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UANL - FIME Electrónica I
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VIGENTE A PARTIR DEL: 8 de Agosto del 2011
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA
PROGRAMA ANALÍTICO FIME
Nombre de la unidad de aprendizaje: Ingeniería Electrónica Frecuencia semanal: 3 hrs. Horas presenciales: 42 hrs. Horas de trabajo extra-aula: 38 hrs. Modalidad: Presencial Período académico: Semestral Unidad de aprendizaje: (X) obligatoria ( ) optativa Área curricular, según el nivel educativo: Licenciatura ( X ) Formación básica profesional ( ) Formación profesional ( ) Formación general Universitaria ( ) Libre elección Créditos UANL: 4 incluyendo laboratorio Fecha de elaboración: 20/Octubre/2010 Fecha de la última actualización: 12/Noviembre/2010 Responsables del diseño: M.C. Humberto Figueroa Martínez
M.C. Rodolfo Rubén Treviño Martínez M.C. Fernando Treviño Martínez
Presentación:
Esta unidad de aprendizaje tiene como finalidad que el estudiante adquiera habilidad en algunas de las competencias instrumentales, integradoras y de interacción social. Para ello:
El estudiante debe saber diseñar e implementar una fuente de voltaje de corriente directa de baja potencia, amplificadores de pequeña señal y baja frecuencia a base de transistores BJT’s utilizando herramientas analíticas de circuitos electrónicos, instrumentación, software de diseño y simulación específico, la construcción de amplificadores operacionales para la modelación de sus características y asimismo la implementación de circuitos con compuertas lógicas básicas.
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Propósito:
La unidad de aprendizaje contribuye en la formación profesional del estudiante, asegurando la adquisición de las competencias necesarias
para el ejercicio del campo profesional de la Ingeniería Electrónica. Posee conocimientos avanzados, generales o especializados, así como capacidad para aplicarlos a situaciones concretas. Es competitivo a nivel internacional por sus conocimientos, destrezas, actitudes y aptitudes. Es capaz de trabajar tanto individualmente como en equipo en el desarrollo de proyectos conjuntos y practica los valores y atributos que la Universidad promueve.
Competencias del perfil de egreso: a. Competencias de la Formación General Universitaria a las que contribuye esta unidad de aprendizaje:
Esta unidad de aprendizaje contribuye al desarrollo de las siguientes competencias generales: Competencias instrumentales:
Aplica estrategias de aprendizaje autónomo en los diferentes niveles y campos del conocimiento que le permitan la toma de decisiones oportunas y pertinentes en los ámbitos personal, académico y profesional.
Elabora propuestas académicas y profesionales inter, multi y transdisciplinarias de acuerdo a las mejores prácticas mundiales para fomentar y consolidar el trabajo colaborativo.
Competencias integradoras
Resuelve conflictos personales y sociales conforme a técnicas específicas en el ámbito académico y de su profesión para la adecuada toma de decisiones.
b. Competencias específicas del perfil de egreso a las que contribuye la unidad de aprendizaje:
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Diseñar e implementar fuentes de voltaje de Corriente Directa de baja potencia y amplificadores de pequeña señal y baja frecuencia, y circuitos lógicos utilizando herramientas analíticas de circuitos electrónicos e instrumentación y software de diseño y simulación específico, para la implementación en equipos electrónicos en el área de ingeniería.
Representación gráfica
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Competencias de la Unidad de
Aprendizaje
Instrumentales
Capacidad para un aprendizaje autónomo
y continuoDiseñar fuentes de voltaje
de Corriente Directa de baja potencia y
amplificadores de pequeña señal y baja
frecuencia
Analizar los conceptos relacionados con los materiales semiconductores mediante su operación en corriente directa y corriente alterna para identificar su aplicación en la
fabricación de dispositivos electrónicos activos.
Interacción
Social
Capacidad de trabajo en equipo inter, multi
y transdisciplinario utilizar herramientas analíticas de circuitos
electrónicos e instrumentación y software
de diseño y simulación específico en
individualmente y/o en equipo
Analizar el comportamiento de transistores BJT en diversos circuitos electrónicos de corriente
alterna y corriente directa así como los principales parámetros de diseño y modelos de
análisis, individualmente y por equipo, para implementar circuitos a basados en transistores
para la amplificación de señales pequeñas.
