continua)
Las pruebas de evaluación de tipo examen evaluarán la adquisición de competencias y resultados del aprendizaje relacionados con la resolución de problemas y la comprensión de los conceptos teóricos.
3
100
Actividades de evaluación (sistema de evaluación final)
Las pruebas de evaluación de tipo examen evaluarán la adquisición de competencias y resultados del aprendizaje relacionados con la resolución de problemas y la comprensión de los conceptos teóricos.
0
100
Trabajo del estudiante: estudio o realización de trabajos individuales o en grupo
Esta actividad consiste en la preparación de los informes de prácticas de laboratorio.
En la actividad de estudio personal el alumno deberá trabajar en adquirir las competencias y resultados del aprendizaje relacionados con la resolución de problemas así como en la comprensión de los conceptos teóricos.
120
0
Trabajo práctico de laboratorio
Las prácticas de laboratorio se evaluarán a partir del seguimiento del trabajo realizado por el estudiante, los informes escritos y la resolución de casos propuestos por el profesor. Se establece una nota mínima de 3 puntos sobre 10 para esta actividad de evaluación.
30 %
Exámenes escritos y/u orales (evaluación de contenidos teóricos, aplicados y/o prácticas de laboratorio)
Las actividades de evaluación de tipo examen tendrán como objetivo evaluar la adquisición de las competencias y resultados del aprendizaje relacionados con la resolución de problemas, así como la comprensión de los conceptos teóricos. Se realizarán dos parciales. El primer parcial abarcará los Bloques I (diodos) y II (transistor bipolar), y tendrá un peso del 35 %. El segundo parcial cubrirá los Bloques III (transistor de efecto campo) y IV (transistor como amplificador) y tendrá un peso del 35 %. Se establece una nota mínima de 3 puntos sobre 10 en cada uno de los parciales.
70 %
Trabajo práctico de laboratorio
Prueba práctica en el laboratorio consistente en el montaje y medida de un circuito y la elaboración de un informe. Al igual que en el sistema de evaluación continua, se establece una nota mínima de 3 puntos sobre 10 para esta actividad de evaluación.
30 %
Exámenes escritos y/u orales (evaluación de contenidos teóricos, aplicados y/o prácticas de laboratorio)
Las actividades de evaluación de tipo examen tendrán como objetivo evaluar la adquisición de las competencias y resultados del aprendizaje relacionados con la resolución de problemas, así como la comprensión de los conceptos teóricos. Al igual que en el sistema de evaluación continua, se establece una nota mínima de 3 puntos sobre 10 para cada una de las partes del examen final que se corresponden con cada uno de los parciales.
70 %
- La evaluación continua del conjunto de las prácticas podrá tener en cuenta los siguientes factores: seguimiento del trabajo realizado por el estudiante en el laboratorio e informes con los resultados de cada práctica.
- Para superar la asignatura será necesario obtener como mínimo un 3 sobre 10 en la parte de prácticas de laboratorio y en cada uno de los parciales. En el sistema de evaluación final se establece esta misma nota mínima para cada una de las partes que tienen su correspondencia con el sistema de evaluación continua.
- Si un estudiante se presenta a una actividad del sistema de evaluación final habiendo superado las calificaciones mínimas de la actividad correspondiente del sistema de evaluación continua debe renunciar a la calificación obtenida en dicha actividad del sistema de evaluación continua.
- La asignatura cumple con la Normativa de Evaluación de la Universidad en lo concerniente al Sistema de Evaluación Continua y Sistema de Evaluación Final.
Autor: A. S. Sedra y K. C. Smith
Título: Circuitos Microelectrónicos
Editorial: McGraw Hill
Fecha Publicación: 2006
ISBN: 9701054725
Autor: Malik, N.R.
Título: Circuitos electrónicos análisis, diseño y simulación
Editorial: Prentice Hall
Fecha Publicación: 2003
ISBN: 9788489660038
Autor: Hambley, Allan R.
Título: Electrónica
Editorial: Pearson,
Fecha Publicación: 2007
ISBN: 9788420529998
Autor: Horowitz, Paul
Título: The art of electronics
Editorial: Cambridge University Press
Fecha Publicación: 2006
ISBN: 0521370957
Autor: Malvino, Albert Paul
Título: Principios de electrónica
Editorial: McGraw-Hill
Fecha Publicación: 2007
ISBN: 9788448156190
Autor: Boylestad, Robert L.
Título: Electrónica
Editorial: Prentice-Hall Hispanoamericana
Fecha Publicación: 2009
ISBN: 9786074422924
Autor: Batalla Viñals, Emilio
Título: Problemas de electrónica analógica
Editorial: Universidad Politécnica de Valencia, Departamento de Ingeniería Electrónica
Fecha Publicación: 1994
ISBN: 8477212848
Autor: Boylestad, Robert L.
Título: Electrónica: teoría de circuitos
Editorial: Prentice-Hall Hispanoamericana
Fecha Publicación: 1992
ISBN: 0132509946
Autor: Millman, Jacob
Título: Microelectrónica
Editorial: Hispanoeuropea
Fecha Publicación: 1995
ISBN: 8425508851
Autor: Boylestad, Robert L.
Título: Electrónica teoría de circuitos y dispositivos electrónicos
Editorial: Prentice-Hall Hispanoamericana
Fecha Publicación: 2003
ISBN: 9702604362
Hojas de características de los componentes
Herramientas CAD de diseño electrónico: PSPICE
Materiales audiovisuales disponibles en el servicio de documentación, entre ellos los documentales: Making of a Microchip, La luz de los semiconductores, y Transistorized.