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Este documento presenta el syllabus de la asignatura "Dispositivos Electrónicos I" de la carrera de Ingeniería Electrónica. La asignatura tiene una carga lectiva de 4 créditos y 5 horas semanales, con 3 horas de teoría y 2 de práctica. El curso cubre temas como los semiconductores, el diodo, el transistor bipolar, el transistor de efecto de campo, dispositivos optoelectrónicos e introducción a los circuitos integrados. El aprendizaje se evalúa a través de 3 exá

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Facultad de Ingeniería Electrónica y Mecatrónica
         Carrera: Ingeniería Electrónica

                                                   SYLLABUS

         1. GENERALIDADES
          1.1 Denominación de Asignatura           :    DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS I
          1.2 Código                               :    IE51
          1.3 Fecha de Aprobación                  :
          1.4 Aplicado en el periodo               :   2006-2
          1.5 Versión                              :   1
          1.6 Autor                                :
          1.7 Régimen de Estudios                  :    Ciclos continuos de 20 semanas
          1.8 Obligatorio / Electivo               :    Obligatorio
          1.9 Área Académica / Escuela             :    Ingeniería Electrónica
          1.10 Año Académico / Ciclo               :    2006-2 / VI ciclo
          1.11 Créditos                            :    4
          1.12 Total de Horas Semanales            :    5
          1.13 Horas de Teoría                     :    3
          1.14 Horas de Practica/Lab               :    2
          1.15 Tipo de Evaluación                  :    B
          1.16 Pre requisitos                      :    CE55, Q102

         2. SUMILLA
            Semiconductores, conducción eléctrica en los materiales, propiedades eléctricas de los
            materiales en general, diodo semiconductor, transistor bipolar, transistor unipolar
            (transistor de efecto de campo) , dispositivos de potencia, dispositivos optoelectrónicos,
            introducción a los circuitos integrados (microelectrónica).

         3. OBJETIVOS GENERALES Y DESCRIPCIÓN.-
            Capacitar al alumno para el análisis del comportamiento físico de los dispositivos
            electrónicos semiconductores y su modelamiento, introducirlo a la aplicación y la
            síntesis de dispositivos y circuitos.

               OBJETIVO ESPECIFICO

                  •     Comprender los principales conceptos de la física de semiconductores y
                        aplicarlos.
                  •     Comprender cualitativa y cuantitativamente el funcionamiento del        diodo
                        semiconductor.
                  •     Comprender cualitativa y cuantitativamente el funcionamiento y aplicación del
                        transistor bipolar.
                  •     Comprender cualitativa y cuantitativamente el funcionamiento y aplicación del
                        transistor de efecto de campo.
                  •     Entender los principios de funcionamiento y la aplicación básica de        los
                        dispositivos opto electrónicos.
                  •     Explicar de manera introductoria los circuitos integrados en sus aspectos
                        constructivos y fundamentos de diseño.

         4. MÉTODO DE ENSEÑANZA – APRENDIZAJE
            Las clases se dictarán en aula, con la participación de los alumnos, la enseñanza se
            ayudará con separatas y ejercicios propuestos al final de la clase.

         5. EVALUACIÓN DEL APRENDIZAJE
            Este curso es de Tipo B, y será evaluado según especificaciones del Sistema de
            Evaluación.
6. PROGRAMACIÓN SEMANAL DE LOS CONTENIDOS

       UNIDAD TEMÁTICA 1.- Física de semiconductores. Propiedades eléctricas de los
       materiales y sus aplicaciones.

 SEM.                                            CONTENIDO
  1        Introducción histórica. Conceptos de banda de energía. Portadores eléctricos. Tipos
           de materiales. Corrientes eléctricas.
   2       Ecuación de la continuidad. Estudio de casos de semiconductores sometidos a
           exitación. Problemas de aplicación.

    UNIDAD TEMÁTICA 2.- La juntura PN. El diodo semiconductor.
SEM.                                         CONTENIDOS
  3     La Juntura PN. Concentraciones de portadores. Potenciales de contacto con y sin
        polarización. Campo eléctrico en el interior del diodo semiconductor.
  4     Deducción del modelo matemático del diodo. Determinación de sus parámetros.
        Deducción del modelo circuital.
  5     Efectos parásitos en el diodo semiconductor: Capacidad de difusión. Capacidad de
        transición. Zona de ruptura. Diodo Zener. Características y aplicaciones. Diodo Tunel
        (Esaki). Características y aplicaciones.

