Curso de diseño electrónico

Clase 1 • Equivalentes de Thévenin y Norton

Las redes complejas se reducen a modelos simples de dos terminales para el análisis de carga. Estos equivalentes simplifican las tareas de diseño iterativo y resolución de problemas.

Clase 2 • Magnitudes y Unidades Eléctricas

La tensión, la corriente, la resistencia y la potencia se definen con unidades del SI. Estas magnitudes forman el lenguaje de medición utilizado en todo el análisis de circuitos.

Clase 3 • Leyes de Circuitos y Técnicas de Análisis

Las leyes de tensión y corriente de Kirchhoff se aplican para resolver circuitos de múltiples lazos. Los métodos de análisis nodal y de mallas extienden estas leyes a redes complejas.

Clase 4 • Fundamentos de Componentes Pasivos

Los resistores, capacitores e inductores se caracterizan por su comportamiento eléctrico. Comprender la relación V-I de cada componente permite un modelado de circuitos preciso.

Clase 1 • Fundamentos de Transistores de Efecto de Campo

Se cubren el funcionamiento de MOSFET y JFET, la tensión de umbral y la transconductancia. La polarización de FET y los modelos de pequeña señal preparan a los estudiantes para etapas amplificadoras.

Clase 2 • Funcionamiento del Transistor Bipolar de Unión

Se examinan las regiones de operación del BJT y la ganancia de corriente utilizando el modelo Ebers-Moll. La polarización de CC establece el punto de operación para el diseño de amplificadores.

Clase 3 • Características y Aplicaciones de Diodos

Se analizan la curva V-I del diodo, la tensión directa y la ruptura inversa. Los circuitos rectificadores, recortadores y fijadores demuestran el uso práctico del diodo.

Clase 4 • Dispositivos Semiconductores para Usos Especiales

Se caracterizan diodos Zener, diodos Schottky y tiristores para regulación y conmutación. Los criterios de selección de dispositivos se vinculan con los requisitos de la aplicación.

Clase 1 • Etapas de Emisor Común y Fuente Común

Se analiza la topología del amplificador inversor para ganancia de tensión y respuesta en frecuencia. Los capacitores de desacople y acoplamiento se dimensionan para cumplir con los requisitos de ancho de banda.

Clase 2 • Respuesta en Frecuencia y Estabilidad del Amplificador

Los diagramas de Bode caracterizan la ganancia y la fase en frecuencia, identificando polos dominantes. Los márgenes de estabilidad se evalúan para prevenir oscilaciones en amplificadores con retroalimentación.

Clase 3 • Modelos de Amplificador de Pequeña Señal

Los modelos híbrido-pi y T traducen la física del transistor a equivalentes de circuitos lineales. Estos modelos permiten cálculos de ganancia de CA e impedancia para etapas amplificadoras.

Clase 4 • Diseño de Amplificadores de Varias Etapas

Las etapas en cascada se analizan para ganancia general, reducción del ancho de banda y carga entre etapas. Las estrategias de diseño mantienen la integridad de la señal a través de múltiples etapas.

Clase 1 • Análisis del Amplificador Operacional Ideal

Las suposiciones de corto virtual e impedancia de entrada infinita simplifican el análisis de circuitos inversores y no inversores. Se derivan ecuaciones de ganancia para configuraciones fundamentales.

Clase 2 • Parámetros No Ideales del Amplificador Operacional

La tensión de offset, la corriente de polarización, la velocidad de respuesta y el CMRR limitan el rendimiento del circuito real. Las técnicas de compensación minimizan los errores en aplicaciones de precisión.

Clase 3 • Diseño de Filtros Activos

Las topologías Sallen-Key y de múltiple retroalimentación implementan respuestas de paso bajo, paso alto y paso banda. El orden del filtro y el factor Q se seleccionan para cumplir con las especificaciones de atenuación.

Clase 4 • Amplificadores de Instrumentación y Precisión

Los amplificadores de instrumentación de tres amplificadores operacionales logran un alto CMRR para el acondicionamiento de señales de sensores. Rectificadores de precisión y detectores de pico amplían la utilidad del amplificador operacional.

