| Circuitos electrónicos | Código: 81.617 Créditos: 6 |
En la asignatura Circuitos electrónicos se profundiza en el estudio de los componentes electrónicos fundamentales basados en semiconductores (diodos y transistores), se analizan circuitos aplicados de orden más avanzado basados en el uso de estos componentes (circuitos con realimentación, osciladores, amplificadores, monoestables, puertas lógicas, etc.) y se estudia en profundidad el uso práctico de dos aparatos de instrumentación electrónica fundamentales como son el generador de funciones y el osciloscopio digital.
El aprendizaje y aprovechamiento de esta asignatura supondrá una sólida base de conocimientos para el análisis de prácticamente cualquier tipo de circuito electrónico. Estos conocimientos son básicos y bien valorados para cualquier salida profesional en el ámbito de la electrónica y las telecomunicaciones.
Los conocimientos previos que hay que tener, agrupados por las asignaturas donde se adquieren, son:
Teoría de circuitos
- Fundamentos de la teoría de circuitos electrónicos analógicos
- Régimen permanente sinusoidal
- Elementos pasivos (resistencia, condensador y bobina)
- Resolución de circuitos por transformada de Laplace
- Transformadores
- Adaptación de impedancias
- Fundamentos de filtros
Matemáticas I
- Vectores
- Resolución de sistemas de ecuaciones
- Números complejos
Matemáticas II
- Funciones de una variable
- Continuidad
- Derivación
- Ecuaciones diferenciales ordinarias
- Integración
Asimismo, es recomendable (pero no imprescindible) tener conocimientos básicos de física, así como dominar las conversiones de unidades.
Se recomienda matricularse de Circuitos Electrónicos únicamente en caso de que se haya superado satisfactoriamente las asignaturas Teoría de Circuitos, Matemáticas I y Matemáticas II.
En esta asignatura se completará la visión general de la electrónica analógica iniciada en la asignatura Teoría de Circuitos y se adquirirán las habilidades necesarias para realizar medidas de circuitos electrónicos básicos. Se estudiará el uso del generador de funciones y especialmente del osciloscopio digital en el ámbito del análisis, diseño e implementación (más allá del plano teórico) de circuitos de electrónica analógica.
La competencia general del Grado en la que se enmarca la asignatura es:
[13] - Comprensión y dominio de los conceptos básicos de sistemas lineales y las funciones y transformadas relacionadas, teoría de circuitos eléctricos, circuitos electrónicos, principio físico de los semiconductores y familias lógicas, dispositivos electrónicos y fotónicos, tecnología de materiales y su aplicación para la resolución de problemas propios de la ingeniería.
Los objetivos que logrará el estudiante que curse la asignatura Circuitos electrónicos son los siguientes:
- Entender qué es y cómo se comporta un diodo. Conocer los diversos modelos simplificados que nos facilitan el análisis de circuitos con diodos.
- Aprender a analizar circuitos que contienen diodos. Conocer cómo se aplica el diodo en circuitos rectificadores, limitadores y reguladores.
- Conocer el fotodiodo y su funcionamiento. Entender cómo se comporta un diodo LED.
- Entender el concepto de realimentación y los beneficios que nos aportan los circuitos con realimentación.
- Identificar los dos tipos básicos de realimentación: la realimentación positiva y la realimentación negativa.
- Analizar y diseñar circuitos con realimentación negativa. Entender qué es un oscilador a partir del concepto de realimentación positiva.
- Estudiar y analizar los osciladores más comunes. Analizar un tipo de oscilador empleado en el mundo real: el oscilador de cristal de cuarzo.
- Conocer la estructura física de los transistores más utilizados en baja frecuencia. Conocer los modelos eléctricos utilizados para la descripción de su funcionamiento.
- Saber calcular el punto y región de trabajo de un transistor. Aprender a diseñar redes de polarización de transistores.
- Conocer configuraciones típicas de circuitos amplificadores. Analizar el funcionamiento de circuitos de amplificación basados en transistores.
- Conocer cómo sintetizar puertas lógicas utilizando transistores.
