programa de disciplina - Faculdade de Engenharia

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Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul
Faculdade de Engenharia
Departamento de Engenharia Elétrica
ELETRÔNICA I
CODICRED 4453E-04
PROGRAMA DE DISCIPLINA
APROVADO PELO
CONSELHO DEPARTAMENTAL
EM _______/_______/_______
2
01
SÍNTESE
(sujeito à aprovação pelo Conselho Departamental da FENG)
DISCIPLINA:
CODICRED
ELETRÔNICA I
4453E-04
CURRÍCULO :
CURSO(S) :
Engenharia Elétrica
TIPOLOGIA :
04 créditos / 60 h/a
4/453
MÓDULO :
Prática
02
CRÉDITOS/HORAS AULA
VIGÊNCIA (a partir de) :
1/20
2004/02
EMENTA
(sujeito à aprovação pelo Conselho Departamental da FENG)
Características e aplicações de circuitos com diodos. Características e polarização de
Transistores TJB. Características e polarização de Transistores FET. Projeto e análise de
amplificadores para faixa de voz com Transistores TJB. Projeto e análise de amplificadores
para faixa de voz com Transistores FET.
03
OBJETIVOS
O cumprimento da disciplina busca capacitar o aluno, ao final do semestre a:
1 Interpretar as características de um circuito com diodo de junção pn
2 Avaliar os parâmetros de uma fonte de tensão regulada com diodo zener
3 Analisar circuitos com TJB para determinar o ponto quiescente
4 Analisar a polarização de circuitos com TJB
5 Analisar amplificadores com TJB (modelo de Ebers-Moll)
6 Analisar amplificadores com TJB (modelo Híbrido)
7 Projetar um amplificador de 3 estágios com TJB
8 Determinar o ponto quiescente e analisar circuitos de Polarização do FET
9 Analisar amplificadores com FET
04
CONTEXTO
Esta disciplina proporciona ao aluno desenvolver suas habilidades em circuitos eletrônicos analógicos
utilizando os teoremas de Thevenin e Norton no que tange a determinar a impedância de entrada e de
saída ou o ganho de um amplificador de áudio utilizando transistores discretos.
Ela também possibilita ao aluno o projeto de um amplificador de áudio utilizando transistores discretos.
Por outro lado ela também desenvolve o raciocínio para analisar a polarização de transistores TJB e
FET, possibilitando a extensão deste raciocínio para diversos circuitos discretos utilizando transistores.
Ainda dentro deste contexto também possibilita a análise e o projeto de circuitos para diversas
aplicações com diodos.
3
05
PROGRAMA
(sujeito à aprovação pelo Conselho Departamental da FENG)
(apresentar seções primárias e secundárias)
1 INTERPRETAR AS CARACTERÍSTICAS DE UM CIRCUITO COM DIODO DE JUNÇÃO PN
1.1
Descrever diodo de junção
1.2
Aplicar o equivalente Thevenin em circuitos com e sem diodos
1.3
Explicar a condição de condução ou corte do diodo (para cada modelo)
1.4
Conceituar Tensão de Limiar e resistência Dinâmica
1.5
Interpretar a característica volt-ampere do diodo
1.6
Determinar o modelo linearizado do diodo relacionando com a Resistência
Dinâmica
1.7
Conceituar Característica Estática, Característica Dinâmica e Característica
de Transferência
1.8
Medir os parâmetros de circuitos com diodos através de medições em
laboratório
1.9
Explicar e analisar circuitos limitadores (ceifadores) com diodos e traçar a
Característica de Transferência e a tensão de saída
1.10
Demonstrar a obtenção da Característica de Transferência de circuitos
limitadores (ceifadores) com diodos
2 AVALIAR OS PARÂMETROS DE UMA FONTE DE TENSÃO REGULADA COM DIODO
ZENER
2.1
Definir os parâmetros básicos de uma fonte de tensão regulada (diagrama de
blocos)
2.2
Identificar os parâmetros básicos de uma fonte de tensão regulada
