Componente de Formación Profesional del Bachillerato

TÉCNICO EN ELECTRÓNICA
MÓDULO II
MÉXICO 2005
Componente de Formación Profesional
del Bachillerato Tecnológico
CARRERA DE TÉCNICO EN ELECTRÓNICA
CLAVE: BTCMAEL04
MÓDULO II
Mantenimiento electrónico
CLAVE: ELMA317
Paquete didáctico
Agosto de 2005
SUBSECRETARÍA DE EDUCACIÓN MEDIA SUPERIOR
Componente de Formación Profesional
del Bachillerato Tecnológico
CARRERA DE TÉCNICO EN ELECTRÓNICA
MÓDULO II
SEGUNDA VERSIÓN
2
Reforma Curricular del Bachillerato Tecnológico
Acuerdo 345
Técnico en Electrónica
CLAVE: BTCMAEL04
MODULO II
Paquete didáctico
Profesores que elaboraron los programas de estudio del segundo Módulo: Benito Andrés Chagoya
Mortera, Raúl Fonseca Romero, Catarino Abraham López Leal, Eduardo Robles Uzeta, Roberto Jaime
Rodríguez Montes, Roberto López Collado.
Coordinador del Componente: Daffny Rosado Moreno
Coordinación y apoyo estratégico: Jesús Escandón Clavería
Asesoría pedagógica: Ana Margarita Amezcua Muñoz
Coordinadores de la DGECyTM:
M. en C. Gildardo Rojo Salazar
Ocean. Víctor Manuel Rojas Reynosa
Q. B. P. Francisco Escamilla Rodríguez
Biól. Rodrigo Nava Mora
Edición:
M. en C. Itzia Calixto Albarrán
M. en C. Jessica Noemi Montaño Vargas
Primera edición: 2005
Subsecretaría de Educación Media Superior, SEP
Dirección General de Educación en Ciencia y Tecnología del Mar
Dirección Técnica
ISBN: (En trámite)
3
DIRECTORIO DE FUNCIONARIOS
Dr. Reyes S. Tamez Guerra
Secretario de Educación Pública
Dra. Xoloxóchitl Bustamante Díez
Subsecretaria de Educación Media Superior
Biól. Francisco Brizuela Venegas
Director General de Educación en Ciencia y Tecnología del Mar
Ing. Ernesto Guajardo Maldonado
Director General de Educación Tecnológica Agropecuaria
Ing. Lorenzo Vela Peña
Director General de Educación Tecnológica Industrial
Mtro. Roberto Lagarda Lagarda
Coordinador Nacional de Organismos Descentralizados Estatales de CECyTES
CONTENIDO
Mensaje de la Subsecretaria de Educación Media Superior
5
I. Carrera de Técnico en Electrónica
6
Antecedentes
7
Descripción de la carrera
10
Plan de estudios de la carrera
11
Perfil de Ingreso y Perfil de egreso
12
Relación de Normas de competencia con los sitios de inserción laboral.
13
II. Programas de Estudio
Descripción general del Módulo
15
Desarrollo didáctico de los submódulos
Submódulo 1: Análisis de Circuitos.
17
Submódulo 2: Implementación de Circuitos por Computadora.
30
Submódulo 3: Control Eléctrico.
37
Submódulo 4: Circuitos Lógicos.
41
Bibliografía sugerida
46
III. Instrumentos de evaluación
55
IV. Guía de aprendizaje
87
5
MENSAJE DE LA SUBSECRETARIA DE EDUCACIÓN MEDIA SUPERIOR
Con la Reforma Curricular del Bachillerato Tecnológico estamos construyendo la casa que
queremos habitar y proponemos compartir con los estudiantes, los padres de familia, las
comunidades y barrios donde se ubica cada plantel. Construimos un espacio para la mejor
formación de las nuevas generaciones, para contribuir a elevar la calidad de vida de los
mexicanos, para el mejor futuro de las culturas que amalgama la nación que amamos.
El componente de formación profesional aporta al Bachillerato Tecnológico el carácter bivalente
que le distingue, ya que los estudiantes pueden continuar sus estudios en la educación superior
e incorporarse al trabajo, si así lo deciden.
En la Reforma, procuramos que la estructura modular de las carreras se oriente hacia los sitios
de inserción en los mercados de trabajo; que cada módulo desarrolle de manera integral las
competencias profesionales, para responder a los requerimientos que reclaman los cambios en
la producción de las diversas regiones de nuestro país y para favorecer la formación de los
ciudadanos de la nación más equitativa, democrática y prospera que anhelamos.
Los programas de los módulos son el resultado del trabajo colegiado de los profesores que
imparten la formación profesional en el Bachillerato Tecnológico, quienes nos brindan su
experiencia y conocimientos al elaborar esta propuesta inicial, que ahora está abierta para
recibir los aportes de cada maestro.
Maestro (a) le necesitamos para construir la casa que nos hace falta para formar mejor a
nuestros jóvenes, a las mujeres y los hombres del mañana.
Yoloxóchitl Bustamante Díez
6
I. CARRERA DE TÉCNICO EN ELECTRÓNICA
7
ANTECEDENTES
La generación del componente de formación profesional y el diseño de las carreras que lo
integran, se realiza de acuerdo con las directrices que se establecen en el Programa Nacional
de Educación 2001-2006 (ProNaE), el Programa de Desarrollo de Educación Tecnológica
2001.2006 (ProDET), así como en el Modelo de la Educación Media Superior Tecnológicas1, y
en la Estructura del Bachillerato Tecnológico2 Este componente tiene el fin de contar con una
oferta de especialidades organizada y de fortalecer la racionalidad en su composición, éstas se
agrupan en campos de formación profesional. Dichos campos se determinan con base en la
identificación de procesos de trabajo similares y que pueden ser definidos en función del objeto
de transformación y las condiciones técnicas y organizativas que les caracterizan.
Las carreras de formación profesional evolucionan de manera continua en respuesta a
las demandas sociales de educación tecnológica, así como a la dinámica productiva y de
empleo que caracterizan a las diferentes regiones del país. Cada carrera se diseña a partir de
las competencias profesionales que corresponden a los sitios de inserción laboral a los que se
dirige, y en todos los casos se observará el cumplimiento de las normas de seguridad e higiene
y de protección al medio ambiente.
Para proponer las líneas rectoras del componente de formación profesional se desarrolló
el documento Lineamientos para la Estructuración del Componente de Formación Profesional,
el cual presenta las coordinadas que permiten orientar la construcción del componente. Estas
directrices han sido elaboradas por la Coordinación del componente, tomando en cuenta los
resultados sucesivos del trabajo colegiado realizado durante cinco talleres efectuados (entre
junio de 2003 y noviembre de 2004) con maestros de la Dirección General de Educación
Tecnológica Industrial ( DGETI), los Centros de Estudios Científicos y Tecnológicos de los
Estados (CECyTEs), la Dirección General de Educación Tecnológica Agropecuaria (DGETA) y
la Dirección General de Educación en Ciencia y Tecnología del Mar (DGECyTM), docentes
entre los que cabe distinguir la participación de quienes cuentan con experiencia en el diseño y
la operación de programas de educación basada en competencias, impartidos en esas
instituciones.
La elaboración que a continuación encontrará tiene el propósito de orientar el desarrollo
del trabajo docente en el componente de formación profesional del bachillerato tecnológico, a
través de los resultados logrados con la aplicación tanto de los Lineamientos precedentes en la
estructuración de las carreras que ahora son comunes entre la DGETI, DGETA, DGECyTM y
CECyTEs, como de la propuesta para el desarrollo de una versión sintética de los programa de
estudio. Ambos resultados se generaron en los talleres realizados con los maestros convocados
por cada una de las instituciones, quienes son los autores principales de esa propuesta.
La experiencia y los resultados de ese trabajo muestran un método para la generación
de la estructura modular de las carreras y el diseño de los programas. Ahora se presentan los
programas del primer módulo, los correspondientes a los siguientes módulos se integrarán a
este documento y estarán a su disposición de manera sucesiva próximamente. Asimismo, se ha
previsto dar seguimiento a la operación de los programas con el propósito de establecer los
ajustes que permitan mejorarlos.
En cuanto a la Estructura de la carrera, destaca la intención de generar una propuesta
de formación profesional que procura vincular los módulos con posibles sitios de inserción en
los mercados de trabajo.
1
2
Consejo del Sistema Nacional de Educación Tecnológica, Modelo de la Educación Media Superior Tecnológica, ISBN 9685691-00X
Consejo del Sistema Nacional de Educación Tecnológica, Modelo de la Educación Media Superior Tecnológica, ISBN 968-5961-01-8
8
En los Programas de estudio de los submódulos se aportan elementos para apoyarle en
la elección que usted realizará sobre las estrategias específicas para lograr los aprendizajes de
los estudiantes. En este sentido es relevante el lugar que se da a los resultados del aprendizaje
como referencia para orientar la definición de las tareas que permita alcanzarlos, sobre las
cuales se identifican tres momentos didácticos: apertura, desarrollo y cierre.
En términos generales, la apertura se dirige a explorar y recuperar los conocimientos
previos e intereses de los alumnos y los aspectos del contexto que resultan relevantes. Al
explicitar estos hallazgos con los estudiantes es factible afinar las principales actividades y las
formas de evaluación de los aprendizajes, entre otros aspectos.
En la fase de desarrollo se avanza en el despliegue de nuevos conocimientos,
habilidades y actitudes. Y en la de cierre se propone a los estudiantes elaborar las conclusiones
que, entre otros aspectos, permiten advertir los resultados del aprendizaje logrado y, con ello, el
distinto lugar en el que se encuentra cada estudiante que ha transitado por las experiencias de
formación.
A partir de estas etapas de construcción de los aprendizajes, en los programas se
sugieren los recursos de apoyo y las técnicas e instrumentos de evaluación.
Mediante el análisis del programa de estudio, cada maestro podrá establecer la Guía
didáctica propia que defina las actividades específicas que estime pertinentes para lograr los
resultados del aprendizaje de acuerdo con su experiencia, las posibilidades de los alumnos, las
condiciones del plantel y el contexto.
Para la educación media superior tecnológica usted maestro (a) es el (la) autor (a) de las
experiencias que se despliegan en el taller, el laboratorio, el aula y el contexto laboral que
pueden favorecer aprendizajes significativos para el mejoramiento de la calidad de vida de los
jóvenes estudiantes.
9
DESCRIPCIÓN DE LA CARRERA
La carrera de Técnico en Electrónica, proporciona las herramientas necesarias para que el
estudiante adquiera los conocimientos, desarrolle las habilidades y destrezas, y asuma una
actitud responsable en su ambiente de trabajo. En este sentido aplicará los principios básicos
de la electrónica realizando el mantenimiento electrónico en sistemas básicos de comunicación
y sistemas de control industrial, con amplio conocimiento y actitud de liderazgo, contará con
habilidad para establecer relaciones interpersonales y con el medio ambiente; esta orientación
se dará a través del componente profesional.
Esta formación inicia a partir del segundo semestre con el módulo Mediciones eléctricas, en
tercer semestre, el módulo denominado Mantenimiento electrónico, en el cuarto semestre
módulo denominado Sistemas básicos de comunicación, en el quinto semestre, se cursa
módulo Sistemas de control industrial y, finalmente durante el sexto semestre, se cursa
módulo denominado Mantenimiento a sistemas de control industrial.
el
el
el
el
Los primeros tres módulos tiene una duración de 272 horas cada uno y los dos últimos tienen
una duración de 192 horas. Todos ellos en su conjunto generan los conocimientos necesarios
en el egresado para que pueda insertarse en el mercado laboral o desarrollar procesos
productivos independientes según las necesidades de su entorno.
10
PLAN DE ESTUDIO DE LA CARRERA DE TÉCNICO EN ELECTRÓNICA
(Acuerdo 345)
Horas/semana
Semestre 1
Semestre 2
Semestre 3
Semestre 4
Semestre 5
Semestre 6
Álgebra
4 horas
Geometría y
trigonometría
4 horas
Geometría
analítica
4 horas
Cálculo
4 horas
Probabilidad y
estadística
5 horas
Matemática
aplicada
5 horas
Inglés I
3 horas
Inglés II
3 horas
Inglés III
3 horas
Inglés IV
3 horas
Inglés V,
5 horas
Optativa
5 horas
Química I
4 horas
Química II
4 horas
Física I
4 horas
Física II,
4 horas
Tecnologías de la
información y la
comunicación
3 horas
Lectura, expresión
oral y escrita
4 horas
Ciencia, tecnología
sociedad y valores
I
4 horas
Lectura, expresión
oral y escrita
4 horas
Biología
4 horas
Asignatura
específica del
área
propedéutica
correspondiente
( 2)
5 horas
Ecología
4 horas
Ciencia,
tecnología
sociedad y
valores II
4 horas
Mediciones
eléctricas
17 horas
Asignatura
específica del
área
propedéutica
correspondiente
( 1)
5 horas
Ciencia,
tecnología
sociedad y
valores III
4 horas
Mantenimiento
electrónico
17 horas
Sistemas
básicos de
comunicación
Sistemas de
control
industrial
17 horas
12 horas
Mantenimiento a
sistemas de
control industrial
12 horas
Áreas del componente de formación propedéutica
Área Físico-Matemática
Área Químico-Biológica
Área Económico-Administrativa
1. Temas de física, 5 horas
2. Dibujo Técnico, 5 horas
1. Bioquímica, 5 horas
2. Biología contemporánea, 5 horas
1. Economía, 5 horas
2. Administración, 5 horas
Componente de formación básica
Componente de formación propedéutica
Componente de formación profesional
11
PERFILES DE INGRESO Y EGRESO
INGRESO
El candidato debe tener:
1. La habilidad para comunicarse apropiadamente e interpretar instrucciones escritas y
verbales.
2. Razonamiento formal que le facilite la resolución de problemas lógicos y cotidianos.
3. Disponibilidad para el trabajo en equipo.
4. Aplicación de valores universales.
5. Capacidad de construcción de su propio conocimiento
6. Sensibilidad a los aspectos ecológicos y de protección al ambiente.
7. Conocimientos de matemáticas básicas y el manejo de instrumentos de cálculo.
EGRESO
El egresado de la carrera de Técnico en electrónica, deberá ser una persona competente capaz
de realizar el mantenimiento en esta rama con una visión integradora mediante la aplicación de
conocimientos y habilidades en el manejo de los recursos y el uso de las tecnologías modernas
para la solución de problemas del campo respectivo, aplicando el uso de métodos y
procedimientos para realizar las mediciones eléctricas, dar el mantenimiento electrónico a
sistemas básicos de comunicación y sistemas de control industrial de la misma forma realizar el
mantenimiento al sistemas de control industrial en una organización; atendiendo al sitio de
inserción correspondiente, además del uso de las tecnologías de la información y comunicación,
manejo del idioma inglés para entender y comunicar instrucciones sencillas y directas para la
realización de una actividad, interactuando con otras personas en su ámbito laboral o en el
lugar de trabajo, aplicando los valores humanos en armonía con su entorno e interactuar con
clientes para ofrecer un servicio o vender un producto.
12
RELACIÓN DE MÓDULOS CON NORMAS DE COMPETENCIA Y SITIOS DE INSERCIÓN
LABORAL
Módulo
Normas de competencia
Sitio de inserción
I. Mediciones
Eléctricas
272 horas
NOM-001 STPS 1999. Condiciones de
Seguridad e Higiene en edificios, locales,
instalaciones y áreas de los centros de
trabajo
NOM-004 STPS 1999. Sistemas de
protección en maquinaria y equipo
NOM-017 STPS 2001. Equipos de
protección personal
NOM-100 STPS 1994. Extintores contra
incendio
-
Talleres de Servicio electrónico.
