La asignatura de Simulación de Sistemas Electrónicos es una asignatura optativa, que se imparte durante el segundo semestre de Cuarto curso del grado en ingeniería electrónica industrial y automática dentro de la mención en tecnologías electrónicas avanzadas.
Su principal objetivo es introducir al alumno en el diseño y simulación de sistemas electrónicos fundamentalmente implementados con componentes discretos analógicos. Para el desarrollo de la asignatura se utiliza un software de simulación basado en CAD. Se proponen una serie de prácticas, que previa explicación de conocimientos teóricos, el alumno deberá ir desarrollando.
En esta asignatura se estudian circuitos básicos de continua y de alterna con componentes pasivos. Así mismo se estudian circuitos básicos con componentes activos: Diodo de unión p-n, análisis de curvas corriente-tensión y circuito rectificador monofásico de media onda. Transistor bipolar de unión, polarización básica y obtención de curvas características. Transistor de efecto de campo basado en metal-oxido-semiconductor MOSFET, circuito de polarización y obtención de curvas características, análisis de circuitos con transistores CMOS. Análisis de transistor de puerta aislada IGBT y circuitos de aplicación. Análisis de tiristores, polarización y obtención de curvas características y circuito basado en rectificador monofásico. Adicionalmente se estudia el amplificador operacional, parámetros y configuraciones: no inversora e inversora, aplicaciones lineales, y circuito integrador diferenciador. Así mismo se evaluan diferentes tipos de osciladores basados en transistores y amplificadores operacionales. También se realizan análisis de filtros. Se estudia el amplificador de instrumentación. Se realizan análisis de procesos especiales tales como: MonteCarlo, ruido, peor caso, rendimiento, histograma y modelado del comportamiento analógico.
Durante el desarrollo de la asignatura el alumno adquirirá conocimientos teóricos de sistemas electrónicos que serán complementados con conocimientos prácticos o donde el alumno adquirirá destreza en la simulación de los mismos. El objetivo fundamental de las clases de laboratorio es justificar mediante la simulación los conceptos teóricos asimilados.
En el desarrollo de la asignatura se supondrán adquiridos conocimientos previos básicos de Tecnología Electrónica, que se imparte en segundo curso. Así como conocimientos de Electrónica Analógica y Electrónica de Potencia de tercer curso.
TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA. SEGUNDO CURSO
Clasificación de componentes
Valores nominal, máximo, mínimo y efectivo. Tolerancia
Series de valores normalizados
Estabilidad, deriva y coeficientes de Temperatura y de tensión
Disipación térmica de un componente. Ley de Ohm térmica
Limitaciones térmicas y mejoras
Componentes Pasivos. Resistores
Resistores Fijos. Clasificación. Coeficientes. Características técnicas. Tipos
Resistores variables. Definición y partes. Aplicaciones. Leyes de variación. Tipos y construcción
Componentes Pasivos. Condensadores
Condensadores. Definición. Capacidad. Energía almacenada. Características técnicas. Clasificación. Aplicaciones.
Semiconductores y Uniones
Introducción. Nociones de los semiconductores, información general. Estructura y propiedades
Modelado de portadores. Modelos de semiconductores. Estadística de electrones y huecos en equilibrio
Tipos de semiconductores. Clasificación de materiales semiconductores. Transporte en semiconductores.
El diodo Semiconductor
Teoría de la unión p-n. Portadores mayoritarios y minoritarios
Diodo semiconductor. Curvas características. Circuito equivalente. Características
Transistor Bipolar de Unión
Construcción del transistor. Funcionamiento. Configuraciones del transistor. Acción amplificadora. Ganancia del transistor.
Polarización y recta de carga. Límites de funcionamiento. Características técnicas y hojas de especificaciones. Encapsulado.
Circuitos de polarización. Configuraciones. Reglas de diseño. Transistor en conmutación.
Estabilización de polarización. Factores de estabilidad.
