Programa Analítico:

Unidad Temática 1 : FUENTES DE SEÑAL Y AMPLIFICADORES

Introducción: Naturaleza de la información: señales eléctricas, digitales y analógicas. Características de las señales de audio, video y provenientes de trasductores industriales y biomédicos. Tratamiento analógico: necesidad de la linealidad e inmunidad frente al ruido. Importancia en las etapas de entrada.
La amplificación: su necesidad. Mecanismo de la amplificación. Amplificación lineal. Descripción y características de los componentes activos, necesidad de la polarización.
Diodo semiconductor. Curvas características. Resistencias estática y dinámica. Punto de Operación. Característica inversa. Diodos Zéner. Componentes estáticas, dinámicas y valores totales. Lenguaje y simbología. Métodos de superposición y de aproximación segmento lineal.

Unidad temática 2 : LOS TRANSISTORES CON SEÑALES FUERTES

Revisión del principio de funcionamiento de los transistores unipolares de compuerta aislada tipo MOSFET, de refuerzo o canal inducido y de compuerta aislada de vaciamiento o de canal permanente. Curvas característica de salida y de transferencia. El transistor unipolar como amplificador. Circuitos de polarización. Análisis de una etapa con señales fuertes. Polarización. Influencia de la dispersión. Circuito de polarización estabilizada. Conceptos de rectas de carga estática y dinámica. Excursión simétrica máxima. Verificaciones y Proyectos. Utilización de hojas de datos de transistores unipolares. Simulación de amplificadores unipolares con señales fuertes con SPICE.
Revisión del funcionamiento de los transistores bipolares: punto de polarización. Inyección de señales. Recortes por desplazamiento de Q por dispersión de hFE. Análisis de la polarización sin uso de curvas. Polarización para ICQ constante. Máxima excursión sin recortes. Uso reiterado de manuales de transistores bipolares. Simulación de amplificadores bipolares con señales fuertes con SPICE.

Unidad temática 3 : REGÍMENES LIMITE DE OPERACIÓN DE TRANSISTORES

Regímenes límites de tensiones, corrientes y temperaturas. Relación entre la tensión de alimentación y la de ruptura del transistor. Efecto de segunda ruptura.
Potencias: Potencia entregada por la fuente, potencia de salida y potencia disipada por el transistor. Rendimiento. Capacidad de disipación de los transistores. Resistencia térmica. Uso de disipadores. Influencia de la temperatura. Zona de Operación segura. Diferencia entre la tecnología bipolar y la tecnología MOS. Compensación térmica. Embalamiento térmico bipolar.
Necesidad de la excursión máxima en relación al rendimiento. Clases de funcionamiento. Características de alinealidad de los transistores: Distorsión: armónica y de intermodulación. Diferencia entre etapas de gran señal y etapas de bajo nivel. Significado de señal débil. Modelos equivalentes de los transistores unipolares y bipolares operando a bajo nivel. Parámetros conductancia de los MOSFETS. Parámetros híbridos y su relación con el modelo de Giacoletto. Modelo híbrido simplificado. Utilización de hojas de datos.

Unidad temática 4 : MONOETAPAS AMPLIFICADORAS DE BAJO NIVEL

Estudio de las transferencias, resistencia de entrada y resistencia de salida de etapas amplificadoras unipolares de bajo nivel: configuraciones fuente común, drenaje común y compuerta común en el rango de frecuencias medias. Resolución de problemas de verificación. Comparación de características. Simulación con SPICE. Resolución de problemas de diseño.
Análisis del comportamiento en frecuencias medias de etapas amplificadores bipolares de bajo nivel: configuraciones colector común, emisor común y base común. Resolución de problemas de verificación. Comparación de características. Simulación con SPICE. Empleo de las resistencias de degeneración en emisor y en base: efectos sobre las resistencias de entrada y salida y sobre las transferencias. Utilización del circuito auto elevador (bootstrap).
Comparación entre monoetapas de bajo nivel unipolares y bipolares: ventajas y desventajas. Proyectos abiertos de monoetapas.

Unidad temática 5 :AMPLIFICADOR DIFERENCIAL Y FUENTES DE CORRIENTE

Amplificador diferencial. Principio de funcionamiento con transistores unipolares y bipolares. Modos de excitación. Modelo circuital. Ganancia y resistencia de entrada diferencial y de modo común. Relación de rechazo de modo común.
Empleo del programa de simulación SPICE: ejemplos de aplicación utilizando ordenador.
Fuentes de corriente: Espejo, Widlar, Cascode y Wilson. Características, ventajas y desventajas de cada caso. Aplicación para la polarización de amplificadores diferenciales.
Estudio de la característica de transferencia diferencial: rango dinámico lineal: máxima excitación de modo diferencial y de modo común para tecnología unipolar y para tecnología bipolar. Incorporación del efecto de la resistencia de degeneración de emisor.
Carga Activa: Ventajas y limitaciones: aplicaciones prácticas en la tecnología MOS y bipolar.
Características de las etapas de entrada de los amplificadores operacionales. Análisis de la primera etapa de diferentes amplificadores operacionales: CMOS de dos etapas, ?A741, TL081, etc

Unidad temática 6 : AMPLIFICADORES MULTIETAPAS Y CIRCUITOS INTEGRADOS LINEALES

Técnicas de acoplamiento. Acoplamiento directo. Características de la polarización. Verificación de multietapas con acoplamiento directo. Uso de transistores efecto de campo y bipolares combinados. Acoplamiento a RC. Verificación de amplificadores multietapas con acoplamiento a R.C. Estudio de los circuitos amplificadores D’Arlington y Cascode. Comparación con otras formas de acoplamiento entre etapas. Análisis de la Segunda Etapa del Amplificador Operacional ?A741. Características de los amplificadores operacionales CMOS de dos etapas. Utilización de fuentes de corriente Cascodo y Cascodo doblado.
Idealización de las características de ganancia y de resistencia de entrada y salida del amplificador operacional. Estudio de las aplicaciones como amplificador no inversor y como amplificador inversor.

Unidad temática 7 : FUENTES DE ALIMENTACIÓN

Fuentes de alimentación de media onda. Fuentes de alimentación de onda completa. Filtros de zumbido (ripple). Cálculo de fuentes usando las curvas de Shade.
Fuentes reguladas usando diodos Zéner.
Fuentes de alimentación reguladas bipolares.
Principios físicos de funcionamiento de componentes semiconductores de cuatro capas: Tiristor, Triac, Diac. Aplicación en la rectificación controlada: control de velocidad de motores.