    UNIDAD TEMÁTICA 3.- El transistor bipolar (BJT)
 SEM.                                       CONTENIDOS
  6     Estructura del BJT. Distribución de concentraciones y potenciales a lo largo del BJT.
        Deducción del modelo matemático del BJT.
        Modelamiento circuital del BJT. Parámetros en los BJT. Parámetros importantes de
  7     estudio en estados de polarización en zona activa. Introducción a la respuesta en
        frecuencia.
  8     PRIMER EXAMEN
  9     Estudio del BJT en estados de corte y saturación. Elementos de análisis y diseño.
        Aplicaciones del dispositivo en electrónica digital.

    UNIDAD TEMÁTICA 4.- El transistor unipolar (transistor de efecto de campo).
SEM.                                        CONTENIDOS
        Estructura del FET. Clasificación. Estudio físico del JFET y del MOSFET.
  10    Modelamiento matemático del FET (JFET y MOSFET). Estudio diferenciado del FET.
        Funcionamiento en las diversas zonas.
  11    Modelamiento circuital del FET. Elementos parásitos en los FETs. Estudio del
        funcionamiento y aplicaciones en la zona de PINCH-OFF.
        Estudio del FET en estados de corte y región triodo. Introducción al análisis y diseño
  12    de aplicaciones digitales. Características de funcionamiento del dispositivo en celdas
        básicas digitales. Tiempos de retardo y consumo de potencia.
  13    Estudio del BJT en estados de corte y saturación. Elementos de análisis y diseño.
        Aplicaciones del dispositivo en electrónica digital.


    UNIDAD TEMÁTICA 5.-Dispositivos optoelectrónicos.
SEM.                                        CONTENIDOS
  14    Estudio del principio de funcionamiento de los fotodiodos, fototransistores, leds,
        celdas fotovoltaicas. Aplicaciones.
  15    Estudio cuantitativo y cualitativo de los optoacopladores e interruptores ópticos.
        Aplicaciones.

    UNIDAD TEMÁTICA 6.-Introducción a los circuitos integrados.
SEM.                                         CONTENIDOS
  16    Estudio del proceso básico de fabricación de circuitos integrados. Introducción al
        análisis y diseño de circuitos integrados analógicos y digitales.
  17    La microelectrónica. Visión actual y proyecciones. Metodología de análisis.
  18    Diseño y caracterización de circuitos integrados.
19       SEGUNDO EXAMEN
  20       TERCER EXAMEN

7. BIBLIOGRAFÍA

          Los Dispositivos Electrónicos y sus Aplicaciones - Autor: Tisza, Juan
          Dispositivos y circuitos electrónicos: Discretos e integrados -      Autor: Millman
           – Halkias
          Dispositivos y circuitos electrónicos -      Autor: Horenstein, Mark
          Microelectrónica - Autor : Sedra