Transistores de Efecto de Campo. FET
Construcción y características de los JFETs. Dispositivos de canal n y p. Simbología. Características de transferencia. Hojas
de especificaciones. Regiones de funcionamiento
MOSFET de deplexión. Construcción básica. Funcionamiento y características. Simbología. Hojas de especificaciones
MOSFET de acumulación. Construcción básica. Funcionamiento básico y características. Simbología, hojas de datos.
Manejo del MOSFET. Configuración CMOS
Polarización del FET. Configuraciones, análisis recta de carga, punto de trabajo. Curva universal de polarización del JFET
Componentes de Potencia
Introducción a los componentes de potencia. Tipos de componentes de potencia. Características eléctricas. Hojas de especificaciones. Aplicaciones.
ELECTRÓNICA ANALÓGICA. TERCER CURSO
El amplificador operacional
Realimentación
Aplicaciones lineales del A.O.
Aplicaciones no lineales del A.O.
Filtros activos
ELECTRÓNICA DE POTENCIA. TERCER CURSO
Introducción a la electrónica de potencia
El diodo y el transistor de potencia
El rectificador controlado de silicio, SCR, (el tiristor)
Tiristores y otros componentes
Protecciones y asociación de dispositivos electrónicos de potencia
Rectificación no controlada
Rectificación controlada
Interruptores estáticos
A través de la asignatura de Simulación de Sistemas Electrónicos se pretende dotar a los alumnos de conocimientos y competencias básicas que todo Ingeniero Industrial en la especialidad de Electrónica industrial y Automática precisa en relación con Sistemas Electrónicos, a través del estudio de características , principio de funcionamiento y aplicaciones.
Esta asignatura complementa la formación del alumno en Sistemas Electrónicos adquirida en asignaturas de cursos precedentes: Tecnología Electrónica de 2º Curso, Electrónica Analógica y Electrónica de Potencia de 3er curso, completando su formación y capacitándole para su futura actividad profesional.
La finalidad de esta asignatura es que el alumno consiga realizar diseños de sistemas electrónicos, en base a sus conocimientos de componentes electrónicos y adquiera destreza en la verificación de los mismos mediante simulación, etapa previa a una posterior fase de fabricación de los sistemas diseñados.
Durante el desarrollo de la asignatura se pretende que el alumno adquiera conciencia en:
-- Dotar al alumno de unos ciertos conocimientos de índole experimental, que le capaciten para realizar o dirigir las pruebas o trabajos de laboratorio que precise para el ejercicio de su futura labor profesional.
-- La adquisición del hábito de programar el trabajo, evitando tiempos muertos y completando el trabajo a tiempo.
-- Aprender a trabajar en equipo, conociendo la responsabilidad de cada miembro de dicho equipo consigo mismo y con los demás.
-- Inculcar al alumno un sentido crítico y realista de los métodos prácticos, para poder contrastar y juzgar los principios teóricos que ha estudiado.
-- Aprender a preparar informes.
