Guía docente de Componentes y Circuitos Electrónicos (2211118)

Tener cursada la asignatura Análisis de Circuitos y cursar, o estar cursando, las asignaturas de la materia Matemáticas, así como la asignatura de Fundamentos Físicos de la Ingeniería.

Principios físicos de los semiconductores. Dispositivos electrónicos y fotónicos básicos. Modelos y simulación. Fundamentos de tecnología de materiales y de dispositivos electrónicos. Circuitos electrónicos básicos de rectificación y polarización. Fundamentos de familias lógicas.

• El objetivo global de esta asignatura es proporcionar una visión general de los dispositivos electrónicos básicos, fundamentalmente diodos y transistores y de los modelos que se emplean para el análisis y diseño de circuitos.
• Comprensión y dominio de los principios físicos de los semiconductores, así como de los dispositivos electrónicos y fotónicos, y de la tecnología de fabricación de los mismos.
• Conocer el funcionamiento de los dispositivos y los circuitos básicos de polarización.
• Conocer y usar con soltura los modelos circuitales empleados para el análisis y diseño de circuitos electrónicos a mano o con herramientas CAD.
• Conocer algunas aplicaciones de los dispositivos en los circuitos: rectificación, amplificación, conmutación y realización de puertas lógicas.
• Conocer y manejar herramientas CAD para la simulación de circuitos electrónicos.

Tema 1. Componentes pasivos.

• 1.1: Resistencias
• 1.2: Capacidades y bobinas
• 1.3: Parámetros fundamentales.
• 1.4: Series comerciales y tolerancias.

Tema 2. Fundamentos de semiconductores.

• 2.1: Distinción entre metales, semiconductores y aislantes.
• 2.2: Concepto de hueco.
• 2.3: Semiconductores tipo N y tipo P.
• 2.4: Concentraciones de electrones y huecos.
• 2.5: Ley de acción de masas.
• 2.6: Corrientes de difusión y deriva.

Tema 3. El diodo de unión PN. Modelos. Otras uniones. Rectificación.

• 3.1: La unión PN en equilibrio térmico.
• 3.2: La unión PN polarizada en condiciones estacionarias: curva I-V.
• 3.3: Comportamiento dinámico: modelo de pequeña señal.
• 3.4: Capacidad.
• 3.5: Fenómenos de ruptura.
• 3.6: Tipos de diodos y diodos comerciales.
• 3.7: Modelos para CAD.

Tema 4. Transistor MOSFET: funcionamiento, modelos, polarización y aplicaciones.

• 4.1: Estructura y operación básica.
• 4.2: Tipos de transistores.
• 4.3: Comportamiento estático y de gran señal.
• 4.4: Modelos básicos de gran señal para CAD.
• 4.5: Comportamiento dinámico.
• 4.6: Modelos básicos de pequeña señal.
• 4.7: Efectos de segundo orden y limitaciones.
• 4.8: Circuitos básicos de polarización.

Tema 5. Otros transistores de efecto campo (JFET, MESFET).

• 5.1: El JFET, estructura y operación básica. Modelos básicos para CAD.
• 5.2: El MESFET, estructura y operación básica. Modelos básicos para CAD.

Tema 6. Transistor bipolar de unión: funcionamiento, modelos, polarización y aplicaciones.

• 6.1: Estructura y operación básica.
• 6.2: Tipos de transistores.
• 6.3: Comportamiento estático y de gran señal.
• 6.4: Modelos de gran señal para CAD.
• 6.5: Comportamiento dinámico.
• 6.6: Modelos básicos de pequeña señal.
• 6.7: Efectos de segundo orden y limitaciones.
• 6.8: Circuitos básicos de polarización.

Tema 7. Familias lógicas.

• 7.1: Introducción. Parámetros Característicos de una familia lógica.
• 7.2: Familias lógicas bipolares.
• 7.3: Familias lógicas basadas en tecnología MOS.

Tema 8. Electrónica de los dispositivos fotodetectores.

• 8.1: Ecuación de continuidad.
• 8.2: Absorción de fotones.
• 8.3: Fotodetectores-Fotodiodos.
• 8.4: Células solares.

Tema 9. Electrónica de los dispositivos fotoemisores.

• 9.1: Recombinación y radiación en dispositivos semiconductores.
• 9.2: LEDs.
• 9.3: Láser.

Tema 10. Procesos tecnológicos básicos.

• 10.1: Tecnología de fabricación de obleas semiconductoras.
• 10.2: Tecnología de fabricación de dispositivos electrónicos.
• 10.3: Tecnología de fabricación de circuitos integrados.

