Eletronica Analogica 1 - Ementa, Bibliografia e Lista de Exercicios

ELETRÔNICA ANALÓGICA I Ementa Bandas de energia nos sólidos Fenômenos de transporte em semicondutores Características de um diodo de junção Circuitos utilizando diodos Características do transistor bipolar de junção BJT Polarização e estabilização térmica de transistores bipolares de junção BJT Transistores de Efeito de Campo de Junção JFET Transistor bipolar de Ementa Junção BJT e de efeito de campo de junção JFET em baixas freqüências e pequenos sinais Práticas Laboratoriais e utilização de simuladores de circuitos e ferramenta CAD de projeto de circuitos impressos Bibliografia básica SMITH K C SEDRA A S Microeletrônica 5ª ed São Paulo Makron Books 2007 MALVINO A P BATES David J Eletrônica McGrawHill 7ª ed v2 e 2 2008 BOGART Jr Theodore F Dispositivos e circuitos eletrônicos v1 São Paulo Pearson Education 2004 MALVINO Albert BATES David JEletrônica Diodos Transistores e Amplificadores 7ª Edição Grupo A Porto Alegre 20110101 Ciências Exatas Livro digitalrecurso online Minha Biblioteca CRUZ Eduardo Cesar Alves JUNIOR Salomão ChoueriEletrônica Aplicada Editora Saraiva São Paulo 062008 Ciências Exatas Livro digitalrecurso online Minha Biblioteca SCHULER CharlesEletrônica I Série Tekne Grupo A Porto Alegre 032013 Ciências Exatas Livro digitalrecurso online Minha Biblioteca Bibliografia complementar CRUZ Eduardo Cesar Alves CHOUERI JR Salomão Eletrônica Analógica Básica Editora Saraiva 2015 São Paulo Minha Biblioteca DUARTE Marcelo de Almeida Eletrônica Analógica Básica Grupo GEN 2017 Rio de Janeiro Minha Biblioteca PAIXÃO Renato Rodrigues SOUZA JR José Carlos de Circuitos Eletroeletrônicos Fundamentos e Desenvolvimento de Projetos Lógicos Editora Saraiva 2014 São Paulo Minha Biblioteca Questão 1 Considere que no circuito apresentado abaixo a tensão de ruptura do diodo Zener seja igual a 10 V a resistência Zener seja desprezível e a potência máxima desse diodo seja de 500 mW A partir dessas informações julgue a frase abaixo como CERTO ou ERRADO e explique através de cálculos a sua resposta Ao se substituir a fonte de tensão de 50 V por outra sem que se ultrapasse a máxima potência do diodo Zener o valor máximo dessa nova fonte deverá ser inferior a 60 V Questão 2 Considerando o circuito com transistor bipolar representado na figura em que β é igual a 200 e a tensão baseemissor é igual a 07 V julgue os próximos itens Julgue as seguintes afirmativas e explique através de cálculos ou texto a sua resposta a A corrente do coletor depende do valor do β do transistor e da tensão baseemissor b valor da corrente de saturação do coletor é superior a 15 mA Questão 3 Encontre ID VS VDS VG VGS e Vp para o circuito abaixo a Utilizando o método matemático b Utilizando o método gráfico para encontrar ID IDSS 8mA Questão 4 Sabese que um dos principais usos do diodo é como retificador Ou seja transforma circuitos alternados em circuitos contínuos com o auxílio de filtros Assim sabendo que o diodo abaixo é ideal desenhe o esboço da forma de onda em Vo e encontre o nível dc na saída Tensão na entrada Questão 5 Ainda sobre retificadores considerando agora que o diodo abaixo é de Si desenhe o esboço da forma de onda em Vo Questão 6 Para o circuito a seguir utilizando a análise precisa determine VC VB VE VCE IC IE e IB Considere hfe 150 Questão 7 Utilizando a análise para pequenos sinais encontre re Zi Zo Av e Ai para o circuito abaixo Faça também o desenho do esquema do