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Timestamp: 2017-09-21 14:01:34+00:00

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Código: E0205
Dispositivos Electrónicos A
TOTALES CON FORMACIÓN PRÁCTICA: 102 hs
Esp.GonzÁlez, Mónica Liliana dispos@ing.unlp.edu.ar
Esp.Casas, Guillermo Alberto
Dr/a.Cédola, Ariel Pablo
Ing.Bontti, Horacio Guillermo Juan
Ing.Velis, Ariel Gustavo
Sr/aRicci, Edgardo
Conocer, comprender y analizar los principios físicos y características eléctricas de funcionamiento de dispositivos electrónicos formados a partir de dos o más junturas semiconductoras. Estudiar el funcionamiento de los dispositivos electrónicos a partir de modelos equivalentes según el tipo de se-ñal a manejar e introducir aplicaciones elementales de los mismos.
1- Circuitos con diodos. 2- Dispositivos de efecto de campo: JFET, MESFET, MOSFET.3- Transistor bipolar de unión: BJT. 4- Dispositivos de disparo controlado: UJT, SCR, DIAC, TRIAC.5- Dispositivos optoelectrónicos. 6- Modelización de dispositivos con herramientas CAD. 7- Fundamentos de la fabricación de circuitos integrados.
1- Circuitos con diodos. Características V-I del diodo semiconductor. Idealización de la característica. Circuito incremental. La recta de carga estática y dinámica. Aplicaciones: circuitos recortadores; rectificadores de media onda y de onda completa, filtrado con capacitor. Especificaciones de los diodos. Diodo Zener. Circuitos reguladores de tensión básicos.
2- Dispositivos de efecto de campo. Tipos de transistores unipolares. Transistores JFET y MESFET. 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.
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. Efectos de segundo orden. Introducción a CMOS.
3- Transistor bipolar de unión. Estructuras, tipos y simbología. El transistor bipolar ideal. Definiciones de tensiones y corrientes. 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 equivalentes de continua. El modelo de Ebbers-Moll.
4- 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. Factores de estabilidad. Disipación de potencia. Resistencia térmica.
5- Transistor bipolar de unión en pequeña señal y baja frecuencia. El transistor bipolar como amplificador. Recta de carga dinámica. Modelo híbrido. Análisis de los parámetros característicos. Configuraciones de circuitos amplificadores básicos. Características y comparación de las diferentes configuraciones.
6- Transistor bipolar de unión en alta frecuencia. Modelo híbrido pi. Parámetros del modelo. Amplificación en alta frecuencia: frecuencia de corte beta y frecuencia de transición (fT). El transistor bipolar en conmutación.
7- 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.
8- 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. Introducción al IGBT (Transistor bipolar de puerta aislada).
9- Dispositivos optoelectrónicos. Definiciones y unidades. Sistemas radiomético y fotométrico. Fotoconductor. Fotodiodo. Celda Solar. Fototransistor. Optoacoplador. Diodo emisor de luz. Láser semiconductor. Aplicaciones elementales.
10- Modelización y procesos. Modelización de dispositivos electrónicos por medio de herramientas CAD. Procesos fundamentales en la fabricación de circuitos integrados.
Pierret R., Dispositivos de efecto de campo, Ed. Addison-Wesley Iberoamericana, 1994,
Neudeck G., El transistor bipolar de unión, Ed. Addison-Wesley Iberoamericana, 1994,
Boylestad R., Nasheslsky, Electrónica: teoría de circuitos, Ed. Prentice Hall, 6ta. edición 1997,
Savant, Roden & Carpenter, Diseño electrónico: ciruitos y sistemas, Ed. Addison-Wesley Iberoamericana, 2da. edición 1992, y 2000,
Keown J., PSPICE and circuit analysis, Ed, Macmillan, 2da. edición 1994,
Fjeldly, Ytterdal & Shur, Introduction to device modeling and circuit simulation, Ed. Wiley Interscience, 1998,
Lilen, Henry, Tiristores y triacs, Ed. Marcombo, 1976.
Laboratorios:Laboratorio 1: Diodo como elemento de circuito. Circuitos recortadores. Rectificación de media onda y onda completa. Filtro a capacitor.2 horas, uso de instrumental de laboratorio: multímetros, oscilosco-pio, fuentes de alimentación, kit de armado de circuitos. No se requiere informe.Laboratorio 2: Transistor bipolar. Estabilización del punto de reposo. Amplificadores emisor común y colector común.2 horas, uso de instrumental de laboratorio: multímetros, osciloscopio, fuentes de alimentación, kit de armado de circuitos. No se requiere informe.Laboratorio 3: Dispositivos de disparo controlado: Transistor unijuntura y rectificador controlado de silicio (SCR).2 horas, uso de instrumental de laboratorio: multímetros, oscilocopio, fuentes de alimen-tación, kit de armado de circuitos. No se requiere informe Laboratorios en computadora:(Utilizando herramientas de simulación de dispositivos y circuitos elec-trónicos (PSPICE)). Se presenta informe escrito utilizando procesador de texto.Laboratorio 1: Diodo como elemento de circuito 3 horas, simulación en computadora y entrega de informe escrito utilizando procesador de textoLaboratorio 2: Transistor bipolar 3 horas, simulación en computadora y entrega de informe escrito utilizando procesador de textoPrácticas de resolución de problemas:10 trabajos prácticos de resolución de problemas en el aula, con una carga horaria total de 36 horas.No se requiere informe
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.
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.
Apuntes editados por la cátedra:Transistores de efecto de campo de juntura (JFET y MESFET)Polarización del JFETSistemas MOS: transistor de efecto de campo de puerta aisladaEl transistor bipolar de uniónDispositivos conmutadoresDispositivos optoelectrónicos. Modelización y simulación de dispositivos electrónicos con PSPICEPrácticas de Laboratorio:Laboratorio 1: Diodo como elemento de circuito. Circuitos recortadores. Rectificación de media onda y onda completa. Filtro a capacitor.Laboratorio 2: Transistor bipolar. Estabilización del punto de reposo. Amplificadores emisor común y colector común.Laboratorio 3: Dispositivos de disparo controlado: Transistor unijuntura y rectificador controlado de silicio (SCR).Laboratorios en computadora:Laboratorio 1: Diodo como elemento de circuito Laboratorio 2: Transistor bipolarGuías de trabajos prácticos:T.P. nro. 1, 2, 3: Diodo como elemento de circuito. Aplicaciones básicasT.P. nro. 4, 5: Transistor de efecto de campo JFETT.P. nro. 6: El transistor MOSFETT.P. nro. 7, 8: El transistor bipolarT.P. nro. 9: UTJ y SCR. Aplicaciones básicasT.P. nro. 10: Optoelectrónica

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