-
Tiendas de Autoservicio.
-
Sector Industrial.
II. Mantenimiento
Electrónico
272 horas
NOM-001 STPS 1999. Condiciones de
Seguridad e Higiene en edificios, locales,
instalaciones y áreas de los centros de
trabajo
NOM-004 STPS 1999. Sistemas de
protección en maquinaria y equipo
NOM-017 STPS 2001. Equipos de
protección personal
NOM-100 STPS 1994. Extintores contra
incendio
-
Talleres de Servicio electrónico.
-
Tiendas de Autoservicio.
-
Sector Industrial.
III. Sistemas básicos de
comunicación
272 horas
NOM-001 STPS 1999. Condiciones de
Seguridad e Higiene en edificios, locales,
instalaciones y áreas de los centros de
trabajo
NOM-004 STPS 1999. Sistemas de
protección en maquinaria y equipo
NOM-017 STPS 2001. Equipos de
protección personal
NOM-100 STPS 1994. Extintores contra
incendio
-
Talleres de Servicio electrónico.
-
Tiendas de Autoservicio.
-
Sector Industrial.
-
Sector de Comunicaciones.
-
Talleres de Servicio electrónico.
-
Tiendas de Autoservicio.
-
Sector Industrial.
-
Sector de Comunicaciones.
-
Sector automotriz.
-
Talleres de Servicio electrónico.
-
Tiendas de Autoservicio.
-
Sector Industrial.
-
Sector de Comunicaciones.
-
Sector Automotriz.
IV. Sistemas de control
industrial
192 horas
V. Mantenimiento a sistemas
de control industrial
192 horas
*Este cuadro se encuentra en construcción en los grupos de trabajo, en el cual se incluirán, NTCL, NIE, Normas de empresa,
Normas ISO 9000, entre otras. (REFERENTES AL MUNDO DEL TRABAJO).
13
II. PROGRAMA DE ESTUDIOS
MÓDULO II
14
DESCRIPCIÓN GENERAL DEL MÓDULO
Módulo II: Mantenimiento Electrónico.
Justificación del módulo:
En la actualidad, los equipos utilizados en el sector productivo están constituidos por
componentes y sistemas de control electrónico. Estos equipos requieren de mantenimiento
preventivo y correctivo, para operar de acuerdo a sus especificaciones técnicas. De ahí la
necesidad de formar personal capacitado para efectuar dicho mantenimiento.
Requisitos de Ingreso al módulo
1. La habilidad para comunicarse apropiadamente e interpretar instrucciones escritas y
verbales.
2. Razonamiento formal que le facilite la resolución de problemas lógicos y cotidianos.
3. Disponibilidad para el trabajo en equipo.
4. Aplicación de valores universales.
5. Capacidad de construcción de su propio conocimiento
6. Sensibilidad a los aspectos ecológicos y de protección al ambiente.
7. Conocimientos de matemáticas básicas y el manejo de instrumentos de cálculo.
8. Habilidades y destrezas para la operación de instrumentos de medición.
9. Capacidad para transferir experiencias adquiridas.
Duración del Módulo:
272 horas
Submódulos que lo integran:
1. Análisis de Circuitos.
2. Implementación de Circuitos por Computadora.
3. Control Eléctrico.
4. Circuitos Lógicos.
80 horas
64 horas
48 horas
80 horas
Resultado de aprendizaje:
Realizará el mantenimiento a circuitos electrónicos, de acuerdo a los parámetros de operación y
servicio establecidos por el fabricante, utilizando el equipo y herramientas adecuadas de
acuerdo a las normas de seguridad e higiene.
15
SUBMÓDULO I
ANÁLISIS DE CIRCUITOS
16
MÓDULO:
II
Mantenimiento electrónico
SUBMÓDULO:
I
Análisis de circuitos
RESULTADO DE
APRENDIZAJE:
HORAS
272
Duración
64
Realiza el mantenimiento de circuitos electrónicos analógicos
GUÍA DIDÁCTICA
Contenido
Materiales y equipo de
apoyo
Estrategias de aprendizaje
Evaluación
-Lista de cotejo
1. Aplicaciones del
diodo semiconductor
1.1 Aplicaciones en
corriente directa
• Polarización
• El diodo como
interruptor
• Bloqueo de fase
(protección
contra voltaje
inverso)
1.2 Aplicaciones en
corriente alterna
• Rectificador de
media onda
Apertura:
•.Presentaciones facilitador-alumnos
utilizando una técnica de presentación.
•.Análisis de expectativas.
•.Presentar los contenidos del programa a los
alumnos.
•
-
•.Establecer contratos (políticas para el
cumplimiento de tareas y evaluaciones).
•.Organizar al grupo en equipos a través de técnicas de integración.
•.Recuperar el conocimiento previo de los conceptos más relevantes contenidos en el módulo 1
17
Pintarrón.
-Guía de observación
Proyector de acetatos.
Cañón electrónico.
-Cuestionario
Multímetro.
Osciloscopio.
Computadora.
Fuente de alimentación de
corriente directa.
Software de simulación de
circuitos electrónicos.
Protoboard.
Dispositivos electrónicos.
Material para la fabricación
de circuitos impresos.
Herramientas manuales.
Taladro.
Manual de reemplazo de
semiconductores.
•
•
Rectificador de
onda completa
Limitadores y
fijadores
-
módulo 1.
•.Aplicación de técnica grupal para la
recuperación de conocimientos previos
relacionados con rectificación y regulación
de voltaje y conceptos de fuente de
alimentación.
Desarrollo:
Presentación de diagramas esquemáticos
de una fuente de alimentación identificando
las etapas de protección, rectificación,
filtrado y regulación.
Análisis de las diferentes etapas que
constituyen una fuente de alimentación.
18
Diagramas esquemáticos.
Cautín eléctrico y material
para soldar.
Contenido
1.3 Circuito regulador
con diodo zener
1.4 Circuitos
reguladores con
circuitos integrados
• Serie 78XX y
79XX
• Serie LMXX
1.5 Montaje de una
fuente regulada de
voltaje
2. Métodos de Análisis
de
Circuitos.
2.1 Teorema de
Thevenin
2.2 Teorema de Norton
Estrategias de aprendizaje
Materiales y equipo de
apoyo
Evaluación
Cierre:
Armado de una fuente de alimentación
regulada de voltaje.
Realización de reporte del procedimiento
del armado de la fuente de alimentación e
informe de resultados
Apertura:
Utilización de técnica grupal para la
recuperación de conocimientos previos
relacionados con métodos de análisis.
Desarrollo:
Exposición de los teoremas descritos en
el tema.
Cierre:
.Realización de reportes de investigación
relacionados con los teoremas de análisis
de circuitos.
2.3 Teorema de
Superposición
Apertura:
.Aplicación de técnica grupal para la
19
-Cuestionario.
Contenido
Estrategias de aprendizaje
recuperación de conocimientos previos
relacionados con la repuesta de los
elementos
resistivos,
inductivos
y
capacitivos, así como los conceptos de
potencia y resonancia.
Materiales y equipo de
apoyo
Evaluación
-Lista de cotejo.
-Guía de observación
-Cuestionario.
3. Respuesta de los
elementos básicos
resistivos (R),
inductivos (L) y
capacitivos (C) a un
voltaje o corriente
senoidal
3.1 Potencia y factor de
potencia
.
20
Contenido
Estrategias de aprendizaje
3.2 Resonancia
• Resonancia en
serie
• Resonancia en
paralelo
• Cálculo de la
frecuencia de
resonancia.
3.3 Montaje de circuitos
resonantes
en serie y paralelo
Desarrollo:
Exposición de los fundamentos de
Resonancia y elementos que integran un
circuito resonante.
Materiales y equipo de
apoyo
Evaluación
Presentación de diagramas esquemáticos
de un circuito resonante.
Análisis de las curvas de respuesta de
circuitos resonantes.
Resolución de circuitos esquemáticos de
acuerdo a la variación de los valores de
sus componentes.
Cierre:
Armado y medición de las variables de un
circuito resonante.
Realización de reporte referente a
comportamiento de variables de acuerdo a
la variación de los componentes
Apertura:
Aplicación de una técnica grupal para la
recuperación de conocimientos previos
relacionados con los filtros pasivos y
activos.
21
-Lista de cotejo
-Guía de observación
Contenido
4. Introducción a los
Filtros
4.1 Filtros
• Activos
• Pasivos
4.2Montaje de filtros
pasivos y activos
Estrategias de aprendizaje
Desarrollo:
.Demostración del funcionamiento de los
filtros pasivos y activos en un circuito de
aplicación.
.Presentación de diagramas esquemáticos
de circuitos pasivos y activos.
22
Materiales y equipo de
apoyo
Evaluación
-Cuestionario.
Contenido
Estrategias de aprendizaje
Materiales y equipo de
apoyo
Evaluación
Cierre:
.Armado de un circuito electrónico que
contenga filtros pasivos y activos.
.Realización de reporte del procedimiento
del armado y funcionamiento del circuito
electrónico
5. Amplificadores
5.1 Introducción a los
amplificadores
5.2 Polarización del
transistor de unión
bipolar (BJT)
• Configuración
emisor común
• Configuración
base común.
• Configuración
colector común
5.3 Montaje de circuitos
Apertura:
.Aplicación de una técnica grupal para la
recuperación de los conocimientos previos
relacionados con transistores y conceptos
de amplificación.
-Lista de cotejo
-Guía de observación
Desarrollo:
.Presentación de diagramas esquemáticos
de las diferentes configuraciones del
transistor.
.Realización de circuitos de polarización
empleando diferentes configuraciones.
.Presentación de diagramas esquemáticos
de amplificadores con transistores.
Mediciones de señales de entrada y
23
-Cuestionario
Contenido
básicos de
polarización con BJT
5.4 Respuesta en
frecuencia del BJT
5.5 Montaje de un
circuito
amplificador con
BJT
Estrategias de aprendizaje
salida en amplificadores con transistores.
Cierre:
.Armado
y
comprobación
del
funcionamiento de un circuito amplificador
con transistores.
.Realización de reporte del procedimiento
del armado de un amplificador con
transistores e informe de resultados.
24
Materiales y equipo de
apoyo
Evaluación
Contenido
6. El Transistor de
Efecto de Campo
(FET)
6.1 Polarización del FET
6.2 Montaje de circuitos
básicos de
polarización con FET
6.3 Respuesta en
frecuencia del FET
6.4 Montaje de un
circuito amplificador
con FET
Estrategias de aprendizaje
Apertura:
.Aplicación de una técnica grupal para la
recuperación de conocimientos previos
relacionados con transistores de efecto de
campo.
Desarrollo:
Presentación de diagramas esquemáticos
de las diferentes configuraciones del
transistor de efecto de campo.
Realización de circuitos de polarización
empleando diferentes configuraciones.
Presentación de diagramas esquemáticos
de amplificadores con transistores de
efecto de campo.
Mediciones de señales de entrada y salida
en amplificadores con transistores de
efecto de campo.
Cierre:
Armado
y
comprobación
del
funcionamiento de un circuito amplificador
con transistores de efecto de campo.
Realización de reporte del procedimiento
25
Materiales y equipo de
apoyo
Evaluación
-Lista de cotejo
-Guía de observación
-Cuestionario
Contenido
Estrategias de aprendizaje
del armado de un amplificador con
transistores de efecto de campo e informe
de resultados.
26
Materiales y equipo de
apoyo
Evaluación
Contenido
Estrategias de aprendizaje
7. Amplificadores clase
A, B y C
• Fundamentos
• Aplicaciones
Apertura:
Aplicación de una técnica grupal para la
recuperación de conocimientos previos
relacionados con diferentes tipos de
amplificadores.
7.1 Montaje de circuitos
amplificadores clase
A, B y C
Desarrollo:
Presentación de un diagrama esquemático
identificando las características de los
amplificadores clase A, B y C.
Mediciones de señales de entrada y salida
en amplificadores clase A, B y C.
Cierre:
Armado
y
comprobación
del
funcionamiento de circuitos amplificadores
clase A, B y C.
Realización de reporte del procedimiento
del armado de un amplificador clase A, B
o C e informe de resultados.
27
Materiales y equipo de
apoyo
Evaluación
-Lista de cotejo
-Guía de observación
-Cuestionario
Contenido
8. Osciladores
8.1 Tipos y
características de los
osciladores
8.2 Montaje de un
circuito oscilador
Estrategias de aprendizaje
Apertura:
Aplicación de una técnica grupal para la
recuperación de conocimientos previos
relacionados con el concepto de
oscilación.
Desarrollo:
Exposición y presentación de diferentes
tipos de osciladores y sus características
más importantes.
Materiales y equipo de
apoyo
Evaluación
-Lista de cotejo
-Guía de
observación
-Cuestionario
Mediciones de la señal de salida de un
circuito oscilador.
Cierre:
Armado
y
comprobación
del
funcionamiento de circuitos osciladores.
Realización de reporte del procedimiento
del armado de un circuito oscilador.
Apertura:
Utilizar una técnica que permita activar el
interés del alumno sobre el tema a
estudiar.
9. El Amplificador
Operacional
9.1 Introducción a los
amplificadores
-Lista de cotejo
Desarrollo:
Presentación de un diagrama esquemático
de un amplificador operacional con sus
especificaciones técnicas.
28
-Guía de
observación
Contenido
Materiales y equipo de
apoyo
Estrategias de aprendizaje
-Cuestionario
operacionales
9.2 Aplicaciones de los
amplificadores
operacionales
9.3 Montaje de circuitos
con amplificadores
operacionales
Evaluación
Cierre:
Armado
y
comprobación
funcionamiento de un circuito
amplificadores operacionales.
del
con
Realización de reporte del procedimiento
del armado de un circuito con
amplificadores operacionales e informe de
resultados.
29
SUBMÓDULO II
IMPLEMENTACIÓN DE CIRCUITOS POR COMPUTADORA
30
MÓDULO:
SUBMÓDULO:
RESULTADO DE
APRENDIZAJE:
III
MANTENIMIENTO ELECTRÓNICO
HORAS
272
2
IMPLEMENTACIÓN DE CIRCUITOS POR
Duración
COMPUTADORA
80
DETERMINA EL FUNCIONAMIENTO DE CIRCUITOS ELECTRÓNICOS ANALÓGICOS Y
DIGITALES.
GUÍA DIDÁCTICA
Contenido
1. Software de Diseño
y Simulación
electrónica
1.1 Introducción
1.2 Requisitos de trabajo
Estrategias de aprendizaje
Apetura:
Presentaciones
facilitador-alumnos utilizando una técnica de presentación.
Análisis de expectativas.
Presentar los contenidos del programa a
los alumnos.
1.3 Configuración
1.4 Introducción a los
tutoriales
Establecer contratos (políticas para el cumplimiento de tareas y evaluaciones).
Organizar al grupo en equipos a través de
técnicas de integración.
Recuperar el conocimiento previo de los conceptos relacionados con el uso de la
computadora.
31
Materiales y equipo de
apoyo
Evaluación
-Lista de cotejo
Proyector de acetatos
Cañón electrónico.
-Guía de observación
Multímetro
Osciloscopio
-Cuestionario
Computadora
Fuente de alimentación de
corriente directa
Software de simulación de
circuitos electrónicos
Protoboard
Dispositivos electrónicos
Material para la fabricación
de circuitos impresos.
