programa de la asignatura: electrÓnica...

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HOJA 1 DE 8DEPARTAMENTO DE TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA

ASIGNATURA: ELECTRÓNICA GENERALCÓDIGO: 304 100 424CURSO ACADÉMICO: 2002-03

Fdo.: D. Alfonso Lago Ferreiro

PROGRAMA DE LA ASIGNATURA:

ELECTRÓNICA GENERAL

CENTRO: ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS INDUSTRIALES

TITULACIÓN: INGENIERO INDUSTRIAL

INTENSIFICACIÓN: 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).

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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: Estructura atómica de los cuerpos sólidos (2 HT)Conceptos fundamentales. Teoría de las bandas de energía. Aislantes, semiconductores ymetales.

Tema 2: Conducción eléctrica en semiconductores (2 HT)Conducción por electrones y huecos. Semiconductores intrínsecos y extrínsecos. Densidades decarga en un semiconductor. Efecto Hall. Modulación de la conductividad. Difusión de portadores.

Tema 3: La unión P-N (2 HT)Introducción. La unión P-N en equilibrio. La unión P-N polarizada en sentido inverso. La unión P-Npolarizada en sentido directo. Característica tensión-corriente de la unión P-N

2ª PARTE: DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS DE SEÑAL (11 HT + 2 HP)

Tema 4: El diodo (3 HT)Diodos de unión. Modelo de diodo de gran señal. La ruptura de la unión. Influencia de latemperatura. Capacidades de transición y de difusión. Conmutación dinámica. Diodo Schottky.Diodos emisores de luz (LED) y fotodiodos.

Tema 5: 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.

Tema 6: 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.

Tema 7: Otros transistores (4 HT)Introducción. MOSFET de canal n. Principio de funcionamiento de los MOSFET. El MOSFET comodispositivo de tres estados. MOSFET de deplexión. MOSFET de canal p. Transistores de efectocampo con puerta de unión: MESFET, JFET.

3ª PARTE: ELECTRÓNICA ANALÓGICA (23 HT + 18 HP)

Tema 8: Amplificación (1 HT)Definición y parámetros. Distorsión de un amplificador. Clasificación de los amplificadores.Necesidad de los amplificadores.

Tema 9: Amplificadores en alterna (3 HT + 3 HP)Amplificador con transistores. Técnicas de diseño de circuitos de polarización con transistoresbipolares. Principios de diseño de circuitos de polarización. Modelos del transistor bipolar enpequeña señal. Obtención de los parámetros de pequeña señal a partir de las curvascaracterísticas. Etapas amplificadoras básicas. Amplificadores con varios transistores. Respuesta

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en frecuencia. Curvas de Bode.

Tema 10: Amplificadores operacionales (6 HT)Generalidades. El amplificador operacional básico. Influencia de los parámetros reales. Elamplificador operacional realimentado. Respuesta en frecuencia de amplificador operacionalrealimentado. Estabilidad del montaje realimentado. Métodos de compensación. Técnicas deprotección.

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 dientede sierra. Osciladores senoidales.

Tema 13: Filtros activos (4 HT + 3 HP)Generalidades. Filtro activo de primer orden. Clasificación de filtros ideales. Respuestas de filtrosde 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 diferencial.

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 deuna fuente regulada. Normas de diseño de reguladores lineales con circuitos integrados. Contactotérmico.

Tema 17: Transistores de potencia (3 HT)Introducción. Transistor bipolar de potencia. Transistor de efecto campo MOSFET. Transistor deinducción 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 únicointerruptor. Topologías con varios interruptores. Circuitos de control.

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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. Circuitoscombinacionales 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 sumador-restador. 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. Circuitosdigitales 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.

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PROGRAMA DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO

30 horas: 15 prácticas de 2 horas

Práctica 1: 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.

Práctica 2: El Osciloscopio . Diodos. El Osciloscopio. El diodo: identificación y comprobación. Circuitos condiodos: rectificador, limitador y fijador.

Práctica 3: El transistor bipolar. Amplificación. Estudio de una etapa amplificadora básica con BJT.Práctica 4: Amplificador operacional: Aplicaciones lineales. El amplificador operacional: identificación.

Circuitos lineales: seguidor, inversor, no inversor, sumador, integrador.Práctica 5: Amplificador operacional: Aplicaciones no lineales. Circuitos no lineales: detector de cruce

por cero, generadores de ondas, circuito recortador.Práctica 6: Amplificadores operacionales: Filtros activos. Análisis de la respuesta de filtros paso bajo y

paso alto.Práctica 7: Rectificación monofásica. El zener como regulador. Rectificador monofásico de media onda

y de onda completa. Carga resistiva e inductiva. Filtrado. Estabilización.Práctica 8: El transistor bipolar en conmutación. Medida de tiempos de subida y bajada. Circuitos de

conmutación de transistores bipolares.Práctica 9: El tiristor. Disparo y bloqueo del tiristor. El transistor UJT. Rectificador monofásico controlado

de onda completaPráctica 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 impulsoscon 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.

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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, 1976.3. Wait, J., L.Huelsman y G.Korn. Introducción al amplificador operacional. Teoría y aplicaciones. Gustavo

Gili, 1983.4. Malik N.R. Circuitos Electrónicos. Análisis, simulación y diseño. Prentice-Hall, 1996.5. Río, A., y P.Mariño. Ejercicios resueltos de dispositivos y circuitos electrónicos básicos. Tórculo, 1993.6. Gualda, J., S.Martínez y P.Martínez. Electrónica Industrial. Técnicas de potencia. Marcombo, 1992 (2ª

ed.).7. Fisher,M. Power electronics. Thomson, 1991.8. Peracaula, J. Convertidores alterna-continua con tiristores. Marcombo, 1990.9. Kit Sum, K. Switch mode power converters. Basic theory and design. Marcel Dekker, 1984.10. 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. Marcombo13. 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.

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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 comprensiónprofunda de los sistemas electrónicos complejos y sus aplicaciones, que se incluyen en el programa de laasignatura 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 parala proyección de transparencias. Las clases teóricas se complementarán con horas de problemas que seimpartirán en la pizarra.

La docencia práctica se realizará en el laboratorio de Electrónica Analógica que el Departamento deTecnología Electrónica tiene en las instalaciones de la E.T.S.I. Industriales, los jueves de 9 a 11 horas segúncalendario 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. Losexámenes finales, también mediante prueba escrita, según horario de Jefatura de Estudios. En todas laspreguntas del examen se hará constar específicamente la máxima calificación de cada una de ellas que, enconjunto, sumarán 10 puntos.

La realización de todas las prácticas y la presentación de una memoria por cada práctica es un requisitoimprescindible para aprobar la asignatura. A los alumnos que no hayan completado todas las prácticas, o queno obtengan informe favorable de las memorias, se les realizará un examen final de prácticas en cadaconvocatoria oficial. A los alumnos que hayan superado el programa de prácticas en cursos anteriores leserán convalidadas durante el presente curso académico.

CONOCIMIENTOS PREVIOS

Los alumnos deben estar familiarizados con los conceptos básicos de la estructura atómica de loselementos químicos, la física, el álgebra, la resolución de ecuaciones diferenciales y, fundamentalmente, lateoría 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 siguientedirección: http://ww.dte.uvigo.es.

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ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS INDUSTRIALES CALENDARIO DE PRÁCTICAS CURSO 2002/2003

4º Electrotecnia - Electrónica General - 304.100.424.0

Las prácticas de la asignatura se realizarán los los JUEVES en horario de 9 a 11 horas, en el laboratorio deElectrónica 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 trifásica

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.

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