Competencias propias de la asignatura | |
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Código | Descripción |
A02 | Saber aplicar los conocimientos al trabajo o vocación de una forma profesional y poseer las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro del área de estudio. |
A04 | Poder transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado. |
A05 | Haber desarrollado habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía. |
A06 | Dominio de una segunda lengua extranjera en el nivel B1 del Marco Común Europeo de Referencia para las Lenguas. |
A07 | Conocimientos de las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC). |
A08 | Una correcta comunicación oral y escrita. |
A09 | Compromiso ético y deontología profesional. |
A12 | Conocimiento en materias básicas y tecnológicas, que capacite para el aprendizaje de nuevos métodos y teorías, y dote de versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones. |
A13 | Capacidad de resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad, razonamiento crítico y de comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas en la Ingeniería Electrónica Industrial y Automática. |
A18 | Capacidad de organización y planificación en el ámbito de la empresa, y otras instituciones y organizaciones. |
A19 | Capacidad de trabajar en un entorno multilingüe y multidisciplinar. |
H1 | Análisis, mediante programas de diseño por ordenador, de circuitos electrónicos. |
Resultados de aprendizaje propios de la asignatura | |
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Descripción | |
Conocimientos para analizar circuitos electrónicos mediante programas de diseño por ordenador. | |
Adquirir conocimiento y destreza en el uso de las herramientas informáticas que doten al alumno de una capacidad operativa mayor de los conocimientos adquiridos. Ampliar de forma autónoma estos avances mediante nuevas aplicaciones. | |
Complementar la formación básica y específica orientada a una cierta especialización de carácter abierto, multidisciplinar y con aplicación directa en el ámbito profesional. | |
Resultados adicionales | |
No se han establecido. |
Actividad formativa | Metodología | Competencias relacionadas (para títulos anteriores a RD 822/2021) | ECTS | Horas | Ev | Ob | Rec | Descripción * |
Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL] | Método expositivo/Lección magistral | A02 A04 A05 A08 A09 A12 A13 A18 H1 | 0.9 | 22.5 | N | N | N | Lección magistral participativa en el aula |
Otra actividad presencial [PRESENCIAL] | Resolución de ejercicios y problemas | A02 A04 A05 A08 A09 A12 A13 A18 H1 | 0.3 | 7.5 | N | N | N | Resolución de problemas participativa en el aula |
Enseñanza presencial (Prácticas) [PRESENCIAL] | Prácticas | A02 A04 A05 A08 A09 A12 A13 A18 H1 | 0.3 | 7.5 | S | S | S | Realización de prácticas de laboratorio. La recuperación se realiza en sesiones extraordinarias |
Tutorías individuales [PRESENCIAL] | Tutorías grupales | A02 A04 A05 A08 A09 A12 A13 A18 H1 | 0.6 | 15 | N | N | N | Resolución de dudas y cuestiones a nivel individual o en grupo |
Presentación de trabajos o temas [PRESENCIAL] | Pruebas de evaluación | A02 A04 A05 A08 A09 A12 A13 A18 H1 | 0.06 | 1.5 | S | S | S | Presentación oral de trabajos individuales o grupales |
Pruebas de progreso [PRESENCIAL] | Pruebas de evaluación | A02 A04 A05 A08 A09 A12 A13 A18 H1 | 0.12 | 3 | S | N | S | La recuperación se realiza en el examen ordinario |
Prueba final [PRESENCIAL] | Pruebas de evaluación | A02 A04 A05 A08 A09 A12 A13 A18 H1 | 0.12 | 3 | S | S | S | La recuperación se realiza en el examen extraordinario |
Estudio o preparación de pruebas [AUTÓNOMA] | Trabajo autónomo | A02 A04 A05 A08 A09 A12 A13 A18 H1 | 3.6 | 90 | N | N | N | Estudio personal autónomo del alumno y trabajos supervisados |
Total: | 6 | 150 | ||||||
Créditos totales de trabajo presencial: 2.4 | Horas totales de trabajo presencial: 60 | |||||||
Créditos totales de trabajo autónomo: 3.6 | Horas totales de trabajo autónomo: 90 |
Ev: Actividad formativa evaluable Ob: Actividad formativa de superación obligatoria Rec: Actividad formativa recuperable
Valoraciones | |||
Sistema de evaluación | Estudiante presencial | Estud. semipres. | Descripción |
Realización de prácticas en laboratorio | 25.00% | 0.00% | El alumno será evaluado de diferentes aspectos tales como: la capacidad de saber programar el trabajo, de la capacidad de trabajo en equipo, y de la capacidad de resolver situaciones o problemas, durante la realización de las prácticas de laboratorio. Recuperable en sesiones extraordinarias |
