Dispositivos e Circuitos Eletrônicos AULA 01. Prof. Marcelino Andrade

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1 Dispositivos e Circuitos Eletrônicos AULA 01 Prof. Marcelino Andrade

2 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.

3 Bibliografia A.S. Sedra & C. Smith // Obra: Microeletrônica // Editor:Makron Books/ Edição: 4ª // Ano: J. Millman & C.C. Halkais // Obra: Eletrônica. Vol. 1/2 // Editor: McGraw Hill do Brasil // Edição: 2ª // Ano: 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.

4 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.

5 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)

6 Válvula Eletrônica (1904) Válvula de Fleming: inventado pelo Engenheiro e Físico John Ambrose Fleming (diodo) Válvula Típica de Fleming J. A. Flerming ( )

7 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 Point contact transistor, 1947 William Shockley (sitting: ), John Bardeen (left: ) and Walter Brattain ( )

8 O Circuito Integrado (1958) Microchip: inventado pelo Engenheiro Jack Kilby, ganhador do Prêmio Nobel de Física em 2000 Jack Kilby ( ) Consisting of a transistor and other components on a sliver of germanium, 7/16 x 1/16 inches, (1958)

9 Evolução Tecnológica Digital

10 Dispositivos e Circuitos Eletrônicos

11 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???

12 Modelos de Geradores de Sinais Tensão ou corrente? Eletricos - Fontes de sinal de tensão: Fontes de sinal de corrente: Forma de Thevenin (preferível quando Rs for pequeno) Fonte ideal: Rs = 0 Forma de Norton (preferível quando Rs for grande) Fonte ideal: Rs

13 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

14 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:

15 Espectro de Freqüência dos Sinais Função de Transferência: Matlab: a = [ ]; b = [ ]; w = logspace(-1,1); freqs(b,a,w)

16 Sinais Analógicos e Digitais

17 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...

18 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. v Simbologia: ( t) Av ( t) o = i

19 Amplificadores e Sinais Amplificador: eleva a amplitude do sinal!!! E o transformador??? Ganho de Potência e Ganho de Corrente: Em Decibéis

20 Amplificadores, Sinais e Fontes Seja o Amplificador:

21 Amplificadores, Sinais e Saturação Características de Transferência Linear com saturação:

22 Amplificadores, Sinais e Polarização Características de Transferência Não-Linear com saturação: Polarização e Ponto Quiescente (Q)

23 Resumo da Aula

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