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Planilla de Actividades Curriculares
Código: E1231
Dispositivos Electrónicos
Última Actualización de la Asignatura: 22/11/2017
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Descargar Planilla N°2 [PDF]CARRERAS PARA LAS QUE SE DICTA
| Carrera | Plan | Carácter | Cantidad de Semanas | Año | Semestre |
|---|---|---|---|---|---|
| 03023EE - Ingeniería en Energía Eléctrica | 2018 | Obligatoria |
Totales:
0
Clases:
0
Evaluaciones:
0
|
3ro |
5º Se dicta en el 1º semestre del año |
CORRELATIVIDADES
INFORMACIÓN GENERAL
PLANTEL DOCENTE
- Profesor Adjunto -
- Ing.GonzÁlez, Mónica Liliana
OBJETIVOS
Proporcionar al alumno los elementos necesarios para conocer, comprender y analizar los principios físicos y las características eléctricas del funcionamiento de dispositivos electrónicos formados de una o más junturas semiconductoras. Analizar el funcionamiento de los dispositivos electrónicos más relevantes mediante modelos de circuitos equivalentes, según el tipo de señal a manejar, reconociendo las limitaciones de los mismos. Introducir las aplicaciones más elementales de estos dispositivos electrónicos.
PROGRAMA SINTÉTICO
Fundamentos de Física de semiconductores. Juntura PN. Dispositivos electrónicos básicos. Diodo: características físicas, modelos equivalentes, límites de funcionamiento. Tipos de diodos. Aplicaciones elementales. Transistor bipolar de unión: fundamentos físicos, modelos equivalentes, limitaciones. Polarización. Amplificación.
Dispositivos de efecto de campo MOSFET: fundamentos físicos, circuitos equivalentes, limitaciones. Dispositivos de disparo controlado. Dispositivos optoelectrónicos.
PROGRAMA ANALÍTICO
Año: 2025, semestre: 1
Vigencia: 31/12/2022 - Actualidad
AÑO DE APROBACIÓN:
1. Semiconductores intrínsecos y extrínsecos. Generación, recombinación y transporte de portadores.
2. Juntura PN. Fundamentos físicos. Corriente en la juntura. Característica voltaje-corriente: ecuación de Shockley Efectos térmicos. Correcciones al modelo ideal.
3. Diodo de unión PN. Modelos estáticos y dinámicos. Capacidad parásita de difusión y de barrera. El diodo en conmutación. Diodo Zener. Juntura metal-semiconductor rectificante: Diodo Schottky 4. Diodo como elemento de circuito. Modelos circuitales. Aplicaciones elementales.
5. Transistor bipolar de unión (BJT). Fundamentos físicos de las junturas PNP y NPN. Modos de funcionamiento. Características de entrada y de salida. Modelos equivalentes: Ebers-Moll. Correcciones al modelo ideal.
6. Aplicaciones del transistor BJT como generador de corriente, como llave de conmutación, como dispositivo lógico y como amplificador de señal. Limitaciones de alta frecuencia.
7. Amplificadores transistorizados BJT. Polarización y pequeña señal. Modelos del transistor BJT: modelo h y modelo pi híbrido. Configuraciones de amplificadores BJT. Ganancia de voltaje y de corriente.
8. Juntura Metal Aislante Semiconductor (MIS). Fundamentos físicos. El transistor MOSFET. Tipos: canal N y canal P, enriquecimiento y agotamiento. Modos de funcionamiento. Características de entrada y de salida.
Modelos equivalentes. Comportamiento en alta frecuencia.
9. Aplicaciones del transistor MOSFET como generador de corriente, como llave de conmutación, como dispositivo lógico y como amplificador de señal. El inversor CMOS. Configuraciones de amplificadores MOSFET. Circuitos de polarización y de pequeña señal. Modelos de pequeña señal del transistor MOSFET.
10. Dispositivos de disparo controlado. Juntura PNPN: SCR, TRIAC, DIAC, IGBT. Fundamentos físicos.
Característica voltaje-corriente. Modos de disparo. Aplicaciones elementales.