Herramientas manuales
Taladro
Manual de reemplazo de
semiconductores
Diagramas esquemáticos.
Contenido
Estrategias de aprendizaje
Recuperación de conocimientos previos
del manejo de la computadora en la
realización de diagramas esquemáticos.
Desarrollo:
Presentación del software de diseño y
simulación de circuitos electrónicos.
Demostración del funcionamiento
software en base a los tutoriales.
del
Cierre:
Realización de notas del procedimiento
para el manejo del software de diseño y
simulación de circuitos electrónicos.
32
Materiales y equipo de
apoyo
Cautín eléctrico y material
para soldar.
Evaluación
Contenido
Estrategias de aprendizaje
2. Diseño y simulación de:
• Circuitos con diodos
semiconductores
• Circuitos con diodo
zener
• Circuitos con
reguladores de voltaje
• Fuente de alimentación
Apertura:
Recuperación de conocimientos
previos del funcionamiento de:
diodos semiconductores, diodo
zener, reguladores de voltaje y
fuente de alimentación.
Materiales y equipo de
apoyo
Evaluación
-Lista de cotejo
-Guía de observación
-Cuestionario
Desarrollo:
Aplicación del software para el
diseño y simulación de circuitos
electrónicos.
Demostración del manejo y uso
adecuado del software mediante la
realización de ejercicios prácticos
de simulación.
Cierre:
Realización
de
notas
del
procedimiento para el manejo del
software de diseño y simulación de
circuitos electrónicos.
3. Diseño y simulación de:
• Circuitos resonantes
• Circuitos con filtro
Apertura:
Recuperación de conocimientos
previos del funcionamiento de
circuitos resonantes y filtros.
-Lista de cotejo
-Guía de observación
33
Contenido
Estrategias de aprendizaje
Desarrollo:
Aplicación del software para el
diseño y simulación de circuitos
electrónicos.
Demostración del manejo y uso
adecuados del software mediante
la
realización
de
ejercicios
prácticos de simulación.
Cierre:
Realización
de
notas
del
procedimiento para el manejo del
software de diseño y simulación de
circuitos electrónicos.
34
Materiales y equipo de
apoyo
Evaluación
-Cuestionario
Contenido
Estrategias de aprendizaje
4. Diseño y simulación
de:
• Polarización de
transistores BJT.
• Amplificadores
con BJT.
• Polarización de
transistores
FET.
• Amplificadores
con FET.
• Amplificadores
clase A, B y C.
Apertura:
Recuperación de conocimientos previos
del
funcionamiento
de
transistores
bipolares y transistores de efecto de
campo.
Desarrollo:
Aplicación del software para el diseño y
simulación de circuitos electrónicos.
Demostración del manejo y uso adecuado
del software mediante la realización de
ejercicios prácticos de simulación.
Cierre:
Realización de notas del procedimiento
para el manejo del software de diseño y
simulación de circuitos electrónicos con
BJT, FET y amplificadores clase A, B y C.
Demostración del funcionamiento del
software con base en los tutoriales.
35
Materiales y equipo de
apoyo
Evaluación
-Lista de cotejo
-Guía de observación
-Cuestionario
Materiales y equipo de
apoyo
Contenido
Estrategias de aprendizaje
5. Diseño y simulación
de:
• Circuitos
osciladores
• Circuitos con
amplificadores
operacionales
Apertura:
Recuperación de conocimientos previos
del manejo de la computadora en la
realización de diagramas esquemáticos.
Evaluación
-Lista de cotejo
-Guía de observación
-Cuestionario
Desarrollo:
Presentación del software de diseño y
simulación de circuitos electrónicos.
Demostración del funcionamiento
software con base en los tutoriales.
del
Cierre:
Realización de notas del procedimiento
para el manejo del software de diseño y
simulación de circuitos osciladores y
amplificadores operacionales.
36
SUBMÓDULO III
CONTROL ELÉCTRICO
37
MÓDULO:
SUBMÓDULO:
RESULTADO DE
APRENDIZAJE:
II
MANTENIMIENTO ELECTRÓNICO
HORAS
272
3
CONTROL ELÉCTRICO
Duración
48
REALIZA EL MANTENIMIENTO A CIRCUITOS ELECTRÓNICOS DE CONTROL.
GUÍA DIDÁCTICA
Contenido
1. Teoría de Control
1.1 Introducción
1.2 Tipos de Sistemas de
Control
• Manuales
• Semiautomáticos
• Automáticos
Estrategias de aprendizaje
Recuperar la información previa sobre la importancia de los sistemas de control manual, semiautomático y automáticos.
Apertura:
Presentación del submódulo 3.
Presentar información relacionada con los temas antes señalados
Desarrollo:
Investigar en qué procesos se utilizan los sistemas de control mencionados.
Presentación de un informe conteniendo los resultados de la investigación.
Analizar a partir de situaciones cotidianas el uso de sistemas de control.
38
Materiales y equipo de
apoyo
Evaluación
Proyector de acetatos
-Lista de cotejo
Cañón electrónico
Multímetro
-Guía de observación
Osciloscopio
Computadora
-Cuestionario
Fuente de alimentación de
corriente directa
Software de simulación de
circuitos electrónicos
Protoboard
Dispositivos electrónicos
Material para la fabricación
de circuitos impresos.
Herramientas manuales
Taladro
Manual de reemplazo de
semiconductores
Diagramas esquemáticos.
Cautín eléctrico y material
Contenido
Estrategias de aprendizaje
Cierre
Diseñar un sistema de control a bloques
con base en la Información recuperada.
Retroalimentación y evaluación de los
resultados de aprendizaje.
39
Materiales y equipo de
apoyo
para soldar.
Evaluación
Contenido
2. Elementos de un
sistema de control
Estrategias de aprendizaje
Apertura:
Organizar equipos de trabajo mediante
técnicas de integración.
2.1 Dispositivos de
mando
• Sensores
• Actuadores
Investigar los conceptos de sensores,
actuadores, dispositivos analógicos y
digitales.
2.2 Dispositivos de
proceso
• Analógicos
• Digitales
Desarrollo:
Debatir de manera grupal el resultado de
los conceptos investigados.
2.3 Transductores
• Fundamentos
2.4 Tipos de
transductores
• De posición
• De presión
• De velocidad
• De temperatura
• De Luz
• De humedad
• Capacitivos
• Magnéticos
• Galgas
extensiométricas
Presentación de informe de resultados.
Exposición sobre los conceptos aplicados
a una situación practica, resaltando
importancia, diferencia y relación entre
sensores y actuadores.
Exposición
sobre
diferencia
entre
dispositivos de proceso de operación
analógica y digital.
Visita a empresas para identificar uso de
sensores,
actuadores,
dispositivos
analógicos y digitales en el control de sus
procesos.
40
Materiales y equipo de
apoyo
Evaluación
-Lista de cotejo
-Guía de observación
-Cuestionario
Contenido
2.5 Montaje de circuitos
de control utilizando
transductores
fotoeléctricos
• Celdas
Fotovoltaicas
•
Celdas
Fotoconductivas
•
Fotodiodos
•
•
Fototransistores
Optoacopladores
Estrategias de aprendizaje
Cierre:
Presentación de informe de actividades
realizadas en visita.
Retroalimentación.
Presentar informe sobre la descripción de
los dispositivos analizados, mediante
documento electrónico.
41
Materiales y equipo de
apoyo
Evaluación
SUBMÓDULO IV
CIRCUITOS LÓGICOS
42
MÓDULO:
SUBMÓDULO:
RESULTADO DE
APRENDIZAJE:
II
MANTENIMIENTO ELECTRÓNICO
HORAS
272
4
CIRCUITOS LOGICOS
Duración
80
REALIZA EL MANTENIMIENTO A CIRCUITOS ELECTRÓNICOS DIGITALES.
GUÍA DIDÁCTICA
Contenido
1. Sistemas Numéricos
y Códigos Binarios
1.1 Tipos de sistemas
numéricos
• Decimal
• Binario
• Octal
• Hexadecimal
Estrategias de aprendizaje
Apertura:
Presentaciones facilitador-alumnos utilizando una técnica de presentación.
Análisis de expectativas.
Presentar los contenidos del programa a
los alumnos.
Establecer contratos (políticas para el cumplimiento de tareas y evaluaciones).
Organizar al grupo en equipos a través de
técnicas de integración.
Aplicación de una técnica grupal para la recuperación de conocimientos previos
relacionados con sistemas de numeración y códigos de información.
43
Materiales y equipo de
apoyo
Evaluación
Proyector de acetatos
-Lista de cotejo
Cañón electrónico
Multímetro
-Guía de observación
Osciloscopio
Computadora
-Cuestionario
Fuente de alimentación de
corriente directa
Software de simulación de
circuitos electrónicos
Protoboard
Dispositivos electrónicos
Material para la fabricación
de circuitos impresos
Herramientas manuales
Taladro
Manual de reemplazo de
semiconductores
Diagramas esquemáticos
Cautín eléctrico y material
Contenido
Estrategias de aprendizaje
Desarrollo:
Exposición de información de los
diferentes tipos de sistemas numéricos.
Motivar la participación del alumno en la
resolución de conversiones en el salón de
clases.
1.2 Conversión entre
sistemas
• Decimal a binario
• Binario a decimal
• Decimal a Octal
• Decimal a
hexadecimal
• Binario a octal a
hexadecimal
Cierre:
Realizar un trabajo de investigación
referente a sistemas de numeración y
códigos.
Realizar trabajo extra clase de resolución
de
conversiones
entre
sistemas
numéricos.
1.3 Tipos de Códigos
• BCD.
• Complemento a
dos
• Exceso de tres
• Código gray
44
Materiales y equipo de
apoyo
para soldar
Evaluación
Contenido
2. Compuertas lógicas
2.1 Introducción a las
compuertas lógicas
2.2 Lógica TTL y CMOS
2.3 Tipos de compuertas
• AND
• OR
• NAND
• NOR
• XOR
• XNOR
Estrategias de aprendizaje
Apertura:
Aplicación de una técnica grupal para la
recuperación de conocimientos previos
relacionados con compuertas y lógica.
Materiales y equipo de
apoyo
Evaluación
Lista de cotejo
Guía de observación.
Cuestionario
Desarrollo:
Representación esquemática de las
compuertas lógicas y sus especificaciones
técnicas.
Cierre:
Realizar un trabajo de investigación
referente a lógica TTL y CMOS.
Realizar una práctica que relacione y
compruebe el funcionamiento de las
compuertas lógicas con su respectiva
tabla de verdad.
2.4 Comprobación del
funcionamiento de
compuertas lógicas
con circuitos
integrados
3. Álgebra Booleana
3.1 Introducción al
Apertura:
Aplicación de una técnica grupal para la
recuperación de conocimientos previos
45
Lista de cotejo
Guía de observación
Contenido
Álgebra Booleana
Estrategias de aprendizaje
Materiales y equipo de
apoyo
Evaluación
relacionados con álgebra y mapas.
Cuestionario
3.2 Teoremas de
Morgan
3.3 Realización de
circuitos lógicos a
partir de expresiones
booleanas
Desarrollo:
Motivar la participación del alumno en la
resolución de circuitos a través de
expresiones booleanas y métodos de
simplificación en el salón de clases.
3.4 Expresiones
booleanas en forma
de suma de
productos
Cierre:
Realizar una práctica que compruebe la
simplificación en los circuitos lógicos.
3.5 Expresiones
booleanas en forma
de producto de
sumas.
Realizar una práctica que relacione y
compruebe el funcionamiento de las
compuertas lógicas con su respectiva
tabla de verdad.
3.6 Simplificación de
circuitos lógicos
aplicando álgebra
Booleana
3.7 Mapas de Karnaugh
3.8 Simplificación de
circuitos lógicos
aplicando mapas de
46
Contenido
Estrategias de aprendizaje
Materiales y equipo de
apoyo
Evaluación
Karnaugh
3.9 Montaje de circuitos
lógicos
4. Álgebra Booleana
4.1 Introducción al
Álgebra Booleana
Apertura:
Aplicación de una técnica grupal para la
recuperación de conocimientos previos
relacionados con Álgebra y mapas.
-Lista de cotejo
-Guía de observación
-Cuestionario
4.2 Teoremas de
Morgan
4.3 Realización de
circuitos lógicos a
partir de expresiones
booleanas
Desarrollo:
Motivar la participación del alumno en la
resolución de circuitos a través de
expresiones booleanas y métodos de
simplificación en el salón de clases.
4.4 Expresiones
booleanas en forma
de suma de
productos.
4.5 Expresiones
booleanas en forma
de producto de
sumas
Cierre:
Realizar una práctica que compruebe la
simplificación en los circuitos lógicos.
47
Contenido
Estrategias de aprendizaje
4.6 Simplificación de
circuitos lógicos
aplicando álgebra
Booleana
4.7 Mapas de Karnaugh
4.8 Simplificación de
circuitos lógicos
aplicando mapas de
Karnaugh
4.9 Montaje de circuitos
lógicos
48
Materiales y equipo de
apoyo
Evaluación
BIBLIOGRAFÍA SUGERIDA
RONALD, J. Tocci
Sistemas Digitales, Principios y Aplicaciones.
Prentice Hall
Última edición
BOYLESTAD, Nashelsky
Electrónica: Teoría de circuitos y dispositivos electrónicos.
Prentice Hall
2003, Octava edición
BUCK, Engineering, Co, Inc.
2a impression (1994)
Electicidad y Electrónica: Prácticas
Volumen 1-6
Ed. Edutel SA de CV
México
MILEAF, Harry
Electrónica serie 1-7
Ed. Limusa
SCHULER, Charles A.
Electrónica, Principios y Aplicaciones
Ed. Reverte
ZBAR, Paul B.
Prácticas de medición con instrumentos electrónicos
Ed. AlfaOmega
WOLF, Stanley, SMITH Richard, F.M.
Guía para mediciones electrónicas prácticas de laboratorio
Ed. Pretince Halll-Hispano Americana
ROSCOE B.M., COUGHLIN R.F.
Prácticas de laboratorio con semiconductors
Ed. Gustavo Gili
BERGTOLD, Fritz
Circuitos con Triacs, Diacs y Tiristores
Ed. Gustavo Gili
BUCK, Engineering, Co, Inc.
Electricidad y Electrónica: Prácticas
Volumen 1-6
2ª Impresión (1994)
49
Ed. Edutel SA de CV
México
BOYLESTAD, Robert L.
Electrónica teoría de circuitos
6ª Edición
Ed. Pearson Education
ZBAR, Paul B.
Prácticas fundamentales de Electricidad y Electrónica
Ed. Ombo Boixareu
GROB, Bernard Malvino
Principios de Electrónica
5ª Edición
Ed. Mc Graw-Hill
BOYLESTARD, Robert L.