2.3
Descrever o funcionamento de uma fonte de tensão regulada
2.4
Analisar um circuito retificador de meia onda, onda completa e
onda completa com filtro capacitivo
Identificar e explicar a função dos elementos de cada etapa de uma fonte de
tensão regulada a diodo zener
2.6
Determinar o equivalente Thevenin do circuito retificador de meia onda, onda
completa e onda completa com filtro capacitivo
2.7
Esquematizar ou planejar as etapas ou procedimentos de laboratório para
medir os parâmetros de uma fonte de tensão regulada
2.8
Avaliar os parâmetros de uma fonte de tensão regulada com diodo zener
através de medidas em laboratório
2.9
Calcular o valor médio e o riplle da tensão de saída nominal de uma fonte de
tensão regulada
2.10
Projetar uma fonte de alimentação de 5Vdc, que forneça 50mA de corrente
para a carga, supondo uma ligação a uma rede de 127V +/- 10% e que tenha
um riplle na saída menor que 1%
3 ANALISAR CIRCUITOS COM TJB PARA DETERMINAR O PONTO QUIESCENTE
3.1
Explicar o funcionamento de TJB polarizado na região ativa e o que significa
estar polarizado na região ativa
3.2
Conceituar região ativa, de saturação e de corte do TJB
3.3
Explicar a equação da corrente (Ic) do TJB
3.4
Explicar a característica de entrada e de saída de um TJB em base comum
3.5
Explicar a característica de entrada e de saída de um TJB em emissor
comum
3.6
Demonstrar como determinar a região de operação de um circuito com TJB
3.7
Projetar circuitos com TJB
3.8
Medir em laboratório as tensões e correntes de circuitos com TJB
3.9
Demonstrar a obtenção das correntes e tensões de circuitos com TJB
3.10
Analisar circuitos com TJB e determinar as correntes e tensões do circuito
4 ANALISAR A POLARIZAÇÃO DE CIRCUITOS COM TJB
4.1
Determinar o ponto de operação do transistor de junção bipolar
4.2
Explicar os fatores que influenciam na instabilidade do ponto de operação do
TJB e como variam Ico, VBE e B
4.3
Determinar o ponto de operação do circuito de autopolarização ou
2.5
4
polarização de emissor
Explicar o fator de estabilidade S para o circuito de autopolarização
Explicar o fator de estabilidade S’ para o circuito de autopolarização
Explicar o fator de estabilidade S” para o circuito de autopolarização
Calcular a variação da corrente de coletor em função da variação de Ico
Calcular a variação da corrente de coletor em função da variação de VBE
Calcular a variação da corrente de coletor em função da variação de B
Calcular a variação da corrente de coletor em função da variação de Ico, VBE
eB
5 ANALISAR AMPLIFICADORES COM TJB (MODELO DE EBERS-MOLL)
5.1
Deduzir o ganho de tensão (Av) do amplificador emissor comum
5.2
Deduzir a impedância de entrada (Zi) do amplificador emissor comum
5.3
Deduzir a impedância de saída (Zo) do amplificador emissor comum
5.4
Deduzir o ganho de tensão (Av), a impedância de entrada (Zi) e a impedância
de saída (Zo) do amplificador emissor comum linearizado
5.5
Deduzir o ganho de tensão (Av) do amplificador coletor comum
5.6
Deduzir a impedância de entrada (Zi) do amplificador coletor comum
5.7
Deduzir a impedância de saída (Zo) do amplificador coletor comum
5.8
Deduzir o ganho de tensão (Av) do amplificador base comum
5.9
Deduzir a impedância de entrada (Zi) do amplificador base comum
5.10
Deduzir a impedância de saída (Zo) do amplificador base comum
6 ANALISAR AMPLIFICADORES COM TJB (MODELO HÍBRIDO)
6.1
Representar o modelo híbrido por um quadripolo
6.2
Determinar o que representa cada parâmetro híbrido