circuito equivalente ac Considere Vcc 15 V RB 100 kΩ RC 22 kΩ β 220 e ro Utilize caso necessário β RE10R2 VALORES COMERCIAIS DE RESISTORES Os valores comerciais de resistores são potências de 10 multiplicadas pelos valores abaixo Ex 10Ω 100Ω 1kΩ10kΩ etc Parâmetros Polarização Fixa Zi βre Zo RC AvRC re AiAv Zi RC Polarização por Divisor de Tensão R R1R2 ZiR βr e Zo RC AvRC re AiAv Zi RC Polarização no Emissor Zb β RE ZiRBZb Zo RC Av RC RE AiAv Zi RC Seguidor de Emissor Zb β RE ZiRBZb I e V i r eRE Zore AvV o V i 1 AiAv Zi RE Eq Shockley 10 12 15 18 22 27 33 39 47 56 68 82 Questão 1 50 1kJ 10 0 10 1kJ 1kJ 0 10 2kJ 0 2kJ 10 J 10 2k J 10mA J 5mA V₁ J 1k 5mA 1kΩ V₁ 5V P₂ I₂ V₂ 500mW Questão 2 β 200 VBE 07V IE JE JB Jc βJB VBE VB VE 07V 15 500kJB VBE JE100 0 15 500k JB VBE Jc JB 100 0 15 500k JB VBE 100 Jc 100 JB 0 15 500k JB VBE 100 βJB 100 JB 0 JB 500k 100 β 100 15 07 JB 15 07 500k 100 200 100 JB 2749μA Jc βJB 200 2749μA Jc 549mA JE Jc JB JE 551mA a Como pode ser visto nos cálculos a corrente do emissor depende do valor do VBE e do valor do βeta pois Jc βJB e Jc pode ser calculado por Jc Js eVBE VT Jc Js eVBE VT b JCSAT VCC RC 15 1k JCSAT 15mA A corrente JCSAT corrente do coletor saturada ocorre quando a tensão no coletor VC é igual a tensão da fonte Questão 3 Método Matemático JDSS 8mA VG 91k 18 91k 750k VG 195V JD 18 VD 2k 18 9 2k JD 45mA JD JS I VS JS VS 0 068k 45mA VG 068k 45mA VG 306V VGS VG VS 195 306 VGS 114V VGS VG JD RS Id Idss 1 VgsVp2 IdIdss 1 VgsVp2 45 m 8 m 1 111Vp6 0175 1 111Vp Vp025 111Vp Vp 111 025 Vp 444 Utilizando o método gráfico para encontrar Id IdmA Vgs V Vgs VG IdRs p Id0 mA Vgs VG VG 195V Vgs VG IdRs p Vgs 0V 0 VG IdRs Id VG Rs 195 068K Id 287 mA Id Idss4 84 2 mA Vgs Vp2 4442 222V Vgs 222V A partir do gráfico observase que Id 43 mA Diodo ideal é dado a partir do seguinte fórmula Conduz Não conduz Polarização direta Polarização reversa QUESTÃO 5 Vp 10 Como há um valor de tensão de 2V ocorre um offset na tensão de saída Esse offset ocorre pela presença da fonte contínua de tensão de 2V Além disso há uma queda de 07V no diodo Q VESTÃO 6 VTH39k 12 082k39k VTH 991V RTH 82039k RTH 1 1 820 39k RTH 67754 Ω 991V VTH 12 68 Ω JE 220 58 JC JE 58 JC 58 β58 JE 58 β 1 991 67754 58 UBE 68 JE 0 991 67754 58 07 68 58 β 1 0 67754 58 68 58 β 68 58 921 58 67754 68150 68 921 58 84144 µA JC β58 JC 15084144 µA JC 12622 mA 991 67754 58 UBE 68 JC 12 0 991 67754 58 07 68 58 β 1 12 0 67754 58 68 58 β 68 58 279 58 67754 68150 68 279 58 25489 µA JC β58 150 25489µ JC 3823 mA JE JC 58 JE 3848 mA JC VC 0 38 48 mA VC 3848m220 220 VC 847 V JE 12 VE 38 48m 68 12 VE 262 VE 262 12 VE 938 V VCE VC VF 847 938 VCE 091 V QUESTÃO 7 RB 100 kΩ RK 22kΩ VCC 15V β 220 VBE VB VE 07 VB 07 V ANÁLISE DE GRANDES SINAIS Fonte AC é curtocircuitada e capacitores viram em aberto VCC RB 58 VBE 0 VЕ 0V VCC RB 58 VB VE 0 VCC RB 58 VB 0 RB 58 VCC VB 58 VCC VB 58 15 07 58 143 µA 100k JC β 58 JC 143 µ220 JC 3146 mA JE JC 58 JE 3160 mA ANÁLISE DE PEQUENOS SINAIS Fonte de Tensão CC é curtocircuitada Os capacitores viram curtos logo temos o seguinte circuito B Vo VT Vi VT RB π 10 RC Vi Vπ E 𝓏𝑖 𝓋𝓋𝑖 𝓏𝑖 𝓏𝑖 𝓋𝓋𝑖 𝒾𝓲 𝓋𝓋𝑖 𝒾𝑏 𝒾𝓇 𝓋𝓋𝑖 𝓋𝓁 𝓋𝒾 𝓇𝓋 𝓋𝑖 1 1 𝓇𝒷 𝓃𝒯 𝓏𝑖 1 1 𝓇𝒷 𝓃𝒯 ¹ 𝓏𝑖 𝓇𝒷 𝓃𝒯 𝓏𝑖 𝓏𝑜 𝓋𝑜 𝒾𝑜 𝓇𝒸 𝓲𝓼 𝓏𝑜 𝓇𝒸 considerando 𝓋𝓉 25mv 𝓆𝓂 𝓳𝒸 𝓋𝓬 3160ma 25mv 1264 𝓃¹ 𝓆𝓂 1264 𝓃¹ 𝓃𝒯 β 1 𝓆𝓂 220 1 1264 𝓃𝒯 17484 𝓃 𝓏𝑖 𝓇𝒷 𝓃𝒯 𝓏𝑖 17453 𝓃 𝓏𝑜 𝓇𝒸 𝐼𝓈𝑜 𝓅𝓇𝑜𝓋𝑒 𝓇𝒷 𝓏𝑜 22𝓀𝓎 𝒜𝓃 𝓃 𝓋𝓲 𝓇𝒸 𝓲𝑜 𝓋𝓲 𝓇𝒸 𝓆𝓂 𝓋𝓉 𝓃𝒯 𝓇𝒸 𝓆𝓂 𝒜𝓃 22𝓀 1264 𝒜𝓃 2788 𝓋𝓋 𝓏𝑖 𝓃𝑜 𝒜𝓲 𝒾𝑜 𝒾𝓲 𝓆𝓂 𝓋𝓉 𝓋𝓉 𝓇𝒷 𝓋𝓉 𝓃𝒯 1 1 𝓇𝒷 𝓃𝒯 𝒜𝒾 1264 17484 0007229 𝒜𝒾 723 𝓂 𝓪 𝓂𝒜