11. Dispositivos optoelectrónicos. Fundamentos físicos. Emisores y sensores.
Vigencia: 31/12/2022 - Actualidad
AÑO DE APROBACIÓN:
1. Semiconductores intrínsecos y extrínsecos. Generación, recombinación y transporte de portadores.
2. Juntura PN. Fundamentos físicos. Corriente en la juntura. Característica voltaje-corriente: ecuación de Shockley Efectos térmicos. Correcciones al modelo ideal.
3. Diodo de unión PN. Modelos estáticos y dinámicos. Capacidad parásita de difusión y de barrera. El diodo en conmutación. Diodo Zener. Juntura metal-semiconductor rectificante: Diodo Schottky 4. Diodo como elemento de circuito. Modelos circuitales. Aplicaciones elementales.
5. Transistor bipolar de unión (BJT). Fundamentos físicos de las junturas PNP y NPN. Modos de funcionamiento. Características de entrada y de salida. Modelos equivalentes: Ebers-Moll. Correcciones al modelo ideal.
6. Aplicaciones del transistor BJT como generador de corriente, como llave de conmutación, como dispositivo lógico y como amplificador de señal. Limitaciones de alta frecuencia.
7. Amplificadores transistorizados BJT. Polarización y pequeña señal. Modelos del transistor BJT: modelo h y modelo pi híbrido. Configuraciones de amplificadores BJT. Ganancia de voltaje y de corriente.
8. Juntura Metal Aislante Semiconductor (MIS). Fundamentos físicos. El transistor MOSFET. Tipos: canal N y canal P, enriquecimiento y agotamiento. Modos de funcionamiento. Características de entrada y de salida.
Modelos equivalentes. Comportamiento en alta frecuencia.
9. Aplicaciones del transistor MOSFET como generador de corriente, como llave de conmutación, como dispositivo lógico y como amplificador de señal. El inversor CMOS. Configuraciones de amplificadores MOSFET. Circuitos de polarización y de pequeña señal. Modelos de pequeña señal del transistor MOSFET.
10. Dispositivos de disparo controlado. Juntura PNPN: SCR, TRIAC, DIAC, IGBT. Fundamentos físicos.
Característica voltaje-corriente. Modos de disparo. Aplicaciones elementales.
11. Dispositivos optoelectrónicos. Fundamentos físicos. Emisores y sensores.
BIBLIOGRAFÍA
Año: 2025, semestre: 1
Vigencia: 31/12/2022 - Actualidad
- Neamen D., Semiconductor physics & devices, 4ta. edición, Mc Graw Hill, 2012
- Boylestad R. – Nashelsky L., Electrónica: Teoría de circuitos y dispositivos electrónicos, 10ma. edición,
Prentice Hall, 2009
- Floyd T., Dispositivos electrónicos, 8va. edición, Pearson, 2008
- González M., Dispositivos electrónicos, Colección Libros de cátedra, EDULP (Editorial de la Universidad Nacional de La Plata), 2015. e-book, http://sedici.unlp.edu.ar/handle/10915/49424
- Neamen D., Análisis y Diseño de Circuitos Electrónicos (parte I), McGraw-Hill, 2000
- Hambley A., Electrónica, 2da. edición, Pearson, 2006
- Espí López J., Camps Valls G y Muñoz Marí J., Electrónica Analógica, Prentice Hall, 2006
- Roberts G.- Sedra A., SPICE, Oxford University Press, 2001
- Rashid M., Circuitos Microelectrónicos: Análisis y diseño, International Thomson, 2000
- Singh J., Dispositivos semiconductores, Mc Graw Hill, 1997
- Albella J. M.- Martínez-Duart J. M., Fundamentos de electrónica física y microelectrónica, Addison-
Wesley, 1996
- Pierret R., Fundamentos de semiconductores, Addison-Wesley Iberoamericana, 1994
- Keown J., PSPICE and circuit analysis, 2da. edición, Macmillan, 1993
- Savant, Roden & Carpenter, Diseño electrónico: circuitos y sistemas, 2da.edición, Addison-Wesley Iberoamericana, 1992.