Seminarios

• Simulación con SPICE.
• Ampliación de procesos tecnológicos básicos.
• Tendencias actuales en la fabricación de transistores MOSFET.

Prácticas de Laboratorio

• Práctica 1. Simulación con SPICE.
• Práctica 2. Componentes pasivos.
• Práctica 3. Caracterización de diodos. Circuitos con diodos.
• Práctica 4. Simulación de diodos con SPICE. Modelos. Dependencia con la temperatura.
• Práctica 5. Aplicaciones de los transistores. Amplificación.
• Práctica 6. Tecnología básica de laboratorio.

Salidas de campo: No están previstas.

• Sedra, A.S. y Smith, K.C. Circuitos microelectrónicos, Oxford University, 2010.
• Dimitrijev, Sima. Understanding semiconductor devices, Oxford University Press, 2000.
• Streetman, Ben G. and Sanjay, Banerjee, Solid state electronic devices (5ª edición), Prentice Hall, 2000.
• Francisco Gámiz et al., Aplicaciones de las Nuevas Tecnologías a la Enseñanza de los Dispositivos Electrónicos. Departamento de Electrónica y Tecnología de Computadores. Universidad de Granada. ISBN 978-84-691-4090-1

• Roldán Aranda, Juan B. y Gámiz Pérez, Francisco J. Dispositivos electrónicos: problemas resueltos, 2ª edición, RA-MA, 2010.
• Muller, Richard S. y Kamins, T. L. Electrónica de los dispositivos para circuitos integrados México, D.F.: Limusa, 1990.

• La Unión PN. ¿Cómo funcionan los diodos? (Versión en castellano)
• ¿Cómo funciona un transistor? - El MOSFET (Versión en castellano)

• MD01. Lección magistral 
• MD02. Actividades prácticas 
• MD03. Seminarios 
• MD04. Actividades no presenciales 
• MD05. Tutorías académicas 

Todo lo relativo a la evaluación se regirá por la Normativa de evaluación y calificación de los estudiantes vigente en la Universidad de Granada.

Con objeto de evaluar la adquisición de los contenidos y competencias a desarrollar en la materia, se utilizará un sistema de evaluación diversificado, seleccionando las técnicas de evaluación más adecuadas en cada momento, que permita poner de manifiesto los diferentes conocimientos y capacidades adquiridos por el alumnado al cursar la asignatura.

En el caso de evaluación continua, se utilizarán las siguientes técnicas evaluativas:

• Para la parte teórica se realizarán exámenes finales o parciales, sesiones de evaluación y entregas de ejercicios sobre el desarrollo y los resultados de las actividades propuestas. La ponderación de este bloque será igual a un 70 %.
• Para la parte práctica se realizarán prácticas de laboratorio, resolución de problemas y desarrollo de proyectos (individuales o en grupo), y se valorarán las entregas de los informes/memorias realizados por los alumnos, o en su caso las entrevistas personales con los alumnos y las sesiones de evaluación. La ponderación de este bloque será un 20 %. Es obligatorio asistir a todas las prácticas de laboratorio. En caso de falta debidamente justificada, el profesorado establecerá una forma adecuada de recuperar la sesión de prácticas correspondiente.
• En su caso, la parte de trabajo autónomo y los seminarios se evaluarán teniendo en cuenta la asistencia a los seminarios, los problemas propuestos que hayan sido resueltos y entregados por los alumnos, en su caso, las entrevistas efectuadas durante el curso y la presentación oral de los trabajos desarrollados. La ponderación de estos será un 10 %.
• Para superar la asignatura será requisito imprescindible haber superado el examen final y la parte práctica independientemente. La calificación global corresponderá a la puntuación ponderada de los diferentes aspectos y actividades que integran el sistema de evaluación. Así, el resultado de la evaluación será una calificación numérica obtenida mediante la suma ponderada de las calificaciones correspondientes a una parte teórica, una parte práctica y, en su caso, una parte relacionada con el trabajo autónomo de los alumnos, los seminarios impartidos y el aprendizaje basado en proyectos.

Los criterios utilizados serán los mismos que los descritos en la sección de evaluación ordinaria.

Se realizarán dos pruebas escritas, una relativa a los contenidos teóricos y la otra a los contenidos prácticos. La primera será el mismo examen final que los alumnos sometidos a evaluación continua. La segunda tratará sobre los contenidos de las prácticas (trabajos previos al laboratorio, tareas realizadas en el laboratorio, análisis y tratamiento de los datos…).

Recursos:

• Vídeos docentes preparados por los profesores de la asignatura.

Enlaces:

• Plataforma de teleformación oficial de la UGR (PRADO)