UNLP
Planilla de Actividades Curriculares
Código: E0231
Dispositivos Electrónicos B
Última Actualización de la Asignatura: 26/05/2014

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CARRERAS PARA LAS QUE SE DICTA

Carrera Plan Carácter Cantidad de Semanas Año Semestre
03023 - Ingeniería Electricista 2002 Obligatoria
Totales: 0
Clases:
Evaluaciones:
3ro
Se dicta en  el 1º semestre del año

CORRELATIVIDADES
Ingeniería Electricista - Plan 2002
PARA CURSAR PARA PROMOCIONAR
(F0304) Matemática C
(F0305) Física II
(F0307) Estadística
(F0308) Física III A
(F0312) Probabilidades
(F0307) Estadística
(F0308) Física III A

INFORMACIÓN GENERAL 

Área: Basica
Departamento: Electrotecnia

Ingeniería Electricista - 2002 plegar-desplegar

Tipificación: Tecnologicas Basicas

CARGA HORARIA

HORAS CLASE
TOTALES: 96hs SEMANALES: 6 hs
TEORÍA
-
PRÁCTICA
-
TEORÍA
3 hs
PRÁCTICA
3 hs

FORMACIÓN PRÁCTICA
Formación Experimental
6 hs
Resol. de Problemas abiertos
0 hs
Proyecto y Diseño
0 hs
PPS
0 hs

TOTALES CON FORMACIÓN PRÁCTICA: 102 hs

HORAS DE ESTUDIO ADICIONALES A LAS DE CLASE (NO ESCOLARIZADAS)
TEORÍA

3 hs

PRÁCTICA

3 hs


PLANTEL DOCENTE

No se ha actualizado el plantel docente aún.

OBJETIVOS

Proporcionar al alumno los elementos necesarios para comprender las propiedades físicas de los semiconductores y de las estructuras básicas de los dispositivos electrónicos, fenómenos físicos, modelos y limitaciones de los mismos. Introducir aplicaciones elementales de dispositivos electrónicos.

PROGRAMA SINTÉTICO

1- Fundamentos de Física Cuántica y Termodinámica Estadística2- Sólidos: conductores, semiconductores y aislantes. Propiedades. 3- Diodo de unión P-N. Características físicas. Circuitos equivalentes. Circuitos con diodos: aplicaciones elementales 4- Dispositivos de efecto de campo: JFET, MOSFET. 5- Transistor bipolar de unión: BJT.6- Dispositivos de disparo controlado.7- Dispositivos optoelectrónicos básicos.

PROGRAMA ANALÍTICO 

Año: 2017, semestre: 1

Vigencia: 01/02/2002 - Actualidad


1-Fundamentos de Física Cuántica y Termodinámica Estadística. Breve descripción cuántica del mundo físico. Ecuación de Schröedinger. Propiedades de la función de onda. Ejemplos básicos: pozo de potencial infinito y finito, barrera de potencial. Electrones en sólidos: modelo del electrón libre y modelo del electrón en una red cristalina (Kronig-Penney). Estructura de bandas, masa efectiva y concepto de hueco. Funciones de distribución: Maxwell-Boltzmann y Fermi-Dirac.

2-Sólidos: conductores, semiconductores y aislantes. Propiedades. Tipos de sólidos. Características. Semiconductores intrínsecos y extrínsecos. Nivel de Fermi. Conductividad. Efectos térmicos. Semiconductores en desequilibrio: la ecuación de continuidad.

3-Diodo de unión P-N. Características físicas. Circuitos equivalentes. Circuitos con diodos: aplicaciones elementales. Estructura física de la unión P-N abrupta. Diagrama de bandas de energía. Potencial de contacto, aproximación de vaciamiento. Solución de la ecuación de Poisson. La unión P-N como rectificadora de la corriente. Características V-I del diodo semiconductor: ecuación de Schockley. Modificaciones al modelo ideal. Circuito equivalente de pequeña señal. El diodo como elemento de circuito. Aplicaciones elementales: recortadores y rectificadores. Especificaciones de los diodos. Diodo Zener: circuitos reguladores de tensión básicos.

4-Dispositivos de efecto de campo
4.1- El transistor de efecto de campo: JFET. Análisis cualitativo y cuantitativo: relación ID-VD. Características estáticas de salida y de transferencia. Análisis gráfico del amplificador con FET. Polarización. Modelos de pequeña señal: circuitos amplificadores básicos.
4.2- La estructura MOS: análisis cualitativo y cuantitativo. Comportamiento en zona de acumulación, vaciamiento, vaciamiento-inversión e inversión. Transistores MOSFET de acumulación y de empobrecimiento. Análisis cualitativo y cuantitativo: potencial umbral VT, relación ID-VD. Características estáticas de salida y de transferencia. Polarización. Modelos de pequeña señal.

5-Transistor bipolar de unión
5.1- Estructuras, tipos y simbología. El transistor bipolar ideal. Modos de funcionamiento: estudio cualitativo. Configuraciones. Análisis cuantitativo de las corrientes. Parámetros de rendimiento estático. Características de entrada y de salida. Límites de funcionamiento. Modelo circuital equivalente de continua.
5.2-Polarización del transistor bipolar de unión
Elección del punto de polarización. Recta de carga estática. Análisis de circuitos de polarización para un punto de trabajo específico. Estabilidad del punto de trabajo. Disipación de potencia. Resistencia térmica.
5.3-Transistor bipolar de unión en pequeña señal y baja frecuencia
El transistor bipolar como amplificador. Modelo híbrido. Análisis de los parámetros característicos. Circuitos amplificadores básicos: características y comparación de configuraciones.
5.4-Transistor bipolar de unión en alta frecuencia
Modelo híbrido pi. Parámetros del modelo. Amplificación en alta frecuencia: frecuencia de corte beta (fb) y frecuencia de transición (fT).
5.5-Transistor bipolar real
Efectos de segundo orden: modulación del ancho de la base (Efecto Early), inyección de alto nivel, resistencias parásitas, perforación y ruptura, acumulación de corriente. Especificaciones y regímenes máximos.