- On Semiconductor, Thyristor Theory and Design Considerations Handbook (2006), disponible en:
www.onsemi.com
- Osi Optoelectronics, Photodiode Characteristics and Applications, disponible en:
http://www.osioptoelectronics.com/application-notes/AN-Photodiode-Parameters-and-Characteristics.pdf
- STMicroelectronics, Parameter list for SCRs, TRIACs, AC switches, and DIACS (2008), Application Note AN2703
- Vishay, Physics of Optoelectronic Devices, Document Number: 80097, Rev. 1.2, 05-Jul-04, disponible en:
www.vishay.com
Vigencia: 31/12/2022 - Actualidad
- Neamen D., Semiconductor physics & devices, 4ta. edición, Mc Graw Hill, 2012
- Boylestad R. – Nashelsky L., Electrónica: Teoría de circuitos y dispositivos electrónicos, 10ma. edición,
Prentice Hall, 2009
- Floyd T., Dispositivos electrónicos, 8va. edición, Pearson, 2008
- González M., Dispositivos electrónicos, Colección Libros de cátedra, EDULP (Editorial de la Universidad Nacional de La Plata), 2015. e-book, http://sedici.unlp.edu.ar/handle/10915/49424
- Neamen D., Análisis y Diseño de Circuitos Electrónicos (parte I), McGraw-Hill, 2000
- Hambley A., Electrónica, 2da. edición, Pearson, 2006
- Espí López J., Camps Valls G y Muñoz Marí J., Electrónica Analógica, Prentice Hall, 2006
- Roberts G.- Sedra A., SPICE, Oxford University Press, 2001
- Rashid M., Circuitos Microelectrónicos: Análisis y diseño, International Thomson, 2000
- Singh J., Dispositivos semiconductores, Mc Graw Hill, 1997
- Albella J. M.- Martínez-Duart J. M., Fundamentos de electrónica física y microelectrónica, Addison-
Wesley, 1996
- Pierret R., Fundamentos de semiconductores, Addison-Wesley Iberoamericana, 1994
- Keown J., PSPICE and circuit analysis, 2da. edición, Macmillan, 1993
- Savant, Roden & Carpenter, Diseño electrónico: circuitos y sistemas, 2da.edición, Addison-Wesley Iberoamericana, 1992.
- On Semiconductor, Thyristor Theory and Design Considerations Handbook (2006), disponible en:
www.onsemi.com
- Osi Optoelectronics, Photodiode Characteristics and Applications, disponible en:
http://www.osioptoelectronics.com/application-notes/AN-Photodiode-Parameters-and-Characteristics.pdf
- STMicroelectronics, Parameter list for SCRs, TRIACs, AC switches, and DIACS (2008), Application Note AN2703
- Vishay, Physics of Optoelectronic Devices, Document Number: 80097, Rev. 1.2, 05-Jul-04, disponible en:
www.vishay.com
ACTIVIDADES PRÁCTICAS
Se realizarán las siguientes clases prácticas con una carga horaria total de 42 horas.
1- Fundamentos de semiconductores 2- Juntura PN 3- Diodo como elemento de circuito: modelos lineales.
4- Aplicaciones de diodos: rectificación y reguladores de tensión.
5- Transistor bipolar de unión: polarización 6- Transistor bipolar de unión: circuitos amplificadores 7- Dispositivos de efecto de campo: MOSFET 8- Dispositivos conmutadores 9- Optoelectrónica.
Dos clases de laboratorio, con presentación de informe y carga horaria total de 6 horas:
1- Circuitos con diodos: Rectificadores 2- Transistor bipolar. Circuitos de polarización. Estabilidad térmica.
1- Fundamentos de semiconductores 2- Juntura PN 3- Diodo como elemento de circuito: modelos lineales.
4- Aplicaciones de diodos: rectificación y reguladores de tensión.
5- Transistor bipolar de unión: polarización 6- Transistor bipolar de unión: circuitos amplificadores 7- Dispositivos de efecto de campo: MOSFET 8- Dispositivos conmutadores 9- Optoelectrónica.
Dos clases de laboratorio, con presentación de informe y carga horaria total de 6 horas:
1- Circuitos con diodos: Rectificadores 2- Transistor bipolar. Circuitos de polarización. Estabilidad térmica.
