SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS
FÍSICO MATEMÁTICAS
PROGRAMA SINTÉTICO
CARRERA: Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica
ASIGNATURA:
Dispositivos
SEMESTRE:
Quinto
OBJETIVO GENERAL:
El alumno utilizará los dispositivos de estado sólido, como bloques funcionales aplicados al procesamiento de
las señales eléctricas en un circuito electrónico típico, previa identificación y comprensión de sus
características, limitaciones, circuito equivalente y comportamiento.
CONTENIDO SINTÉTICO:
I.- Características Generales de los Componentes Electrónicos.
II.- Dispositivos de Estado Sólido de Dos Terminales (Diodos).
III.-Dispositivos de Estado Sólido de Tres Terminales (Transistores).
IV.-Dispositivos de Estado Sólido Utilizados como Interruptores Controlados.
METODOLOGÍA:
Revisión de los datos que proporcionan los fabricantes de componentes electrónicas a través de internet o en
manuales impresos, por parte de los alumnos con la guía del profesor, interpretación de los mismos para la
solución de problemas o aplicaciones prácticas.
Utilización por parte de los alumnos de alguno de los software de circuitos eléctricos que existen en el mercado
y que son de uso común, para simular sus ejemplos y aplicaciones, y observar de una manera sencilla y clara
los resultados que esperan obtener de sus circuitos y que se podrán comprobar al realizar la práctica
correspondiente en el laboratorio.
Comparación, por parte de los alumnos y del profesor, de los resultados obtenidos teóricamente, tanto en los
simuladores de circuitos como en el trabajo con equipo de laboratorio, para un ejemplo o una aplicación
práctica determinada.
Valoración de las diferentes formas de analizar y comprobar un circuito o aplicación específicos: la teórica, la
simulada con software y la práctica con equipo de laboratorio, con el propósito de que sepa cómo y dónde
utilizar esta poderosas herramientas
Los estudiantes trabajarán en parejas para realizar tareas, cálculos, simulación con sofware y con equipo de
laboratorio.
EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN:
Tres exámenes departamentales, en donde el 40% será la evaluación de la parte teórica y conceptual a través
de la utilización adecuada de los dispositivos en circuitos electrónicos; 40% será la medición e interpretación
de parámetros y señales eléctricas, así como la comprobación de aplicaciones típicas con los dispositivos
empleando la simulación con PC y el equipo de laboratorio de electrónica; en cada evaluación departamental la
participación, las tareas y la investigación bibliográfica que se realicen los alumnos contribuirán con el 20% de
la calificación correspondiente.
BIBLIOGRAFÍA:
Profesores de la academia de electrónica, Libro de texto , 1º Ed., ESIME-IPN, 2005
Profesores de la academia de electrónica, Manual de prácticas de laboratorio , 1º Ed., ESIME-IPN, 2005
Malvino, Principios de Electrónica, 6º Ed., Mac Graw Hill , 2000, 916pags
Robert Boylestad, Electrónica, teoría de circuitos, 5º Ed. , Prentice may, 2000,
1111 pags.
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS
FÍSICO MATEMÁTICAS
ESCUELA: Superior de Ingeniería Mecánica y
Eléctrica
CARRERA: Ingeniería en Comunicaciones y
Electrónica
OPCIÓN:
COORDINACIÓN: Electrónica
DEPARTAMENTO: Ingeniería en Comunicaciones y
Electrónica
ASIGNATURA: Dispositivos
SEMESTRE: Quinto
CLAVE:
CRÉDITOS: 7.5
VIGENTE: Agosto 2005
TIPO DE ASIGNATURA: Teórico-práctica
MODALIDAD: Escolarizada
TIEMPOS ASIGNADOS
HORAS/SEMANA/TEORÍA:
3.0
HORAS/SEMANA/PRÁCTICA:
1.5
H0RAS/SEMESTRE/TEORÍA:
54
HORAS/SEMESTRE/PRÁCTICA: 27
HORAS/TOTALES:
81
PROGRAMA ELABORADO O ACTUALIZADO POR:
Academias de Electrónica de ICE-ESIME Culhuacan
y Zacatenco
REVISADO POR: Subdirecciones Académicas de
ESIME Culhuacan y Zacatenco
APROBADO POR: C.T.C.E. de ESIME Culhuacan y
Zacatenco
M. en C. Ernesto Mercado Escutía
M. en C. Jesús Reyes García
AUTORIZADO POR:
Comisión de Planes y Programas de Estudio del Consejo
General Consultivo del IPN
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS
FÍSICO MATEMÁTICAS
ASIGNATURA
Dispositivos
CLAVE
HOJA 2
DE
8
FUNDAMENTACIÓN DE LA ASIGNATURA
En la formación de un ingeniero en comunicaciones y electrónica es fundamental el conocimiento, dominio y uso
de los componentes electrónicos, ya sea para entender, operar, instalar, reparar o en el mejor de los casos
diseñar, equipos y sistemas electrónicos, los cuales actualmente se usan en todos los ámbitos de la vida
cotidiana. La electrónica tiene como origen el uso de componentes electrónicos las cuales son capaces de
procesar matemáticamente una señal eléctrica, éstas han venido evolucionando con el paso de los años, al grado
que en la actualidad prácticamente todas son fabricadas con tecnología de estado sólido, sin embargo el uso real
de los componentes discretos (dispositivos) se ha venido limitando a interfases de entrada y salida hacia los
sistemas electrónicos y al manejo y control de la potencia eléctrica. Este curso presenta desde un punto de vista
funcional las características y limitaciones de los componentes electrónicos discretos (dispositivos) y sus
aplicaciones básicas más utilizadas en los circuitos electrónicos.
