Analisis-y-aplicacion-de-dispositivos-electronicos-avanzado

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1. DATOS DE LA ASIGNATURA 
 
Nombre de la asignatura: 
 
 
Carrera: 
 
 
Clave de la asignatura: 
 
SATCA: 
Análisis y aplicación de dispositivos 
electrónicos avanzado. 
 
Ingeniería en Tecnologías de la Información y 
Comunicaciones 
 
DGF1901 
 
3-2-5 
 
2.- PRESENTACIÓN 
Caracterización de la asignatura: 
Está dirigida para el logro de seis competencias que comprenden el análisis de 
electrónica analógica general partiendo del diodo, transistor de unión bipolar 
(BJT), transistor de efecto de campo (FET), tiristores SCR, SCS, UJT y el 
amplificador operacional. 
 
Para lograr lo anterior, es determinante que los contenidos de las materias 
precedentes (Circuitos Eléctricos, Cálculo integral y Matemáticas Aplicadas) 
hayan sido entendidos. 
 
Esta asignatura aporta al ingeniero en tics conocimientos de electrónica general 
necesarios para el diseño, reparación y mantenimiento de sistemas electrónicos 
y complementa a las asignaturas de Circuitos Eléctricos, Aplicaciones con 
Microcontroladores y Raspberry. 
 
Intención didáctica. 
 
En las seis unidades se pretende que el alumno entienda el funcionamiento del 
diodo, transistor de unión bipolar (BJT), transistor de efecto de campo (FET), 
tiristores SCR, SCS, UJT, el amplificador operacional de forma teórica y práctica, 
los utilice en el diseño de moduladores, demoduladores, circuitos 
complementarios para a la asignatura de Aplicaciones con Microcontroladores y 
Raspberry. 
 
 
 
 
 
 
 
 
3.- COMPETENCIAS A DESARROLLAR 
Competencias específicas: 
 
 Explicar la operación interna del 
diodo, transistor de unión bipolar 
(BJT), transistor de efecto de 
campo (FET), tiristores SCR, SCS, 
UJT y el amplificador operacional. 
 
 Aplicar los conocimientos teóricos 
al diseño, reparación y 
Mantenimiento de sistemas 
electrónicos y de control. 
 
 Aplicar electrónica analógica al 
diseño de circuitos electrónicos, 
Identificar las áreas de oportunidad 
y desarrollar aplicaciones basadas 
en electrónica analógica para la 
solución de problemas con 
ingeniería electrónica siempre bajo 
un código ético y respetando el 
desarrollo sustentable del entorno. 
Competencias genéricas: 
 
Competencias instrumentales: 
 
 Capacidad para búsqueda de 
información y manejo de 
información, así como destrezas 
en el manejo de cómputo y 
lenguaje de programación. 
 Capacidad para comprender, 
manipular y organizar información 
para resolver problemas y tomar 
decisiones. 
 Capacidad de comunicación oral y 
escrita, así como conocimientos 
en una segunda lengua. 
 
Competencias interpersonales: 
 
 Capacidad de trabajar en equipo. 
 Compromiso ético. 
 Capacidad crítica y autocrítica. 
 Destreza social relacionada con 
las habilidades interpersonales. 
 Habilidad para trabajar en un 
ambiente laboral sano y de 
respeto. 
 
Competencias sistemáticas: 
 
 Capacidad de generar ideas y 
nuevas ideas 
 Capacidad para trabajar de forma 
individual. 
 Liderazgo. 
 Habilidad para adaptarse a nuevos 
cambios. 
 Capacidad para el análisis y 
diseño de proyectos. 
 Búsqueda del excito. 
 