- Entender qué es un amplificador operacional y qué funcionalidades proporciona. Ser capaces de entender las especificaciones de los amplificadores operacionales reales.
- Saber utilizar el amplificador operacional para construir / diseñar circuitos electrónico básicos como amplificadores, sumadores o integradores.
- Entender qué usos puede tener el amplificador operacional por circuitos no lineales, como comparadores, temporizadores o rectificadores.
- Ser capaz de, dado un circuito basado en un amplificador operacional, analizarlo y predecir su comportamiento.
- Ser capaz de, dada una aplicación que requiere de un circuito eléctrico que sintetice operaciones de cálculo, proponer y analizar una topología con amplificadores operacionales que sea apta.
- Saber montar y medir circuitos de electrónica analógica basados tanto en los elementos electrónicos más básicos (resistencias, condensadores, bobinas, fuentes de tensión, etc.), así como en los elementos estudiados a lo largo de toda la asignatura (diodos, cristales de cuarzo, transistores, amplificadores operacionales, etc.).
- Conocer y dominar todas las funcionalidades de un generador de funciones y un osciloscopio digital, a fin de poder realizar todo tipo de medidas tanto para analizar como diseñar circuitos electrónicos reales.
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Módulos |
Breve descripción |
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Módulo 1: El diodo |
Se analiza a fondo el diodo, tanto sus características físicas como su funcionamiento y la manera de modelarlo. Mediante modelos simplificados se analizan circuitos que contienen diodos, prestando especial atención a funciones básicas como rectificar, limitar o regular la tensión. Se estudian asimismo diodos con características especiales, como el fotodiodo o el LED. |
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Módulo 2: Realimentación y osciladores |
Se estudia detalladamente el concepto de realimentación (positiva y negativa) y su aplicación en el ámbito de la ingeniería electrónica. Se analizan circuitos prácticos con realimentación y sus aplicaciones principales. De manera especial se estudian los circuitos osciladores, la manera de modelarlos, las configuraciones básicas y su aplicación para generar señales de sincronización y de reloj. |
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Módulo 3: El transistor |
Se introduce el transistor y se analizan tanto sus fundamentos como sus aplicaciones básicas en el diseño de circuitos eléctricos en la región de baja frecuencia (fundamentalmente como interruptor y como amplificador). Se analiza la estructura física de diferentes tipos de transistor (BJT, FET), sus propiedades fundamentales y la manera de modelar su comportamiento eléctrico. |
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Módulo 4: El amplificador operacional |
Se introduce el amplificador operacional, estudiando sus características, los parámetros que lo definen y sus aplicaciones en el diseño de circuitos electrónicos. Se analiza en detalle su uso, tanto en aplicaciones lineales (suma, integración, derivación, diferenciación, etc.) como en aplicaciones no lineales (comparadores, generadores de onda cuadrada, temporizadores y rectificadores). |
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Anexo I: Teoremas de redes eléctricas |
Se repasa brevemente conceptos ya estudiados en la asignatura Teoría de Circuitos, incluyendo definiciones elementales, componentes circuitales básicos (resistencia, condensador y bobina) y teoremas que permiten analizar circuitos calculando la intensidad y caída de tensión en cada uno de los elementos que componen el circuito. |
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Módulos |
Breve descripción |
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Material de prácticas |
Se incluye un kit de prácticas (hardware y software), vídeos explicativos y documentación de soporte que permiten al estudiante montar y medir circuitos de electrónica analógica basados en los elementos estudiados durante la asignatura. |
| Material | Soporte |
| Multímetre i components / Multímetro y componentes | Gadget |
| Vídeo de presentación de la asignatura | Audiovisual |
| Placa | Gadget |
| El transistor. Estructura física y aplicaciones | |
| Anexo. Teoremas de redes eléctricas | |
| Realimentación y osciladores. Funcionamiento y aplicaciones | |
| El amplificador operacional | |
| El diodo. Funcionamiento y aplicaciones | |
| Lab@Home - VM | Software en línea |
A continuación se presentan los requisitos mínimos de hardware y software para trabajar con el laboratorio en casa, es decir con la placa electrónica y software asociado para llevar a cabo las actividades propuestas a lo largo del semestre:
Necesitas un ordenador de sobremesa o portátil con conexión a Internet de banda ancha y un monitor con una resolución mínima de 1024x768 píxeles. Para poder consultar algunos de los materiales también necesitas un lector de DVD.
