Esta asignatura trabaja, en parte, la competencia 4 del módulo básico: "Comprensión y dominio de los conceptos básicos de sistemas lineales y las funciones y transformadas relacionadas, teoría de circuitos eléctricos, circuitos electrónicos, principios físicos 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".



En cuanto a los resultados de aprendizaje, lo que se pretende con esta asignatura, es que el alumnado domine el funcionamiento de los principales dispositivos electrónicos cuya combinación es utilizada en la mayor parte de los circuitos electrónicos actuales, analizando su comportamiento tanto en estática como en dinámica. Más específicamente, que:



- Analice el comportamiento de diodos y transistores tanto en estática como en dinámica.

- Comprenda y maneje sus curvas características, circuitos equivalentes y principales parámetros que gobiernan su funcionamiento.

- Resuelva casos prácticos e implemente circuitos que incorporen dichos dispositivos verificando conceptos y aproximaciones.

- Interprete, con facilidad, información en forma de gráficas y tablas como las que encontrará a menudo en las hojas de especificaciones de los fabricantes.

- Aplique fórmulas, más o menos complejas o generales, como las del cálculo de la anchura de la zona de carga de espacio, corriente de saturación, etc.

- Resuelva problemas que no sean una aplicación directa de la teoría, sino que requieran una comprensión e interiorización de enunciados y de conceptos y fórmulas.

La asignatura tiene un peso de 6 ECTS repartidos al 50% entre créditos teóricos y prácticos. Estos últimos incluyen, a su vez, la resolución de problemas y prácticas regladas de laboratorio. El temario teórico está dividido en tres grandes bloques: Diodo de unión pn, transistor bipolar de unión y transistores de efecto de campo. Se enumeran, además, las prácticas de laboratorio.



TEMARIO



I. DIODO DE UNIÓN PN



1. Unión pn en equilibrio termodinámico.

2. Unión pn bajo polarización.

2.1. Polarización directa.

2.2. Polarización inversa.

2.3. Curva característica del diodo.

3. Resolución de un circuito con diodos.

4. Modelos de gran señal del diodo.

5. Circuitos con diodos.

5.1. Rectificador de media onda.

5.2. Rectificador de onda completa.

5.3. Filtrado con condensador.

5.4. Circuitos recortadores.

6. Diodo en dinámica.

6.1. Comportamiento en pequeña señal.

6.2. Tiempos de conmutación del diodo.

7. Distintos tipos de diodos: LEDs, fotorresistencias, diodos receptores de luz, célula solar, ...



II. TRANSISTOR BIPOLAR DE UNIÓN



8. El transistor bipolar en estática.

8.1. Estructura del transistor bipolar.

8.2. Regiones de funcionamiento.

8.3. Funcionamiento cualitativo en la región activa.

9. Modelos de gran señal del BJT.

9.1. Modelo de Ebers-Moll (versión de inyección y versión transporte).

9.2. Curvas características ideales I-V.

9.3. Recta de carga estática.

9.4. Estabilidad de la polarización: Circuito de autopolarización o polarización por emisor.

10. Desviaciones respecto al transistor bipolar ideal.

10.1. Efecto Early.

10.2. Variación de beta con la corriente de colector.

11. El BJT en dinámica.

11.1. Representación circuital del comportamiento en dinámica para el modo activo de funcionamiento.

11.2. El BJT como amplificador de pequeña señal. Recta de carga dinámica.

11.3. El BJT como conmutador.

12. El BJT como cuadripolo.

12.1. Parámetros híbridos.

12.2. Frecuencias de corte.

13. Análisis de circuitos amplificadores.

13.1. Amplificador en emisor común.

13.2. Amplificadore en colector común (seguidor de emisor).

13.3. Amplificador en base común.

13.4. Comparación entre las diferentes configuraciones.

13.5. Amplificador en emisor común con resistencia de emisor.



III. TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO (FET)



14. El FET metal óxido semiconductor (MOSFET).

14.1. Estructura metal óxido semiconductor.

14.2. Comportamiento de la estructura MOS bajo una tensión de polarización: Acumulación, deplexión e inversión.

14.3. Constitución y principios de funcionamiento de un MOSFET de acumulación.

14.4. Curvas características.

14.5. Tipos de MOSFETs.

15. El Transistor JFET.

15.1. Estructura de un JFET.

15.2. Principios de funcionamiento.

15.3. Tensión umbral o tensión de corte.

15.4. Curvas características de un JFET.

15.5. El MESFET.

16. FETs en pequeña señal: Circuito equivalente.

17. Polarización de FETs.

17.1. Circuito de autopolarización de fuente.

17.2. Circuito para un FET de acumulación.

17.3. Circuito de polarización con cuatro resistencias.



RELACIÓN DE PRÁCTICAS



Práctica I-Diodos: Curva característica I-V y circuitos rectificadores.

Práctica II-Diodos: Diodos ZENER y regulación.

Práctica III-Diodos: Rectificación con filtrado y regulación ZENER.

Práctica IV-BJTs: Curvas I-V del transistor. Regiones de trabajo.