Electricidad, Electrónica y Electromagnetismo
Ed. Trillas
DORF, Svodoba
Circuitos Eléctricos
5ª Edición
Ed. AlfaOmega
MANDADO, Enrique y MARINO, Perfecto
Instrumentación Electrónica
Ed. AlfaOmega-Marcombo
RONALD ,J. Tocci
Sistemas Digitales
8ª Edición
Ed. Pretince Hall
Revista
Saber Electrónica
Técnicas de Soldadura
Software Electrónico:
Circuit Maker
Ivex
M M Logic
Electronic Workbench
Orcad
PLD
50
EQUIPO, HERRAMIENTAS Y MATERIALES
HERRAMIENTAS:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Software de diseño y simulación electrónica
Pinzas de punta
Pinzas de corte diagonal
Pinzas de electricista
Pinzas pela cables
Terminales caimán – caimán de 50cm
Terminales banana – banana de 50cm
Terminales caimán – banana de 50cm
Alambre No.18 para protoboard
Rollo de soldadura de estaño 60/40
Pasta para soldar
Sujetador para circuito impreso
Cautín de estación con temperatura regulada tipo lápiz 60 watts
Extractor de soldadura
Malla para desoldar
Protoboard
Tablilla fenólica
Brocas milimétricas 1/32 (1mm y 1.25mm)
Juego de llaves Allen milimétricas de 1/64” en adelante
Cloruro férrico
Pistas para circuito impreso
Marcadores para circuito impreso
Pinzas plásticas para sujetar circuitos integrados
Neutralizadores de plástico para ajuste de radio
Desarmadores de precisión
Desarmadores planos y de cruz para uso electrónico
Juego de llaves españolas e inglesas para uso electrónico
Mini taladro para circuito impreso
Taladro de 1/2“
Brocas para taladro de ½” y otras medidas
Multicontactos polarizados
Caja de cable eléctrico No. 14
Pulsera antiestática
Desarmadores tipo thor
Desarmador boca hexagonal
Juego de dados milimétricos
51
•
•
•
Puntas para osciloscopio
Puntas para generador
Puntas para multímetro
MATERIALES:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Resistencias valores comerciales a ¼ y ½ watt
Potenciómetros valores comerciales a ½ y 1 watt
Preset valores comerciales
Resistencias de potencia valores comerciales 5 a 20 watt
Termoresistencias
Fotorresistencias
Transformador reductor con derivación central para fuentes de
alimentación diferentes capacidades
Transformador de acoplamiento de impedancias
Paquetes de resistencias integradas (tipo circuito integrado)
Capacitares electrolíticos 0.1 µF a 2200 µF
Condensadores cerámicos valores comerciales
Capacitares de tantalio valores comerciales
Capacitares de poliéster valores comerciales
Capacitares variables (trimer) valores comerciales
Bobinas valores comerciales
Bobinas variables valores comerciales
Diodos rectificadores valores comerciales
Diodos de conmutación rápida valores comerciales
Puente rectificador de diodos valores comerciales
Diodos zener valores comerciales
Diodos emisor de luz (Led)
Diodo transmisor/receptor infrarrojo valores comerciales
Transistor NPN y PNP propósito general valores comerciales
Transistor NPN, PNP de potencia (Darlington)
Fototransistor transmisor/receptor
Optoacoplador salida transistor
Transistor de conmutación rápida
Transistor de efecto de campo (FET) valores comerciales
Transistor unijuntura (UJT)
Transistor metal-óxido-semiconductor (MOSFET) valores comerciales
Rectificador controlado de silicio (SCR) valores comerciales
TRIAC valores comerciales
DIAC valores comerciales
Dip switch (4 y 8 unidades)
Interruptor 1 polo 1 tiro (UPT)
Interruptor 1P2T
52
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Interruptor 2P2T
Interruptor normalmente abierto (N.A) y cerrado (N.C) de acción
momentánea
Interruptores N.A y N.C. de acción fija
Tablero entrenador de circuito eléctrico doméstico
Lámparas de 1.5 volts en delante de rosca
Focos de 40 watts en adelante
Sockets para lámparas y focos
Relevadores de baja y alta resistencia de diferentes capacidades y valores
comerciales
Relevadores para circuito impreso diferentes capacidades y valores
comerciales
Relevador en circuito integrado
Compuertas lógicas: AND, NAND, OR, NOR, OR-EX, NOR-EX,
INVERSOR
Flip-Flop (D, J-K, S-R, T)
Buffer
Contador BCD ascendente/descendente
Contador de décadas
Decodificador BCD a 7 segmentos
Codificador decimal a BCD
Registros de corrimiento
Multiplexor y demultiplexor
Circuito temporizador 555
Convertidor analógico-digital y digital-analógico (ADC y DAC)
Amplificador operacional (741, 311)
Motor de corriente directa 12 volts
Motor a pasos (4 campos)
Control para motor paso a paso
Equipo de control para servomecanismo
Circuitos integrados serie 78XX, 79XX, LMXXX
Motoreductor de 12Vdc
Material para serigrafía
EQUIPO:
•
•
•
•
•
•
Computadora Pentium IV o más, 2 GB de velocidad, 512 MB de memoria,
80 Gb de disco duro
Impresora láser
Cañón electrónico
Proyector de acetato
Fuentes de alimentación variable de corriente directa 0v-30v/5Amp
Multímetro de banco 3 ½ dígitos (multirangos)
53
•
•
•
•
•
•
•
•
Multímetro portátil 3 ½ dígitos (multirangos)
Osciloscopio 2 canales 20MHz a 100 MHz Analógico/Digital
Generador de funciones ( 1Hz a 1MHz)
Generador con modulación en A.M./F.M. (bandas: LF, HF, VHF, UHF)
Contador de frecuencias digital (1 a 500 MHz)
Punta de prueba lógica (50 MHz)
Punta de inyección de pulso lógico (1KHz)
Entrenadores electrónicos
54
CARRERA DE TÉCNICO EN ELECTRÓNICA
CLAVE: BTCMAEL04
INSTRUMENTOS DE EVALUACIÓN
MÓDULO II
Mantenimiento electrónico
CLAVE: EMA317
Agosto de 2005
55
INSTRUMENTOS DE EVALUACIÓN SUBMÓDULO I
Análisis de circuitos
CLAVE: ELMA31080
56
PLANTEL:
GRUPO:
NOMBRE DEL ALUMNO(A):
NOMBRE(S) DEL PROFESOR(ES):
FECHA DE APLICACIÓN:
CALIFICACIÓN:
SUBMÓDULO I. ANÁLISIS DE CIRCUITOS
1. APLICACIONES DEL DIODO SEMICONDUCTOR.
Cuestionario
Objetivo
El instrumento está orientado a obtener evidencias de conocimiento relacionados con el
funcionamiento en d.c y a.c. del diodo semiconductor.
Descripción del instrumento
El presente instrumento es un cuestionario de reactivos que se complementan con las
respuestas al final de éste. Las preguntas incluidas investigan el sustento conceptual del
alumno para la ejecución de algunos desempeños relacionados con el uso de los diodos
semiconductores.
Condiciones de aplicación
Su aplicación debe realizarse en un espacio donde el alumno disponga de privacidad y no
enfrente ninguna distracción.
El profesor deberá ofrecer al alumno su apoyo para la aclaración de cualquier duda relativa a
las instrucciones y redacción de las preguntas.
Para su respuesta el alumno no podrá consultar ningún documento.
Para su calificación el instrumento incluye cuadros con las opciones cumple y no cumple; el
profesor deberá colocar una flecha en el cuadro que mejor califique su respuesta.
57
Cuestionario
1.- Explica en qué consiste el diodo semiconductor
CUMPLE
NO CUMPLE
2.- Explica en qué consiste la polarización directa del diodo semiconductor
CUMPLE
NO CUMPLE
3.- Explica en qué consiste la polarización inversa del diodo semiconductor
CUMPLE
NO CUMPLE
4.- Explica la función del diodo semiconductor como interruptor de corriente
CUMPLE
NO CUMPLE
5.- Explica una función del diodo semiconductor como bloqueo de línea
CUMPLE
58
NO CUMPLE
6.- Explica el funcionamiento del diodo semiconductor como rectificador de media onda
CUMPLE
NO CUMPLE
7.- Explica el funcionamiento del diodo semiconductor como rectificador de onda completa
CUMPLE
NO CUMPLE
8.- Explica la función del diodo semiconductor como limitador
CUMPLE
NO CUMPLE
9.- Anota el voltaje de umbral (VD) para un diodo de Silicio y de Germanio
CUMPLE
NO CUMPLE
10.- Explica como se puede variar el voltaje de umbral (VD) de un diodo semiconductor en un
circuito fijador de voltaje
CUMPLE
NO CUMPLE
59
11. Qué diferencia existe entre un diodo semiconductor y un diodo Zener
CUMPLE
NO CUMPLE
CUMPLE
NO CUMPLE
12. Cómo se polariza un diodo Zener
13. En qué punto alcanza la máxima conducción de corriente el diodo Zener
CUMPLE
NO CUMPLE
CUMPLE
NO CUMPLE
14. Cuál es el uso del diodo Zener en un circuito
60
PLANTEL:
GRUPO:
NOMBRE DEL ALUMNO(A):
NOMBRE(S) DEL PROFESOR(ES):
FECHA DE APLICACIÓN:
CALIFICACIÓN:
SUBMÓDULO I. ANÁLISIS DE CIRCUITOS
APLICACIONES DEL DIODO SEMICONDUCTOR EN CIRCUITO DE C.D Y C.A
Guía de observación
Objetivo
Este instrumento está orientado a la recopilación de evidencias en el manejo y uso del diodo
semiconductor bajo parámetros de c.d y c.a.
Descripción del instrumento
El presente instrumento es una Guía de Observación, su contenido refiere un conjunto de
acciones que sÓlo es posible evaluar observando en forma directa el desempeño del alumno.
Su llenado requiere anotar una 9 en la columna que mejor indique el desempeño del alumno.
En caso de marcar NO, describa el porque en la columna de observaciones.
Condiciones de aplicación
La aplicación de esta guía de observación requiere que el alumno opere el equipo manual y
electrónico utilizando el material correspondiente en el taller de electrónica para la verificación
de los parámetros eléctricos, bajo la supervisión del profesor.
61
REACTIVOS
1
Identifica los elementos
semiconductores de acuerdo a
sus características físicas
2
Identifica físicamente las
terminales del diodo
semiconductor (Ánodo –
Cátodo)
3
Utiliza adecuadamente los
manuales de sustitución de
componentes
4
Identifica los diferentes tipos
de diodos por sus
características eléctricas
5
Comprueba funcionamiento
del diodo semiconductor
6
Comprueba la función del
diodo como rectificador
7
Comprueba la función del
diodo como bloqueo de línea
8
Armado de una fuente de 5
Volts
9
Presenta orden y limpieza en
el armado
10
Utiliza adecuadamente los
equipos de comprobación
62
CUMPLIMIENTO
SI
NO
OBSERVACIONES
PLANTEL:
GRUPO:
NOMBRE DEL ALUMNO(A):
NOMBRE(S) DEL PROFESOR(ES):
FECHA DE APLICACIÓN:
CALIFICACIÓN:
SUBMÓDULO I. ANÁLISIS DE CIRCUITOS
TRANSISTORES BJT
Cuestionario
Objetivo
El instrumento está orientado a obtener evidencias de conocimiento relacionados con el manejo
y operación de instrumentos de medición empleados en electrónica.
Descripción del instrumento
El presente instrumento es un cuestionario de reactivos que se complementan con las
respuestas al final de éste. Las preguntas incluidas investigan el sustento conceptual del
alumno para la ejecución de algunos desempeños relacionados con el manejo y operación de
los transistores BJT..
Condiciones de aplicación
Su aplicación debe realizarse en un espacio donde el alumno disponga de privacidad, y no
enfrente ninguna distracción.
El profesor deberá ofrecer al alumno su apoyo para la aclaración de cualquier duda relativa a
las instrucciones y redacción de las preguntas.
Para su respuesta el alumno no podrá consultar ningún documento.
Para su calificación el instrumento incluye cuadros con las opciones cumple y no cumple; el
profesor deberá colocar una flecha en el cuadro que mejor califique su respuesta.
63
Cuestionario
1.- Menciona los diferentes tipos de transistores tipo BJT
CUMPLE
NO CUMPLE
2.- Describe el porqué de la denominación técnica de los transistores BJT
CUMPLE
NO CUMPLE
3.- Qué comparaciones puedes establecer entre las uniones de los transistores, tomando como
base la unión de los diodos semiconductores
CUMPLE
NO CUMPLE
CUMPLE
NO CUMPLE
CUMPLE
NO CUMPLE
4.- Cómo se polariza la unión Base- Emisor
5.- Cómo se polariza la unión Base – Colector
64
PLANTEL:
GRUPO:
NOMBRE DEL ALUMNO(A):
NOMBRE(S) DEL PROFESOR(ES):
FECHA DE APLICACIÓN:
CALIFICACIÓN:
SUBMÓDULO I. ANÁLISIS DE CIRCUITOS
CONFIGURACIONES BÁSICAS DE LOS AMPLIFICADORES CON BJT
Cuestionario
Objetivo
El instrumento está orientado a obtener evidencias de conocimiento relacionados con el manejo
y operación de las configuraciones básicas de los amplificadores con BJT.
Descripción del instrumento
El presente instrumento es un cuestionario de reactivos que se complementan con las
respuestas al final de éste. Las preguntas incluidas investigan el sustento conceptual del
alumno para la ejecución de algunos desempeños relacionados con el manejo y operación de
circuitos amplificadores con BJT.
Condiciones de aplicación
Su aplicación debe realizarse en un espacio donde el alumno disponga de privacidad, y no
enfrente ninguna distracción.
El profesor deberá ofrecer al alumno su apoyo para la aclaración de cualquier duda relativa a
las instrucciones y redacción de las preguntas.
Para su respuesta el alumno no podrá consultar ningún documento.
Para su calificación el instrumento incluye cuadros con las opciones cumple y no cumple; el
profesor deberá colocar una flecha en el cuadro que mejor califique su respuesta.
65
Cuestionario
1.- Mencione de donde toman su denominación los amplificadores en configuración base común
CUMPLE
NO CUMPLE
2.- Describe las principales características de un amplificador base común
CUMPLE
NO CUMPLE
3.- Menciona de dónde toman el nombre los circuitos amplificadores en configuración emisor común
CUMPLE
NO CUMPLE
4.- ¿Cuáles son las principales características del amplificador emisor común?
CUMPLE
NO CUMPLE
5.- Explica de dónde adquieren el nombre los amplificadores en configuración colector común
CUMPLE
66
NO CUMPLE
6.- Menciona las principales características del amplificador en configuración colector común
CUMPLE
NO CUMPLE
7.- Realiza un comparativo, en cuanto a características, de las tres configuraciones de
amplificadores analizadas anteriormente
CUMPLE
NO CUMPLE
8.- Cuál es el voltaje de umbral de los transistores BJT de Silicio
CUMPLE
NO CUMPLE
9.- Cuál es el voltaje de umbral de los transistores BJT de Germanio
CUMPLE
NO CUMPLE
10.- Cuáles son las características principales de un circuito amplificador clase A
CUMPLE
NO CUMPLE
67
11.- Cuáles son las características principales de un circuito amplificador clase C
CUMPLE
NO CUMPLE
12 Cuáles son las características de un amplificador clase B
CUMPLE
68
NO CUMPLE
PLANTEL:
GRUPO:
NOMBRE DEL ALUMNO(A):
NOMBRE(S) DEL PROFESOR(ES):
FECHA DE APLICACIÓN:
CALIFICACIÓN:
SUBMÓDULO I. ANÁLISIS DE CIRCUITOS
AMPLIFICADORES CON BJT
Guía de observación
Objetivo
Este instrumento está orientado a la recopilación de evidencias en el manejo y operación de
circuitos amplificadores con transistores BJT.
Descripción del instrumento
El presente instrumento es una Guía de Observación, su contenido refiere un conjunto de
acciones que solo es posible evaluar observando en forma directa el desempeño del alumno.