Integradoras
Maneja las tecnologías de la información y la comunicación
como herramienta para el acceso a la información y su transformación en conocimiento, así como para el aprendizaje y trabajo colaborativo con técnicas de vanguardia que le
permitan su participación constructiva en la
sociedaddecisiones
Diseñar sistemas de acondicionamiento
electrónico utilizando circuitos electrónicos analógicos basados en
amplificadores operacionales
Describir el funcionamiento de circuitos no lineales utilizando las características de
transferencia que exhiben los amplificadores operacionales en conjunción con elementos
como diodos, interruptores analógicos y transistores para resolver problemas de
aplicación en sistemas de acondicionamiento electrónico.
utiliza los lenguajes logico y matematico. para poder expresar sus ideas basados en los circuitos logicos
para implementar soluciones inovadoras a los problemas actuales
de sociedad
Diseñar sistemas de decision logica utilizando
circuitos electrónicos digitales basados en compuertas logicas
Describir el funcionamiento de circuitos logicos utilizando las características de transferencia de sus tablas de verdad, en
conjunción con elementos como led, interruptores potenciometros y ressitencias para resolver problemas de
aplicación en sistemas de digitales.
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Unidad temática 1: Análisis y Diseño de circuitos con diodos. Competencias particulares: Analizar los conceptos relacionados con los materiales semiconductores mediante su operación en corriente directa y corriente alterna para identificar su aplicación en la fabricación de dispositivos electrónicos activos.
Elementos de Competencia
Evidencias de aprendizaje
Criterios de desempeño
Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos
Aplicar los conocimientos en diodos para la elaboración de una fuente de poder de corriente directa con voltaje de salida variable, mediante el uso de herramientas de software para el diseño, análisis y simulación de circuitos electrónicos.
Reporte selección del diodo. Reporte diagrama de la fuente de poder. Circuito implementado de una fuente de poder regulada.
Reporte Presentación Objetivo Procedimiento Resultados Conclusión Reporte del análisis Argumentación Toma de
decisiones de cada uno de los miembros del equipo.
Circuito implementado Introducción Desarrollo Resultados Conclusión
Elaboración de un reporte sobre la selección de un diodo para ser utilizado en una fuente de poder regulada de corriente directa a partir de las hojas de especificaciones de al menos 3 fabricantes de diodos. Reporte del análisis en equipos de máximo tres personas en la elaboración del diagrama de una fuente de poder con características específicas realizando un reporte por escrito del análisis del circuito con los valores que se esperan en los parámetros de mayor importancia. Circuito implementado del proyecto de una fuente de poder regulada de corriente directa, en equipo de máximo tres personas.
Materiales semiconductores Diodos de silicio, germanio y arseniuro de galio. Diodos zener. Circuitos de corriente alterna y corriente directa con diodos.
Pizarrón, marcador, libro de texto, hojas de especificaciones de fabricante, Laboratorio de Electrónica
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Unidad temática 2: Amplificadores con Transistores BJTs. Competencias particulares: Analizar el comportamiento de transistores BJT en diversos circuitos electrónicos de corriente alterna y corriente directa así como los principales parámetros de diseño y modelos de análisis, para implementar circuitos a basados en transistores para la amplificación de señales pequeñas.
Elementos de Competencia
Evidencias de aprendizaje
Criterios de desempeño
Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos
Aplicar los conocimientos en transistores BJT para la elaboración de un amplificador de corriente o voltaje alterna operando a frecuencias bajas, mediante el uso de herramientas de software para el diseño, análisis y simulación de circuitos electrónicos.
Reporte selección BJT. Reporte Diagrama del amplificador. Circuito implementado del amplificador de corriente.
Reporte Presentación Objetivo Procedimiento Resultados Conclusión Reporte del análisis Argumentación Toma de
decisiones de cada uno de los miembros del equipo.
