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UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA Formato Syllabus F01 Página MICROCURRICULO Asignatura ELECTRÓNICA II Código 1090714 Área de formación: Ciencias Básicas Tipo de asignatura: Obligatoria Número de Créditos 3 Prerrequisitos 1190613 Correquisitos NINGUNO Unidad No 1 2 3 4 5 6 Nombre de las Unidades y Contenidos temáticos Amplificadores diferenciales Amplificador operacional Respuesta en frecuencia de Circuitos Amplificadores Filtros activos Amplificadores de potencia Circuitos Electrónicos de Aplicaciones Específicas. TOTAL Ciencias Básicas Aplicada Ingeniería Aplicada Socio Humanística Electiva Dedicación del estudiante (Horas) a)Trabajo b)Trabajo Presencial Independiente 12 12 16 24 24 40 12 8 20 12 8 12 8 24 16 4 16 20 64 80 144 Horas Totales (a+b) JUSTIFICACIÓN Y UBICACIÓN EN EL PROGRAMA Esta asignatura complementa la formación iniciada en Electrónica I en el semestre VI y desarrolla los conocimientos básicos necesarios de electrónica para la formación del Ingeniero Electromecánico de la Universidad Francisco de Paula Santander, tanto para el estudio de asignaturas posteriores como para su posterior ejercicio profesional. El estudio de los diversos componentes, análisis y diseño de circuitos y el montaje práctico en el laboratorio, hace que la asignatura sea un pilar indispensable para conseguir futuros graduados con una base teórica y práctica sólida. OBJETIVO GENERAL Analizar y diseñar amplificadores de potencia teniendo en cuenta consideraciones de ganancia, frecuencia y potencia con transistores y sistemas electrónicos más complejos con amplificadores operacionales. UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA Formato Syllabus F01 Página COMPETENCIAS Competencias Procedimentales: - - - Desarrollar en el estudiante la habilidad de utilizar los manuales de los fabricantes de transistores FET para entender y manejar sus especificaciones. Medir los parámetros Zin, Zout, Av y rango de excursión en las configuraciones básicas con transistores FET. Implementar las configuraciones básicas del amplificador diferencial y medir ganancia en modo común, ganancia en modo diferencial, ganancia diferencial-diferencial, relación de rechazo en modo común, resistencia de entrada diferencial y común. Medir ganancia, ancho de banda, voltaje offset, slew rate, impedancia de entrada y salida de del amplificador operacional utilizando las configuraciones básicas: amplificador inversor, no inversor, derivador, integrador de voltaje y amplificador de instrumentación. Desarrollar la habilidad para manejar instrumentos de medición. Aplicar los conocimientos en la práctica. Construye circuitos amplificadores considerando las características y propiedades de los amplificadores operacionales y transistores. Competencias Conceptuales: Evaluar e interpretar las características fundamentales del amplificador diferencial. Entender y analizar el comportamiento, las características lineales y no lineales del amplificador operacional en las aplicaciones básicas. Comparar los valores reales medidos en laboratorio con los que especifica el fabricante en el manual de componentes y con los del amplificador operacional ideal. Evaluar el efecto de las capacitancías externas e internas, en la respuesta en frecuencia de un amplificador con transistores BJT y FET. Analizar y diseñar filtros activos de primer orden, segundo orden y cascada. Analizar las configuraciones de las etapas de salida clase A, clase B y clase AB. Formular propuestas y proyectos de investigación. Analizar y diseñar proyectos electrónicos Conocer los efectos de la frecuencia en circuitos amplificadores de pequeña señal y su representación gráfica. Competencias Actitudinales: Apropiar un lenguaje y simbolismos propios que le permitan comunicarse con claridad y precisión. Respetar y ser solidario con sus congéneres UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA Formato Syllabus Página Privilegiar los intereses colectivos ante los individuales. Poseer un alto sentido de apreciación hacia el estudio y el autoaprendizaje en búsqueda de una permanente actualización y mejoramiento continuo. Ser responsable de sus actos, sentir gratitud o dar las gracias, debe ser solidario, leal, bondadoso, obrar con justicia y razón, responsable por sus propios actos. Respetar a los demás, así mismo, al medio ambiente, a los seres vivos y la naturaleza en general, sin olvidar el respeto a las leyes, a las normas sociales, a la memoria de los antepasados y a la patria. CONTENIDOS POR UNIDADES Unidad 1. Amplificadores diferenciales F01 Polarización Modo diferencial y modo común CMRR Fuentes y espejos de corrientes. Actividades Presenciales Actividades no Presenciales Desarrollo de preguntas previas Práctica Nº 1: “Configuraciones Básicas de Amplificación con Transistores JFET” (2h). Clase magistral (6). Desarrollo de preguntas previas Práctica Nº 2: Practica de “Amplificador Diferencial” laboratorio I y II (6h). (6h). Simulaciones circuitos de laboratorios I y II (2h). Unidad 2. Amplificador operacional Características del amplificador operacional. Circuitos lineales con el amplificador operacional. Circuitos no lineales con el amplificador operacional. Propiedades no ideales del amplificador operacional. Simulaciones del par diferencial en Orcad Pspice (2h). Clase magistral (6h). Practica de laboratorio III y IV (8h). Lectura de refuerzo y desarrollo de ejercicios extracurricular (2h). Desarrollo de preguntas previas Practica III. “Aplicaciones lineales del amplificador operacional” (6h). Desarrollo de preguntas previas Practica IV. “Caracterización de amplificadores