METODOLOGÍA DE ENSEÑANZA
Clases teórico-prácticas. Las exposiciones de los distintos temas se basan sobre una amplia bibliografía que se encuentra accesible para los estudiantes en la biblioteca y en la página web de la cátedra. Se considera importante aportar, en cada clase, una ejemplificación abundante con problemas simples y ricos en conceptos. Debido a la fuerte correlación entre los distintos temas que abarcan los programas de las asignaturas, resulta fundamental la integración de conceptos.
Clases de discusión y análisis de los ejercicios y tareas propuestos por la cátedra. Se brinda la asistencia necesaria para que los alumnos puedan aplicar los conocimientos teóricos a la resolución de problemas concretos. Se proponen tareas de complejidad creciente que ayuden a la integración paulatina de conceptos. Se ofrecen problemas resueltos.
Las actividades se complementan con la utilización de entornos de simulación de circuitos electrónicos básicos.
Clases de trabajos de laboratorio. Se organizan prácticas en laboratorio que ayudan a reafirmar los conceptos adquiridos. La práctica de laboratorio es concebida como la etapa final de un proceso de análisis de complejidad y grado de aproximación crecientes. Estas dos últimas actividades se consideran de gran valor formativo para que el alumno comprenda las diferencias y limitaciones entre los modelos teóricos, los resultados de la simulación y lo experimental. Se ofrece 6 hs de laboratorio por alumno.
Atención de consultas. El trabajo realizado en clase se complementa con horarios de consulta, que permiten la relación individual del estudiante con el personal de la cátedra para despejar dudas, y guiarlo en el estudio individual, fase imprescindible del proceso de aprendizaje. La participación del alumno debe ser incentivada, creando un ambiente ameno para la discusión entre pares.
Al finalizar el curso, el alumno:
· Estará familiarizado con los dispositivos fundamentales de la electrónica.
· Podrá determinar los modelos circuitales más adecuados para representar el funcionamiento de los dispositivos electrónicos según su aplicación, amplitud y frecuencia de señal, etc.
· Tendrá la capacidad de interpretar y analizar circuitos electrónicos simples.
· Tendrá la capacidad de verificar el funcionamiento de circuitos electrónicos simples mediante software de simulación.
· Habrá tenido una primera aproximación a la práctica experimental de circuitos electrónicos.
Clases de discusión y análisis de los ejercicios y tareas propuestos por la cátedra. Se brinda la asistencia necesaria para que los alumnos puedan aplicar los conocimientos teóricos a la resolución de problemas concretos. Se proponen tareas de complejidad creciente que ayuden a la integración paulatina de conceptos. Se ofrecen problemas resueltos.
Las actividades se complementan con la utilización de entornos de simulación de circuitos electrónicos básicos.
Clases de trabajos de laboratorio. Se organizan prácticas en laboratorio que ayudan a reafirmar los conceptos adquiridos. La práctica de laboratorio es concebida como la etapa final de un proceso de análisis de complejidad y grado de aproximación crecientes. Estas dos últimas actividades se consideran de gran valor formativo para que el alumno comprenda las diferencias y limitaciones entre los modelos teóricos, los resultados de la simulación y lo experimental. Se ofrece 6 hs de laboratorio por alumno.
Atención de consultas. El trabajo realizado en clase se complementa con horarios de consulta, que permiten la relación individual del estudiante con el personal de la cátedra para despejar dudas, y guiarlo en el estudio individual, fase imprescindible del proceso de aprendizaje. La participación del alumno debe ser incentivada, creando un ambiente ameno para la discusión entre pares.
Al finalizar el curso, el alumno:
· Estará familiarizado con los dispositivos fundamentales de la electrónica.
· Podrá determinar los modelos circuitales más adecuados para representar el funcionamiento de los dispositivos electrónicos según su aplicación, amplitud y frecuencia de señal, etc.
· Tendrá la capacidad de interpretar y analizar circuitos electrónicos simples.
· Tendrá la capacidad de verificar el funcionamiento de circuitos electrónicos simples mediante software de simulación.
· Habrá tenido una primera aproximación a la práctica experimental de circuitos electrónicos.
