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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

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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.

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 y diagrama de la fuete de poder. Implementación del circuito.

Reporte Presentación Objetivo Procedimiento Resultados Conclusión Argumentación Toma de

decisiones de cada uno de los miembros del equipo.

Circuito implementado Introducción Desarrollo Resultados Conclusión

Elaboración del 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 y el análisis en equipos (máximo tres personas) del diagrama 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 directa y corriente alterna así como los principales parámetros de diseño y modelos de análisis, para implementar amplificadores de pequeña señal.

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 del BJT y diagrama del amplificador. Circuito implementado del amplificador de corriente.

Reporte Presentación Objetivo Procedimiento Resultados Argumentación Toma de

decisiones de cada uno de los miembros del equipo.

Conclusión 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 y 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, utilizar técnicas de análisis apropiadas para 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 propuestos por tu profesor. Determinar los voltajes de salida en cada caso, utilizando las técnicas analíticas apropiadas y se 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 y componentes básicos

del diseño, aplicando 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, para simplificar un sistema combinacional.

Reporte de sistemas electrónicos digitales y del prototipo. Circuito implementado

Reporte Presentación Objetivo Procedimiento Resultados Argumentación Toma de decisiones

de cada uno de los miembros del equipo.

Conclusión

Circuito implementado Introducción Desarrollo Resultados Conclusión

Reporte de información de terminología y concepto de sistemas electrónicos digitales y 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

ISBN-10: 0131189050 ISBN-13: 978-0131189058

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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

o Tema: Manual de aplicaciones de amplificadores operacionales. Liga: http://focus.ti.com.cn/cn/lit/an/sboa092a/sboa092a.pdf

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Fecha última revisión: 18 de Junio de 2011 Revista: Saber Electrónica

Año: 22 # de revista: 10

Mes: Octubre Nombre del artículo: Las Fuentes de Alimentación (Rectificador de Media Onda). Autor: Ing. Horacio D. Vallejo

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

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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.

JEFATURA DE ACADEMIA JEFATURA DE DEPARTAMENTO

COORDINACIÓN DE LA DIVISIÓN SUBDIRECCIÓN ACADÉMICA DE ELECTRÓNICA Y CONTROL