En esta asignatura se abordan de forma introductoria los fundamentos tecnológicos básicos del hardware utilizado en los computadores. Se presentan los fenómenos físicos subyacentes a la tecnología actual utilizada en la construcción de los ordenadores, y se definen las magnitudes que los controlan, enfatizando los conceptos básicos y presentando una descripción cualitativa de los mismos, concentrándonos en los conceptos, más que en el formalismo matemático.

Así, estudiaremos los conceptos básicos de electricidad, las magnitudes eléctricas fundamentales, los conceptos básicos de la electrónica, los materiales semiconductores, sus características y los dispositivos semiconductores más habituales, para poder abordar el análisis de circuitos eléctricos y electrónicos, para lo que presentaremos los modelos ideales de los distintos elementos y sus parámetros correspondientes, y también estudiaremos el funcionamiento y las aplicaciones de circuitos básicos ampliamente utilizados, tanto analógicos como digitales. Veremos también los conceptos básicos del magnetismo y la fotónica, y su aplicación en los dispositivos informáticos.



Pero para la obtención de estos conocimientos no partimos de cero. La mayoría de los estudiantes, en sus estudios preuniversitarios, han trabajado temas relacionados con la Física y tienen algún conocimiento de electricidad, aunque sea básico. Por otro lado, los conocimientos matemáticos necesarios para esta asignatura ya se han desarrollado en los estudios preuniversitarios.



Junto con esta asignatura, se estudia la asignatura de Principios de Diseño de Sistemas Digitales. Es importante resaltar la relación existente entre ambas asignaturas, ya que, por ejemplo, en Principios de Diseño de Sistemas Digitales aparecen puertas lógicas y estas, en definitiva, no son más que circuitos electrónicos.



De la misma forma, los temas tratados en esta asignatura resultarán útiles para afrontar asignaturas de cursos posteriores, como por ejemplo:



Diseño y Construcción de Sistemas Digitales.

Diseño de Sistemas Empotrados.

Electrónica aplicada al tratamiento de datos.

Robótica, Sensores y Actuadores.



Se trata, en resumen, de asimilar los conocimientos básicos necesarios para poder abordar con éxito las diferentes materias que conforman el área de Arquitectura y Tecnología de Computadores, facilitando su posterior comprensión.

Resultados de aprendizaje:



Comprender los conceptos subyacentes a los dispositivos y componentes eléctricos y electrónicos, para poder realizar el análisis de circuitos eléctricos y electrónicos, en particular de circuitos de corriente continua, principalmente en régimen permanente, aunque también se estudia el régimen transitorio y los conceptos básicos de los circuitos de corriente alterna.

Comprender los fundamentos del electromagnetismo y de la fotónica, y su aplicación en el terreno de la informática.

1.Electrostática

1.1 Carga eléctrica.

1.2 Ley de Coulomb.

1.3 Campo eléctrico.

1.4 Energía potencial electrostática.

1.5 Potencial electrostático.



2.Electrocinética.

2.1 Corriente eléctrica.

2.2 Intensidad y densidad de corriente.

2.3 Diferencia de potencial.

2.4 Potencia eléctrica.



3.Introducción a los circuitos

3.1 Definición de circuito.

3.2 Clasificación de los circuitos según tipología: analógicos/digitales concentrados/distribuidos,

circuitos de corriente continua o de corriente alterna.

3.3 Régimen de funcionamiento de los circuitos: régimen permanente / régimen transitorio.



4.Componentes típicos de los circuitos eléctricos.

4.1 Resistencias.

4.2 Condensadores.

4.3 Bobinas.

4.4 Generadores de tensión y de corriente, independientes y dependientes.

4.5 Interruptores y conmutadores.



5.Leyes fundamentales de los circuitos y sus aplicaciones.

5.1 Leyes de Kirchhoff.

5.2 Asociaciones en serie y en paralelo de elementos; divisores de tensión y de corriente.

5.3 Principios de funcionamiento de los medidores eléctricos, voltímetro y amperímetro.



6.Métodos de análisis de los circuitos.

6.1 Método de las corrientes de malla.

6.2 Principio de superposición.

6.3 Teoremas de Thévenin y de Norton.

6.4 Teorema de la máxima transferencia de potencia.



7.Régimen transitorio.

