UNLP
Planilla de Actividades Curriculares
Código: E1231
Dispositivos Electrónicos
Última Actualización de la Asignatura: 22/11/2017

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CARRERAS PARA LAS QUE SE DICTA

Carrera Plan Carácter Cantidad de Semanas Año Semestre
03023 - Ingeniería Electricista 2018 Obligatoria
Totales: 0
Clases: 0
Evaluaciones: 0
3ro
Se dicta en  el 1º semestre del año

CORRELATIVIDADES

CORRELATIVIDADES
Ingeniería Electricista - Plan 2018
PARA PROMOCIONAR
(E1204) Análisis de Circuitos
(F1308) Física III

INFORMACIÓN GENERAL 

Datos Generales

Área: Basica

Departamento: Electrotecnia

Tipificación: Tecnologicas Basicas (TB)

Ingeniería Electricista - 2018 plegar-desplegar

CARGA HORARIA

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

FORMACIÓN PRÁCTICA
Formación Experimental
8.0 hs
Resol. de Problemas abiertos
16.0 hs
Proyecto y Diseño
0.0 hs
PPS
0.0 hs

TOTAL COMPUTABLES HORAS DE ESTUDIO ADICIONALES A LAS DE CLASE (NO ESCOLARIZADAS)

96.0 hs


0.0 hs


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: 2018, semestre: 1

Vigencia: 14/08/2017 - Actualidad


1- Fundamentos de sólidos semiconductores. Semiconductores intrínsecos y extrínsecos. Generación, recombinación y transporte de portadores. Ejemplos. Resistividad. Efectos térmicos. Juntura PN: estructura física. Análisis de la corriente en la juntura. Comportamiento ideal: ecuación de Shockley. Característica I-V. Correcciones al modelo ideal.

2- Diodo de unión PN. Modelos lineales por tramos. Polarización. Recta de carga estática. Diodo en pequeña señal: resistencia dinámica. Respuesta en frecuencia: capacidad parásita de la juntura, tiempos de conmutación. Diodo Zener. Aplicaciones elementales. Especificaciones. Hoja de datos.

3- Transistor bipolar de unión. Fundamentos físicos. Transistor bipolar ideal. Modos de funcionamiento. Configuraciones. Análisis de las corrientes. Parámetros:  y . Características de entrada y de salida. Límites de funcionamiento. Modelos equivalentes de continua. Polarización: circuitos. Estabilidad. Transistor bipolar en pequeña señal y baja frecuencia. Modelos equivalentes. Amplificadores básicos. Transistor bipolar en alta frecuencia. Modelo híbrido pi. Parámetros. Frecuencia de corte beta (f) y frecuencia de transición (fT). Transistor bipolar real: Efectos de segundo orden. Especificaciones y regímenes máximos.

4- Dispositivos de efecto de campo. Estructura Metal-Aislante-Semiconductor. Fundamentos físicos. Transistor de efecto de campo MOSFET. Análisis cualitativo y cuantitativo: relación ID-VD. Características estáticas de salida y de transferencia. Polarización. Modelos de pequeña señal: circuitos amplificadores básicos. Inversor CMOS.

5- Dispositivos de disparo controlado. Tiristor: funcionamiento físico. SCR, TRIAC, DIAC, IGBT. Característica tensión-corriente. Modos de disparo. Especificaciones. Aplicaciones elementales: control de potencia.

6- Dispositivos optoelectrónicos. Sistemas radiométrico y fotométrico. Fotoconductor. Fototransistor. Celda solar. Diodo emisor de luz. Optoacoplador.

BIBLIOGRAFÍA

Año: 2018, semestre: 1

Vigencia: 14/08/2017 - Actualidad

• Neamen D., Semiconductor physics & devices, 4ta. edición, Mc Graw Hill, 2011
• Boylestad R. – Nashelsky L., Electrónica: Teoría de circuitos y dispositivos electrónicos, 10ma. Edición, Prentice Hall, 2009
• Floyd T., Dispositivos electrónicos, Octava Edición, Ed. Pearson, 2008
• González M., Dispositivos electrónicos, Colección Libros de cátedra, 2015, EDULP (Editorial de la Universidad Nacional de La Plata), e-book, http://sedici.unlp.edu.ar/handle/10915/49424
• Neamen D., Dispositivos y circuitos electrónicos, McGraw-Hill, 2012
• 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, Ed. International Thomson Editores, 2000
• Singh J., Dispositivos semiconductores, Ed. 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, Ed. Addison-Wesley Iberoamericana, 1994
• Keown J., PSPICE and circuit analysis, Ed, Macmillan, 2da. edición, 1993
• Savant, Roden & Carpenter, Diseño electrónico: circuitos y sistemas, Ed. Addison-Wesley Iberoamericana, 2da. edición, 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 36 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 elementales
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- Rectificadores 2- Transistor bipolar