Es recomendable que la CPU (ya sea de un ordenador de sobremesa o de un portátil) tenga como mínimo 2 GB de memoria RAM y 2 GHz de velocidad de procesador.
Asimismo, en relación al sistema operativo a utilizar, es recomendable el uso de Windows 7 o Ubuntu.
Por último, para poder usar el software del laboratorio se deberán de seguir las instrucciones que se indicarán durante el semestre.
Consulta de la bibliografía disponible en la biblioteca:
- Carlson, A. Bruce (2001). Circuitos: ingeniería, conceptos y análisis de circuitos lineales / A. Bruce Carlson. México: International Thomson, cop. 2001. ISBN: 9706860339
- Hayt, William H. (2003). Análisis de circuitos en ingeniería / William H. Hayt, Jack E. Kemmerly, Steven M. Durbin traducción: Gabriel Nagore Cázares. México D.F. [etc.]: McGraw Hill, cop. 2003. ISBN: 9701036948
- Nilsson, James W. (2005). Circuitos eléctricos / James W. Nilsson, Susan A. Riedel. México [etc.]: Pearson Educación, 2005. ISBN: 8420544582
- Thomas, Roland E. (2000). Circuitos y señales: introducción a los circuitos lineales y de acoplamiento / R.E. Thomas, A.J. Rosa [versión española por: Julián Fernández Ferrer]. Barcelona [etc.]: Reverté, cop. 2000. ISBN: 8429134581
Bibliografía y fuentes de información:
- Thomas, R.E.; Rosa, A.J. (2000) Circuitos y señales: introducción a los circuitos lineales y de acoplamiento. Barcelona: Reverté.
- Nilsson, J.W.; Riedel, S.A. (2005) Circuitos eléctricos (7ª Ed.), Pearson-Prentice Hall.
- Hayt, W.H.; Kemmerly, J.E. Jr; Durbin, S.M. (2002) Análisis de circuitos en ingeniería (6ª Ed.), México D.F.: McGraw Hill.
- Schilling, D.L.; Belove, C. (1989) Circuitos electrónicos (3ª Ed.) Madrid: McGraw Hill.
- Carlson, A.B. (2001) Circuitos: ingeniería, conceptos y análisis de circuitos eléctricos lineales. México: Internacional Thomson.
Los contenidos de la asignatura están distribuidos a lo largo de 4 módulos teóricos y 1 Práctica. En cada módulo, el estudiante encontrará un conjunto de ejercicios de autoevaluación para que pueda evaluar los conocimientos adquiridos. Asimismo, cada práctica incluye todos los recursos necesarios para su correcta realización: documentación específica, vídeos explicativos, hardware y software necesario.
Las Guías de Estudio (GES) y la información de Planificación dan indicaciones sobre cómo planificar y seguir el estudio de cada módulo, así como informaciones complementarias del aprendizaje y del contenido de los materiales. Son una herramienta útil para el estudiante antes, durante y después del estudio de cada módulo.
El seguimiento activo de los espacios de Comunicación del aula (Tablón -espacio de comunicación general especialmente importante, en el que sólo puede escribir el consultor y que sirve para anunciar los hitos importantes, complementando la información ya disponible por defecto en las diferentes vistas de navegación- y Foros -en los que pueden escribir tanto los estudiantes como el consultor y donde se aglutinan todas las cuestiones de carácter general relacionadas con la asignatura, así como las dudas y discusiones relativas a las diferentes actividades a realizar a lo largo del semestre-) es del todo necesario para seguir correctamente la asignatura a lo largo del semestre, ya que es donde el consultor realiza notificaciones importantes para el correcto seguimiento de la asignatura y donde habitualmente se plantean dudas, se dan respuestas y se tratan temas relacionados con la materia de estudio. El consultor guiará y orientará al estudiante a través del Tablón del aula y responderá las dudas que vayan surgiendo en los Foros. Asimismo, el consultor hará un seguimiento de la evaluación continua, revisará todas las PECs y la Práctica entregadas y comentará de forma cualitativa a nivel grupal y/o individual la resolución de las mismas, a fin de ayudar al estudiante a progresar en su aprendizaje y a adquirir el conjunto de las competencias de la asignatura. De manera excepcional y para cuestiones más personalizadas, el estudiante también tiene a su disposición el correo electrónico de su consultor.