6.3
Determinar o ganho de tensão usando o modelo híbrido
6.4
Determinar o ganho de corrente usando o modelo híbrido
6.5
Determinar a impedância de entrada usando o modelo híbrido
6.6
Determinar a impedância de saída usando o modelo híbrido
6.7
Aplicar as equações do modelo híbrido para um amplificador emissor comum
6.8
Aplicar as equações do modelo híbrido para um amplificador coletor comum
6.9
Aplicar as equações do modelo híbrido para um amplificador base comum
6.10
Calcular a tensão de saída de um amplificador em cascata utilizando
parâmetros híbridos
7 PROJETAR UM AMPLIFICADOR DE 3 ESTÁGIOS COM TJB
7.1
Determinar as correntes de polarização de cada estágio
7.2
Determinar as tensões quiescentes para todos os nós de todos os estágios
7.3
Determinar as impedâncias de entrada de todos os estágios
7.4
Determinar as impedâncias de saída de todos os estágios
7.5
Determinar os ganhos de tensão de todos os estágios
7.6
Determinar as tensões AC em cada ponto (nó) de entrada e saída de cada
estágio
7.7
Medir as tensões quiescentes DC para todos os nós de todos os estágios e
comparar com os valores calculados em 2
7.8
Medir as tensões AC para todos os nós de todos os estágios e comparar com
os valores calculados em 6
7.9
Medir as impedâncias de entrada e saída para todos os nós de todos os
estágios e comparar com os valores calculados em 3 e 4
7.10
Empregar uma análise simplificada para determinar (estimar) os valores dos
componentes
8 DETERMINAR O PONTO QUIESCENTE E ANALISAR CIRCUITOS DE POLARIZAÇÃO DO
FET
8.1
Explicar o funcionamento (operação) do JFET na região ativa
8.2
Explicar o funcionamento (operação) do MOSFET de depleção e acumulação
na região ativa
8.3
Explicar o que é tensão de constrição Vp (pinch off)
8.4
Definir a equação da corrente do FET
8.5
Interpretar a característica volt-ampere do FET
8.6
Demonstrar a obtenção das correntes e tensões de polarização do FET na
configuração Polarização Fixa
8.7
Demonstrar a obtenção das correntes e tensões de polarização do FET na
configuração Autopolarização
8.8
Demonstrar a obtenção das correntes e tensões de polarização do FET na
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
4.9
4.10
5
configuração Polarização por Fonte de Tensão
Demonstrar a obtenção das correntes e tensões de polarização do FET na
configuração Polarização por Fonte de Corrente
8.10
Demonstrar a obtenção das correntes e tensões de polarização de um
MOSFET de acumulação na configuração de Autopolarização
9 ANALISAR AMPLIFICADORES COM FET
9.1
Deduzir o ganho de tensão (Av) do amplificador source comum
9.2
Deduzir a impedância de entrada (Zi) do amplificador source comum
9.3
Deduzir a impedância de saída (Zo) do amplificador source comum
9.4
Deduzir o ganho de tensão (Av) do amplificador source comum linearizado
9.5
Deduzir a impedância de entrada (Zi) do amplificador source comum
linearizado
9.6
Deduzir a impedância de saída (Zo) do amplificador source comum
linearizado
9.7
Deduzir o ganho de tensão (Av) do amplificador dreno comum
9.8
Deduzir a impedância de entrada (Zi) do amplificador dreno comum
9.9
Deduzir a impedância de saída (Zo) do amplificador dreno comum
8.9
06
1. Eletrônica
BIBLIOGRAFIA BÁSICA
vol. 1 – Millman & Halkias – Ed. Mc Graw Hill
2. Eletrônica vol. 1 – Malvino – Ed. Mc Graw Hill
07
BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR
1. Circuitos Eletrônicos Discretos e Integrados – Schilling & Belove– Ed. Guanabara 2
2. Dispositivos Elétricos e Teoria de Circuitos – Boylestad & Nashelsky