Asignaturas antecedentes: Mediciones
Asignaturas consecuentes: Electrónica Lineal
Esta asignatura es teórico-práctica y requiere formar equipos de dos personas para trabajar en las mesas de
laboratorio, debido a que el profesor debe realizar una asesoría muy de cerca con cada equipo de trabajo,
difícilmente puede dar atención a más de 8 equipos durante cada sesión, por lo que resulta necesario para
atender un grupo de 30 a 32 alumnos que existan dos profesores en el área de laboratorio correspondiente.
OBJETIVO DE LA ASIGNATURA
El alumno utilizará los dispositivos de estado sólido, como bloques funcionales aplicados al procesamiento de las
señales eléctricas en un circuito electrónico típico, previa identificación y comprensión de sus características,
limitaciones, circuito equivalente y comportamiento.
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS
FÍSICO MATEMÁTICAS
ASIGNATURA: Dispositivos
CLAVE:
HOJA: 3 DE 8
No. UNIDAD
I
NOMBRE: Características Generales de los Componentes Electrónicos
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
El alumno distinguirá las características generales de los componentes electrónicos (dispositivos), sus principales
representaciones gráficas en el plano X-Y, sus propiedades eléctricas, su clasificación de acuerdo al número de
terminales, los procesos de fabricación, los tipos de encapsulados y su ejemplificación como bloques funcionales de
acuerdo al proceso matemático que puede efectuar a la señal eléctrica que se le aplique.
No.
TEMA
HORAS
TEMAS
P
EC
1.5
1.5
1.1
1.1.2
1.1.3
1.1.4
Clasificación de los componentes electrónicos.
Componentes electrónicos discretos (dispositivos).
Componentes electrónicos integrados (C.I.).
Identificación de componentes en un diagrama
electrónico.
1.5
1.2
Características generales de los dispositivos de
estado sólido.
Representación gráfica de características generales
en el plano X-Y, uso de distintas escalas lineales y
semilogarítmicas.
Dispositivos lineales y no lineales.
Dispositivos que consumen energía y dispositivos que
proporcionan energía.
Dispositivos de dos, tres o más terminales.
Características y limitaciones generales que
proporciona el fabricante para los dispositivos.
Tipos de encapsulado y procesos de fabricación de
los dispositivos.
Dispositivos como bloques funcionales.
4.5
1.2.1
1.2.2
1.2.3
1.2.4
1.2.5
1.2.6
1.2.7
1.3
1.3.1
1.3.2
1.3.3
CLAVE BIBLIOGRÁFICA
T
Conceptos generales del procesamiento de una señal 1.5
eléctrica.
Procesamiento analógico.
Procesamiento conmutado.
Procesamiento digital.
Subtotal 7.5
1B y 2B
3.0
1.5
3.0
4.5
ESTRATEGIA DIDÁCTICA
Revisión e interpretación de la información que se muestra en manuales de diferentes fabricantes, identificando las
principales características y parámetros, así como, los tipos de encapsulado y gráficas de comportamiento en general.
Selección a través del Internet de los principales sitios y páginas web donde es posible conseguir la información
requerida de un componente o dispositivo electrónico, por parte del alumno con la guía del profesor.
Formación de equipos de trabajo para la realización de tareas y prácticas de laboratorio, los cuales se recomienda
que sean de dos personas.
