Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul
Faculdade de Engenharia
Turma do Prof. Fernando Soares dos Reis
Departamento de Engenharia Elétrica
ELETRÔNICA BÁSICA
PROGRAMA REVISADO EM 01/03/2002
01 SÍNTESE
DISCIPLINA:Eletrônica Básica CODICRED44950-04
DOCENTE(S) :
Prof. M. Sc. Anderson Royes Terroso Prof. Dr. Ing. Fernando Soares dos Reis
CRÉDITOS/HORAS AULA 04/60 CURSO(S) ATENDIDO(S) 4/446 Eng. Elétrica/Eletrônica, Telecomunicações e Computadores HORÁRIO(S) 3N 3P 6L 6M EMENTA:
O diodo e a junção PN. O transistor bipolar. Transistor de efeito de campo. Amplificadores
02 OBJETIVOS
Esta disciplina tem como objetivo apresentar os primeiros conhecimentos ao estudante de engenharia elétrica. Desta forma, esta disciplina apresenta os tópicos iniciais da eletrônica a fim de permitir que o aluno possa ao fim da disciplina implementar uma fonte e amplificadores de baixa freqüência.
03 CONTEXTO
Eletrônica Analógica.
04 PROGRAMA
1. O diodo e a junção PN.
1.1. Fenômenos de transporte nos semicondutores. 1.2. Física da junção PN
1.3. Modelos de diodo
1.4. Aplicações básicas de diodos 1.5. Tipos especiais de diodos
1.5.1. LED (diodos emissores de luz) 1.5.2. Diodo Zener
1.5.3. Diodo Túnel ou diodo Esaki.
1.5.4. Varicap: Capacitância da junção PN. 1.5.5. Retificadores com filtro capacitivo
2. Transistor Bipolar (BJT)
2.1. Estrutura física e princípio de funcionamento 2.2. Modelo de Ebers-Moll
2.3. Modos de operação: Modo Ativo, Saturado, em Corte e Reverso. 2.4. Modelo simplificado para o modo ativo
2.5. Polarização do transistor bipolar. 3. Transistor de efeito de campo
3.1. Estrutura e princípio de funcionamento do MOSFET
3.2. Tipos e modelos de MOSFET (Canal P ou N, Enriquecimento ou depleção) 3.3. Polarização do MOSFET.
3.4. Aplicação em circuitos digitais.
3.5. Estrutura e princípio de funcionamento do JFET 3.6. Modelagem do JFET
3.7. Polarização do JFET. 4. Amplificadores
4.1. Amplificadores com BJT
4.2. Polarização com resistência no emissor.
4.3. Conceito de análise AC para pequenos sinais: Ganho, Impedância de entrada, Impedância de saída.
4.4. Configurações básicas: Emissor comum, Coletor comum e Base comum. 4.5. Modelo do BJT com parâmetros híbridos.
4.6. Análise DC e AC de um amplificador com BJT. 4.7. Síntese de um amplificador de um estágio com BJT.
4.7.1. Amplificadores com MOSFET
4.7.1.1. Polarização e configurações básicas com MOSFET 4.7.1.2. Modelo AC do MOSFET.
4.7.2. Amplificadores com JFET
4.7.2.1. Polarização e configurações básicas com JFET 4.7.2.2. Modelo AC do JFET.
4.7.3. Amplificadores em cascata.
05 MÉTODO DIDÁTICO
Será adotado um livro texto como base da disciplina, as aulas serão expositivas, utilizando na maioria das vezes o quadro-negro e o retroprojetor. Recursos como softwares de simulação, bem como aulas práticas em laboratório serão realizados. Informações adicionais podem ser obtidas junto a página do professor.
06 SISTEMA DE AVALIAÇÃO
Os estudantes serão avaliados mediante três provas escritas e cumulativas, sem consulta
e através de trabalhos que serão solicitados durante o semestre. A sua participação em aula e em laboratório também será considerada.
A nota de G1 será obtida a partir da média simples de todos as três avaliações de G1 acrescida da nota dos trabalhos T. Haverá uma prova de recuperação Rec para quem faltar as provas de G1. Aquele estudante que faltar a duas ou mais provas terá o peso da prova de
recuperação proporcional ao número de provas perdidas, desde que devidamente autorizado pela secretária geral da FENG.
Assim, o grau G1 será formado de acordo com a expressão que segue.
4
3 2 1 1T
P
P
P
G
=
+
+
+
ou4
Rec
1∑
+
+
=
provasrealizadas i perdidas provasT
P
n
G
T = 0,3 * T1 + 0,2 * T2 + 0,3 * T3 + 0,2 * T4
OBS. 1: TODOS OS TRABALHOS REQUEREM APRESENTAÇÃO DE RELATÓRIO,
CONTENDO EXPERIMENTO, CÁLCULOS, SIMULAÇÕES NO PSPICE, RESULTADOS E JUSTIFICATIVA DOS MESMOS. SOMENTE OS TRABALHOS T2 E T4 SERÃO
APRESENTADOS EM LABORATÓRIOS PARA O PROFESSOR. AS ESPECIFICAÇÕES DOS
TRABALHOS SERÃO APRESENTADAS OPORTUNAMENTE.