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  • 1. Facultad de Ingeniería Electrónica y Mecatrónica Carrera: Ingeniería Electrónica SYLLABUS 1. GENERALIDADES 1.1 Denominación de Asignatura : DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS I 1.2 Código : IE51 1.3 Fecha de Aprobación : 1.4 Aplicado en el periodo : 2006-2 1.5 Versión : 1 1.6 Autor : 1.7 Régimen de Estudios : Ciclos continuos de 20 semanas 1.8 Obligatorio / Electivo : Obligatorio 1.9 Área Académica / Escuela : Ingeniería Electrónica 1.10 Año Académico / Ciclo : 2006-2 / VI ciclo 1.11 Créditos : 4 1.12 Total de Horas Semanales : 5 1.13 Horas de Teoría : 3 1.14 Horas de Practica/Lab : 2 1.15 Tipo de Evaluación : B 1.16 Pre requisitos : CE55, Q102 2. SUMILLA Semiconductores, conducción eléctrica en los materiales, propiedades eléctricas de los materiales en general, diodo semiconductor, transistor bipolar, transistor unipolar (transistor de efecto de campo) , dispositivos de potencia, dispositivos optoelectrónicos, introducción a los circuitos integrados (microelectrónica). 3. OBJETIVOS GENERALES Y DESCRIPCIÓN.- Capacitar al alumno para el análisis del comportamiento físico de los dispositivos electrónicos semiconductores y su modelamiento, introducirlo a la aplicación y la síntesis de dispositivos y circuitos. OBJETIVO ESPECIFICO • Comprender los principales conceptos de la física de semiconductores y aplicarlos. • Comprender cualitativa y cuantitativamente el funcionamiento del diodo semiconductor. • Comprender cualitativa y cuantitativamente el funcionamiento y aplicación del transistor bipolar. • Comprender cualitativa y cuantitativamente el funcionamiento y aplicación del transistor de efecto de campo. • Entender los principios de funcionamiento y la aplicación básica de los dispositivos opto electrónicos. • Explicar de manera introductoria los circuitos integrados en sus aspectos constructivos y fundamentos de diseño. 4. MÉTODO DE ENSEÑANZA – APRENDIZAJE Las clases se dictarán en aula, con la participación de los alumnos, la enseñanza se ayudará con separatas y ejercicios propuestos al final de la clase. 5. EVALUACIÓN DEL APRENDIZAJE Este curso es de Tipo B, y será evaluado según especificaciones del Sistema de Evaluación.
  • 2. 6. PROGRAMACIÓN SEMANAL DE LOS CONTENIDOS UNIDAD TEMÁTICA 1.- Física de semiconductores. Propiedades eléctricas de los materiales y sus aplicaciones. SEM. CONTENIDO 1 Introducción histórica. Conceptos de banda de energía. Portadores eléctricos. Tipos de materiales. Corrientes eléctricas. 2 Ecuación de la continuidad. Estudio de casos de semiconductores sometidos a exitación. Problemas de aplicación. UNIDAD TEMÁTICA 2.- La juntura PN. El diodo semiconductor. SEM. CONTENIDOS 3 La Juntura PN. Concentraciones de portadores. Potenciales de contacto con y sin polarización. Campo eléctrico en el interior del diodo semiconductor. 4 Deducción del modelo matemático del diodo. Determinación de sus parámetros. Deducción del modelo circuital. 5 Efectos parásitos en el diodo semiconductor: Capacidad de difusión. Capacidad de transición. Zona de ruptura. Diodo Zener. Características y aplicaciones. Diodo Tunel (Esaki). Características y aplicaciones. UNIDAD TEMÁTICA 3.- El transistor bipolar (BJT) SEM. CONTENIDOS 6 Estructura del BJT. Distribución de concentraciones y potenciales a lo largo del BJT. Deducción del modelo matemático del BJT. Modelamiento circuital del BJT. Parámetros en los BJT. Parámetros importantes de 7 estudio en estados de polarización en zona activa. Introducción a la respuesta en frecuencia. 8 PRIMER EXAMEN 9 Estudio del BJT en estados de corte y saturación. Elementos de análisis y diseño. Aplicaciones del dispositivo en electrónica digital. UNIDAD TEMÁTICA 4.- El transistor unipolar (transistor de efecto de campo). SEM. CONTENIDOS Estructura del FET. Clasificación. Estudio físico del JFET y del MOSFET. 10 Modelamiento matemático del FET (JFET y MOSFET). Estudio diferenciado del FET. Funcionamiento en las diversas zonas. 11 Modelamiento circuital del FET. Elementos parásitos en los FETs. Estudio del funcionamiento y aplicaciones en la zona de PINCH-OFF. Estudio del FET en estados de corte y región triodo. Introducción al análisis y diseño 12 de aplicaciones digitales. Características de funcionamiento del dispositivo en celdas básicas digitales. Tiempos de retardo y consumo de potencia. 13 Estudio del BJT en estados de corte y saturación. Elementos de análisis y diseño. Aplicaciones del dispositivo en electrónica digital. UNIDAD TEMÁTICA 5.-Dispositivos optoelectrónicos. SEM. CONTENIDOS 14 Estudio del principio de funcionamiento de los fotodiodos, fototransistores, leds, celdas fotovoltaicas. Aplicaciones. 15 Estudio cuantitativo y cualitativo de los optoacopladores e interruptores ópticos. Aplicaciones. UNIDAD TEMÁTICA 6.-Introducción a los circuitos integrados. SEM. CONTENIDOS 16 Estudio del proceso básico de fabricación de circuitos integrados. Introducción al análisis y diseño de circuitos integrados analógicos y digitales. 17 La microelectrónica. Visión actual y proyecciones. Metodología de análisis. 18 Diseño y caracterización de circuitos integrados.
  • 3. 19 SEGUNDO EXAMEN 20 TERCER EXAMEN 7. BIBLIOGRAFÍA  Los Dispositivos Electrónicos y sus Aplicaciones - Autor: Tisza, Juan  Dispositivos y circuitos electrónicos: Discretos e integrados - Autor: Millman – Halkias  Dispositivos y circuitos electrónicos - Autor: Horenstein, Mark  Microelectrónica - Autor : Sedra