Es importante realizar un trabajo constante de estudio y de aplicación de los contenidos, dado que ésta es la vía habitual de asegurar el éxito para superar la asignatura. Por este motivo, se ha realizado la propuesta de distribución temporal del aprendizaje presentada en el calendario y otras indicaciones que se puedan dar durante el curso.
El seguimiento correcto de la asignatura os compromete a realizar las actividades propuestas de manera individual y según las indicaciones que pauta este Plan Docente. En caso de que no sea así, la nota final de evaluación continua o la nota de práctica se evaluarán con una D. Por otro lado, y siempre a criterio de los Estudios, el incumplimiento de este compromiso puede suponer que no se os permita superar ninguna otra asignatura mediante evaluación continua ni en el semestre en curso ni en los siguientes.
Temporización e itinerarios formativos
Accediendo a las GES y la Planificación, el estudiante dispondrá de una distribución orientativa del tiempo que se propone para el estudio de cada módulo. Además, el calendario incluye las fechas clave del semestre, como por ejemplo la publicación y la entrega de las PECs y las Prácticas. Las fechas de entrega de las PECs y la Práctica se han de respetar estrictamente. Por lo tanto, es muy recomendable que se siga la temporización propuesta y se intenten respetar las fechas indicadas para el estudio de cada módulo didáctico.
El estudiante podrá acceder a los enunciados de las PECs y la Práctica en el espacio de Planificación del aula virtual, accediendo a la fecha del calendario señalada como publicación de la actividad en cuestión.
La Normativa académica de la UOC dispone que el proceso de evaluación se fundamenta en el trabajo personal del estudiante y presupone la autenticidad de la autoría y la originalidad de los ejercicios realizados.
La falta de originalidad en la autoría o el mal uso de las condiciones en las que se hace la evaluación de la asignatura es una infracción que puede tener consecuencias académicas graves.
El estudiante será calificado con un suspenso (D/0) si se detecta falta de originalidad en la autoría de alguna actividad evaluable (práctica, prueba de evaluación continua (PEC) o final (PEF), o la que se defina en el plan docente), ya sea porque ha utilizado material o dispositivos no autorizados, ya sea porque ha copiado de forma textual de internet, o ha copiado de apuntes, de materiales, manuales o artículos (sin la citación correspondiente) o de otro estudiante, o por cualquier otra conducta irregular.
La calificación de suspenso (D/0) en la evaluación continua (EC) puede conllevar la obligación de hacer el examen presencial para superar la asignatura (si hay examen y si superarlo es suficiente para superar la asignatura según indique este plan docente).
Cuando esta mala conducta se produzca durante la realización de las pruebas de evaluación finales presenciales, el estudiante puede ser expulsado del aula, y el examinador hará constar todos los elementos y la información relativos al caso.
Además, esta conducta puede dar lugar a la incoación de un procedimiento disciplinario y la aplicación, si procede, de la sanción que corresponda.
La UOC habilitará los mecanismos que considere oportunos para velar por la calidad de sus titulaciones y garantizar la excelencia y la calidad de su modelo educativo.
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Esta asignatura puede superarse por una doble vía: |
Final Continuada: (FC) = EC + Pr
EC = 50%
Pr = 50%
Notas mínimas:
· Pr = 5
En caso de no conseguir la nota mínima en la Pr, la nota obtenida en la fórmula corresponde a la obtenida en la Pr, o el que indique el modelo de evaluación.
Nota final de asignatura: FC + PS
FC = 70%
PS = 30%
Notas mínimas:
· PS = 3,5
Cuando la nota obtenida en la PS sea inferior a los mínimos establecidos para cada fórmula, la calificación final de la asignatura será la nota obtenida en la PS.