OBS. 2: NAS PROVAS SERÃO AVALIADOS TAMBÉM OS CONHECIMENTOS OBTIDOS EM
LABORATÓRIO.
07 CRONOGRAMA DE ATIVIDADES
No Aula Assunto
1 05/03 Integração do grupo e combinações para o semestre em sala de aula. Apresentação da bibliografia. Apresentação da disciplina e dos Trabalhos T1 e T3. Capítulo 1 – Diodos Semicondutores.
2 08/03 Capítulo 1 – Diodos Semicondutores, continuação. 3 12/03 Capítulo 1 – Diodos Semicondutores, continuação. 4 15/03 Capítulo 2 – Aplicações do Diodo
5 19/03 Capítulo 2 – Aplicações do Diodo, continuação.
6 22/03 Capítulo 2 – Aplicações do Diodo, continuação.
7 26/03 Aula no Laboratório de Sistema Digitais (LSD) – Assunto: PSPICE.
9 05/04 Capítulo 19 – Fontes de Tensão (Reguladores de Tensão) 10 09/04 Capítulo 20 – Outros Dispositivos de Dois Terminais
11
12/04 Prova P1
12 16/04 Capítulo 3 –Transistores Bipolares de Junção
13 19/04 Capítulo 3 –Transistores Bipolares de Junção, continuação. 14 23/04 Capítulo 3 –Transistores Bipolares de Junção, continuação. 15 26/04 Capítulo 4 –Polarização DC-TBJ.
16 30/04 Capítulo 4 –Polarização DC-TBJ, continuação. 17 03/05 Capítulo 4 –Polarização DC-TBJ, continuação. 18 07/05 Capítulo 5 – Transistores de Efeito de Campo.
19 10/05 Capítulo 5 – Transistores de Efeito de Campo, continuação. 20 14/05 Capítulo 6 – Polarização do FET.
21 17/05 Capítulo 6 – Polarização do FET, continuação.
22
21/05 Prova P2
23 24/05 Capítulo 7 – Modelagem do Transistor TBJ.
24 28/05 Capítulo 7 – Modelagem do Transistor TBJ, continuação. 25 31/05 Capítulo 8 – Analise do TBJ Para Pequenos Sinais.
26 04/06 Capítulo 8 – Analise do TBJ Para Pequenos Sinais, continuação. 27 07/06 Capítulo 8 – Analise do TBJ Para Pequenos Sinais, continuação. 28 11/06 Capítulo 9 – Analise do FET Para Pequenos Sinais.
29 14/06 Capítulo 9 – Analise do FET Para Pequenos Sinais, continuação. 30 18/06 Capítulo 12 – Configurações Compostas.
31 21/06 Capítulo 12 – Configurações Compostas, continuação. 32 25/06 Capítulo 12 – Configurações Compostas, continuação.
33
26/06 Prova P3
34
02/07 Prova P4 – para alunos que faltaram uma das provas
35
03/07 Apresentação do trabalho T4.
35
09/07 G2
08 BIBLIOGRAFIA BÁSICA
1. BOYLESTAD, Robert L. & NASHELSKY, Louis. Dispositivos Eletrônicos e Teoria de Circuitos.
Sexta Edição. LTC Livros Técnicos e Científicos Editora. ISBN 85-7054-076-0. Capítulos: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 12, 19 e 20.
(LIVRO TEXTO ADOTADO)
2. MILMLMAN, Jacob & HALKIAS, Christos. Eletrônica – Dispositivos e Circuitos. Volume 1. Mc
Graw Hill. ISBN 0-07-450305-7. Capítulos: 2, 3, 4, 5, 8, 9 e 10.
3. SEDRA, Adel S. & SMITH, Kenneth C. Microeletrônica. Volume 1. Makron Books. ISBN
85-346-0293-X. Capítulos: 3, 4 e 5.
4. MALVINO, Albert Paul. Eletrônica. Volume 1. Mc Graw Hill. ISBN 0-07-450307-3. Capítulos: 2, 3,
09 CORPO DOCENTE / CURRÍCULO RESUMIDO
Prof. Anderson Royes Terroso
Engenheiro Eletricista pela PUCRS, 1996; Mestre em Ciências (M. Sc.) em Engenharia Elétrica pela PUCRS, 1999; Doutorando em Computação na UFRGS. Professor Horista da Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul atuando na graduação.
