Dispositivos e Circuitos Eletrônicos

Dispositivos e Circuitos
Eletrônicos
AULA 01
Prof. Marcelino Andrade
Ementa do Curso
• Introdução aos materiais semicondutores.
Junção PN. Diodos de junção e suas
características terminais. Aplicações dos diodos.
• Transistor Bipolar de junção (BJT): Polarização
do BJT. Amplificadores com BJT em baixa
freqüências. O BJT como chave.
• Transistores de efeito de campo(FET): JFET E
MOSFET. Polarização dos FETs. Os FETS
como amplificadores em baixa freqüências. Os
FETs como chaves.
• Amplificadores operacionais.
Bibliografia
• A.S. Sedra & C. Smith // Obra: Microeletrônica //
Editor:Makron Books/ Edição: 4ª // Ano: 1999.
•
J. Millman & C.C. Halkais // Obra: Eletrônica. Vol. 1/2 // Editor: McGraw Hill
do
Brasil
//
Edição:
2ª
//
Ano:
1981.
M. H. Rashid // Obra: Power Eletronics: Circuits, Devices and applications.//
Editora: Prentice-Hall Internacional // Edição: 2ª // Ano: 1993
N. Mohan; T. M. Underland & W. P. Robbins // Obra: Power Eletronics:
Converters, Applications and Design.//Editora:John Wiley and Sons
//Edição:
2ª
//
Ano:1995.
Resende, Sérgio M. // Obra: A Física de Materiais e Dispositivos
Eletrônicos // Editora: Universidade Federal Pernambuco - UFPE // Local:
Recife - PE- Brasil // Edição: 1ª // Ano: 1996.
Avaliação da Disciplina
A avaliação será realizada com base em 3 provas
escritas, tarefas complementares, e nas
atividades de laboratório.
Atenção! Condições de Aprovação...
– Obter nas provas teóricas notas cuja média
aritmética seja igual ou maior do que 5,0;
– Obter nota média superior ou igual a 5,0 nas
atividades de laboratório;
– Obter pelo menos 75% de freqüência nas aulas.
A Eletrônica?
• Eletrônica: estuda os circuitos constituídos por
componentes elétricos e eletrônicos, que possuem
como objetivo principal representar, armazenar,
transmitir ou processar informações, assim como,
controlar processos e servo mecanismos.
– Circuitos Elétricos: ocorre um fluxo uniforme de elétrons;
– Circuitos Eletrônicos: ocorre o controle do fluxo de
elétrons por outro sinal elétrico (corrente ou tensão).
– Circuitos Microeletrônicos: refere-se à tecnologia de
circuitos integrados (CI)
Válvula Eletrônica (1904)
• Válvula de Fleming: inventado pelo Engenheiro e
Físico John Ambrose Fleming (diodo)
Válvula Típica de Fleming
J. A. Flerming (1849 - 1945)
O Transistor (1947)
Transistor: Inventado pelos Físicos John Bardeen, Walter
Houser Brattain, e William Bradford Shockley, que foram
laureados com o prêmio Nobel da Física em 1956.
Point contact transistor, 1947
William Shockley (sitting: 1910-1989),
John Bardeen (left: 1908-1991) and
Walter Brattain (1902-1987)
O Circuito Integrado (1958)
• Microchip: inventado pelo Engenheiro Jack Kilby,
ganhador do Prêmio Nobel de Física em 2000
Jack Kilby (1923 - 2005)
Consisting of a transistor and other
components on a sliver of germanium, 7/16
x 1/16 inches, (1958)
Evolução Tecnológica Digital
•
http://ocw.mit.edu/NR/rdonlyres/Electrical-Engineering-and-Computer-Science/6012Fall-2005/36281611-3327-469B-86A5-A5F6A3B92BE0/0/lec1.pdf
Dispositivos e Circuitos Eletrônicos
Sinal????
Teoria da Informação: um sinal é uma seqüência de
estados em um sistema de comunicação que codifica uma
mensagem.
“Um Sinal pode ser interpretado como uma função
dependente do tempo que codifica uma informação. E
o ruído???
Modelos de Geradores de Sinais
Eletricos
Tensão ou corrente?
-
Fontes de sinal de tensão:
Fontes de sinal de corrente:
Forma de Thevenin
(preferível quando Rs for pequeno)
Forma de Norton
(preferível quando Rs for grande)
Fonte ideal: Rs = 0
Fonte ideal: Rs ∞
Espectro de Freqüência dos Sinais
A Transformada de Fourier, em homenagem a Jean-Baptiste Joseph
Fourier, é uma transformada integral que expressa uma função em termos de
funções de base senoidal,
Transformada contínua de Fourier
Transformada discreta de Fourier
Espectro de Freqüência dos Sinais
Séries de Fourier: caso particular da transformada de Fourier e corresponde à
decomposição de uma função periódica qualquer na soma de um número infinito
de funções senoidais com diferentes freqüências e amplitudes.
A Série de Fourier:
Coeficientes:
Exemplos:
•http://www.falstad.com/fourier/
Espectro de Freqüência dos Sinais
Função de Transferência:
Matlab:
a = [1 0.4 1];
b = [0.2 0.3 1];
w = logspace(-1,1);
freqs(b,a,w)
Sinais Analógicos e Digitais
Sinais e Transdutores
Transdutores: Dispositivos que convertem um tipo de energia em outro.
Em inúmeras conversões é importante a preservação da informação entre as
formas de energias envolvidas.
Exemplos: Eletromecânicos, Eletroacústicos, Foto-elétricos,
Eletromagnéticos, Magnéticos, Eletroestáticos, Termoelétrico....
Amplificadores e Sinais
Amplificador: elemento básico de circuitos analógicos que
possui a missão de elevar a amplitude do sinais.
Motivações: transdutores e outros dispositivos podem fornece
sinais na escala de µV ou mV, e baixa energia.
Amplificador linear: preserva a forma de onda, elevando a
amplitude do sinal.
vo (t) = A vi (t)
Simbologia:
Amplificadores e Sinais
Amplificador:
eleva
transformador???
a
amplitude
do
Ganho de Potência e Ganho de Corrente:
Em Decibéis
sinal!!!
E
o
Amplificadores, Sinais e Fontes
Seja o Amplificador:
Amplificadores, Sinais e Saturação
Características de Transferência Linear com saturação:
Amplificadores, Sinais e Polarização
Características de Transferência Não-Linear com saturação:
Polarização e
Ponto Quiescente (Q)
Resumo da Aula