Su llenado requiere anotar una 9 en la columna que mejor indique el desempeño del alumno.
En caso de marcar NO, describa el porque en la columna de observaciones
Condiciones de aplicación
La aplicación de esta guía de observación requiere que el alumno opere el equipo manual y
electrónico utilizando el material correspondiente en el taller de electrónica bajo la supervisión
del profesor.
69
REACTIVOS
1
Identifica los símbolos
eléctricos
2
Identifica el tipo de transistor a
utilizar
3
Utiliza con efectividad el
manual de remplazo
4
Arma correctamente los
circuitos para la prueba virtual
5
Realiza las mediciones virtuales
correctamente
6
Arma correctamente los
circuitos en tablilla protoboard
Realiza correctamente las
7 mediciones de los parámetros
eléctricos del circuito
8
Utiliza correctamente los
equipos de medición
9 Trabaja con orden y limpieza
10
70
Respeta las normas de
seguridad e higiene
CUMPLIMIENTO
SI
NO
OBSERVACIONES GENERALES
PLANTEL:
GRUPO:
NOMBRE DEL ALUMNO(A):
NOMBRE(S) DEL PROFESOR(ES):
FECHA DE APLICACIÓN:
CALIFICACIÓN:
SUBMÓDULO I. ANÁLISIS DE CIRCUITOS
CIRCUITOS OSCILADORES
Guía de observación
Objetivo
Este instrumento está orientado a la recopilación de evidencias la operación de circuitos
osciladores.
Descripción del instrumento
El presente instrumento es una Guía de Observación, su contenido refiere un conjunto de
acciones que solo es posible evaluar observando en forma directa el desempeño del alumno.
Su llenado requiere anotar una 9 en la columna que mejor indique el desempeño del alumno.
En caso de marcar NO, describa el porque en la columna de observaciones
Condiciones de aplicación
La aplicación de esta guía de observación requiere que el alumno opere el equipo manual y
electrónico utilizando el material correspondiente en el taller de electrónica bajo la supervisión
del profesor.
71
REACTIVOS.
Aplica las normas de
1.- seguridad en la operación y
manejo del equipo de prueba
2.-
Arma correctamente los
circuitos osciladores
Realiza correctamente las
3.- mediciones eléctricas del
circuito
Registra correctamente sus
4.- observaciones de acuerdo a la
teoría de funcionamiento.
5.-
Establece conclusiones de
acuerdo a sus observaciones.
Identifica ventajas y
6.- desventajas en los distintos
tipos de osciladores.
7.- Trabaja con orden y limpieza
8.-
72
Entrega correctamente el
equipo
CUMPLIMIENTO
SI
NO
OBSERVACIONES
PLANTEL:
GRUPO:
NOMBRE DEL ALUMNO(A):
NOMBRE(S) DEL PROFESOR(ES):
FECHA DE APLICACIÓN:
CALIFICACIÓN:
SUBMÓDULO I. ANÁLISIS DE CIRCUITOS
TRANSISTORES UJT
Cuestionario
Objetivo
El instrumento está orientado a obtener evidencias de conocimiento relacionados con el manejo
y operación de los transistores UJT.
Descripción del instrumento
El presente instrumento es un cuestionario de reactivos que se complementan con las
respuestas al final de éste. Las preguntas incluidas investigan el sustento conceptual del
alumno para la ejecución de algunos desempeños relacionados con el manejo y operación de
los transistores UJT.
Condiciones de aplicación
Su aplicación debe realizarse en un espacio donde el alumno disponga de privacidad, y no
enfrente ninguna distracción.
El profesor deberá ofrecer al alumno su apoyo para la aclaración de cualquier duda relativa a
las instrucciones y redacción de las preguntas.
Para su respuesta el alumno no podrá consultar ningún documento.
Para su calificación el instrumento incluye cuadros con las opciones cumple y no cumple; el
profesor deberá colocar una flecha en el cuadro que mejor califique su respuesta.
73
Cuestionario
1.- Explica lo que significa la denominación:Transistor UJT
CUMPLE
NO CUMPLE
CUMPLE
NO CUMPLE
2.- Cómo está construido un transistor UJT
3.- Explica de manera breve la teoría de funcionamiento de los transistores UJT
CUMPLE
NO CUMPLE
CUMPLE
NO CUMPLE
4.- Realiza un comparativo entre los transistores UJT y BJT
5.- Porqué se usan los transistores UJT como elementos de disparo para los tiristores
74
PLANTEL:
GRUPO:
NOMBRE DEL ALUMNO(A):
NOMBRE(S) DEL PROFESOR(ES):
FECHA DE APLICACIÓN:
CALIFICACIÓN:
SUBMÓDULO I. ANÁLISIS DE CIRCUITOS
MAGNITUDES ELÉCTRICAS. MEDICIÓN DE VOLTAJE.
ANÁLISIS DE CIRCUITOS
CIRCUITOS OPERACIONALES
Guía de observación
Objetivo
Este instrumento está orientado a la recopilación de evidencias en el manejo y operación del
circuito operacional.
Descripción del instrumento
El presente instrumento es una Guía de Observación, su contenido refiere un conjunto de
acciones que solo es posible evaluar observando en forma directa el desempeño del alumno.
Su llenado requiere anotar una 9 en la columna que mejor indique el desempeño del alumno.
En caso de marcar NO, describa el porque en la columna de observaciones.
Condiciones de aplicación
La aplicación de esta guía de observación requiere que el alumno opere el equipo manual y
electrónico utilizando el material correspondiente en el taller de electrónica bajo la supervisión
del profesor.
75
REACTIVOS.
Aplica las normas de seguridad en
1.- la operación y manejo de los
equipos de medición.
2.-
Identifica las características
técnicas del dispositivo.
Arma correctamente los circuitos
3.- para su verificación mediante un
sistema de simulación
4.-
Realiza las mediciones de las
magnitudes elÉctricas..
5.-
Arma el circuito en protoboard para
su análisis.
6.-
Registra correctamente las
magnitudes eléctricas.
7.-
Realiza la comprobación del circuito
solicitado por su maestro instructor.
8.- Trabaja con orden y limpieza.
9.-
76
Respeta las normas de seguridad e
higiene
CUMPLIMIENTO
SI
NO
OBSERVACIONES
INSTRUMENTOS DE EVALUACIÓN SUBMÓDULO III
Control eléctrico
CLAVE: ELMA33048
77
PLANTEL:
GRUPO:
NOMBRE DEL ALUMNO(A):
NOMBRE(S) DEL PROFESOR(ES):
FECHA DE APLICACIÓN:
CALIFICACIÓN:
SUBMÓDULO III. CONTROL ELÉCTRICO
PRINCIPALES CONCEPTOS DE LA TEORÍA DEL CONTROL ELÉCTRICO
Guía de observación
Objetivo
Este instrumento está orientado a la recopilación de evidencias de conocimiento y dominio de
los conceptos fundamentales de la teoría del control eléctrico. Aplicado en un ambiente de
simulación.
Descripción del instrumento
El presente instrumento es una Guía de Observación, su contenido refiere un conjunto de
acciones que solo es posible evaluar observando en forma directa el desempeño del alumno.
Su llenado requiere anotar una 9 en la columna que mejor indique el desempeño del alumno.
En caso de marcar NO, describa el porque en la columna de observaciones
Condiciones de aplicación
La aplicación de esta guía de observación requiere que el alumno opere el equipo manual y
electrónico utilizando el material correspondiente en el taller de electrónica bajo la supervisión
del profesor.
78
REACTIVOS.
CUMPLIMIENTO
SI
NO
OBSERVACIONES
Identifica correctamente los
1.- elementos fundamentales de un
sistema de control manual
Identifica correctamente los
2.- elementos de un sistema de control
semiautomático.
Identifica correctamente los
3.- elementos de un sistema de control
automático.
4.-
Proporciona ejemplos relacionados
con los sistemas de control.
5.-
Establece diferencias entre un
elemento sensor y un transductor
6.-
Ejemplifica sobre sensores
fotovoltaicos
7.- Ejemplifica sobre sensores de presión
Presenta diagramas a bloques para
8.- ejemplificar una acción de un sistema
de control electrónico..
9.-
Diseña una maqueta para explicar un
sistema de control
10 Trabaja con orden y limpieza
79
INSTRUMENTOS DE EVALUACIÓN SUBMÓDULO IV
Circuitos lógicos
CLAVE: ELMA34080
80
PLANTEL:
GRUPO:
NOMBRE DEL ALUMNO(A):
NOMBRE(S) DEL PROFESOR(ES):
FECHA DE APLICACIÓN:
CALIFICACIÓN:
SUBMÓDULO IV. CIRCUITOS LÓGICOS
COMPUERTAS LÓGICAS
Guía de observación
Objetivo
Este instrumento está orientado a la recopilación de evidencias en el manejo y operación de
dispositivos de lógica digital.
Descripción del instrumento
El presente instrumento es una Guía de Observación, su contenido refiere un conjunto de
acciones que sólo es posible evaluar observando en forma directa el desempeño del alumno.
Su llenado requiere anotar una 9 en la columna que mejor indique el desempeño del alumno.
En caso de marcar NO, describa el porque en la columna de observaciones
Condiciones de aplicación
La aplicación de esta guía de observación requiere que el alumno opere el equipo manual y
electrónico utilizando el material correspondiente en el taller de electrónica bajo la supervisión del
profesor.
81
REACTIVOS.
Aplica las normas de
1.- seguridad en la operación y
manejo del equipo de prueba
Identifica correctamente los
2.- dispositivos a emplear en las
demostraciones
Comprueba de manera virtual
3.- las tablas de verdad de las
compuertas lógicas TTL
Comprueba en protoboard las
4.- tablas de verdad de las
compuertas TTL
Realiza las observaciones de
5.- acuerdo a las indicaciones del
docente instructor
6.-
Emplea correctamente las
técnicas de medición
Propone una aplicación
7.- práctica para las compuertas
digitales TTL
8.- Trabaja con orden y limpieza
9.-
82
Entrega correctamente el
equipo
CUMPLIMIENTO
SI
NO
OBSERVACIONES
PLANTEL:
GRUPO:
NOMBRE DEL ALUMNO(A):
NOMBRE(S) DEL PROFESOR(ES):
FECHA DE APLICACIÓN:
CALIFICACIÓN:
SUBMÓDULO IV. CIRCUITOS LÓGICOS
CIRCUITOS DE MEMORIA FLIP-FLOP
Guía de observación
Objetivo
Este instrumento está orientado a la recopilación de evidencias en el manejo y operación de los
circuitos de memoria flip-flop.
Descripción del instrumento
El presente instrumento es una Guía de Observación, su contenido refiere un conjunto de
acciones que sólo es posible evaluar observando en forma directa el desempeño del alumno.
Su llenado requiere anotar una 9 en la columna que mejor indique el desempeño del alumno.
En caso de marcar NO, describa el porque en la columna de observaciones.
Condiciones de aplicación
La aplicación de esta guía de observación requiere que el alumno opere el equipo manual y
electrónico utilizando el material correspondiente en el taller de electrónica bajo la supervisión
del profesor.
83
REACTIVOS.
Realiza correctamente el
1. armado virtual de los circuitos
de memoria .flip-flop
Comprueba las tablas de
2. verdad de los circuitos flip-flop.
Arma correctamente en
3. protoboard los circuitos flipflop
4.
Comprueba las tablas de
verdad de los circuitos flip-flop
Propone aplicaciones
5. prácticas para los circuitos con
flip-flop.
6.
Realiza correctamente los
reporte de prácticas
7. Trabaja con orden y limpieza.
8.
Entrega correctamente el
equipo.
84
CUMPLIMIENTO
SI
NO
OBSERVACIONES
PLANTEL:
GRUPO:
NOMBRE DEL ALUMNO(A):
NOMBRE(S) DEL PROFESOR(ES):
FECHA DE APLICACIÓN:
CALIFICACIÓN:
SUBMÓDULO IV. CIRCUITOS LÓGICOS
CIRCUITOS CONTADORES Y DECODIFICADORES BCD
Guía de observación
Objetivo
Este instrumento está orientado a la recopilación de evidencias en el manejo y operación de
circuitos contadores y decodificadores BCD.
Descripción del instrumento
El presente instrumento es una Guía de Observación, su contenido refiere un conjunto de
acciones que solo es posible evaluar observando en forma directa el desempeño del alumno.
Su llenado requiere anotar una 9 en la columna que mejor indique el desempeño del alumno.
En caso de marcar NO, describa el porque en la columna de observaciones
Condiciones de aplicación
La aplicación de esta guía de observación requiere que el alumno opere el equipo manual y
electrónico utilizando el material correspondiente en el taller de electrónica bajo la supervisión
del profesor.
85
REACTIVOS.
Arma correctamente los
1.- circuitos de conteo de manera
virtual.
Realiza la comprobación de
2.- los circuitos contadores
digitales.
Comprueba el funcionamiento
3.- de los circuitos
decodificadores.
.Realiza la comprobación de
4.- contadores y decodificadores
de manera integrada.
Realiza la comprobación de
5.- los elementos de muestreo
(display de 7 segmentos),
Realiza la comprobación
visual de un circuito contador
6.que integra decodoficador y
diaplay.
Aporta ideas relevantes para
7.- la utilización de circuitos
contadores.
8.-
Presenta un proyecto de
aplicación de los contadores.
9.- Trabaja con orden y limpieza.
10.
86
Cumple con las normas de
seguridad e higiene.
CUMPLIMIENTO
SI
NO
OBSERVACIONES
CARRERA DE TÉCNICO EN ELECTRÓNICA
CLAVE: BTCMAEO4
GUÍA DE APRENDIZAJE
MÓDULO II
Mantenimiento electrónico
CLAVE: EMA217
Agosto de 2005
87
Reforma Curricular del Bachillerato Tecnológico
(Acuerdo 345)
Componente de Formación Profesional
MÓDULO II
Mantenimiento electrónico
CLAVE: ELMA217
Profesores que participaron en la elaboración de la guía de alumno del módulo II de la carrera de
Técnico en Electrónica: Catarino Abraham López Leal, Roberto López Collado, Ma. Elida Chairez
Zapata y Luis Alfredo Enríquez Uscanga.
Coordinador del Componente de Formación Profesional: M. en C. Dafnny Rosado Moreno
Coordinadores de la DGECyTM:
M. en C. Gildardo Rojo Salazar
Ocean. Víctor Manuel Rojas Reynosa
Q. B. P. Francisco Escamilla Rodríguez
Biól. Rodrigo Nava Mora
Edición:
M. en C. Itzia Calixto Albarrán
M. en C. Jessica Noemi Montaño Vargas
Primera edición: 2005.
Subsecretaría de Educación Media Superior, SEP.
Dirección General de Educación en Ciencia y Tecnología del Mar.
Dirección Técnica.
ISBN: (En trámite)
88
DIRECTORIO
Dr. Reyes S. Tamez Guerra
Secretario de Educación Pública
Dra. Yoloxóchitl Bustamante Díez
Subsecretaría de Educación Media Superior
M. en C. Daffny Rosado Moreno
Secretario Ejecutivo del CoSNET
Biól. Francisco Brizuela Venegas
Director General de Educación en Ciencia y Tecnología del Mar
M. en C. Gildardo Rojo Salazar
Director Técnico de la DGECyTM
Ing. Heriberto Nolasco Heredia
Director de Operación de la DGECyTM
C. P. María Elena Colorado Álvarez
Coordinadora Administrativa de la DGECyTM
M. en C. Víctor Manuel Rojas Reynosa
Jefe del Departamento de Control Escolar de la DGECyTM
Q. B. P. Francisco Escamilla Rodríguez
Jefe del Departamento de Planes y Programas de Estudio de la DGECyTM
89
ÍNDICE
OBJETIVO
PAG.