Elaboración de memorias de prácticas | 20.00% | 0.00% | Los alumnos deberán entregar una vez realizadas las prácticas, una memoria escrita en formato impreso (y a ser posible encuadernada) donde se reflejen los modelos estudiados, así como: estudios teóricos, análisis, resultados, conclusiones y todo tipo de información adicional que se estime oportuna y que de alguna manera sirva para completar la información anterior, del conjunto de prácticas realizadas, durante el cuatrimestre. Junto con la copia impresa, se deberá adjuntar en formato óptico CD, una copia digital (en formato pdf) de la memoria, así como copia digital íntegra del conjunto de ficheros empleados, correspondientes a esquemas, diseños y configuraciones empleadas de los diferentes modelos analizados, necesarios para evaluar los modelos mediante el software informático correspondiente. Además deberá subir a la tarea correspondiente, que el profesor active en su momento en Campus Virtual (Plataforma Moodle), el archivo digital de la memoria, en formato PDF generalmente, o cualquier otro formato que el profesor indique en su debido momento. Si el tamaño de la memoria excede la capacidad de la tarea (generalmente 20 Megabytes), deberá dividir el archivo en varios de menor tamaño o comprimirlo. Los alumnos deberán entregar la documentación indicada en el plazo que el profesor indique, generalmente entre 7 y 10 días, antes de la fecha de evaluación correspondiente a convocatoria ordinaria. No pudiendo exceder el límite de dicho plazo de entrega. Generalmente y salvo indicación del profesor, la elaboración de las memorias será llevada a cabo por grupos de 2 alumnos. La calificación de las prácticas se puntúa de 0 a 10 puntos, siendo 5.0 la calificación mínima para superar las prácticas. Recuperable en la convocatoria extraordinaria |
Resolución de problemas o casos | 5.00% | 0.00% | El profesor propondrá una serie de problemas a lo largo del cuatrimestre para ser resueltos por los alumnos de forma individual. Finalizado el cuatrimestre, y antes de la fecha de la convocatoria correspondiente (generalmente en un intervalo entre 7 a 10 días), los alumnos podrán entregar de forma voluntaria, la solución a dichos problemas al profesor, en formato impreso o en formato digital, según requiera el profesor en su debido momento. Si es en formato digital se realizará a través de una tarea que el profesor activará en su momento en Campus Virtual (Plataforma Moodle). Recuperable en la convocatoria extraordinaria |
Prueba final | 50.00% | 0.00% | Consta de una evaluación de asimilación de conceptos mediante prueba escrita. El alumno deberá presentarse a esta prueba en el caso de no haberse presentado previamente a la prueba de progreso voluntaria o habiendo suspendido dicha prueba. Ambas pruebas, progreso y final, se puntúan de 0 a 10 puntos, siendo 5.0 la calificación mínima exigida para liberar cualquiera de las dos pruebas. La ponderación de la prueba de progreso es del 50% en caso de liberar dicha prueba. Recuperable en la convocatoria extraordinaria |
Total: | 100.00% | 0.00% |
No asignables a temas | |
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Horas | Suma horas |
Tutorías individuales [PRESENCIAL][Tutorías grupales] | 15 |
Presentación de trabajos o temas [PRESENCIAL][Pruebas de evaluación] | 1.5 |
Pruebas de progreso [PRESENCIAL][Pruebas de evaluación] | 3 |
Prueba final [PRESENCIAL][Pruebas de evaluación] | 3 |
Estudio o preparación de pruebas [AUTÓNOMA][Trabajo autónomo] | 90 |
Tema 1 (de 13): Circuitos de continua con resistencias | |
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Actividades formativas | Horas |
Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL][Método expositivo/Lección magistral] | 2 |
Otra actividad presencial [PRESENCIAL][Resolución de ejercicios y problemas] | .5 |
Enseñanza presencial (Prácticas) [PRESENCIAL][Prácticas] | .5 |
Tema 2 (de 13): Circuitos de alterna con componentes pasivos | |
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Actividades formativas | Horas |
Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL][Método expositivo/Lección magistral] | 2 |
Otra actividad presencial [PRESENCIAL][Resolución de ejercicios y problemas] | .5 |