 
 
 
 
4.- HISTORIA DEL PROGRAMA. 
Lugar y fecha de 
elaboración o revisión 
Participantes Evento 
INSTITUTO TECNOLÓGICO 
DE 
IZT APALAPA II 
19/MARZO/2018 
 
 
ACADEMIA EN TECNOLOGÍAS DE LA 
INFORMACIÓN Y COMUNICACIONES 
INTEGRANTES: 
ING. IVÁN ALEJANDRO GÓMEZ AYALA, 
ING. SALVADOR CUEVAS BUSTOS, 
ING. WILLIAM JIMÉNEZ LÓPEZ, 
ING. RAFAEL RUIZ CASTILLO, 
LIC. MARÍA VACA PARRA, 
ING. MICHEL LÓPEZ CELAYA, 
ING. DAVID RONQUILLO ARVIZU, 
MATL. ARMANDO MONTES RIVERA, 
QUÍM. ENRIQUE CAÑEDA GUZMÁN 
TALLER INSTITUCIONAL DE 
CREACIÓN DE 
ESPECIALIDADES. 
 
5.- OBJETIVO(S) GENERAL(ES) DEL CURSO (COMPETENCIA ESPECÍFICA A 
DESARROLLAR EN EL CURSO). 
 
 Complementar asignaturas que involucran dispositivos electrónicos (diodo, 
transistor de unión bipolar (BJT), transistor de efecto de campo (FET), 
tiristores SCR, SCS, UJT y el amplificador operacional) como: Circuitos 
Eléctricos, Telecomunicaciones y Tecnologías inalámbricas al mismo tiempo 
que la electrónica analógica da la capacidad al ingeniero en tics de diseñar, 
reparar dar mantenimiento de sistemas electrónicos, además de poder 
aplicarlos con un sistema de control basado en microcontroladores o arduino. 
 
6.- COMPETENCIAS PREVIAS. 
 Comprender las leyes esenciales en el análisis de circuitos eléctricos (Ley de 
Ohm y Kirchhoff). 
 Manejar instrumentos de medición eléctrica o electrónico 
 Interpretar diagramas esquemáticos eléctricos. 
 Manejar sistemas numéricos básicos, binario, hexadecimal 
 Realizar tipos de conexiones en serie, paralelo y serie paralelo de dispositivos 
eléctricos. 
 Contar con conocimientos previos de Cálculo integral, geometría analítica, 
Matemáticas Aplicadas y Física general. 
 
 
 
 
7.- TEMARIO 
UNIDAD TEMA SUBTEMA 
 
1. 
 
El diodo 
 
1.1 Semiconductores tipo N y tipo P 
1.2 Polarización del diodo 
1.3 Características de voltaje corriente 
del diodo 
1.4 Rectificadores de media onda y onda 
completa 
1.5 Filtros y reguladores 
1.6 El diodo Zener y su aplicación 
1.7 El diodo varactor 
1.8 Diodos ópticos 
1.9 Solución de fallas 
1.10 Proyecto de aplicación del diodo 
 
2. El transistor de 
unión bipolar (BJT) 
2.1 Estructura y operación básica de un 
BJT 
2.2 El BJT como interruptor. 
2.3 Polarización del transistor 
2.4 Amplificadores con BJT de emisor 
común, base común, colector común y 
etapas múltiples. 
2.5 Amplificador diferencial 
2.6 amplificadores de potencia clase A, 
B, C y push pull. 
2.7 Aplicaciones del transistor de unión 
bipolar (BJT) 
2.8 Proyecto de aplicación del BJT. 
 
3. Transistores de 
efecto de campo 
(FET) 
3.1 Características y parámetros del 
JFET 
3.2 Polarización del JFET 
3.3 Características, parámetros y 
polarización del MOSFET 
3.4 Características del IGBT 
3.5 Amplificadores basados en FET y 
circuitos de conmutación. 
3.6 Respuesta en frecuencia de un 
amplificador con FET 
3.7 Proyecto de aplicación del FET. 
 
 
4. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tiristores 4.1 Características del rectificador 
controlado de cilicio (SCR) 
4.2 Aplicaciones del SCR 
4.3 El DIAC y el TRIAC 
4.4 El interruptor controlado de cilicio 
(SCS) 
4.5 El Transistor de una sola unión (UJT) 
4.6 Proyecto de aplicación de los 
tiristores. 
5 
 
 
 
 
 
 
 