Final de examen (FE) = EX + Pr
EX = 60 %
Pr = 40%
Notas mínimas:
· Pr = 5
En caso de no conseguir la nota mínima en la Pr, la nota obtenida en la fórmula corresponde a la obtenida en la Pr, o el que indique el modelo de evaluación.
Nota final de asignatura: FE + EC
FE = 65%
EC = 35%
Notas mínimas:
· EX = 4
Esta fórmula de ponderación sólo se aplicará cuando la nota resultante mejore la obtenida en el EX. Cuando la nota obtenida en el EX sea inferior a 4 o la calificación resultante de la fórmula de ponderación no permita mejorar la nota obtenida en el EX, la calificación final de la asignatura será la nota obtenida en el EX.
En el caso de asignaturas con prácticas (Pr) que cruzan con el examen (EX), la fórmula de ponderación sólo se aplicará cuando la nota resultante mejore la obtenida en FE (FE=EX+Pr). Cuando la nota obtenida en el EX sea inferior a 4, la calificación resultante de la asignatura será la nota obtenida en el EX. Cuando la calificación resultante de la fórmula de ponderación no permita mejorar la nota obtenida en FE, la calificación final de la asignatura será la nota obtenida en FE.
Continuando con lo comentado en el apartado de metodología, a lo largo del semestre se tienen que realizar tres pruebas de evaluación continua (PECs), que incluyen preguntas y ejercicios tanto de carácter teórico y analítico, como práctico. Además, ha de realizarse también una Práctica, esta de carácter obligatorio.
La entrega de estas PECs y Práctica por parte del estudiante se hará en el apartado Entrega y seguimiento de AC del aula de la asignatura. Todo el resto de acciones relacionadas con estas actividades (publicación de enunciados, soluciones y notas, resolución de dudas y aclaraciones, posibles novedades y modificaciones, etc.) también serán realizadas desde el aula y serán puntualmente anunciadas en los foros de la misma.
Las PECs
Por un lado, a partir las calificaciones de las PECs y otros factores, como por ejemplo la participación del estudiante en los foros, el consultor decidirá la calificación final de Evaluación Continuada (AC). En el cálculo de esta nota final de Evaluación Continuada (AC) se calculará la media de las notas de las tres PECs (siendo todas ponderadas con el mismo peso en el cálculo de esta media, de tal forma que las tres notas tendrán la misma importancia).
A fin de obtener una nota de EC, el estudiante debe entregar, al menos, una de las dos PECs previstas en este plan docente. En caso de no entregar ninguna de ellas, se considerará que el estudiante renuncia a la EC y, por tanto, deberá recurrir al Examen Final para superar la asignatura, según lo establecido en el apartado Evaluación Final.
El nombre de los archivos de las PECs deberá ser el siguiente:
[nombre_usuario_uoc]_PEC[número_PEC].[ extensión]
donde:
[nombre_usuario_uoc] es el nombre de usuario, por ejemplo "jpenab"
[número_PEC] es el número de la PEC: 1, 2 o 2.
[extensión] es la extensión del archivo, por ejemplo "odt", "doc", "rtf", "tex", "pdf", etc.
Así, si el estudiante con nombre de usuario "jpenab" entrega las PECs en formato OpenOffice, sus archivos se llamarán:
jpenab_PEC1.odt
jpenab_PEC2.odt
jpenab_PEC3.odt
La Práctica
Por otro lado, la calificación de la práctica obligatoria de la asignatura determinará directamente la calificación final de Prácticas (Pr).
El nombre utilizado para el archivo de la Práctica será:
[nombre_usuario_uoc]_Practica.[extensión]
Para el mismo estudiante con nombre de usuario "jpenab" sería, pues:
jpenab_Practica.odt
El correcto seguimiento de la asignatura compromete a realizar las actividades de evaluación propuestas de manera individual y según las indicaciones que pauta este plan docente. De no hacerlo así, en ningún caso dichas actividades de evaluación podrán ser superadas.
La asignatura se puede superar mediante una de las dos opciones siguientes:
- A partir de la Evaluación Continua (EC), la Práctica (Pr) y una Prueba de Síntesis presencial (PS).