Circuito implementado Introducción Desarrollo Resultados Conclusión
Elaboración de un reporte sobre la selección de un transistor BJT para ser utilizado en el diseño de un amplificador de corriente alterna de bajas frecuencias a partir de las hojas de especificaciones de al menos 3 fabricantes. Reporte del análisis en equipos de máximo tres personas en la elaboración del diagrama de un amplificador con características específicas realizando un reporte por escrito del análisis del circuito con los valores que se esperan en los parámetros de mayor importancia. Circuito implementado de un amplificador de corriente o voltaje operando a frecuencias bajas en el punto de operación óptimo, proyecto en equipo de máximo tres personas.
Transistores BJT, PNP y NPN. Polarización de corriente directa de los BJT. Análisis de circuitos amplificadores de corriente alterna de baja frecuencia con transistores BJT.
Pizarrón, marcador, libro de texto, hojas de especificaciones de fabricante, Laboratorio de Electrónica
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Unidad temática 3: Fundamentos de Amplificadores Operacionales. Competencias particulares: Analizar las diferentes configuraciones básicas de circuitos que emplean amplificadores operacionales utilizando sus propiedades ideales y aplicándolos en la solución de problemas de acondicionamiento electrónico (circuitos electrónicos de medición, transducción y control) que adopten características lineales e independientes de la frecuencia para determinar su relación entrada-salida.
Elementos de Competencia
Evidencias de aprendizaje
Criterios de desempeño
Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos
Identificar las configuraciones básicas de los amplificadores operacionales a través de la observación de sus conexiones con el fin de utilizar técnicas de análisis apropiadas en la solución de problemas.
Reporte de configuraciones básicas del operacional.
El reporte se evaluará de acuerdo a: Orden y Limpieza Aplicación de los
conceptos estudiados en la presente unidad temática.
Aplicación de técnicas analíticas específicas.
Conceptos algebraicos.
Procedimiento con calidad y fundamentado.
El trabajo escrito cumple con lo solicitado.
Calidad de argumentos y justificación
Conclusión
Trabajar en equipos de dos integrantes para analizar las configuraciones básicas de amplificadores operacionales propuestas por tu profesor. Determinar los voltajes de salida en cada caso, utilizando las técnicas analíticas apropiadas, realizará un reporte con resultados y procedimientos analíticos.
Fundamentos de los amplificadores operacionales. El amplificador operacional ideal. Análisis de las configuraciones básicas de amplificadores operacionales.
Aula Pizarrón. Marcadores y/o gis. Libro de texto.
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Unidad temática 4: Álgebra Booleana y compuertas lógicas. Competencias particulares:
Aplicar los fundamentos teóricos y prácticos del Álgebra Booleana convirtiendo una idea de solución a un problema de ingeniería o de la creación de un nuevo diseño para obtener una solución óptima que se convierta a su vez en un dispositivo electrónico que opere satisfactoriamente.
Elementos de Competencia
Evidencias de aprendizaje
Criterios de desempeño
Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos
Identificar los sistemas digitales, mediante el conocimiento de sus elementos, con el objetivo de familiarizarse con los componentes básicos del diseño. Aplicar en el contexto del Algebra Booleana, leyes, teoremas, representación gráfica mediante tabla de verdad, diagrama esquemático, ecuación booleana, circuito eléctrico equivalente y diagrama de tiempos, con la finalidad de simplificar un sistema combinacional.
Reporte de sistemas electrónicos digitales. Reporte del prototipo. Circuito implementado
Reporte Presentación Objetivo Procedimiento Resultados Conclusión Reporte del análisis Argumentación Toma de decisiones
de cada uno de los miembros del equipo.
Circuito implementado Introducción Desarrollo Resultados Conclusión
Reporte de información de terminología y concepto de sistemas electrónicos digitales. Elaborar reporte del prototipo de reactivos que sea resultado de trabajo grupal previo, asentando procedimiento empleado y comportamiento de la dinámica grupal. Armar estéticamente el prototipo.
Estado del arte en área de sistemas electrónicos digitales. Fundamentos teóricos y prácticos del Algebra Booleana. Procedimientos de análisis y síntesis de circuitos digitales.