7.1 Circuito RC; procesos de carga y descarga.

7.2 Constante de tiempo del circuito.

7.3 Máxima frecuencia de conmutación.



8.Introducción a la electrónica de estado sólido.

8.1 Teoría de bandas de energía.

8.2 Materiales semiconductores; semiconductores intrínsecos y extrínsecos.

8.3 La unión PN.

8.4 características físicas de los dispositivos semiconductores: el diodo, el transistor bipolar y

los transistores de efecto de campo (JFET y MOS).



9.Estudio y aplicación de los diodos semiconductores

9.1 tipos de diodos: rectificador, LED, Zener; aproximaciones lineales

9.2 resolución de circuitos con diodos.

9.3 estudio del rectificador en base a diodos.



10.Estudio y aplicación de los transistores bipolares y de efecto de campo.

10.1 Aproximaciones lineales.

10.2 Resolución de circuitos con transistores.

10.3 Estudio del inversor.



11.Introducción al análisis de circuitos digitales con componentes semiconductores.

11.1 Circuitos integrados.

11.2 Niveles de integración.

11.3 Familias lógicas.



12.Introducción a los circuitos de corriente alterna.

12.1 Corriente alterna sinusoidal.

12.2 Cálculo de valores medios y eficaces.

12.3 Concepto de impedancia.



13.Magnetismo.

13.1 Campo magnético.

13.2 Materiales magnéticos.

13.3 Ferromagnetismo.

13.4 Aplicaciones.



14.Ondas electromagnéticas.

14.1 Ecuaciones de Maxwell

14.2 Ondas planas.

14.3 Antenas.

14.4 Espectro electromagnético.



15.Fotónica.

15.1 Aplicaciones ópticas en sistemas informáticos.

Se utilizarán metodologías activas de aprendizaje cooperativo, tanto en las sesiones presenciales como en las no presenciales. La participación activa del alumnado y el trabajo en grupo es fundamental para la consecución de las competencias buscadas. Todas las actividades se verán reflejadas en la evaluación.



Se plantea la realización de 4 tareas diferentes, todas ellas basadas en aprendizaje cooperativo; se utilizará metodologías de aprendizaje basado en proyectos y aprendizaje basado en problemas. En concreto, se propone la realización de 2 problemas y 2 proyectos.

• Sistema de Evaluación Continua
• Sistema de Evaluación Final
• Herramientas y porcentajes de calificación:
  • Prueba escrita a desarrollar (%): 50
  • Prueba tipo test (%): 7
  • Realización de prácticas (ejercicios, casos o problemas) (%): 6
  • Trabajos en equipo (resolución de problemas, diseño de proyectos) (%): 37

De cara a la primera convocatoria, cada estudiante podrá escoger entre dos opciones: evaluación tradicional de conjunto mediante la realización de un examen, o evaluación continua durante el curso. En principio el método de evaluación preferente es la evaluación continua, Para continuar en evaluación continua es imprescindible obtener una nota superior a 4 sobre 10 en cada apartado evaluado, el alumno o alumna que, cumpliendo las condiciones para continuar en el sistema de evaluación continua, decidiese optar por la evaluación global, deberá informar al profesor responsable de la asignatura por correo electrónico en un plazo de 9 semanas antes de la fecha de la evaluación final. El alumno o alumna que no cumpla los requisitos para mantenerse en evaluación continua pasará automáticamente a evaluación final.



Evaluación continua: Se tendrá en cuenta, ponderadamente, el trabajo tanto individual como en grupo realizado por las y los estudiantes.



La asignatura se evaluará en base a dos problemas A1, A2 y a dos proyectos P1 y P2 respectivamente.



El peso de cada una de las actividades a realizar en la nota final es el siguiente:



Tarea: Inf técnico Ejercicios cuestionarios Controles Calificación total



Problema A1 0,3 0,1 0,1 0,3 0,8 (% 8)

Problema A2 0,7 0,1 0,2 1 2 (% 20)

Proyecto P1 1,7 0,2 0,2 1,9 4 (% 40)

Proyecto P2 1 0,2 0,2 1,8 3,2 (% 32)



Total 3,7 0,6 0,7 5 10 (% 100)



Evaluación tradicional mediante un examen final: Se realizará por medio de un examen global, de 3 horas de duración, que recogerá ponderadamente todos los aspectos trabajados en la asignatura. Su valor será el 100% de la calificación de la asignatura.