Clase 1 • Sistemas Numéricos y Álgebra de Boole

Las representaciones binaria, hexadecimal y BCD sustentan el diseño de sistemas digitales. Los teoremas booleanos y las leyes de De Morgan permiten la simplificación algebraica de expresiones lógicas.

Clase 2 • Familias de Compuertas Lógicas y Características Eléctricas

Se comparan las familias de compuertas CMOS y TTL en velocidad, potencia e inmunidad al ruido. El fan-out, el retardo de propagación y los niveles lógicos guían la selección de la tecnología.

Clase 3 • Bloques Constructivos Combinacionales

Los codificadores, decodificadores, multiplexores y demultiplexores se diseñan y aplican como bloques modulares. Los sumadores y comparadores extienden el diseño combinacional a funciones aritméticas.

Clase 4 • Aleatorios y Temporización en Lógica Combinacional

Los aleatorios estáticos y dinámicos provocan glitches que corrompen las salidas digitales. Las técnicas de detección y eliminación de aleatorios aseguran un funcionamiento confiable del circuito combinacional.

Clase 1 • Diseño de Máquinas de Estados Finitos

Las máquinas de estados finitos Mealy y Moore se especifican con diagramas de estados y se implementan con flip-flops y lógica combinacional. Las estrategias de codificación de estados afectan el área y la velocidad.

Clase 2 • Análisis de Temporización de Sistemas Sincrónicos

El retardo de reloj a Q, el retardo del camino combinacional y el tiempo de setup determinan la frecuencia máxima de funcionamiento. Los métodos de cierre de temporización resuelven las violaciones de camino crítico.

Clase 3 • Latches y Flip-Flops

Los flip-flops SR, D, JK y T almacenan el estado binario y responden a los flancos del reloj. Los tiempos de setup, hold y propagación definen restricciones de sincronización confiables.

Clase 4 • Diseño de Contadores Sincrónicos

Los contadores binarios, BCD y módulo N se diseñan utilizando las tablas de excitación de flip-flops. Los diagramas de estados guían la derivación de la lógica de estado siguiente y salida.

Clase 1 • Diseño de Rectificadores y Filtros

Los rectificadores de media onda, onda completa y en puente convierten CA en CC pulsante. Los filtros capacitivos y LC reducen el rizado a niveles aceptables para los circuitos posteriores.

Clase 2 • Reguladores Lineales de Tensión

Los reguladores lineales de paso serie y shunt mantienen una tensión de salida estable bajo variaciones de carga. Se analizan la tensión de dropout, la disipación de potencia y la gestión térmica.

Clase 3 • Control por Retroalimentación en Fuentes de Alimentación

Los lazos de control por modo tensión y modo corriente regulan la salida frente a perturbaciones de carga y línea. El diseño de la red de compensación asegura estabilidad y respuesta transitoria.

Clase 4 • Fundamentos de Reguladores Conmutados

Las topologías buck, boost y buck-boost convierten niveles de tensión con alta eficiencia. El ciclo de trabajo, el dimensionamiento del inductor y la selección del capacitor de salida se derivan analíticamente.

Clase 1 • Apilado de Capas y Planificación de PCB

El número de capas, el material dieléctrico y el peso del cobre se seleccionan para cumplir con los objetivos de impedancia y térmicos. La ubicación de los planos de potencia y masa reduce el ruido y la EMI.

Clase 2 • Diseño para Fabricación y Pruebas

Los archivos Gerber, la lista de materiales y los planos de ensamblaje comunican la intención de diseño a los fabricantes. La ubicación de puntos de prueba y el boundary scan facilitan las pruebas de producción.

Clase 3 • Captura de Esquemas y Generación de Netlist

Los esquemas jerárquicos organizan diseños complejos en bloques manejables con interfaces claras. La exportación de netlist vincula los datos del esquema con las herramientas de layout y simulación.

Clase 4 • Ubicación de Componentes y Ruteo

La ubicación sigue el flujo de señal y las restricciones térmicas para minimizar la longitud de pista y la diafonía. Las reglas de ruteo imponen la separación, el uso de vías y el emparejamiento de pares diferenciales.