Aula Pizarrón. Marcadores y/o gis.
Libro de texto.
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Evaluación integral de procesos y productos (ponderación /evaluación sumativa) Evidencia Ponderación Exámenes 50 % Producto integrador de aprendizaje: Producto integrador %
Al finalizar la unidad de aprendizaje el estudiante entregara un portafolio que incluirá por lo menos tres proyectos, en donde debe integrar los diferentes temas desarrollados durante la presente unidad de aprendizaje. En cada proyecto el estudiante propone una solución ingenieril a un problema de diseño que es planteado por el profesor. En la solución propuesta debe mostrar cómo ha tomado en cuenta aspectos técnicos y ambientales. El estudiante elaborará un reporte técnico por escrito de los diseños realizados avalados mediante simulaciones, análisis de circuitos electrónicos y con lecturas de mediciones prácticas que demuestren su buen funcionamiento, de acuerdo a las especificaciones que indique el diseño propuesto. Así mismo defenderá su proyecto en presentación oral ante el grupo y ante otros profesores invitados.
Fuentes de apoyo y consulta: Libro: Electronic Devices and Circuit Theory
Autor: Robert L. Boylestad and Louis Nashelsky Editorial: Prentice Hall, 9th Edition, 2005
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VIGENTE A PARTIR DEL: 8 de Agosto del 2011
ISBN-10: 0131189050 ISBN-13: 978-0131189058 Libro: Microelectronic Circuit Analysis and Design
Autor: Donald Neamen Editorial: Mc Graw Hill, 3a edición, 2006 Libro: Electronics Fundamentals Circuits, Devices and Applications: International Edition
Autor: 7th Edition Thomas Floyd Editorial: Pearson Prentice Hall Libro: Electronic design : from concept to reality
Autor: C.J. Savant Jr., Martin S. Roden, Gordon Carpenter Editorial: Prentice Hall, 3ª Edición, 2000 Libro: Electronic Circuits. Analysis. Simulation & Design
Autor: Norbert N. Malik Editorial: Prentice Hall Libro: Dispositivos Electronicos Y Amplificacion De Señales
Autor: A. Sedra, K. C. Smith Editorial: Interamericana Libro: Principios De Electronica
Autor: Albert Paul Malvino Editorial: Mc. Graw Hill Libro: Design with Operational Amplifiers and Analog Integrated Circuits
Autor: Sergio Franco Editorial: Mc Graw Hill, 8a edición, 2005
ISBN: 9780072320848
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o Tema: Manual de aplicaciones de amplificadores operacionales. Liga: http://focus.ti.com.cn/cn/lit/an/sboa092a/sboa092a.pdf
Fecha última revisión: 18 de Junio de 2011 Revista: IEEE Journal of Solid-State Circuits
Año: 1980 # de revista: Volume 15, Issue 5, pages 908-910.
Mes: 5 Nombre del artículo: The Response of 741 Op Amps to very shorts pulses.
Autor: Ruediger, V.G.; Hosticka, B.J.
Perfil del docente: Licenciatura y /o Maestría afín en el área de la Electrónica y dominio de la unidad de aprendizaje. Ficha bibliográfica del profesor: M.C. Humberto Figueroa Martínez Jefe del Departamento de Electrónica F.I.M.E. – U.A.N.L. M.C. Rodolfo Rubén Treviño Martínez Jefe de la Academia de Electrónica F.I.M.E. – U.A.N.L. M.C. Fernando Treviño Martínez Catedrático F.I.M.E. – U.A.N.L.
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VIGENTE A PARTIR DEL: 8 de Agosto del 2011
M.C. Alejandro Torres Ramírez M.C. Rodolfo Rubén Treviño Martínez
JEFATURA DE ACADEMIA JEFATURA DE DEPARTAMENTO M.C. Humberto Figueroa Martínez Dr. Arnulfo Treviño Cubero
COORDINACIÓN GENERAL SUBDIRECCIÓN ACADÉMICA DE INGENIERIA ELECTRONICA