Prof. Fernando Soares dos Reis
O professor Fernando se graduou em engenharia elétrica pela Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul em 1987. Neste mesmo ano ingressou no setor industrial na área de Eletrônica de Potência. Em 1990 obteve o título de mestre em engenharia pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) tendo realizado estudos na área de eletrônica de potência e acionamento elétrico. No ano de 1990 assumiu o departamento técnico de uma empresa do setor tendo coordenado vários projetos. A partir de 1991 começou a trabalhar como professor assistente junto a PUCRS. Tendo concluído o Doutoramento em Eletrônica Industrial na Universidad Politécnica de Madrid (UPM) com a
distinção de Apto Cum Laude regressou a PUCRS em 1995 onde exerce atividade profissional junto ao Departamento de Engenharia Elétrica. Participa de vários projetos acadêmicos e de iteração com o setor industrial, na União Européia participou do projeto TOPIC como colaborador da UPM no qual participava a renomada empresa, Alcatel-Espanha. Durante os anos de 1998 e 1999 foi coordenador do departamento de Engenharia elétrica atuando sempre em prol dos interesses dos estudantes, tendo idealizado e implantado a versão noturna do curso de engenharia elétrica. Hoje é coordenador do Laboratório de Eletrônica de Potência da PUCRS (LEPUC).
Disciplinas já lecionadas na Graduação:
Eletrônica de Potência,
Laboratório de Eletrônica de Potência, Eletrônica Industrial,
Amplificadores Operacionais e Circuitos Elétricos.
Disciplinas lecionadas no Programa de Pós-Graduação em Eng. Elétrica (MESTRADO):
Eletrônica de Potência I, Eletrônica de Potência II.
Membro de diversas associações: Sociedade Brasileira de Eletrônica de Potência, SOBRAEP. Sociedade Brasileira de Automática, SBA. The Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE. Power Electronics Society, PELS. Industrial Electronics
Society e Electromagnetic Compatibility Society.
Áreas de atuação: Eletrônica de Potência e Compatibilidade Eletromagnética (CEM). Especialmente interessado no estudo dos prerreguladores de fator de potência, balastros eletrônicos e circuitos inversos para utilização em sistemas renováveis de energia. Estudo dos temas de CEM nestes equipamentos.
Pesquisas em desenvolvimento: Sistemas de Alimentação Ininterrupta (SAIs) para cargas não lineares. Balastros eletrônicos para lâmpadas de descarga elétrica. Correção ativa do fator de potência. Método para avaliação da densidade de potência nos PFPs. Inversos para sistemas alternativos de energia. Desenvolvimento de um Conversor Softstart para partida do Motor de Indução Trifásico. Desenvolvimento de Ferramentas Didáticas para o Ensino da Eletrônica de Potência.
_______________________________________________________________________________ Endereço: Av. Ipiranga, 6681 - PUCRS - Prédio 30 - Sala 327-08
Telefone: 3320 35 00 Ramais 4156 (Sala do Professor) e (LEPUC Sala 315), 3594 (Secretaria) e-mail: f.dosreis@ieee.org
10 Mensagem
Lk:8:4: E, ajuntando-se uma grande multidão, e vindo de todas as cidades ter com ele, disse por parábola:
Lk:8:5: Um semeador saiu a semear a sua semente e, quando semeava, caiu alguma junto do caminho, e foi pisada, e as aves do céu a comeram;
Lk:8:6: E outra caiu sobre pedra e, nascida, secou-se, pois que não tinha umidade; Lk:8:7: E outra caiu entre espinhos e crescendo com ela os espinhos, a sufocaram;
Lk:8:8: E outra caiu em boa terra, e, nascida, produziu fruto, a cento por um. Dizendo ele estas coisas, clamava: Quem tem ouvidos para ouvir, ouça.
Lk:8:9: E os seus discípulos o interrogaram, dizendo: Que parábola é esta?
Lk:8:10: E ele disse: A vós vos é dado conhecer os mistérios do reino de Deus, mas aos outros por parábolas, para que vendo, não vejam, e ouvindo, não entendam.
Lk:8:11: Esta é, pois, a parábola: A semente é a palavra de Deus;
Lk:8:12: E os que estão junto do caminho, estes são os que ouvem; depois vem o diabo, e tira-lhes do coração a palavra, para que não se salvem, crendo;
Lk:8:13: E os que estão sobre pedra, estes são os que, ouvindo a palavra, a recebem com alegria, mas, como não têm raiz, apenas crêem por algum tempo, e no tempo da tentação se desviam;
Lk:8:14: E a que caiu entre espinhos, esses são os que ouviram e, indo por diante, são sufocados com os cuidados e riquezas e deleites da vida, e não dão fruto com perfeição; Lk:8:15: E a que caiu em boa terra, esses são os que, ouvindo a palavra, a conservam num coração honesto e bom, e dão fruto com perseverança.