Amplificadores 
operacionales 
(OPAM) 
5.1 Características de los OPAM 
5.2 EL OPAM como sumador, 
integrador y diferenciador. 
5.3 Circuitos basados en OPAM para 
propósitos especiales. 
5.4 Filtros activos 
5.5 proyecto de aplicación con el OPAM 
6 Integración de 
circuitos aplicados 
con 
Microcontroladores, 
arduino y raspberry. 
6.1 Usar el diodo con microcontroladores 
o arduino en aplicaciones. Hacer PCB. 
6.2 Usar el transistor BJT con 
microcontroladores o arduino en 
aplicaciones. Hacer PCB. 
6.3 Usar el transistor FET con 
microcontroladores o arduino en 
aplicaciones. Hacer PCB. 
6.4 Usar el tiristor con microcontroladores 
o arduino en aplicaciones. Hacer PCB. 
6.5 Usar el amplificador con 
microcontroladores o arduino en 
aplicaciones. Hacer PCB. 
 
8.- SUGERENCIAS DIDÁCTICAS 
 Impulsar la búsqueda, selección y análisis de información en distintas fuentes 
acerca de los Micro controladores más actuales. 
 Fomentar y realizar actividades grupales que propicien la comunicación, 
intercambio de ideas y la reflexión que lleven a la colaboración de y entre los 
estudiantes. 
 Revisar artículos técnico/científicos relacionados con aplicaciones de electrónica 
y microprocesadores. 
 Utilizar medios visuales para mejor comprensión de los estudiantes de los temas 
cuando lo requieran. 
 Realizar prácticas en laboratorio mediante el uso de simuladores antes de 
llevarlos a cabo en forma física. 
 
 
 Propiciar el uso del software adecuado para la simulación, implementación y 
programación de los Microcontroladores. 
 Plantear la realización
de prácticas para resolver problemas reales con sistemas 
digitales con Microcontroladores. 
 Fomentar el uso de diferentes transmisores y receptores para la 
implementación de controles de sistemas de forma inalámbrica. 
 Utilizar antenas de acuerdo a las necesidades del proyecto de control 
inalámbrico. 
9.- SUGERENCIAS DE EVALUACIÓN 
 Asistencia, participación en clase y cuestionario escrito (teoría y laboratorio) 
 Planteamientos de soluciones a problemas planteados en clases 
 Informes de prácticas 
 Examen practico 
 Examen escrito 
 Realización de proyectos. 
 
10.- UNIDADES DE APRENDIZAJE 
Unidad 1: El diodo 
 
Competencia específica a desarrollar Actividades de Aprendizaje 
 
 
 Explicar la operación interna del 
diodo y realizar proyectos de 
aplicación, relacionarlo con las 
asignaturas tale s como: 
 
 Analizar la curva característica de 
los diodos. 
 Aprender a manejar y consultar 
manuales del fabricante. 
 Clasificar y catalogar los diferentes 
tipos de diodos mediante un 
cuadro comparativo para elegir el 
modelo más adecuado a las 
necesidades de un proyecto. 
 Realizar proyectos que usen 
diodos y aplicarlos a lo solución de 
problemas (Fuentes reguladas de 
voltaje continuo y reguladores de 
voltaje continuo). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Unidad 2: El transistor de unión bipolar (BJT) 
 
Competencia específica a desarrollar Actividades de Aprendizaje 
 
 Explicar la operación interna del 
transistor de unión bipolar (BJT) y 
realizar proyectos de aplicación. 
 Caracterizar y utilizar diferentes 
tipos de transistores de unión 
bipolar en diferentes 
configuraciones. 
 Utilizar el transistor de unión 
bipolar (BJT) como amplificador de 
voltaje, como interruptor y 
amplificador de potencia 
 Buscar las hojas de datos de 
diferentes transistores de unión 
bipolar (BJT) y elegir el ideal para 
realizar proyectos. 
 Aplicar transistor de unión bipolar 
(BJT) para el diseño de 
amplificadores de señales y 
relacionarlo con asignaturas como: 
Circuitos Eléctricos, Micro 
Controladores aplicados a las 
comunicaciones inalámbricas y 
telecomunicaciones. 
 
 
Unidad 3: Transistores de efecto de campo (FET) 
 
Competencia específica a desarrollar Actividades de Aprendizaje 
 
 
 Explicar la operación interna de los 
 Transistores de efecto de campo 
(FET) y realizar proyectos de 
aplicación. 
 
