Eletronica Analogica I - Ementa, Bibliografia e Questao Resolvida

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 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 R Falso o valor máximo da nova fonte pode ser maior que 60V como foi demonstrado nos cálculos 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 R Verdadeiro a corrente do coletor depende do valor do β e da tensão Vbe como fio demonstrado nos cálculos b valor da corrente de saturação do coletor é superior a 15 mA R Falso o valor de saturação é de 15mA no pode ser superior a 15mA como foi demonstrado nos cálculos Questão 3 Encontre ID VS VDS VG VGS e Vp para o circuito abaixo a Utilizando o método matemático Id Vs Vds Vg Vgs Vp 45mA 306V 594V 194V 112V 448V 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 Valor na saída 100V 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 VC VB VE VCE IC IE IB 417V 991V 1061V 644V 1897mA 191mA 1265uA 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 re Zi Zo Av Ai 08227Ω 18066Ω 220KΩ 267412 21934 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 ANEXOS 1 2 a Analisando por malhas Malha BaseEmisor Pela lei das tensões de Kirchhoff Vcc IB RB VBE IE RE 0 Como IE β1 IB Vcc IB RB VBE β1 IB RE 0 IB RB β1 RE Vcc VBE 0 IB RB β1 RE Vcc VBE IB Vcc VBE RB β1 RE É como IC β IB Substituindo IC Vcc VBE RB β1 RE β IC depende do β e VBE b A corrente de saturação é ICsat Vcc Rc ICsat 15V 1kΩ 15mA O valor da ICsat não pode ser superior a 15mA 3 a Método matemático VG R2 VDD R1 R2 VG 91kΩ18V 750kΩ 91kΩ 194V ID VDD VD R0 18V 9V 2kΩ 45mA VS ID RS VS 45mA 068kΩ VS 306 V VDS VD VS VDS 9V 306V VDS 594V VGS VG VS VGS 194V 306V VGS 112V Vp VGS 2 Vp 2 VGS Vp 2 112V Vp 224V Vp VGS 1 ID IDSS 112V 1 45mA 8mA 448V ID VS VDS VC VGS Vp 45mA 306V 594V 194V 112V 448V b Método Gráfico IDSS 8mA ID45mA ID2853mA VDS0V VP445 1 2 3 4 5 5 4 3 2 1 0 VGS 112V VG 194V ID0mA VG R2 VDD R1 R2 VG 91kΩ18V 91kΩ 750kΩ 194V VGS VG ID RS VGS 194 ID 068kΩ Em ID 0mA VGS 194V Em VGS 0V ID 194V 068kΩ 2853mA 4 vo 100V 5 vo 5V 0V 25V 6 12V R1820Ω RF68Ω R239KΩ RE220Ω β150 Análise preciso RTh R₁ R₂ RTh 820Ω 39KΩ 820Ω 39KΩ 67754Ω ETh R1Vcc R1R2 820Ω 12V 820Ω 39KΩ 20847V Thkennin R2 R1 RE RE Vcc RTh ETh RTh IB VBE RE FE Como IE β1 IE ETh RTh ID VBE RE β1 IB IB RTh β1 RE ETh VBE Onde VBE 07V IB ETh VBE RTh β1 RE 20847V 07V 67754 Ω 1501 65 Ω 12650 μA IC βIB 18976mA IE β1 IB 19102mA VB R2 Vcc R2 R1 39KΩ 12 39KΩ 820 9915V VBE VB VE VE VB VBE 9915V 071V 1061V VC IC RC 18976mA 220 Ω 4174V VCE VC VE VCE 4174V 1061V VCE 644V 7 Vcc VCC 15V RB 100kΩ RC 22kΩ β 220 ro Análise para pequenos sinais Análise CC IB Vcc VBE RB 15V 07V 100kΩ 143 μA IC β 1 IB 2201 143 μA 3160mA re 26mV IC 26mV 3160mA 08227 Ω Zi RB Bre 100kΩ 220 08227 Ω 105kΩ 18099 18066 Zi 18066 Ω ZO RC 22kΩ AV RC re 22kΩ 08227 Ω 267412 Ai AV Zi Zo Ai 267412 18066 Ω 22kΩ Ai 21934 Desenho do esquema do circuito equivalente ac