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
Los temas I y II serán evaluados en el primer examen departamental, tomando en cuenta la parte teórico
conceptual como el 40%, los resultados y la habilidad práctica adquirida en el laboratorio constituirán otro 40% y
20% proporcionado por la participación en clase y las tareas extra-clase.
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS
FÍSICO MATEMÁTICAS
ASIGNATURA: Dispositivos
CLAVE:
HOJA: 4 DE 8
No. UNIDAD
II
NOMBRE: Dispositivos de Estado Sólido de Dos Terminales (Diodos)
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
El alumno aplicará los componentes o dispositivos electrónicos de dos terminales (diodos), como bloques
funcionales en el procesamiento de señales eléctricas en circuitos electrónicos típicos, previo interpretación de
sus características, limitaciones, comportamiento eléctrico y modelos equivalentes.
No.
TEMA
2.1
2.1.1
2.1.2
2.2
2.2.1
2.1.2
2.2.3
2.3
2.3.1
2.3.1
2.4
2.5
TEMAS
HORAS
T
Características generales de los dispositivos de
estado sólido de dos terminales.
Diodos.
Otros.
Diodos (características, limitaciones, símbolos,
modelo
equivalente,
bloque
funcional,
comportamiento gráfico y polarización).
Diodo ideal.
Diodo rectificador real.
Diodos de alta velocidad (diodo Schottky, diodo de
conmutación.
Diodos especiales.
Diodo Zener.
Dispositivos optoelectrónicos (diodo emisor de luz,
indicador
de
siete
segmentos,
fotodiodo,
optoacopladores, diodo láser, celda solar).
Otros diodos (varicap, varistor, de corriente constante,
diodos de recuperación en escalón o de bloqueo
rápido, diodos opuestos o diodos de muy bajo voltaje
de ruptura inversa, diodo túnel).
Aplicaciones típicas con diodos (rectificadores,
limitadores o recortadores de voltaje, sujetadores o
cambiadores de nivel, dobladores, triplicadores,
regulador, voltaje de referencia, indicadores
luminosos).
Subtotal
P
CLAVE BIBLIOGRÁFICA
EC
1.5
1B, 2B, 1C y 2C
3.0
1.5
1.5
3.0
1.5
1.5
7.5
4.5
4.0
15.0
7.5
7.0
ESTRATEGIA DIDÁCTICA
Selección de distintos componentes o dispositivos de dos terminales, mediante la revisión de las hojas de
especificación del fabricante, por los alumnos con la guía del profesor.
Aplicación de los componentes o dispositivos seleccionados en circuitos electrónicos típicos.
Comprobación de las aplicaciones típicas y de las características de las componentes o dispositivos electrónicos a
través de la simulación en PC y usando el equipo de laboratorio. Los mismos ejemplos que se simulen en la PC,
serán los que se realicen en la práctica de laboratorio para que el alumno compare sus resultados.
Formación de equipos (de dos personas) para la realización de tareas extractase y de las prácticas del laboratorio.
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
Los temas I y II serán evaluados en el primer examen departamental, tomando en cuenta la parte teórico conceptual
como el 40%, los resultados y la habilidad práctica adquirida en el laboratorio constituirán otro 40% y 20%
proporcionado por la participación en clase y las tareas extra-clase.
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS
FÍSICO MATEMÁTICAS
ASIGNATURA:
No. UNIDAD
Dispositivos
CLAVE:
HOJA: 5 DE
8
OMBRE: Dispositivos de Estado Sólido de Tres Terminales (Transistores)
III
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
El alumno aplicará los componentes o dispositivos electrónicos de tres terminales (transistores), como bloques
funcionales en el procesamiento de señales eléctricas en circuitos electrónicos típicos, previo conocimiento de sus
características, limitaciones, comportamiento eléctrico y modelos equivalentes.
No.
TEMA
3.1
TEMAS
HORAS
T
P
CLAVE BIBLIOGRÁFICA
EC
Características generales de los dispositivos de
estado sólido de tres terminales (transistores).
Clasificación de los transistores de acuerdo a su
tecnología de fabricación.
Modulación o variación de la resistencia de un
transistor en el procesamiento analógico de señales.
1.5
3.2
Transistores bipolares (símbolo, características
eléctricas, circuito equivalente, bloque funcional y
hojas de especificaciones del fabricante).
3.0
1.5
1.0
3.3
Transistores de efecto de campo (símbolo,
características eléctricas, circuito equivalente,
bloque funcional y hojas de especificaciones del
fabricante).