- A partir de la Práctica (Pr) y un Examen Final presencial (EX).
Observación importante: Conviene recordar y remarcar que las PECs, la Práctica, la Prueba de Síntesis y el Examen Final son tareas absolutamente individuales. El correcto seguimiento de la asignatura compromete a realizar las actividades propuestas de manera individual y según las indicaciones que pauta este Plan Docente. En caso de no hacerlo así, en ningún caso dichas actividades podrán ser superadas. Por otro lado, y siempre a criterio de los Estudios, el incumplimiento de este compromiso puede suponer que no se permita superar ninguna asignatura mediante evaluación continuada ni en el semestre en curso ni en los siguientes.
Modelo de evaluación detallado
La nota de la asignatura se calculará del siguiente modo:
- Si el estudiante opta por la vía de la Evaluación Continua (EC), la Práctica (Pr) y la Prueba de Síntesis (PS) -se puede optar por esta vía siempre y cuando la nota de Evaluación Continua sea igual o superior a 5-, deben seguirse dos pasos para obtener la nota de la asignatura:
Paso 1:
La nota combinada de la Evaluación Continua y la Práctica (FC) se calcula del siguiente modo:
FC = (0,5 * EC) + (0,5 * Pr)
Sólo se realizará este cálculo si la nota de la Práctica (Pr) es igual o superior a 5. Si la nota de la Práctica (Pr) es inferior a 5, la asignatura está suspendida. Para poder realizar la Prueba de Síntesis, la nota FC debe ser igual o superior a 5. Si la nota FC es inferior a 5, la asignatura está suspendida.
Paso 2:
La nota final de la asignatura (NFA) se calcula del siguiente modo:
NFA = (0,7 * FC) + (0,3 * PS)
Sólo se realizará este cálculo si la nota de la Prueba de Síntesis (PS) es igual o superior a 3,5. Si la nota de la Prueba de Síntesis (PS) es inferior a 3,5, la asignatura está suspendida.
- En el caso de estudiantes que hayan optado por la Práctica (Pr) y el Examen Final (EX), deben seguirse dos pasos para obtener la nota de la asignatura:
Paso 1:
La nota del Examen Final y la Práctica (NF) se calcula del siguiente modo:
NF = (0,4 * Pr) + (0,6 * EX)
Sólo se realizará este cálculo si la nota de la Práctica (Pr) es igual o superior a 5. Si la nota de la Práctica (Pr) es inferior a 5, la asignatura está suspendida.
Paso 2:
- En el caso de estudiantes que no hayan realizado la Evaluación Continua (EC), la nota final de la asignatura (NFA) se calcula del siguiente modo:
NFA = NF
- En el caso de estudiantes que además del Examen Final han realizado la Evaluación Continua (EC), la nota final de la asignatura (NFA) se calcula del siguiente modo:
NFA = (0,35 * EC) + (0,65 * NF)
Sólo se realizará este cálculo cuando la nota del Examen Final (EX) sea igual o superior a 4 y la nota de la Evaluación Continua mejore la nota combinada del Examen Final y la Práctica (NF). Es decir, la Evaluación Continua sólo puede mejorar o dejar igual la nota obtenida en el Examen Final y la Práctica (NF), pero nunca puede empeorarla.
Tal y como se ha indicado en la metodología de la asignatura, el consultor os guiará y orientará a través del Tablón del aula para que podáis hacer un buen seguimiento de la asignatura. También responderá las dudas que se vayan planteando en el Foro del aula, así como las consultas y comentarios enviados a su buzón personal.
El consultor también hará un seguimiento personalizado de la evaluación continua, revisará todas las PEC y la Práctica entregadas y comentará de forma cualitativa a nivel grupal y/o individual la resolución. Estos comentarios os ayudarán a progresar en vuestro aprendizaje y adquirir el conjunto de las competencias.
Se recomienda que todas las dudas que aparezcan durante el transcurso de la asignatura se planteen en el Foro del aula, siendo más enriquecedor para todos los estudiantes ya que pueden compartir dudas y conocimientos.