Práctica V-BJTs: Circuitos de polarización y estabilidad.

Práctica VI-BJTs: Fuentes de corriente.

Práctica VII-BJTs: Circuitos de amplificación básicos en colector común.

Práctica VIII-BJTs: Circuitos de amplificación básicos en emisor común.

Práctica IX-BJTs: Etapa de salida push-pull.

Práctica X-FETs: Circuitos de polarización y amplificación.

La asignatura tiene un peso de 6 ECTS repartidos al 50% entre créditos teóricos y prácticos. Estos últimos incluyen, a su vez, la resolución de problemas y prácticas regladas de laboratorio por lo que la metodología utilizada se adapta a las diferentes modalidades docentes:



Las 30 horas teóricas se utilizan para la transmisión de conocimientos haciendo especial énfasis en las funciones de análisis, síntesis, inducción y capacidad crítica. En general, los conceptos son introducidos primeramente de manera cualitativa pasando, a posteriori, a su formulación matemática.



Tanto las clases de problemas como las prácticas de laboratorio se encuentran intercaladas con las clases teóricas y se realizan de manera individual o grupal. El objetivo de las mismas es aplicar los conocimientos teóricos en supuestos y situaciones variadas. También, de manera recíproca, se utilizarán los resultados prácticos para explicar conceptos teóricos sobre todo en lo que concierne a las desviaciones de comportamiento de los dispositivos electrónicos reales frente al dispositivo ideal. Las sesiones prácticas requieren por parte del estudiante: Preparación previa de los problemas o sesiones de laboratorio; Exposición de las dificultades que se le hayan planteado en la resolución del problema o ejecución de la práctica y, finalmente, realización de un informe de la práctica.

- Prueba escrita: 70% de la nota de asignatura. Se obtendrá a través de una prueba final individual que constará de dos partes:

- Primera parte: Conceptos teóricos. Esta parte será ELIMINATORIA. Se exigirá una nota mínima

de 3 para que la segunda parte de la prueba escrita sea corregida.

- Segunda parte: Resolución de problemas.



Los aspectos más relevantes que serán evaluados son:



* Respuestas correctas con razonamientos adecuados.

* Planteamiento y razonamiento adecuado de los ejercicios o problemas en la búsqueda de la solución.

* Desarrollo correcto y ausencia de fallos conceptuales graves.

* Obtención de la solución y análisis de la misma.



- Prácticas de laboratorio: 30% de la nota de la asignatura. Las prácticas son regladas por lo que su asistencia es obligatoria. La nota de laboratorio corresponde a la preparación, ejecución e informe de las distintas sesiones prácticas que se realizarán de manera grupal, así como de una prueba individual que se realizará a finales del cuatrimestre. El listado completo de los diferentes aspectos a evaluar se detalla en la Guía del Estudiante.



Para aprobar la asignatura en la convocatoria ordinaria, además de obtener una nota media igual o mayor que 5, es necesario superar las prácticas de laboratorio y sacar al menos un 4,5 en la prueba escrita final individual (siempre y cuando se supere la nota mínima exigida en la parte eliminatoria de la prueba escrita final).



Si en la convocatoria ordinaria un estudiante no aprueba la asignatura pero sí supera una de las dos partes que la componen, se guarda la nota de la parte aprobada (prueba escrita final individual y/o prácticas de laboratorio) para la convocatoria extraordinaria. En tal caso, la nota máxima que podrá alcanzar será un 4,5.



Para renunciar a la convocatoria ordinaria será suficiente con no presentarse a la prueba escrita final individual.

El profesorado de la asignatura ha elaborado:

- Libro de prácticas de laboratorio/Laborategiko eskuliburua
- Material docente del profesorado/Irakasgaiaren liburua

Este material docente está disponible en el servicio de Publicaciones de la Escuela y también en la plataforma eGELA donde se complementa con hojas de datos de los dispositivos a utilizar en las sesiones de laboratorio, enunciados para la preparación de las prácticas, ejercicios de autoevaluación y enunciados y soluciones de exámenes de años anteriores. Será esta plataforma eGELA, además del correo personalizado, la que se utilice como medio de intercomunicación entre el alumnado y el profesorado de la asignatura.

Bibliografía básica

[1] Norbert R. Malik, "Circuitos Electrónicos. Análisis, Simulación y Diseño", Prentice Hall International Editions.

[2] Gerold W. Neudeck, "El Diodo PN de Unión", Addison - Wesley Iberoamericana, 1993.

[3] Gerold W. Neudeck, "El Transistor Bipolar de Unión", Addison - Wesley Iberoamericana, 1994.

[4] Robert F. Pierret, "Dispositivos de Efecto de Campo", Addison - Wesley Iberoamericana, 1994.

[5] R. L. Boylestad & L. Nashelsky, "Electrónica: Teoría de Circuitos y Dispositivos Electrónicos", Prentice Hall 2003.

[6] A. S. Sedra K. C. Smith, "Circuitos Microelectrónicos", Mc Graw Hill, 2006.

[7] A. R. Hambley, "Electrónica", Prentice Hall, 2001.