Para renunciar a la convocatoria bastará con abandonar la evaluación continua antes de la finalización de la misma y no presentarse al examen final.

La convocatoria extraordinaria consistirá en un examen global de 3 horas de duración, que recogerá ponderadamente todos los aspectos trabajados en la asignatura. Su valor será el 100% de la calificación de la asignatura.

ARBELAITZ, RUIZ, 2001. Zirkuitu elektriko eta elektronikoen oinarrizko analisia. (UEU)
Liburua formatu elektronikoan (pdf): http://www.buruxkak.org/liburuak_ikusi/1959/ zirkuitu_elektriko_eta_elektronikoen_oinarrizko_analisia.html

RUIZ, ARBELAITZ, ETXEBERRIA, IBARRA, 2004. Análisis básico de circuitos eléctricos y electrónicos. (Pearson. Prentice Hall)

Bibliografía básica

ARBELAITZ, RUIZ, 2001. Zirkuitu elektriko eta elektronikoen oinarrizko analisia. (UEU)

Liburua formatu elektronikoan (pdf): http://www.buruxkak.org/liburuak_ikusi/1959/ zirkuitu_elektriko_eta_elektronikoen_oinarrizko_analisia.html



RUIZ, ARBELAITZ, ETXEBERRIA, IBARRA, 2004. Análisis básico de circuitos eléctricos y electrónicos. (Pearson. Prentice Hall)



IRWIN J. D., 2003. Análisis básico de circuitos en ingeniería. (Limusa Wiley)



MALVINO A. P., BATES D. J., 2006. Principios de electrónica. (McGraw-Hill)



SEDRA A.S., SMITH K.C., 2006. Circuitos Microelectrónicos. (McGraw-Hill)



GÓMEZ VILDA, P. et alter. , 2007. Fundamentos físicos y tecnológicos de la informática. (Pearson Educación)



MONTOTO L., 2005. Fundamentos físicos de la informática y las comunicaciones. (Thomson)



CRIADO A. et alter., 1999. Introducción a los fundamentos físicos de la informática. (Paraninfo)

Bibliografía de profundización

SCOTT D.E., 1988. Introducción al análisis de circuitos: un enfoque sistémico. (McGraw-Hill)

NILSSON J.W., RIEDEL S.A., 2005. Circuitos eléctricos. (Pearson. Prentice Hall)

GROB B., 1997. Basic electronics. (McGraw-Hill)

ALCALDE p., 2010. Electrónica aplicada. (Paraninfo)

SCHILLING D.L., BELOVE C., 1993. Circuitos electrónicos discretos e integrados. (McGraw-Hill)

CUESTA L.M., et alter., 1993. Electrónica Analógica: análisis de circuitos, amplificación, sistemas de alimentación. (McGraw-Hill)

KEMMERLY J.E., et alter., 2007. Análisis de circuitos en ingeniería. (McGraw-Hill)

TIPLER P.A., MOSCA G., 2005. Física para la ciencia y la tecnología. (Reverté)

YOUNG H.D., FREEDMAN R.A., 2009. Física universitaria con física moderna, Volumen 2. (Pearson - Addison-Wesley)

GIANCOLI D.C., 2009. Física para ciencias e ingeniería con física moderna, Volumen 2. (Pearson - Prentice Hall)

Revistas

Mundo electrónico.

Nueva electrónica.

Revista Española de electrónica.

Direcciones web

All about circuits: http://www.allaboutcircuits.com/

Electronic teaching assistant: http://people.clarkson.edu/~svoboda/eta/

ActivPhysics: http://media.pearsoncmg.com/aw/aw_activphysics/apo/part4.htm

http://wps.prenhall.com/esm_giancoli_physicsppa_6/17/4357/1115567.cw/index.html

Building a transistor: http://micro.magnet.fsu.edu/electromag/java/transistor/

Electricity and magnetism tutorials: http://micro.magnet.fsu.edu/electromag/java/index.html

Magnet lab: http://www.magnet.fsu.edu/education/tutorials/index.html

http://ocw.mit.edu/courses/physics

http://ocw.mit.edu/courses/electrical-engineering-and-computer-science

http://physics.info/#electricity

http://http://www.physics4kids.com/files/elec_intro.html

http://www.saburchill.com/physics/chap02.html/