Tecnologías y Aplicaciones de Materiales

Asignatura de carácter Obligatorio, dentro del segundo curso del plan de estudios.

En la asignatura se presentan y describen determinados instrumentos y circuitos electrónicos en cuyo funcionamiento juegan un papel fundamental los dispositivos electrónicos estudiados previamente en la asignatura de Fundamentos de Electrónica del primer curso. La comprensión más avanzada de las propiedades físicas de los principales materiales empleados en microelectrónica se presenta en la asignatura de Comportamiento Electrónico de los Materiales del tercer curso. Las aplicaciones en el sector industrial se tratan en la asignatura de Materiales para dispositivos microelectrónicos, nanoelectrónicos y fotovoltaicos del cuarto curso y los procesos de fabricación y el procesamiento de los materiales electrónicos son explicados en la asignatura de Procesos y tecnologías de fabricación en electrónica del cuarto curso.

Conocimiento y manejo de los instrumentos electrónicos básicos (y sus diferentes bloques funcionales) para la realización de medidas y generación de señales en laboratorio, sensores y sistemas de adquisición de datos en ámbitos multidisciplinares. Investigación y docencia. Caracterización experimental de nuevos materiales.

Esta asignatura está dedicada a profundizar por medio de prácticas de laboratorio, que juegan el papel principal de la asignatura, el conocimiento obtenido en la asignatura de Fundamentos de Electrónica del primer semestre. Se estudiarán el principio de funcionamiento de los instrumentos electrónicos (multímetros, osciloscopios, fuentes de alimentación, generadores de señales, etc) y de los bloques funcionales básicos (sensores, transductores, circuitos adaptadores de señal, conversores analógico-digitales, filtros, etc.).

Para el desarrollo de las prácticas se utilizará un sistema de adquisición de datos conectado a una protoboard y software de simulación de circuitos por ordenador. Además, se aprenderá a controlar y visualizar los datos obtenidos con el DAQ mediante una programación específica. La distribución es la siguiente:

Bloque A: Sistema de adquisición de datos (DAQ) y simulación de circuitos

Lección 0: Introducción e inicio rápido

Lección 1: Equivalente Thévenin, potencia y efectos de carga

Lección 2: Laboratorio de audio

Lección 3: Respuesta en frecuencia: Filtros

Lección 4: Circuitos de acondicionamiento de señales: Amplificador Operacional

Lección 5: Generación de señales

Lección 6: Equipos de medida: Multímetro y Osciloscopio, generador de funciones

Lección 7: Conversores digitales/analógicos

Bloque B: Control del sistema de la adquisición de datos

Lección 8: Introducción a la instrumentación virtual (LabVIEW)

Lección 9: Implementación de un instrumento virtual.

Lección 10: Circuitos de acondicionamiento de señales: Diodos

Lección 11: Circuitos de acondicionamiento de señales: BJT y MOSFET

Lección 12: Mini proyecto: fabricación de circuitos en placas PCB

Los contenidos se presentarán en sesiones de laboratorio de 2-3h de duración en donde se explicarán/repasarán los contenidos teóricos necesarios antes de realizar el montaje y visualización de los circuitos. Se propondrán ejercicios para resolver en casa y complementar los conceptos explicados en clase.

CG1. Que los estudiantes adquieran la capacidad de trabajo interdisciplinar inherente a la ciencia e ingeniería de los materiales.

CB1. Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en el área/s de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel, que si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio.

CB2. Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y resolución de problemas dentro de su área de estudio.

CB3. Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética.

CB4. Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado.

CB5. Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía.

CEI2. Que los estudiantes adquieran comprensión y dominio de los conceptos básicos sobre las leyes generales de la mecánica, termodinámica, campos y ondas y electromagnetismo y su aplicación para la resolución de problemas propios de la ingeniería.

CEE1. Que los estudiantes identifiquen las estructuras de los diversos tipos de materiales, y conozcan las técnicas de caracterización y análisis de los materiales.

CEE2. Que los estudiantes describan y modelicen el comportamiento (mecánico, electrónico, óptico, térmico, magnético, químico) de los materiales y su integración en componentes y dispositivos.

CEE4. Que los estudiantes identifiquen los procesos de selección, diseño, evaluación, fabricación y transformación de materiales, teniendo en cuenta sus aplicaciones.

Instrumentación Electrónica, M.A: Pérez y otros, Thomson, 2004.

Microelectronic Circuits, A.S. Sedra y K.C. Smith, Oxford University Press, 2010

LABVIEW. Entorno gráfico de programación. J.R. Lajara y J. Pelegrí, Marcombo, 2011.

Instrumentación Electrónica. Mandado E., Mariño P. y Lago A. Ed. Marcombo (1995)

Instrumentación Electrónica Básica. Pallás Areny R. Ed. Marcombo (1987)

Libros online:

NI myDAQ and NI Multisim Problems for Circuits, Ed Doering, Fawwaz T. Ulaby and Michel M. Maharbiz, National Technology and Science Press 2011

(http://www.ni.com/white-paper/52047/es/)

Problems and Explorations in Microelectronics with NI myDAQ and Multisim, Ed Doering, National Technology and Science Press 2012

(http://www.ni.com/white-paper/52063/en/)

Electrical Circuits with NI MyDAQ http://forums.ni.com/t5/Educators/Electrical-Circuits-with-NI-myDAQ/ta-p/3519428

Material proporcionado a través del Campus Virtual (Studium) de la USAL

La evaluación de las competencias de la asignatura se basará en el trabajo continuado, controlado periódicamente con diferentes instrumentos de evaluación, conjuntamente con una prueba escrita final.

La adquisición de las competencias se evaluará a partir de la valoración de los resultados de aprendizaje de carácter teórico y práctico mediante actividades de evaluación continua y una prueba escrita final de acuerdo con los siguientes pesos porcentuales sobre la nota final:

La prueba escrita final tendrá un peso del 50%, siendo necesario un mínimo de 4.0 puntos sobre 10 para la aprobación de la asignatura.

La evaluación de las prácticas tendrá un peso del 40%.

La evaluación de la resolución de problemas tendrá un peso del 10%.

Prueba escrita final en forma de cuestiones prácticas y teóricas.

Asistencia activa a las prácticas de la asignatura incluyendo la elaboración de informes, discusión, análisis y conclusiones de los resultados a través de un cuaderno de laboratorio.

Resolución individual de ejercicios propuestos.

Para la adquisición de las competencias previstas en esta asignatura se recomienda la asistencia y participación activa en todas las actividades programadas.

Al igual que en la evaluación ordinaria, se recomienda haber asistido y participado activamente en las actividades programadas durante el periodo lectivo.