Fundamentos Físicos (101103)

Bloque formativo al que pertenece la materia

La asignatura forma parte de la materia de COMPUTADORES, constituido por un total de 6 asignaturas: Fundamentos Físicos, Computadores I, Computadores II, Arquitectura de Computadores, Sistemas Digitales Programables y Periféricos.

Papel de la asignatura dentro del Bloque formativo y del Plan de Estudios

La asignatura pertenece al módulo de formación básica. En ella los estudiantes adquieren comprensión y dominio de conceptos básicos acerca de campos, ondas y electromagnetismo, teoría de circuitos eléctricos, principios físicos de los semiconductores, dispositivos electrónicos y fotónicos, circuitos electrónicos y familias lógicas, y su aplicación para la resolución de problemas propios de la ingeniería.

Perfil profesional

Al ser una asignatura de carácter básico, es fundamental en cualquier perfil vinculado al Grado en Informática.

Se recomienda poseer conocimientos básicos de Física, Matemáticas y Tecnología a nivel de Bachillerato. Se recomienda asimismo cursar simultáneamente la asignatura “Computadores I”.

• Comprender los conceptos fundamentales de Electricidad y Magnetismo
• Saber realizar el análisis y la resolución de circuitos eléctricos sencillos
• Adquirir experiencia en el trabajo de laboratorio, utilización de osciloscopios, fuentes de alimentación, multímetros, generadores de señal, componentes y sistemas de montaje
• Conocer las bases de la Electrónica Física y las principales propiedades de los sólidos que presentan características semiconductoras
• Saber utilizar dispositivos electrónicos básicos (diodos y transistores). Conocer las principales características de los dispositivos optoelectrónicos
• Entender la utilización de estos dispositivos en sistemas de interés para la Informática, como aplicaciones orientadas a sistemas digitales, incluido su funcionamiento en conmutación
• Conocer y diferenciar los distintos tipos de circuitos que pueden realizar las operaciones lógicas básicas atendiendo a la tecnología de los transistores utilizados en las diversas familias lógicas

Teoría

Tema 1.- Electridad y Magnetismo Campo electrostático Conductores y dieléctricos Circuitos de corriente continua y alterna Campo electromagnético y ondas

Tema 2.- Principios físicos de los semiconductores

• Estructura electrónica de los materiales sólidos
• Semiconductores intrínsecos y extrínsecos
• Portadores libres y transporte de carga en un semiconductor
• Generación y recombinación de portadores. Propiedades ópticas

Tema 3.- Dispositivos electrónicos y optoelectrónicos

• Diodos semiconductores
• Transistor bipolar
• Transistor MOSFET
• Diodos emisores de luz y diodos láser
• Dispositivos fotodetectores

Tema 4.- Dispositivos electrónicos en conmutación

• Conmutación de diodos y transistores
• Etapas inversoras fundamentales
• Implementación de circuitos digitales básicos

Tema 5.- Familias lógicas integradas

• Parámetros característicos de los circuitos digitales
•  Tecnologías: Bipolar (TTL) y MOSFET (CMOS)
•  Comparación de prestaciones y compatibilidad

Prácticas

Problemas de los Temas 1-5
Prácticas de Laboratorio:

• Instrumentación electrónica y componentes básicos
• Montaje de circuitos eléctricos con elementos pasivos
• Diodos: características I-V y rectificación
• Transistores: polarización y aplicaciones
• Aplicaciones de dispositivos optoelectrónicos
• Retardos en inversores y puertas lógicas

Competencias

Específicas

Básicas

• CB2 Comprensión y dominio de los conceptos básicos de campos y ondas y electromagnetismo, teoría de circuitos eléctricos, circuitos electrónicos, principio físico de los semiconductores y familias lógicas, dispositivos electrónicos y fotónicos, y su aplicación para la resolución de problemas propios de la ingeniería.

Comunes

• CC9 Capacidad de conocer, comprender y evaluar la estructura y arquitectura de los computadores, así como los componentes básicos que los conforman.

De tecnología específicas

• TI2 Capacidad para seleccionar, diseñar, desplegar, integrar, evaluar, construir, gestionar, explotar y mantener las tecnologías de hardware, software y redes, dentro de los parámetros de coste y calidad adecuados.
• IC1 Capacidad de diseñar y construir sistemas digitales, incluyendo computadores,
  sistemas basados en microprocesador y sistemas de comunicaciones.

Transversales

• CT1 Conocimientos generales básicos
• CT3 Capacidad de análisis y síntesis
• CT5 Comunicación oral y escrita en la lengua propia
• CT7 Habilidades básicas en el manejo del ordenador
• CT9 Resolución de problemas
• CT12 Trabajo en equipo
• CT16 Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica
• CT17 Habilidades de investigación
• CT18 Capacidad de aprender
• CT20 Capacidad de generar nuevas ideas
• CT21 Habilidad para trabajar de forma autónoma y cumplir plazos

Metodología

Clases magistrales de teoría

Se expondrá el contenido teórico de los temas en clases presenciales, para trasmitir a los estudiantes los conocimientos ligados a las competencias previstas.

Resolución de problemas y seminarios

Los conocimientos teóricos se fijarán por medio de clases prácticas de resolución de problemas. Se desarrollarán los conceptos clave por medio de problemas especialmente diseñados al efecto, de forma que los estudiantes adquieran las competencias previstas. Se resolverán problemas modelo en clases magistrales. Asimismo se propondrán problemas adicionales para resolución individual de los estudiantes, que serán discutidos en seminarios con grupos reducidos y participación activa de los estudiantes.

Clases prácticas (laboratorio)

Las clases prácticas se desarrollarán en el laboratorio de electrónica. Consistirán en el montaje de circuitos eléctricos y electrónicos y en la utilización de la instrumentación asociada. Se fomentará la interacción profesor/alumno y el trabajo en equipo como forma de adquirir las competencias transversales inherentes al título.

Tutorías en grupo

Las tutorías tienen como objetivo fundamental que los estudiantes puedan exponer las dificultades y dudas que les hayan surgido, tanto en la comprensión de la teoría como en la resolución de los problemas. Se fomentará la discusión entre los estudiantes para aclarar todas las cuestiones, por lo tanto, estas sesiones de tutorías se realizarán en grupos reducidos como las actividades propias de seminarios.

Exposiciones y debates de trabajos

Los estudiantes habrán de realizar trabajos supervisados por el profesor sobre temas afines a la materia. Los trabajos serán defendidos en seminarios, fomentándose el debate y la discusión por parte de todos los estudiantes.

Interacción online

Se realizará mediante la plataforma Studium de la USAL. Se utilizará para la planificación, el intercambio de documentos y la interacción habitual con los estudiantes para el desarrollo de las actividades previamente descritas.