 Aprender a manejar y consultar 
manuales del fabricante. 
 Clasificar y catalogar los diferentes 
tipos de Transistores de efecto de 
campo (FET) para elegir el modelo 
más adecuado a las necesidades 
de un proyecto. 
 Realizar proyectos que usen 
Transistores de efecto de campo 
(FET) 
 
 
 
 
 
 
 
Unidad 4 Tiristores 
Competencia específica a desarrollar Actividades de Aprendizaje 
 
 
 Explicar la operación interna de los 
Tiristores y realizar proyectos de 
aplicación en electrónica de 
potencia. 
 
 Aprender a manejar y consultar 
manuales del fabricante. 
 Clasificar y catalogar los diferentes 
tipos de Tiristores para elegir el 
modelo más adecuado a las 
necesidades de un proyecto. 
 Realizar proyectos que usen 
Tiristores. 
 
 
Unidad 5 Amplificadores operacionales (OPAM) 
Competencia específica a desarrollar Actividades de Aprendizaje 
 
Explicar la operación interna de los 
Amplificadores operacionales 
(OPAM) y realizar proyectos de 
aplicación (Filtros activos y 
Osciladores) 
 
 
 
 Aprender a manejar y consultar 
manuales del fabricante. 
 Clasificar y catalogar los diferentes 
tipos de Amplificadores 
operacionales OPAM) para elegir 
el modelo más adecuado a las 
necesidades del proyecto de 
aplicación. 
 Realizar proyectos que usen 
Amplificadores operacionales 
(OPAM). 
 
Unidad 6 Integración de circuitos aplicados con Microcontroladores, arduino y 
raspberry. 
Competencia específica a desarrollar Actividades de Aprendizaje 
 
Explicar y llevar a cabo proyectos de 
integración de las unidades pasadas 
usando como control un 
microcontrolador, arduino o raspberry. 
 
 
 
 Realizar proyectos donde apliquen 
de manera integrada todos los 
elementos vistos en las unidades 
pasadas. 
 Analizar los requerimientos para 
cada aplicación seleccionada y 
hacer su diseño para poder llevarla 
a cabo. 
 Crear la tablilla impresa con los 
circuitos y elementos adquiridos en 
 
 
los temas anteriores, con la cual 
podrán poner a prueba lo 
aprendido. Hacer uso de 
programas para crear la pcb 
(ALTIUM, EAGLE, DESING 
SPARK, KICAD, PCB WIZARD, 
ORCAD, CIRCUIT MAKER, ) 
 
 
 
11.- FUENTES DE INFORMACIÓN 
 Donald A. Neamen; Análisis y diseño de circuitos electrónicos; edit. MC. Graw 
Hill. 
 Rashid Muhammad H; Electrónica de potencia; edit. Pearson educación. 
 Boylestad/Nashelsky; Electrónica: teoría de circuitos; edit. Pearson/prentice hall. 
 Lander Cyril W; Power Electronics; edit. Mc. Graw Hill 
 Schilling Donald L; Circuitos electrónicos; Edti. Mc. Graw Hill 
 Timothy J; Electrónica Industrial Moderna; Edit. Prentice hall 
 Simon Monk, 30 proyectos con Arduino.Ed. Estribor. 
 Leonel Corona, Sensores y actuadores, aplicaciones con arduino. Ed. Grupo 
Editorial Patria. 
 
12.- PRÁCTICAS PROPUESTAS 
1. Diodos rectificadores 
2. Fuentes reguladas de voltaje. 
3. Aplicación en CA y CD de los diodos rectificadores 
4. Diodo Zener y sus aplicaciones 
5. Transistor bipolar 
6. Polarización, regiones de operación y circuitos reguladores con transistores 
bipolares 
7. Transistor unipolar (JFET) 
8. Calculo y diseño de una fuente de energía eléctrica regulado 
9. Operaciones de señales con Amplificadores operacionales (OPAM). 
10. Proyectos donde se vinculen las asignaturas de Circuitos Eléctricos, 
Telecomunicaciones, Tecnologías inalámbricas y Aplicaciones con 
Microontroladores y Raspberry.