operacionales” (6h). Simulaciones circuitos de laboratorios III y IV (4h). Lectura de refuerzo y desarrollo de ejercicios UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA Formato Syllabus F01 Página extracurricular (8h). Unidad 3. Respuesta en frecuencia de Circuitos Amplificadores Capacitancia interna de transistores Modelo de componentes de estado sólido en altas frecuencias Respuesta en régimen permanente sinusoidal Representación de la función de transferencia mediante diagramas de bode Capacitores de Baja y Alta Frecuencia Respuesta en baja, media y alta frecuencia de los amplificadores Superposición de Polos Concepto de Polo Dominante Teorema de Miller Unidad 4. Filtros activos Propiedades y clasificación de los filtros Especificaciones reales para el diseño de un filtro Filtros activos de primer orden Filtros activos de segundo orden Cascada de Filtros activos Diseño de filtros en cascada butterworth y chebyshev. Unidad 5. Amplificadores de potencia Clasificación de las etapas de potencia Amplificadores clase A Amplificadores clase B Amplificadores clase AB amplificadores de potencia integrados Clase magistral (8h). Taller diagramas de bode con Orcad y Matlab (2h) Simulaciones de los circuitos analizados en clase (2h). Simulaciones del BJT Lectura de refuerzo y con Orcad Pspice desarrollo de ejercicios (2h). extracurricular (8h). Clase magistral (6h). Taller diseño y simulación de filtros activos de segundo orden (2). Practica de laboratorio (4h). Clase magistral (4h). Practica de laboratorio VI (4) “Desarrollo de preguntas previas Practica V. Diseño de filtro activo en cascada” (4h). Simulación de ejercicios desarrollados en clase de filtro activo (2h). Lectura de refuerzo y desarrollo de ejercicios extracurricular (6h). Desarrollo de preguntas previas Practica 6. “Amplificadores de potencia clase A, B y AB laboratorio VI” (2h). Simulaciones de ejercicios desarrollados en clase y circuitos de laboratorios VI (2h). Lectura de refuerzo y desarrollo de ejercicios extracurricular (4h). Unidad 6. Circuitos Electrónicos de Especificaciones y UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA Formato Syllabus Aplicaciones Específicas. Aplicaciones con Orcad Pspice Circuito integrado temporizador 555. Aplicaciones del circuito integrado temporizador 555. Especificaciones del proyecto final. Prácticas de laboratorio para el diseño y montaje del proyecto final. Montaje de prototipo de sistema electrónico. Diseño y montaje en el laboratorio. Pruebas en laboratorio del prototipo. pautas para el desarrollo del proyecto de asignatura (2h). F01 Página Diseño e implementación del proyecto de asignatura (16h). Sustentación proyecto de asignatura (2h). PRINCIPALES PRÁCTICAS PEDAGÓGICAS A UTILIZAR – METODOLOGÍA En cada clase teórica se revisara el trabajo para la casa planteado en la clase anterior, se desarrollaran las actividades de la clase y se planteara un trabajo para la casa. Las actividades que se desarrollaran en clases son entre otras: Presentación de su trabajo en casa por parte de los alumnos. Exposiciones por parte del profesor. Resolución de problemas. Aclaración de preguntas y planteamiento de trabajo en casa. En la última clase de cada capítulo no se expondrá tema nuevo sino se revisara el trabajo del capítulo mediante la puesta en común de los trabajos de los alumnos. En la asignatura se desarrollan seis prácticas de laboratorio guiadas por el docente y el proyecto final. La primera práctica de laboratorio “Configuraciones Básicas de Amplificación con Transistores JFET” corresponde al último tema de la asignatura Electrónica I que es prerrequisito de esta asignatura. UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA Formato Syllabus F01 Página ESTRATEGIAS DE EVALUACIÓN Son estrategias para el seguimiento del alumno como herramientas diagnosticas al proceso educativo impartido durante el curso. Evaluaciones Parciales: Se han establecido 2 (dos) evaluaciones parciales según estatuto estudiantil UFPS acuerdo 065 de 1996 que equivalen al 23.3% cada una. Evaluación tercera nota: Equivale al 23.3% de la nota definitiva, que se obtiene del desarrollo y evaluación de las prácticas de laboratorio, proyecto de la asignatura, y los dos talleres planteados anteriormente. El porcentaje de cada una de las actividades anteriores se asigna en común acuerdo con los estudiantes al inicio de semestre académico. Examen Final: Prueba escrita (30%) fundamentada con todos los temas del contenido programático de la materia. RECURSOS UTILIZADOS Video Beam Internet. El equipamiento necesario para el desarrollo de las prácticas en el Laboratorio es el siguiente: o Fuente de Alimentación. o Generador de señales. o Osciloscopio. o Multímetro. o Ordenador personal. o Software de simulación electrónica adecuado a las prácticas. BIBLIOGRAFÍA Malvino, A. (2007). Principios de Electrónica. España: Editorial Mc. Graw Hill, Séptima Edición. Sedra, A. y Smith K. (2006). Circuitos Microelectrónicos. México. D. F., México: Editorial Mc. Graw Hill Interamericana, Quinta Edición. Jaeger, R. (2005). Diseño de Circuitos Microelectrónicos. Editorial Mc. Graw Hill Interamericana, Segunda Edición. Boylestad, R. y Nashelsky, L. (2003). Electrónica. Teoría de Circuitos y dispositivos electrónicos. México. D. F., México: Editorial Prentice Hall, Octava edición. Hambley, A. (2001). Electrónica. Editorial Prentice Hall, Segunda Edición. Horenstein, M. (1997). Microelectrónica: Circuitos y Dispositivos. Editorial Prentice Hall, Segunda Edición. UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA Formato Syllabus RECURSO HUMANO Ingenieros docentes. Personal de laboratorio. F01 Página