3.0
1.5
1.0
3.4
Aplicaciones de los transistores en el procesamiento
analógico de señales (polarización, amplificación,
fuentes de corriente, convertidores de voltaje a
corriente, reguladores de voltaje).
9.0
6.0
4.5
Subtotal
16.5
9.0
8.0
3.1.1
3.1.2
1.5
1B, 2B, 1C y 2C
ESTRATEGIA DIDÁCTICA
Selección de distintos componentes o dispositivos de tres terminales (transistores), mediante la revisión de las hojas
de especificación del fabricante, por los alumnos con la guía del profesor.
Aplicación de los componentes o dispositivos seleccionados en circuitos electrónicos típicos.
Selección del tipo de transistor más adecuado para una aplicación especifica.
Comprobación de las aplicaciones típicas y de las características de las componentes o dispositivos electrónicos a
través de la simulación en PC y usando el equipo de laboratorio. Los mismos ejemplos que se simulen en la PC,
serán los que se realicen en la práctica de laboratorio para que el alumno compare sus resultados.
Formación de equipos (de dos personas) para la realización de tareas extractase y de las prácticas del laboratorio.
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
El tema III será evaluado en el segundo examen departamental, considerando que la parte teórico conceptual será
el 40%, los resultados y la habilidad práctica adquirida en el laboratorio constituirán otro 40% y 20% proporcionado
por la participación en clase y las tareas extra-clase.
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS
FÍSICO MATEMÁTICAS
ASIGNATURA: Dispositivos
No. UNIDAD
IV
CLAVE:
HOJA: 6 DE 8
NOMBRE: Dispositivos de Estado Sólido Utilizados como Interruptores Controlados
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
El alumno aplicará los componentes o dispositivos electrónicos de estado sólido (utilizados como interruptores
controlados), como bloques funcionales en el procesamiento de señales eléctricas en circuitos electrónicos típicos,
previo conocimiento de sus características, limitaciones, comportamiento eléctrico y modelos equivalentes.
No.
TEMA
4.1
4.1.1
4.1.2
4.1.3
4.1.4
4.1.5
4.1.6
4.1.7
4.2
TEMAS
HORAS
CLAVE BIBLIOGRÁFICA
T
P
EC
Características generales de los dispositivos de
estado sólido utilizadas como interruptores
controlados.
Interruptor eléctrico y electrónico.
Interruptor ideal.
Interruptor controlado ideal y real.
Interpretación de las hojas de especificaciones del
fabricante y parámetros característicos.
Transistores
SCR y TRIAC.
Optoacopladores.
6.0
1.5
1.5
Aplicaciones de los interruptores controlados en el
procesamiento conmutado de señales eléctricas
(Interruptores electrónicos, controles de potencia).
7.5
6.0
3.0
15.0
7.5
4.5
Subtotal
1B, 2B, 1C, 2C
ESTRATEGIA DIDÁCTICA
Selección de distintos componentes o dispositivos interruptores controlados mediante la revisión de las hojas de
especificación del fabricante, aplicación de estos componentes en circuitos electrónicos típicos, comparación de sus
diferencias para aprender a saber cuando conviene usar un dispositivo u otro en una misma aplicación, por los
alumnos con la guía del profesor.
Comprobación de las aplicaciones típicas y de las características de las componentes o dispositivos electrónicos a
través de la simulación en PC y usando el equipo de laboratorio. Los mismos ejemplos que se simulen en la PC,
serán los que se realicen en la práctica de laboratorio para que el alumno compare sus resultados.
Formación de equipos (de dos personas) para la realización de tareas extractase y de las prácticas del laboratorio.
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
El tema IV será evaluado en el tercer examen departamental, considerando que la parte teórico conceptual será el
40%, los resultados y la habilidad práctica adquirida en el laboratorio constituirán otro 40% y 20% proporcionado
por la participación en clase y las tareas extra-clase.
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS
FÍSICO MATEMÁTICAS
ASIGNATURA: Dispositivos
CLAVE:
HOJA: 7 DE 8
RELACION DE PRÁCTICAS
PRACT.
No.
NOMBRE DE LA PRÁCTICA
UNIDAD
DURACIÓN
LUGAR DE REALIZACIÓN
Todas las prácticas se
realizarán en el
laboratorio de electrónica,
el cual debe incluir equipo
de computo para realizar
la simulación de circuitos.
1
Identificación de componentes
electrónicos.