92
INTRODUCCIÓN
92
SUBMÓDULO I: ANÁLISIS DE CIRCUITOS
1. Aplicaciones del diodo semiconductor
1.1. Aplicaciones en corriente directa
• Polarización
• El diodo como interruptor
• Bloqueo de fase (protección contra voltaje inverso)
1.2. Aplicaciones en corriente alterna
• Rectificador de media onda
• Rectificador de onda completa
• Limitadores y fijadores
1.3. Circuito regulador con diodo zener
1.4. Circuitos reguladores con circuitos integrados
• Serie 78XX y 79XX
• Serie LMXX
1.5. Montaje de una fuente regulada de voltaje
2. Métodos de análisis de circuitos
2.1. Teorema de Thevenin
2.2. Teorema de Norton
2.3. Teorema de Superposición
3. Respuesta de los elementos básicos resistivos
(R), inductivos (L) y capacitivos (C) a un voltaje o corriente senoidal
3.1. Potencia y factor de potencia
3.2. Resonancia
• Resonancia en serie
• Resonancia en paralelo
• Cálculo de la frecuencia de resonancia
3.3. Montaje de circuitos resonantes en serie y paralelo
3.4. Amplificadores
3.5. Introducción a los amplificadores
3.6. Polarización del transistor de unión bipolar (BJT).
• Configuración emisor común
• Configuración base común
• Configuración colector común
4. Introducción a los filtros
4.1. Filtros
• Activos
• Pasivos
4.2. Montaje de filtros pasivos y activos
93
90
94
95
97
100
103
104
104
113
5. Osciladores
5.1. Tipos y características de los osciladores
5.2. Montaje de un circuito oscilador
6. El Amplificador Operacional
6.1. Introducción a los amplificadores operacionales
6.2. Aplicaciones de los amplificadores operacionales
6.3. Montaje de circuitos con amplificadores operacionales
122
SUBMÓDULO II: IMPLEMENTACIÓN DE CIRCUITOS POR COMPUTADORA
1. Software de Diseño de Simulación Electrónica
1.1. Introducción
1.2. Requisitos de trabajo
1.3. Configuración
1.4. Introducción a los tutoriales
129
91
OBJETIVO
La presente guía, pretende facilitar los aprendizajes de los alumnos que cursan el Módulo II:
Mantenimiento Electrónico, de la carrera de Técnico en Electrónica. Las actividades aquí
presentadas están enmarcadas en los aspectos: cognoscitivos, procedimentales, actitudinales y
valorales; mismos que engloban el saber, saber hacer y saber ser, de acuerdo al entorno de
formación que recomienda la UNESCO (Organización de las Naciones Unidas, para la Educación,
la Ciencia y la Cultura). También constituye una herramienta auxiliar dentro del ámbito de la
formación en competencias laborales.
En lo relativo al desarrollo de los contenidos de los diferentes submódulos, aporta elementos de
información que fortalecerán el desarrollo de las prácticas.
INTRODUCCIÓN
Estimado alumno, te estamos entregando una herramienta de vital utilidad para tu formación como
Técnico en Electrónica. Es muy importante que leas detenidamente cada una de las indicaciones,
sugerencias e información que aporta la presente guía a fin de que tu aprendizaje pueda fluir de
manera sencilla y además divertida, por lo que deberás seguir las instrucciones del maestrofacilitador, de tal manera que esta guía constituya un apoyo para tu desarrollo, y que al final
puedas optar por continuar con tu formación técnica o comenzar a desarrollar una actividad
productiva.
La estructura de esta guía presenta información, ejercicios o actividades. Los temas se
retroalimentarán mediante cuestionarios, que deberás resolver con la información proporcionada.
Se recomienda contrastar tus respuestas con la información previa, afín de que autorregules tu
avance y dominio de las diferentes temáticas.
El Módulo II: Mantenimiento Electrónico, consta de cuatro submódulos: Análisis de Circuitos,
Implementación de Circuitos por Computadora, Control Eléctrico y Circuitos Lógicos.
Para cada uno de los submódulos, y de acuerdo a sus contenidos, se van desplegando las
actividades correspondientes.
92
MÓDULO II: MANTENIMIENTO ELECTRÓNICO
SUBMÓDULO I: Análisis de Circuitos
RESULTADO DE APRENDIZAJE
Realizará el mantenimiento de circuitos electrónicos de acuerdo a los parámetros de operación y
servicio establecidos por el fabricante, utilizando el equipo y herramientas adecuadas de acuerdo a
las normas de seguridad e higiene.
1. Aplicaciones del diodo semiconductor
1.1. Aplicaciones en C. D. (Corriente Directa)
Actividad
Escribe en las siguientes líneas todo lo que ya conoces en relación al diodo semiconductor
1.1.1. Polarización
Información
Los dispositivos semiconductores conocidos como diodos, están formados por una unión de dos
materiales conocidos como tipo “P” y tipo “N”. En su estructura, el diodo posee dos terminales
conocidas como ÁNODO y CÁTODO. El ánodo debe polarizarse (energizarse) de manera positiva;
mientras que en el cátodo se recibe voltaje negativo. Si lo alimentamos con una fuente de voltaje
de corriente directa (Vcd), entonces, el borne o terminal positiva (+) de la fuente se conecta al
ÁNODO del diodo. La terminal negativa (-) de la fuente se conecta al CÁTODO del diodo. De esta
manera decimos que el diodo está polarizado directamente. Si cambiamos el orden de las
conexiones, es decir, negativo de la fuente al Ánodo y positivo de la fuente al Cátodo, entonces
podemos concluir que el diodo está polarizado inversamente.
93
1.1.2. El diodo como interruptor
Información
El voltaje de disparo VD para un diodo de silicio es de 0.7 Volts; mientras que para uno de
Germanio, su VD es de 0.3 Volts.
Si polarizamos directamente un diodo semiconductor con voltaje de c.d., alcanzará su nivel de
estado de conducción cuando el voltaje aplicado sea mayor de 0.7 V(diodos de Silicio); así mismo,
para lograr que un diodo de germanio entre a su estado de conducción, el voltaje suministrado, de
manera directa, deberá ser superior a los 0.3 Volts.
En general, el diodo se comporta como un interruptor de “encendido” y “apagado”. La condición de
encendido se establece si la corriente suministrada por la fuente concuerda con la posición de
ánodo con positivo de la fuente, y el cátodo con el negativo de la fuente.
Análisis del diodo en serie
De acuerdo a la polarización presentada en el circuito anterior, podemos decir que el diodo se
encuentra encendido.
Determinar:
Voltaje en la resistencia (VR)
Voltaje de disparo del diodo (VD)
Corriente en el diodo (ID)
Corriente en la resistencia (IR)
Solución
Como el diodo del circuito es de Silicio, entonces su voltaje de disparo es de 0.7 Volts.
VD = 0.7 Volts
VR = E-VD = 12-0.7 = 11.3 Volts.
ID = IR
IR = VR/R = 11.3V/2.5K = 4.5 mA
94
Conclusión
Si observaste el circuito te habrás dado cuente que la corriente que circula por el diodo es la misma
que consume la resistencia de carga. En tal sentido, dependiendo de la corriente del circuito en que el
diodo esté funcionando como interruptor, se debe seleccionar el diodo que cubra las características
requeridas por el circuito de carga.
Circuito con polarización inversa
Se considera que con polarización inversa el diodo presenta una alta resistencia, por lo que se
toma como estado abierto de no conducción, por lo que VD = 0 Volts. La corriente del diodo
también será cero ID = 0 A.
VR = E – VD = 12V – 0V = 12 V
1.1.3. Bloqueo de fase (protección contra voltaje inverso)
En los equipos electrónicos polarizados con corriente directa (c.d.), es común que el instalador se
equivoque al momento de realizar las conexiones de la fuente de voltaje, provocando daños
severos a la circuitería del equipo. Para evitar lo anterior, se puede conectar un diodo en serie con
la línea positiva de alimentación, asegurando que, sólo cuando se realicen las conexiones
correctas el circuito se polarice. Si se conecta de manera incorrecta el diodo se polariza
inversamente bloqueando el flujo de electrones (no conduce).
Circuito que ilustra el bloqueo contra polarización inversa
95
El diodo, conectado en serie, debe escogerse con especificaciones en corriente de acuerdo a la
corriente que consuma el equipo.
Circuito que muestra el diodo como protector contra polarización inversa
En este circuito, si se conecta el negativo a la entrada positiva del equipo, el diodo protector se
polariza de manera directa mandando a tierra la corriente de la fuente de voltaje. Si la corriente de
la fuente es superior a la corriente que soporta el diodo, este se quemará evitando mayores daños
al resto del equipo. Para evitar que el diodo tenga un cortocircuito, se debe colocar un fusible en
serie con la línea de voltaje para proteger tanto al equipo como al diodo
.
1.2. Aplicaciones en C.A
1.2.1 Rectificador de Media onda
El voltaje de entrada posee un nivel de voltaje pico-pico (c.a), presentando alternancia positiva y
negativa. El semiciclo positivo polariza directamente al diodo mandándolo a conducción. A la salida
del diodo (el cátodo, en este caso) se presentará el nivel del voltaje del semiciclo positivo menos el
VD del diodo: Voltaje de salida = Vp-VD.
El capacitor conectado en el circuito se carga al valor de Voltaje de Pico resultante. Al presentarse
la alternación negativa en la entrada, el diodo la bloquea. En ese momento, el filtro se descarga
sobre la resistencia (R1) la cual constituye la carga del circuito. La salida total de este rectificador
de media onda, es una corriente directa pulsante.
1.2.2. Rectificador de Onda Completa con 2 diodos
96
El arreglo que se muestra corresponde a un rectificador con dos diodos. El circuito de entrada
alimenta a un transformador de “bajada”, según el voltaje requerido. Observe que el transformador
posee derivación central la cual se utiliza como línea de referencia (común, tierra o negativo). Los
extremos de salida del transformador están conectados a los diodos D1 y D2, cuyos cátodos están
unidos. El voltaje pico-pico presentado a la salida del transformador está alternando en cuanto a su
polaridad. Cuando en el extremo superior se presenta el semiciclo positivo D1 conduce; en el
extremo se presenta el semiciclo positivo, D2 no conduce. En el siguiente tiempo la polaridad se
invierte: en el extremo superior se presenta el semiciclo negativo y D1 se bloquea, mientras que en
el extremo inferior D2 conduce por la acción del semiciclo positivo presente. Al conducir ambos
diodos en tiempos diferentes, la salida de voltaje es reforzada. El capacitor C1 refuerza el voltaje
de c.d.
El osciloscopio registra las formas de ondas de entrada y salida (compruébelo).
Rectificador tipo puente con cuatro diodos
El rectificador de onda completa tipo puente, está diseñado con cuatro diodos (D1,D2,D3 y D4).
Observe que se toman los extremos de salida del transformador de bajada o subida, según el
voltaje requerido. Lo anterior se logra por la relación de vueltas del transformador. Si el secundario
del transformador tiene un menor número de vueltas con relación al primario, se puede afirmar que
el transformador es de “bajada”; si el número de vueltas del embobinado del secundario es mayor
que en el primario, el secundario es elevador de voltaje (subida). En el rectificador mostrado, si en
el extremo superior del transformador se presenta el semiciclo positivo, D2 se polariza
directamente y conduce. D2 se bloque. En el extremo inferior del transformador se presenta un
semiciclo negativo mandando a conducción D3 drenando la corriente a tierra. Cuando cambia la
alternación del extremo superior del transformador al semiciclo negativo D1 conduce drenando
corriente a tierra y D2 es Bloqueado. En el siguiente tiempo del voltaje de entrada, en el extremo
inferior del transformador se presenta un semiciclo positivo polarizando directamente al diodo D4
mandándolo a conducción reforzando, de esa manera, el tiempo en que no conduce D2.
Conclusión
D2 y D4 conducen los semiciclos positivos; mientras que D1 y D3 conducen los semiciclos
negativos a tierra. C1 filtra la corriente pulsante de c.d. Al cerrar el interruptor (space) se observará
la acción de C1.
97
1.2.3. Limitadores y fijadores
En el circuito del recuadro anterior, en el arreglo (A) el diodo se polariza directamente con el
semiciclo positivo del voltaje de entrada. El diodo deja pasar la parte positiva del voltaje de
entrada, mientras que el semiciclo negativo de la señal de entrada es bloqueada. Compara las
formas de onda de entrada y salida. En el arreglo (B) se polariza directamente con el semiciclo
negativo del voltaje de entrada, bloqueando el semiciclo positiva, presentando a su salida la parte
negativa del voltaje de entrada. Observa y anota tus comentarios a continuación:
En el circuito siguiente se muestran dos limitadores en paralelo. El primero limita la parte positiva
de la señal, mientras que el circuito inferior limita el semiciclo negativo del voltaje de entrada. El
voltaje de salida es igual al Voltaje pico menos el voltaje de umbral del diodo (-0.7 volts).
98
En el circuito fijador de señal cuadrada, la entrada varía entre ± 10 Vcd. El capacitor de entrada
C1, se carga con el semiciclo positivo de la señal de entrada (+10vcd). Cuando se presenta el
semiciclo negativo, el capacitor se bloquea y comienza a descargarse sobre R2. CR2 bloquea
cualquier componente positivo para que no circule a tierra. En el otro tiempo de la señal, el
capacitor duplica su carga elevándola a +20Vcd, con respecto a la referencia de tierra.
Prácticamente el anterior se constituye en un doblador de voltaje.
Circuito fijador de señal de onda cuadrada.
99
Con el voltaje de Bias (polarización) se puede cambiar el nivel de conducción del diodo. El voltaje de
umbral del diodo de silicio se encuentra entre 0.6 y 0.7 Volts, por lo que se variamos el Voltaje de Bias
(VB), hacemos que “flote el punto de conducción del diodo CRI. En el ejemplo ilustrado, la fuente
variable de c.d. se incrementa a 6Vcd, entonces el voltaje de Bias, queda de la manera siguiente:
VB = 6 Vcd – 0.7 = 5.3 Vcd.
Observe el efecto sobre la señal de entrada y podrá concluir que el semiciclo positivo sólo es limitado
en 0.7 Volts. Establezca conclusiones.
1.3. Regulador Zener
(Fig.A)
Fig. (B)
La figura A muestra las terminales de un diodo rectificador y un diodo Zener. CR1 corresponde al
símbolo del diodo Zener, y CR2 corresponde a un diodo rectificador. La figura B, ilustra un circuito
básico de regulación de voltaje. Consta de una fuente variable de c.d., la cual proporciona el voltaje de
entrada VA. R2 se conoce como resistencia zener.
100
Cuando el voltaje es menor que el voltaje de rompimiento del diodo Zener, este trabaja como un diodo
normal a partir de 0.7 volts. Cuando el voltaje de entrada es equivalente al voltaje de ruptura del Zener
se produce una fuerte conducción conocida como corriente avalancha o corriente zener (IZ). A medida
que se incrementa el voltaje de entrada por arriba del voltaje zener, la corriente en el zener se
incrementa para mantener fijo un voltaje de salida.