SISTEMA DE EVALUACIÓN
Durante el transcurso del dictado de la asignatura el alumno es evaluado en múltiples instancias. Por un lado, se toman exámenes teórico-prácticos en las instancias de evaluación previstas en la reglamentación vigente, y por otro se evalúa el desempeño del alumno durante las clases de actividades teórico-prácticas y de laboratorio.
La metodología de evaluación propuesta consiste básicamente en el planteo de problemas y situaciones para los que el estudiante debe hallar una solución aceptable, en un tiempo razonable, fundamentando los conceptos y herramientas utilizados. En general, los problemas propuestos tienen como objetivo poder evaluar:
1. La capacidad del estudiante para reconocer las características del problema a resolver.
2. El conocimiento teórico, su maduración y la habilidad adquirida en las metodologías de análisis y diseño.
3. Las habilidades desarrolladas por el alumno en lo referente a los ejes enunciados para cada una de las carreras que se dicta la asignatura.
4. El criterio utilizado en la selección de soluciones alternativas.
La asignatura comprende dos módulos. Cada uno de ellos tiene una evaluación, de características teórico-prácticas,
con dos oportunidades para rendirla: una fecha original y un recuperatorio, más una fecha final en la que se puede recuperar una de las dos evaluaciones en los casos en que el alumno haya aprobado uno de los dos módulos (flotante).
La calificación para obtener la promoción es de 6 puntos, mientras que la nota para aprobar la cursada es de 4 puntos.
La calificación final tendrá en cuenta, además de la nota de los exámenes parciales, la realización de las actividades teórico-prácticas y de laboratorio solicitadas por la cátedra. Estas actividades tendrán por fin evaluar, además de las capacidades específicas desarrolladas, las capacidades para el trabajo en equipo, y la comunicación oral y escrita.
La metodología de evaluación propuesta consiste básicamente en el planteo de problemas y situaciones para los que el estudiante debe hallar una solución aceptable, en un tiempo razonable, fundamentando los conceptos y herramientas utilizados. En general, los problemas propuestos tienen como objetivo poder evaluar:
1. La capacidad del estudiante para reconocer las características del problema a resolver.
2. El conocimiento teórico, su maduración y la habilidad adquirida en las metodologías de análisis y diseño.
3. Las habilidades desarrolladas por el alumno en lo referente a los ejes enunciados para cada una de las carreras que se dicta la asignatura.
4. El criterio utilizado en la selección de soluciones alternativas.
La asignatura comprende dos módulos. Cada uno de ellos tiene una evaluación, de características teórico-prácticas,
con dos oportunidades para rendirla: una fecha original y un recuperatorio, más una fecha final en la que se puede recuperar una de las dos evaluaciones en los casos en que el alumno haya aprobado uno de los dos módulos (flotante).
La calificación para obtener la promoción es de 6 puntos, mientras que la nota para aprobar la cursada es de 4 puntos.
La calificación final tendrá en cuenta, además de la nota de los exámenes parciales, la realización de las actividades teórico-prácticas y de laboratorio solicitadas por la cátedra. Estas actividades tendrán por fin evaluar, además de las capacidades específicas desarrolladas, las capacidades para el trabajo en equipo, y la comunicación oral y escrita.
MATERIAL DIDÁCTICO
El material didáctico que se menciona a continuación estará a disposición del Alumno en formato digital en el sitio Moodle de la Cátedra.
Apuntes de Teoría, Guías de Trabajos Prácticos y de Laboratorio, Ejercicios modelo resueltos en forma didáctica.
Para el uso de software de simulación se recomienda LTSpiceXVII contando con el e-book:
LTspice. Análisis de circuitos y dispositivos electrónicos http://sedici.unlp.edu.ar/handle/10915/69818
Apuntes de Teoría, Guías de Trabajos Prácticos y de Laboratorio, Ejercicios modelo resueltos en forma didáctica.
Para el uso de software de simulación se recomienda LTSpiceXVII contando con el e-book:
LTspice. Análisis de circuitos y dispositivos electrónicos http://sedici.unlp.edu.ar/handle/10915/69818