I
1.5
2
Tipos de procesamiento de una señal
eléctrica.
I
1.5
3
Características y parámetros de los
principales diodos.
II
3.0
4
Aplicaciones típicas de diodos de estado
sólido.
II
4.5
5
Características y parámetros de los
transistores.
III
3.0
6
Aplicaciones de los dispositivos
transistores.
III
6.0
7
Características y parámetros de los
dispositivos interruptores controlados.
IV
1.5
IV
6.0
8
Aplicaciones de los dispositivos
interruptores controlados.
Subtotal
27
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS
FÍSICO MATEMÁTICAS
ASIGNATURA:
Dispositivos
CLAVE:
HOJA: 8 DE 8
PERÍODO
UNIDAD
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
1
I y II
El contenido de estas unidades será evaluado en el primer examen departamental
de acuerdo al siguiente porcentaje: en la parte teórico - conceptual 40%, prácticas
de laboratorio 40%, tareas y participación 20%.
2
III
El contenido de esta unidad será evaluado en el segundo examen departamental de
acuerdo al siguiente porcentaje: en la parte teórico- conceptual 40%, prácticas de
laboratorio 40%, tareas y participación 20%.
IV
El contenido de esta unidad será evaluado en el tercer examen departamental de
acuerdo al siguiente porcentaje: en la parte teórico- conceptual 40%, prácticas de
laboratorio 40%, tareas y participación 20%.
3
CLAVE
B
C
BIBLIOGRAFÍA
1
X
Profesores de la academia de electrónica, Libro de texto, ESIME-IPN, 1º Ed.
2005
2
X
Profesores de la academia de electrónica, Manual de prácticas de laboratorio,
ESIME-IPN, 1º Ed. 2005
3
X
Malvino, Principios de electrónica, 6º Ed., Mac Graw Hill , 2000, 916 pags.
4
X
Robert Boylestad, Electrónica, teoría de circuitos, 5º Ed. , Prentice may, 2000,
1111 pags.
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS
FÍSICO MATEMÁTICAS
PERFIL DOCENTE POR ASIGNATURA
1. DATOS GENERALES
ESCUELA: Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica
CARRERA:
Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica
ÁREA:
BÁSICAS C. INGENIERÍA
ACADEMIA:
SEMESTRE
D. INGENIERÍA
CSH
ASIGNATURA:
Electrónica
ESPECIALIDAD Y NIVEL ACADÉMICO REQUERIDO:
Quinto
Dispositivos
Licenciatura en Ingeniería Eléctrica, en Electrónica, en
Instrumentación, en Comunicaciones y Electrónica y
ramas afines
2.-OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA: El alumno utilizará los dispositivos de estado sólido, como bloques
funcionales aplicados al procesamiento de las señales eléctricas en un circuito electrónico típico, previa
identificación y comprensión de sus características, limitaciones, circuito equivalente y comportamiento.
3.-PERFIL DOCENTE:
CONOCIMIENTOS
EXPERIENCIA
PROFESIONAL
HABILIDADES
En el uso de componentes En laboratorio y
en docencia, de los
electrónicas discretas
(dispositivos) en el diseño conocimientos señalados.
de circuitos electrónicos.
Dominio en el uso de
equipo de laboratorio para
la medición e
interpretación de señales
eléctricas en aplicaciones
prácticas de circuitos
electrónicos
ELABORÓ
ACTITUDES
En el manejo de equipo de
laboratorio.
En la correcta
interpretación y uso de los
especificaciones que
proporciona el fabricante
sobre las componentes
electrónicas.
En la comunicación para
transmitir ideas en forma
oral y escrita.
Capacidad de Análisis y
Síntesis.
Lograr motivar al alumno.
Manejo de materiales
didácticos.
REVISÓ
Tener vocación por la
docencia.
Honestidad.
Ejercicio de la crítica
fundamentada.
Respeto (buena relación
maestro-alumno).
Tolerancia
Ética.
Compromiso social.
Responsabilidad científica.
Espíritu de colaboración.
Superación docente y
profesional.
Buena presencia.
AUTORIZÓ
Ing. Sergio Núñez Pérez
M. en C. Alberto Paz Gutiérrez
M. en C. Ernesto Mercado Escutia
Ing. Gilberto Ruíz Rojas
____________________
Ing. Guillermo Santillán Guevara
______________________
M. en C. Jesús Reyes García
____________________
PRESIDENTES DE ACADEMIA
SUBDIRECTORES ACADÉMICOS
DIRECTORES