Fig. 1. Curva de conducción del diodo Zener. Fig. 2. Curva de conducción en el cuadrante negativo
Observa que en el cuadrante positivo (Fig.1), el diodo Zener conduce como un diodo rectificador a
partir de 0.7 Volts (corriente hacia adelanta o forward). En cambio, en el cuadrante negativo de la
misma figura, cuando se alcanza el voltaje zener dentro de la “Región zener” de acuerdo al voltaje
especificado del zener, en ese momento aumenta rápidamente la corriente en el zener conocida
como “corriente de avalancha”, manteniéndose el voltaje de salida sin cambios.
En la Fig.2 se observa que en la región de voltaje inverso, existe una región conocida como
“región suave” debido a que el voltaje de entrada está por abajo del voltaje de ruptura zener.
Cuando se llega a la zona de rompimiento, en este caso 6.8 Volts, o voltaje zener(VZ) la corriente
en la zona de trabajo zener (IZT) es de 20 mA, la cual se incrementa de manera proporcional
cuando se incrementa el voltaje de entrada, manteniendo estable el voltaje de salida. Sigue
investigando sobre el tema anterior.
101
Circuito regulador con Zener
IL
RS = 1KΩ
IRS
Iz
+
+
VS = 16 v
VZ = 10 v
DC
PZM = 30mW
R
L= 1. 2 ΚΩ
VL
-
En este regulador, la tensión de salida se mantiene constante en 10 v, aunque la tensión de
entrada varíe de 20 a 40 v. Una tensión mayor produce mas corriente en el Zener, pero la tensión
de salida se mantiene en 10 v.
Para el circuito ilustrado en la figura anterior:
a) Determinar VL, VRS, IZ, PZ
b) Resolver el circuito para RL = 3 KΩ
Solución: a) Se determina el estado del diodo.
V=
RL
1.2 KΩ
VS =
(16v) = 8.727v
R L + RS
1.2 KΩ + 1KΩ
Como VL = 8.727 V es menor que VZ = 10 V el diodo esta en estado de "apagado", o en circuito
abierto. Para esta condición se tiene que:
VL = V = 8.727 V
Aplicando la ley de voltajes de Kirchhoff se obtiene VRS,
VRS = VS - VL = 16 v - 8.73 v = 7.27 v
La corriente en el diodo zener es; IZ = 0 A, por lo tanto no hay disipación de potencia, y
PZ = VZ IZ = VZ (0) = 0 W
a) Se determina el estado del diodo zener
V=
102
RL
3KΩ
(16v ) = 12v
VS =
3KΩ + 1KΩ
RL + R S
Como V > VZ = 10 v, el estado del diodo es de “encendido”, para este caso el circuito es igual al de
la figura anterior, en el cual el diodo zener es equivalente a una fuente de 10 volts en paralelo con
la carga, por lo tanto tenemos:
VL = VZ = 10 v
Obteniendo VRS de la ley de voltajes de Kirchhoff
VRS = VS – VL = 16 v – 10v = 6 v
Las corrientes a través de RS y RL son :
I RS =
V RS
6
=
= 6 mA
RS
1K Ω
1.4. Circuitos reguladores con circuitos integrados.
Los circuitos reguladores de la línea 78xx, son reguladores positivos.
Son capaces de manejar corrientes por el orden de 1Amper. La clave
“xx” corresponde a la cantidad de voltaje que se regulará, por ejemplo:
LM7805.
LM = Denominación del fabricante
78 = Indica que el circuito regulador es positivo
05 = Es el voltaje de regulación en su salida(+5Volts).
Circuitos reguladores de la línea 78xx
La línea de reguladores integrados 79xx, corresponden a reguladores de voltaje negativo.
Denominación: LM7905
LM = Denominación fabricante
79 = Indica que el regulador es de voltaje negativo
05 = Es el voltaje de salida (- 5Volts)
103
Reguladores integrados de la línea 79xx.
2. Métodos de análisis de circuitos
Los métodos de análisis de Norton, Thevening y de superposición sirven como apoyo en el análisis
de circuitos resistivos.
Se recomienda que busques estos temas en la bibliografía destinada para el análisis de circuitos
de c.d., sólo se considera un apartado complementario al método que ya conoces (resolución de
circuitos serie, serie-paralelo por el proceso de reducción y aplicando la ley de Ohm para
determinar: caídas de voltaje, corriente y potencia en un circuito electrónico).
3. Respuesta de los circuitos LCR en corriente alterna
Revisa los conocimientos obtenidos en el submódulo de Electricidad Básica del Módulo I.
Mediciones Eléctricas.
Actividad
Investiga la acción de la Resistencia R; la inductancia L y la Capacitancia C en un circuito LCR.
Recuerda que la bobina presenta una reactancia XL al paso de la c.a. El capacitor presenta la
reactancia capacitiva Xc al cambio de frecuencia de la señal.
XL = 2πfl
Xc = 1/2πfc.
La reactancia se mide en Ohms.
La resistencia no desvía la corriente con respecto al voltaje, por lo que podemos afirmar que en
una resistencia, la corriente y el voltaje están en fase.
104
Explica el siguiente diagrama:
Información
De manera general podemos decir, con respecto a los capacitores y a las bobinas, lo siguiente:
• Los capacitores presentan baja reactancia Xc en altas frecuencias, y alta reactancia Xc a las
frecuencias bajas. Dicho de otra manera, el capacitor dependiendo de su valor en farad, deja
pasar altas frecuencias y bloquea el voltaje de c.d (porque no posee cambios de frecuencias,
es decir no tiene frecuencia).
• Las inductancias o bobinas presentan una reactancia inductiva XL; es decir se oponen al
paso de las señales de alta frecuencia. En cambio, si dejan pasar el Voltaje de c.d. al que
le presentan una resistencia o reactancia muy baja.
Algunas formas en que aparecen las bobinas en el mercado.
105
El circuito mostrado en la parte superior nos muestra la acción de una bobina, la cual bloquea la señal
del colector del transistor dejando pasar sólo el voltaje de la fuente (Vcc) que polariza al colector del
transistor. C1 acopla la señal de entrada a la base del transistor. C2 presenta una alta reactancia al
Vcc; en cambio presenta muy baja reactancia a la señal del colector, acoplándola al circuito de salida.
Resonancia
Si cargamos C1 mediante un voltaje Vcc., al ocurrir cambios en la corriente de entrada, C1 tiende
a descargarse sobre L1, el cual provee una corriente de realimentación a C1. Este proceso de
cargar y descargar la energía eléctrica constituye un circuito oscilante, y como la corriente sigue
una trayectoria cerrada se le conoce como “Circuito rezonante tanque”. Un circuito ideal puede
oscilar de manera indefinida, el problema es a medida que pase el tiempo la amplitud se va
disminuyendo hasta llegar a niveles que no se pueden utilizar por su pequeñez.
106
Funcionamiento de un circuito oscilante
Representación de la onda amortiguada debido a la resistencia óhmica de la bobina
107
Tensiones y corriente de un oscilador
A)
B)
A) Variación de la tensión en función de la frecuencia. B) Variación de la corriente en función de la frecuencia.
108
Amplificadores con BJT
Fig. A.
Fig. B
Fig. C
109
Comparaciones entre los transistores BJT, tipo PNP y NPN (Fig. A, B y C)
Configuraciones del transistor
Configuración base común
Para describir en su totalidad el comportamiento de un dispositivo de tres terminales, como los
amplificadores de base común como los de las figuras (a) y (b) se requiere de dos conjuntos de
características, uno para el punto de excitación o parámetros de entrada y el otro para la salida.
IE
P
E
n
IB
+
IC
P
C
B
-
-
+
VCC
VEE
IE
IC
E
C
IB
B
(a)
IE
P
n
E
IC
n
C
B
-
+
IB
-
+
VCC
VEE
IE
IC
E
C
IB
B
(b)
Figuras (a) y (b)
.
110
Configuración de emisor común
Se le denomina configuración de emisor común debido a que el emisor es común a la terminal de
base como a la de colector como se muestra en la figura(a y b) Se requieren dos conjuntos de
características para describir por completo el comportamiento de la configuración emisor común:
uno para el circuito de entrada o base-emisor y otro para el circuito de salida o colector-emisor,
como se muestra en la figura.
IC
IC
C
C
n
IB
IE
VCC
n
B
VBB
n
VBB
IB
VCC
p
B
p
p
E
IE
E
IC
IC
C
C
IB
IB
B
B
IE
IE
E
E
(a)
(b)
Notación y símbolos utilizados con la configuración de emisor común:
(a) transistor npn; (b) transistor pnp
Para la configuración de emisor común, las características de salida son una gráfica de la corriente
de salida (IC) en función del voltaje de salida (VCE) para un rango de valores de corriente de
entrada (IB). Las características de entrada son una gráfica de la corriente de entrada en función
del voltaje de entrada (VBE) para un rango de valores de voltaje de salida (VCE).
Configuración de colector común
La configuración de colector común se utiliza generalmente para propósitos de acoplamiento de
impedancias, debido a que tiene una alta impedancia de entrada y una baja impedancia de salida. En
la figura se muestra la configuración de colector-común con las direcciones adecuadas de corriente.
111
IE
IE
E
p
IB
VBB
IB
VCC
n
B
p
VCC
p
B
n
VBB
IC C
C
n
E
IC
IE
IE
C
E
IB
IB
B
B
IC
IC
C
E
(a)
(b)
Notación y símbolos utilizados con la configuración de colector común:
(a) transistor pnp; (b) transistor npn
En la figura (A) se muestra una configuración de circuito de colector común con la resistencia de
carga conectada del emisor a tierra. Desde un punto de vista de diseño, no se requiere de un
conjunto de características de colector común para elegir los parámetros de la figura (A). Para
todos los propósitos prácticos, las características de salida para la configuración de colector común
son iguales a aquellas para la configuración de emisor común. El eje horizontal del voltaje para la
configuración de colector común se obtiene con sólo cambiar el signo del voltaje del colector al
emisor de las características del emisor común.
C
IB
E
Configuración de colector común utilizado para propósitos de acoplamiento de impedancia
112
4. Filtros
Filtros pasivos
Los filtros pasivos están diseñados con base al uso de capacitares, resistencias y bobinas.
Actividad
Investiga lo relacionado con los filtros pasivos y anota los resultados a continuación:
Filtros activos
Los filtros activos están diseñados a partir de Opam (Amplificadores Operacionales) y
componentes pasivos asociados. Los filtros más utilizados son: pasa bajos, pasa altos, pasa
banda, rechazo de banda, entre otros.
6. El transistor de efecto de campo
D
G
VDS
+
VGS
S
D
+
ID
-
G
+
ID
VDS
+
VGS
-
-
S
El transistor de efecto de campo (FET) consiste en solamente un tipo de portador de carga
(electrones o huecos), es un dispositivo unipolar de tres terminales y tiene ciertas características
similares a las del BJT.
Teoría de funcionamiento del JFET
En la figura siguiente se muestra un transistor de efecto de campo llamado JFET. Este dispositivo
está formado por una sección de semiconductor tipo N, a la parte superior se le llama drenador
(drain) y a la parte inferior se le llama fuente (source).
113
Drenador
+
n
VDD
-
fuente
Sección de un JFET
Para obtener el JFET, se difunden dos áreas de material tipo P en un semiconductor tipo n como
se observa en la figura siguiente.
Drenador
Compuerta
p
np
fuente
A las regiones P se les denomina compuerta (gate), en la mayoría de los JFET las dos zonas P
están conectadas internamente para tener un solo terminal de conexión externo. En la figura
siguiente, se muestra un JFET de canal n, en el cual la puerta y la fuente forman un diodo y la
puerta y el drenador constituyen otro diodo. Considerando que los JFET son de silicio, se requiere
solo de 0.7 volts de polarización directa para obtener una corriente en cualquiera de los dos
diodos. Cuando no hay potenciales aplicados al JFET, resulta una región de agotamiento en cada
unión, similar a la de un diodo sin polarización, como se observa en la figura.
114
Drenador
Contactos
ohmicos
Región de
agotamiento
p n p
Compuerta
fuente
Regiones de agotamiento en un JFET
En la figura de abajo se ilustra la alimentación de un JFET. Se aplica un voltaje VDS positivo a
través del canal, polarizando directamente al drenador y se aplica también un voltaje VGS que
polariza inversamente a la compuerta.
Drenador
Compuerta
VDS
-
-
VGS
p n p
+
fuente
+
Polarización del FET
Como existe esta condición de polarización inversa, existirá una corriente inversa muy pequeña en
la compuerta y podemos considerarla:
IG = 0 A
Por consiguiente al no haber corriente de entrada se tendrá en el dispositivo una resistencia de
entrada infinita.
En una situación real IG no es totalmente igual a cero, por lo que la resistencia tampoco es infinita,
pero si es considerablemente grande. En la figura, las uniones entre las regiones p y n tienen
zonas de agotamiento como resultado de los electrones libres que se difunden desde las regiones
N a las regiones P. La recombinación de los electrones libres y los huecos crean las zonas de
agotamiento.
115
Debido al voltaje aplicado VDS, los electrones fluyen de la fuente hacia el drenador, pasando a
través del canal entre las dos regiones de agotamiento. Entonces, cuanto mas negativa sea la
tensión aplicada a la compuerta (VGS) mas angosto será el canal. Podemos considerar entonces
que VGS puede controlar la corriente a través del canal, por lo tanto entre mas negativa sea la
tensión de compuerta, menor será la corriente entre la fuente y el drenador. De acuerdo a esto
podemos afirmar que el JFET es un dispositivo controlado por voltaje. En el funcionamiento normal
ambos diodos en el JFET están polarizados inversamente.
Para analizar el funcionamiento del JFET aplicamos un potencial de VGS = 0 y se hace variar el
potencial VDS como se muestra en la figura siguiente.
+
ID
D
region de
agotamiento
canal (n)
e
e
p
G
p
n
+
e
VDD
VDS
e
VGS=0v
S
IS
-
JFET VGS = 0V y VDS > 0
Para cumplir con la condición VGS = 0V, se conecta la compuerta directamente a la fuente.
Cuando se aplica el voltaje VDS > 0 V, se desarrolla una región de agotamiento y entonces existe
una trayectoria de electrones de la fuente al drenador. En estas condiciones no hay ninguna
restricción para el flujo de corriente, sólo la resistencia del canal n entre el drenador y la fuente.
Entre mayor sea el voltaje aplicado más ancha será la región de agotamiento. De acuerdo a la
figura(a) cuando el voltaje VDS aumenta, la corriente también aumenta. Para valores pequeños de
VDS la resistencia del canal es constante y a medida que VDS aumenta y se acerca al nivel referido
como VP, las regiones de agotamiento se harán más anchas reduciéndose el ancho del canal e
incrementándose su resistencia.
116
ID
Nivel de saturación
IDSS
VGS = 0 V
Incremento de la resistencia
debido al estrechamiento del canal
Resistencia del canal n
0
VDS
VP
Fig. (a) ID en función de VDS para VGS = 0 V
Cuando VDS se eleva a un nivel en el que las dos regiones de agotamiento se tocan, como se
observa en la figura (b), resultara una condición llamada de “estrechamiento” (pinch – off).
+
D
Estrechamiento
p
G
+
VDS = VP
p
n
VGS=0v
S
IS
-
Fig. (b) Estrechamiento VGS = 0 V, VDS = VP
Al valor de VDS que establece esta condición se le llama “voltaje de estrechamiento” y se denomina VP.