Enseñanza presencial (Prácticas) [PRESENCIAL][Prácticas] | .5 |
Tema 3 (de 13): El diodo | |
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Actividades formativas | Horas |
Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL][Método expositivo/Lección magistral] | 2 |
Otra actividad presencial [PRESENCIAL][Resolución de ejercicios y problemas] | .5 |
Enseñanza presencial (Prácticas) [PRESENCIAL][Prácticas] | .5 |
Tema 4 (de 13): El transistor bipolar | |
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Actividades formativas | Horas |
Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL][Método expositivo/Lección magistral] | 2 |
Otra actividad presencial [PRESENCIAL][Resolución de ejercicios y problemas] | .5 |
Enseñanza presencial (Prácticas) [PRESENCIAL][Prácticas] | .5 |
Tema 5 (de 13): El transistor MOSFET | |
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Actividades formativas | Horas |
Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL][Método expositivo/Lección magistral] | 2 |
Otra actividad presencial [PRESENCIAL][Resolución de ejercicios y problemas] | .5 |
Enseñanza presencial (Prácticas) [PRESENCIAL][Prácticas] | .5 |
Tema 6 (de 13): El Transistor IGBT | |
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Actividades formativas | Horas |
Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL][Método expositivo/Lección magistral] | 2 |
Otra actividad presencial [PRESENCIAL][Resolución de ejercicios y problemas] | .5 |
Enseñanza presencial (Prácticas) [PRESENCIAL][Prácticas] | .5 |
Tema 7 (de 13): El tiristor | |
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Actividades formativas | Horas |
Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL][Método expositivo/Lección magistral] | 1.5 |
Otra actividad presencial [PRESENCIAL][Resolución de ejercicios y problemas] | .5 |
Enseñanza presencial (Prácticas) [PRESENCIAL][Prácticas] | .5 |
Tema 8 (de 13): El amplifcador operacional | |
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Actividades formativas | Horas |
Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL][Método expositivo/Lección magistral] | 1.5 |
Otra actividad presencial [PRESENCIAL][Resolución de ejercicios y problemas] | .5 |
Enseñanza presencial (Prácticas) [PRESENCIAL][Prácticas] | .5 |
Tema 9 (de 13): Osciladores | |
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Actividades formativas | Horas |
Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL][Método expositivo/Lección magistral] | 1.5 |
Otra actividad presencial [PRESENCIAL][Resolución de ejercicios y problemas] | .5 |
Enseñanza presencial (Prácticas) [PRESENCIAL][Prácticas] | .5 |
Tema 10 (de 13): Filtros | |
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Actividades formativas | Horas |
Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL][Método expositivo/Lección magistral] | 1.5 |
Otra actividad presencial [PRESENCIAL][Resolución de ejercicios y problemas] | .5 |
Enseñanza presencial (Prácticas) [PRESENCIAL][Prácticas] | .5 |
Tema 11 (de 13): Amplificador de instrumentación | |
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Actividades formativas | Horas |
Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL][Método expositivo/Lección magistral] | 1.5 |
Otra actividad presencial [PRESENCIAL][Resolución de ejercicios y problemas] | 1 |
Enseñanza presencial (Prácticas) [PRESENCIAL][Prácticas] | 1 |
Tema 12 (de 13): Procesos especiales | |
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Actividades formativas | Horas |
Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL][Método expositivo/Lección magistral] | 1.5 |
Otra actividad presencial [PRESENCIAL][Resolución de ejercicios y problemas] | 1 |
Enseñanza presencial (Prácticas) [PRESENCIAL][Prácticas] | 1 |
Tema 13 (de 13): Simulación de modelos con Simscape | |
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Actividades formativas | Horas |
Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL][Método expositivo/Lección magistral] | 1.5 |
Otra actividad presencial [PRESENCIAL][Resolución de ejercicios y problemas] | .5 |
Enseñanza presencial (Prácticas) [PRESENCIAL][Prácticas] | .5 |
Actividad global | |
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Actividades formativas | Suma horas |
Comentarios generales sobre la planificación: | La distribución temporal es orientativa pudiendo ser modificada si las circunstancias surgidas así lo aconsejan. |