METODOLOGÍA DE ENSEÑANZA

Se desarrollan clases teórico-prácticas presenciales utilizando recursos analíticos y distintos tipos de modelos para abordar en los dispositivos electrónicos el problema del comportamiento no lineal. Se hace especial énfasis en los aspectos conceptuales. Se ilustra con ejemplos seleccionados en función de una propuesta de trabajo de aprendizaje progresivo, y guías de problemas a resolver por el alumno en los que debe aplicar los principios teóricos explicados en clase. Se analizan los métodos para hacer funcionar a los dispositivos en un punto de reposo particular (polarización), y su funcionamiento en circuitos elementales de aplicación (punto de vista funcional). Las actividades se complementan con la utilización de entornos de simulación de circuitos y clases prácticas de laboratorio. 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 utilizan como recursos didácticos: pizarra, cañón, computadora para trabajo de simulación, instrumental específico para laboratorio: multímetro, osciloscopio, generador de señales, fuentes.

SISTEMA DE EVALUACIÓN


La metodología de evaluación se ajusta a las reglamentaciones vigentes en 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 recuperatorio, más una fecha de recuperación final. La cátedra propone un examen integrador para aquellos alumnos que desaprobaron el primer módulo. De esta forma se trata de retener al alumno y evitar el recursado de la asignatura. La nota de promoción es de 6 puntos. La nota final tendrá en cuenta, además de la nota de parciales, la realización de las actividades solicitadas por la cátedra.

MATERIAL DIDÁCTICO

• González M. L., Introducción a la Física de Semiconductores
• González M. L., Sensores semiconductores basados en fenómenos de generación-recombinación de portadores: LDR y NTC
• González M. L., Conceptos básicos de la juntura PN
• González M. L., Introducción al uso de LTSpice
• González M. L., Potencia en semiconductores

ACTIVIDAD LABORATORIO-CAMPO


Actividad #1
Tema
Circuitos rectificadores Polarización. Análisis de estabilidad 
Nombre
1- Aplicaciones de diodos 2- Transistor Bipolar 
Laboratorio
Archivo de Agua y Energía Eléctrica de la Nación 
Días y Horarios
Miércoles 9-12 hs
Miércoles 9-12 hs
Descripción



1- Se probarán circuitos rectificadores de media onda y onda completa visualizando formas de onda. Verificación y/o comparación con los conceptos teóricos.
2- Circuitos de polarización fija y por divisor de tensión. Efectos de variación de parámetros.
Herramientas Utilizadas
Componentes: transformador, resistores, capacitores, diodos, protoboard para armado de circuitos, conectores. Instrumentos: multímetro, osciloscopio, generador de señales

Equipos y elementos de seguridad para esta tarea:

ANTIPARRA CARETASOLDADOR GUANTESPVC
PROTECTORFACIAL CHALECOREFLECTIVO ZAPATOSSEGURIDAD
GUANTESALGODON GUANTESCUERO GUANTESDIELECTRICOS
ANTEOJOSSEGURIDAD PROTECCIONAUDITIVA PROTECCIONRESPIRATORIA
BARBIJOSCASCOS CINTADEMARCATORIA DETECDEFOXIGENO
CONSIGNACIONEQUIPOS MATAFUEGOS ELEMENTSENIALIZACION
ARNESSEGURIDAD EQUIPOPROTECCIONCAIDA RADIOTRANSMISORRECEPTOR

Teniendo en cuenta que las dependencias de la Facultad cumplen con las normas de Seguridad e Higiene establecidas, por las características de las prácticas de laboratorio propuestas, no se requieren elementos de seguridad adicionales para los alumnos o los docentes involucrados.



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