6- Dispositivos de disparo controlado
El transistor unijuntura: estructura física y funcionamiento. Características I-V. Aplicación elemental: oscilador de relajación. Diodo de cuatro capas. Funcionamiento básico. Características I-V. Modelo equivalente. Mecanismos de disparo. Rectificador de silicio controlado (SCR), DIAC y TRIAC. Aplicaciones básicas: circuitos elementales de disparo y control.

7- Dispositivos optoelectrónicos
Definiciones y unidades. Sistemas radiomético y fotométrico. Fotoconductor. Fotodiodo. Celda Solar. Fototransistor. Optoacoplador. Diodo emisor de luz.



BIBLIOGRAFÍA

Año: 2017, semestre: 1

Vigencia: 01/02/2002 - Actualidad




Pierret R., Dispositivos de efecto de campo, Ed. Addison-Wesley Iberoamericana, 1994,
Neudeck G., El transistor bipolar de unión, Ed. Addison-Wesley Iberoamericana, 1994,
Singh J., Dispositivos semiconductores, Ed. Mc Graw Hill,
Neamen D., Semiconductor physics & devices,
Boylestad R., Nasheslsky, Electrónica: teoría de circuitos, Ed. Prentice Hall, 6ta. edición,
Savant, Roden & Carpenter, Diseño electrónico: ciruitos y sistemas, Ed. Addison-Wesley Iberoamericana, 2da. edición,
Keown J., PSPICE and circuit analysis, Ed, Macmillan, 2da. edición,
Fjeldly, Ytterdal & Shur, Introduction to device modeling and circuito simulation, Ed. Wiley Interscien-ce, 1998,
Lilen H., Tiristores y triacs, Ed. Marcombo, 1976.

ACTIVIDADES PRÁCTICAS

Se realizarán las siguientes clases prácticas con una carga horaria total de 36 horas. No se requiere presentación de informe1- Ecuación de onda y mecánica estadística2- Semiconductores3- Juntura PN. Características. Modelos equivalentes.4- Diodo como elemento de circuito: recortadores, rectificación. Diodo Zener: 5- Reguladores elementales6- Transistor bipolar de unión: polarización y señal7- Dispositivos de efecto de campo: JFET y MOSFET8- Dispositivos conmutadores9- OptoelectrónicaClases de laboratorio, requieren presentación de informe y la carga horaria total es de 8 horas.1- Rectificadores2- Transistor bipolar

METODOLOGÍA DE ENSEÑANZA

Durante las actividades teóricas se exponen los conocimientos fundamentales de los temas complementando con la resolución de ejercicios numéricos, elegidos de modo tal de reforzar los conceptos teóricos. Los trabajos prácticos constan de tres tipos de actividades:- resolución de problemas- trabajos de laboratorio- trabajos de simulación en computadora usando el programa PSPICE.Las clases prácticas de resolución de problemas tratan de reafirmar los conceptos teóricos con datos obtenidos de la realidad, poniendo énfasis en los valores numéricos y unidades, e introduciendo al alumno en la resolución de circuitos electrónicos elementales construidos a partir de los dispositivos electrónicos estudiados, así como en el manejo de las hojas de datos extraídas de manuales.Las clases de laboratorio intentan introducir al alumno en el manejo de instrumental y en la realización de mediciones básicas de parámetros de algunos dispositivos electrónicos.Actualmente, el manejo de un programa de simulación de dispositivos y circuitos electrónicos se considera una herramienta indispensable en la formación del ingeniero. Por ello, los trabajos prácticos de la materia se complementan con la realización de dos laboratorios virtuales implementados en computadora utilizando como herramienta el programa PSPICE. La cátedra provee al alumno de una guía de manejo del programa y utiliza una versión de evaluación de distribución gratuita que puede obtenerse a través de Internet.

SISTEMA DE EVALUACIÓN

La metodología de evaluación se ajusta a la Ordenanza 028/02 de la Facultad de Ingeniería. 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 único recuperatorio. Las notas se puntúan en una escala 0-10.En cuanto a la aprobación, puede conseguirse por "Promoción Directa" o por "Examen Final" Promoción Directa. Se requiere que el alumno alcance en cada evaluación, una nota mayor o igual a (4) cuatro y tenga un promedio, entre las notas de los dos parciales, de al menos (6) seis.Examen Final. Esta alternativa corresponde para aquellos alumnos que no hayan aprobado la asignatura por el régimen de promoción directa y posean una calificación mínima de (4) cuatro puntos en cada evaluación parcial. Si en esta evaluación, el alumno obtiene una calificación igual o mayor que (4) cuatro puntos, aprobará la asignatura con dicha calificación como calificación definitiva.

MATERIAL DIDÁCTICO

Guías de trabajos prácticos:Diodo como elemento de circuito. Aplicaciones básicasTransistor de efecto de campo JFETEl transistor MOSFETEl transistor bipolarUTJ y SCR. Aplicaciones básicasOptoelectrónica

ACTIVIDAD LABORATORIO-CAMPO


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