A pesar de este fenómeno de estrechamiento, aún existe un pequeño canal con una corriente de
densidad muy alta. A medida que VDS aumente más allá de VP, la región comprendida entre las
regiones de agotamiento incrementa su longitud a lo largo del canal, pero el nivel de ID permanece
constante.
Cuando el voltaje de control VGS se hace más negativo a partir de su valor VGS < 0 V. Como se observa
en la figura 5.8, se obtienen regiones de agotamiento semejantes a las que se obtuvieron con la
condición VGS = 0 V, pero a niveles menores de VDS. En la figura (c ), se muestra que el resultado de
una polarización negativa en la compuerta es un nivel de saturación a un nivel menor de VDS.
117
Drenador
+
ID
D
IG= 0A
p
G
VDS> 0V
p
n
+
1V
VGS= - 1 V
+
S
-
IS
-
Fig. (c) Aplicación de un voltaje negativo a la entrada de un JFET
16 V
2 KΩ
D
G
+
2 MΩ
-
IDSS = 10 mA
VP = - 8 V
VGS
-
S
2V
+
Circuitos con FET
Calcular lo siguiente para la red de la figura anterior
a) VGS Q .
b) IDQ .
c) VDS .
d) VD .
e) VG .
f) VS .
118
Solución
Método matemático
a)
VGS = -VGG = 2 V
b)
IDQ
⎛ V
= IDSS ⎜⎜1 - GS
⎝ VP
2
⎞
⎛
⎟⎟ = 10 mA ⎜1 ⎝
⎠
2V ⎞
⎟
8V ⎠
2
= 10 mA (1-0.25)2 =10 mA(0.75)2 = 10 mA(0.5625) = 5.625 mA
c)
VDS = VDD – IDRD = 16 V – (5.625 mA)(2 kΩ) = 16 V – 11.25 V = 4.75 V
d)
VD = VDS = 4.75 V
e)
VG = VGS = -2 V
f)
VS = 0 V
Método gráfico
La curva de Shockley resultante y la línea vertical en VGS = -2 V se proporcionan en la figura siguiente.
Es verdad que es difícil leer más allá del segundo decimal sin aumentar significativamente el tamaño
de la figura, pero a partir de la gráfica de la figura siguiente es muy aceptable un resultado de 5.6 mA.
ID(mA)
I DSS = 10mA
9
8
7
6
Punto Q
5
I DQ = 5 . 6 mA
4
3
2
I DSS
= 2 . 5 mA
4
1
8
7
VP = −8V
6
5
4
3
VP
= −4V
2
2
1
0
VGS
VGSQ = VGG= - 2 V
119
Por tanto, el inciso a,
VGS = − VGG = -2 V
b)
IDQ = 5.6 mA
c)
VDS = VDD – IDRD = 16 V – (5.625 mA)(2 kΩ) = 16 V – 11.2 V = 4.8 V
d)
e)
f)
VD = VDS = 4.8 V
VG = VGS = -2 V
VS = 0 V
16V
2 .7 K Ω
VD
82 KΩ
IDSS = 12 mA
VP = - 6 V
1MΩ
VC
β = 180
24 KΩ
1 .6 K Ω
Determinar los niveles VD y VC para el circuito mixto FET y BJT.
Solución
VGS es por lo general, una cantidad importante para determinar o escribir una ecuación con objeto
de analizar las redes con JFET. Debido a que VGS es un valor par, no es obvia una solución
inmediata, se dará importancia a la configuración del transistor bipolar. La configuración mediante
divisor de voltaje es una donde puede aplicarse la técnica aproximada (βRE = (180 x 1.6 KΩ) = 288
KΩ > 10R2 = 240 KΩ), lo cual permite un calculo de VB utilizando la regla del divisor de voltaje en
el circuito de entrada.
120
Para VB:
VB =
24KΩ(16 V )
= 3.62V
82KΩ + 24KΩ
Con el hecho que VBE = 0.7 V se obtiene
VE = VB − VBE = 3.62V − 0.7 V = 2.92V
e
IE =
VRE
V
2.92V
= E =
= 1.825mA
RE
R E 1.6KΩ
Con IC ≅ IE = 1.825 mA
A continuación, se encuentra que para esta configuración
ID = IS = IC
y
VD = 16 V − ID (2.7KΩ) = 16 V − (1.825mA )(2.7KΩ) = 16 V − 4.93 = 11.07 V
Tanto VCE como VDS son cantidades desconocidas que evitan que se establezca una relación entre
VD y VC o de VE y VD. Un examen más cuidadoso de la figura 6.14 indica que VC está relacionado
a VB mediante VGS (suponiendo que VRG = o V). Si puede encontrarse VGS, se podrá conocer VB, y
calcularse VC a partir de
VC = VB = VGS
Luego surge la pregunta acerca de cómo encontrar el valor de VGSQ a partir del valor estable de ID,
los dos valores se encuentran relacionados mediante la ecuación de Shockley
IDQ
VGSQ
⎛
= IDSS ⎜⎜1 −
VP
⎝
⎞
⎟
⎟
⎠
2
Y VGSQ puede determinarse bajo un esquema matemático al resolver VGSQ y sustituir los valores
numéricos. Sin embargo. Se regresa al método grafico para trabajar solo en el orden inverso que
se utilizo anteriormente. Primero se trazan las características de transferencia del JFET como se
muestra en la figura (curva). Luego se establece el nivel de IDQ por medio de una línea horizontal
como se muestra en la figura. Luego se determina VGSQ al dibujar una línea desde el punto de
operación hacia el eje horizontal, dando por resultado
El nivel de VC:
VGSQ = -3.7 V
VC = VB - VGSQ = 3.62 V – (-3.7 V)
= 7.32 V
121
ID(mA)
12
I DSS
10
8
6
4
Punto Q
-6
VP
-5
-4
2
-3
-2
-1
I DQ = 1.825mA
0
VGSQ = 3.7 V
Cálculo del punto Q para la red de la figura del circuito Mixto
5. Osciladores
Osciladores senoidales
Incluyen los osciladores RC, los LC y los osciladores de cristal de cuarzo
Para construir un oscilador senoidal se emplea un amplificador con realimentación positiva. La
señal de realimentación se utiliza en lugar de la señal habitual de entrada. Si la señal de
retroalimentación es lo suficientemente grande y tiene la fase correcta, habrá una señal de salida,
incluso cuando no exista una señal de entrada externa. En otras palabras un oscilador es un
amplificador modificado por la realimentación positiva para que proporcione su propia señal
de entrada.
Al circuito de la figura (b) se le aplica una señal de inicio, el bloque B, que generalmente está
formado por un circuito tanque proporciona la realimentación. Una vez que se retira la fuente
inicial, como se ilustra en la figura (b), se unen los puntos XY, entonces la carga acumulada en el
circuito de realimentación comienza a extinguirse. Sin embargo, el bloque A que es el amplificador,
eleva el nivel de la señal manteniendo el proceso de la oscilación.
Oscilador Colpitts
122
Note que la polarización de la base está dada por R1 y R2. El colector se polariza mediante R3. El
capacitor C3 impide que el voltaje de c.d. entre al circuito tanque formado por C1,C2 y L, este a su
vez provee la realimentación del circuito para mantenerlo en oscilación. Los capacitares C1 y C2
generarla retroalimentación mediante campos electrostáticos, y el nivel de la retroalimentación, a
su vez, está determinada por la capacitancia de los capacitares en cuestión.
Oscilador Hartley
El oscilador Hartley se caracteriza de otros osciladores por su circuito de retroalimentación mediante la
acción autotransformadora de la bobina en derivación L1 L2 en su circuito tanque. R2 y R3 determinan
el nivel de polarización del transistor. C2 bloquea el voltaje directo para que no pase al circuito tanque.
El capacitor variable ajusta la frecuencia de operación. La retroalimentación inductiva se realiza
mediante la sección L1 que es común tanto al circuito de entrada como al de salida.
Oscilador Meissner
123
El oscilador Meissner, es muy parecido al oscilador Armstrong, la única diferencia existente
consiste en que el Armstrong no posee capacitor de retroalimentación. Cuando se aplica energía al
oscilador, comienza a fluir una pequeña corriente de colector (Ic), conforme aumenta ésta a partir
de cero, la corriente creciente que pasa por L1 induce un voltaje de polaridad apropiada en L2, la
cual s acopla directamente a la base del transistor, aumentando la polarización directa del circuito
emisor-base. La corriente del colector se incrementa y deja de aumentarse cuando cae el
acoplamiento debido a la variación de la corriente que la produce. Cuando exista un cambio o
inversión de la polarización la corriente deja de decrecer. Cuando se repite el ciclo, la ganancia en
corriente comienza a aumentar.
Circuito equivalente de un cristal de cuarzo
124
6. Amplificador Operacional
El amplificador operacional, es un circuito integrado que posee en su interior resistencias y
transistores integrados. Presentan una respuesta en frecuencia muy ancha, prácticamente desde
cero Hertz hasta 1 Mhz. Presentan alta impedancia de entrada. Un amplificador operacional (AO),
es prácticamente una caja negra a la cual se le puede conectar un generador en sus terminales de
entrada, unas cuantas resistencias y capacitares, así como la debida polarización y ya está ¡listo!
En su interior consta de un amplificador diferencial, etapa de ganancia y un seguidor emisor.
El más popular de los circuitos integrados operacionales es el µA741 de la compañía Fairchild
Semiconductor. La compañía Motorota produce el MC741, la Nacional Semiconductor produce el
LM741 y la Texas Instruments el SN72741. Para evitar los prefijos y evitar confusiones, es común
el conocerlo como 741. Las nomenclaturas 741, 741A, 741B, 741C., indican que presentan
diferentes rangos de temperatura, nivel de ruido y otras características. La letra C indica nivel
comercial; es decir, es el más comercial y barato. Su impedancia de entrada es de 2 MΩ, su
ganancia en voltaje es de 100.000 y su impedancia de salida es de 75Ω.
Características:
Rechazo al modo común (CMRR’) = 90 dB en frecuencias medias. 75dB en 1Khz, 56 dB en 10
Khz, etc.
• La salida de corriente en corto circuito es de 25 mA en el 741C.
125
• La respuesta en frecuencia de ganancia unidad es la frecuencia donde la ganacia en voltaje es
igual a 1. El LM741 tiene una ƒ unidad de 15 Mhz., por lo que tiene una ganacia en voltaje útil
hasta los 15 Mhz.
Amplificadores operacionales lineales comunes
Amplificadores de audio
El LM381 es un preamplificador de audio de bajo ruido con una ganancia de 112 db y un ancho de
banda de 75Khz, polarizado con 10 volts. Su alimentación positiva puede variar de 9 a 40 V. Su
impedancia de entrada es de 100K.
Amplificadores Operacionales. Tipos.
Amplificador no inversor
En los amplificadores no inversores, la señal de entrada excita la entrada
no inversora(+) de un amplificador. Una parte del voltaje de salida se
retroalimenta a la entrada inversora. Un amplificador de estas
características y este tipo de retroalimentación se comporta como un
amplificador ideal de voltaje, con una impedancia de entrada infinita, una
impedancia de salida cero y una ganancia de voltaje constante.
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La ganancia en voltaje Av del Opam no inversor:
β = R2/R1+R2. (Ganancia sin retroalimentación
Aƒ = A / 1 + βA (Ganancia con retroalimentación)
Ejemplo
Calcula la ganancia del amplificador de la figura anterior para una ganancia del opamp A =
100,000 y resistencia R1= 1.8 KΩ y R2 = 200Ω.
Solución
β = R2/R1+R2= 200Ω/200Ω+1.8KΩ = 0.1
Aƒ = A/1+βA = 100000/1+(0.1)(100000) = 100000/10001 = 9.999
Aƒ = 1/β = 1/ 0.1 = 10
Amplificador inversor
En un amplificador inversor, la entrada no inversora está conectada a tierra. La señal de entrada
excita la entrada inversora.
Un amplificador inversor, en vez de actuar como un amplificador de voltaje ideal, se comporta
como un convertidor de corriente a voltaje, un dispositivo con una impedancia de entrada cero,
impedancia de salida cero.
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Ejercicio
Calcula el voltaje de salida del circuito anterior.
Solución
Imagine una tierra virtual en la entrada inversora del amplificador operacional. A continuación,
considere que toda la corriente de entrada circula a través de la resistencia de 100 K. A
continuación con la ley de Ohm calcule el voltaje en los extremos de la resistencia de
retroalimentación:
V salida = ( 1µA) (100KΩ) = 0.1 V
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MÓDULO II: MANTENIMIENTO ELECTRÓNICO
SUBMÓDULO II. Implementación de Circuitos por Computadora
RESULTADO DE APRENDIZAJE
Determina el funcionamiento de circuitos electrónicos analógicos y digitales.
Información
El software es un programa de aplicación que maneja lenguaje máquina y que puede además
presentar diversas aplicaciones en la informática. Con respecto a su aplicación en la electrónica se
utilizan programas de aplicación para su uso didáctico, es decir, aquellos que ayudan en la
enseñanza y aprendizaje mediante tutoriales o guías.
Existen en el mercado una gran variedad de programas de simulación de circuitos, cuyos tutoriales
van desde los conductuales hasta los que poseen una serie de procedimientos que le permiten al
usuario utilizar su imaginación y creatividad en la realización de las tareas.
De acuerdo a las posibilidades que tengas de adquirir programas completos o demos, puedes ir
habilitando el potencial creador a fin de realizar comprobaciones virtuales de tus circuitos antes de
implementarlos en la práctica real.
A continuación te mostraremos algunas sugerencias en el manejo de un software de aplicación.
La imagen que se te presenta corresponde a una ventana de tareas del software de aplicación en
electrónica denominado “CircuitMaker”
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En la ventana de diálogo Name/Descripción se anota la matrícula del componente, en el caso
mostrado corresponde a 1N4001. Con la función “Search”, aparece en la ventana inferior izquierda
de la pantalla, todo el listado de componentes electrónicos genéricos que contiene el software. Al
seleccionar la función “Find”, el dispositivo aparece en la ventana superior izquierda. Para llevarlo
a la “Ventana de Tareas” al centro de la pantalla se elige la función “Place” y haciendo “clic” lo
podemos desplazar a la posición que se deseada. Para cambiar la posición del dispositivo existen
dos procedimientos.
1. Iluminar el dispositivo y con la ayuda de las teclas control/R. Con esta acción se puede girar el
dispositivo según sea necesario.
2. Haciendo doble clic sobre el dispositivo con el botón derecho del Mouse, aparecerá una ventana
de diálogo de donde podrás aplicar la acción requerida de entre las siguientes opciones:
Rotate 90°
Mirror
Divice propietes
Edit/Select Spice model
Edit pin data
Edit digital params
Device display data
Move
Delete ítems
Duplicate
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SUBSECRETARÍA DE
EDUCACIÓN MEDIA SUPERIOR
Dr. Reyes S. Tamez Guerra
Secretario de Educación Pública
Dra. Yoloxóchitl Bustamante Díez
Subsecretaria de Educación Media Superior
M. en C. Daffny Rosado Moreno
Secretario Ejecutivo del COSNET
Biól. Francisco Brizuela Venegas
Director General de Educación en Ciencia y
Tecnología del Mar
M. en C. Gildardo Rojo Salazar
Director Técnico
Ing. Heriberto Nolasco Heredia
Director de Operación
C.P. María Elena Colorado Álvarez
Coordinadora Administrativa
Primera edición: 2005.
Ilustración de portada y portada posterior:
El agua, origen de la vida (detalle), de Diego Rivera, 1951.