INSTITUTO POLITÉCNICO DE TOMAR

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1 INSTITUTO POLITÉCNICO DE TOMAR Escola Superior de Tecnologia de Tomar Departamento de Engenharia Electrotécnica Electrónica I Exame Duração: 2:00 Horas Data: Importante: Todas as respostas devem ser devidamente justificadas I. Considere a seguinte montagem de uma fonte de alimentação linear. D1 Va Q2 N2 Q1 Vo Io n N1 Vz A N2 D2 Dz N1 = 1300 N2 = 100 F = 50 Hz Pz = 1W, Vz = 6.8V Vo = 15V Io = 2A β = 100 A = Dimensione para ter uma ondulação na tensão Va de 2V. n = 230V RMS. Calcule o valor médio da tensão Va. 1.2 Dimensione, e para termos a tensão de saída Vo de 15V. 1.3 Calcule a resistência de saída da fonte e o seu rendimento. 1.4 Como procederia para incluir protecção contra curto-circuitos. Efectue as alterações necessárias no esquema. 1.5 Qual o valor máximo da tensão de saída que se pode obter com esta montagem, mantendo a regulação. 1.6 Calcule o valor mínimo do condensador que provocava um ripple na tensão Va tal que a fonte deixava de conseguir regular a tensão de saída (Vo = 15V).

2 II. Considere o seguinte circuito. +15V VT=3V K=1mA/V VA=70V RD1 2k C2 2k Vo2 RD2 T2 5k 5k 2.1 Calcule o ponto de funcionamento em repouso do circuito e represente o seu modelo incremental. 2.2 Calcule o ganho do circuito Vo2/ e as suas resistências de entrada e saída. 2.3 Qual é o valor máximo que poderá ter sem o amplificador entrar em saturação.

3 INSTITUTO POLITÉCNICO DE TOMAR Escola Superior de Tecnologia de Tomar Departamento de Engenharia Electrotécnica Electrónica I Recurso Duração: 2:00 Horas Data: Importante: Todas as respostas devem ser devidamente justificadas I. Considere a seguinte montagem. V3 R5 == ==100k V1 R5=R6=20k R7=60k V2 R6 R7 Vo 1.1 Calcule Vo e em função de V1, V2,V3 e das resistências a R Para o circuito indicado, calcule Vo para V1=10mV, V2=5mV, V3=20mV. Qual é o valor do ganho da montagem em db para cada uma das 3 entradas (Vo/V1, Vo/V2 e Vo/V3). 1.3 Considerando que os amplificadores podem ter uma saída máxima de +-15V, calcule o valor da amplitude máxima do sinal que se pode colocar em cada entrada a fim de evitar saturação dos amplificadores. Considere a aplicação de cada entrada de sinal independente das outras. 1.4 Calcule a frequência máxima a que o circuito pode operar se os amplificadores tiverem um GBW de 1MHz (A = 10000). 1.5 Calcule a tensão de saída Vo devido ao offset (tensão de desvio) se os amplificadores tiverem Vos=10mV.

4 II. Considere o seguinte circuito. +16V R β = 250 3k3 T2 100uF Vo2 Rs 100uF 100 ohm Ce 4k7 Re1 Re2 2k2 2k2 2.1 Calcule o ponto de funcionamento em repouso do circuito e represente o seu modelo incremental. 2.2 Calcule o ganho do circuito Vo2/ e as suas resistências de entrada e saída. 2.3 Qual é o valor máximo que poderá ter sem o amplificador entrar em saturação.

5 INSTITUTO POLITÉCNICO DE TOMAR Escola Superior de Tecnologia de Tomar Departamento de Engenharia Electrotécnica Electrónica I Trab. Estudante Duração: 2:00 Horas Data: Importante: Todas as respostas devem ser devidamente justificadas I. Considere o seguinte andar de amplificação. +15V RL 1k Vo VT=5V K=1mA/V VA=60V 1.1 Calcule o ponto de funcionamento em repouso do transístor. 1.2 Determine o modelo incremental da montagem. 1.3 Calcule a resistência de entrada (Ri), resistência de saída (Ro) e ganho da montagem em db. 1.4 Como procederia para tornar a montagem mais robusta a variações do Vt do MOS.

6 II. Considere o seguinte circuito. β = V C π = 100 pf C µ = 10 pf R 1k6 RC2 1k6 Vo2 Rs C2 T2 1k5 6k8 Re1 1k6 Ce1 500uF 6k8 Re2 1k6 Ce2 500uF 2.1 Calcule o ponto de funcionamento em repouso do circuito e represente o seu modelo incremental. 2.2 Calcule o ganho do circuito Vo2/ e as suas resistências de entrada e saída. 2.3 Qual é o valor máximo que poderá ter sem o amplificador entrar em saturação.

7 INSTITUTO POLITÉCNICO DE TOMAR Escola Superior de Tecnologia de Tomar Departamento de Engenharia Electrotécnica Electrónica I Exame Duração: 2:00 Horas Data: Importante: Todas as respostas devem ser devidamente justificadas I. 3.1 Desenhe o esquema de uma fonte de alimentação simétrica e explique o seu funcionamento. 3.2 Explique a diferença entre as memorias RAM, SRAM e FLASH. 3.3 Calcule a potência dissipada por uma gate CMOS a funcionar com 3.3V de alimentação, 500MHz de frequência e uma carga de 50fF. 3.4 Calcule a variação de carga que ocorre num condensador de filtragem de um rectificador de onda completa, considerando RL=10 ohm, Vo=20V e F=50Hz. 3.5 Um amplificador logarítmico tem uma tensão de entrada de 2V. R=10K, Is=10-15, n=2. Calcule o valor da tensão de saída. Qual pode ser a aplicação deste tipo de amplificadores. II. Considere a seguinte montagem. N2 V2 RL CL V1 N1 N2 V2 F=50Hz RL=10 ohm N1=1000 N2= Dimensione CL para ter uma ondulação da tensão de saída Vo de 2V. V1 = 230V RMS. Calcule o valor médio da tensão de saída. 3.2 Determine as características mínimas dos díodos para esta montagem nas condições da alínea anterior (valor médio e de pico da corrente). 3.3 Se tiver uma variação de amplitude de ±20%, qual é o valor mínimo de CL que garante uma ondulação máxima na saída de 2V.

8 III. Considere o seguinte circuito. β = V C π = 100 pf C µ = 10 pf R 3k3 RC2 3k3 Vo2 Rs C2 T2 1k 4k7 Re1 2k2 Ce1 500uF 4k7 Re2 2k2 Ce2 500uF 3.1 Calcule o ponto de funcionamento em repouso do circuito e represente o seu modelo incremental. 3.2 Calcule o ganho do circuito Vo2/ e as suas resistências de entrada e saída. 3.3 Qual é o valor máximo que poder ter sem o amplificador entrar em saturação.

9 INSTITUTO POLITÉCNICO DE TOMAR Escola Superior de Tecnologia de Tomar Departamento de Engenharia Electrotécnica Electrónica I Recurso Duração: 2:00 Horas Data: Importante: Todas as respostas devem ser devidamente justificadas I. 1.1 Desenhe o esquema de uma fonte de alimentação simétrica e explique o seu funcionamento. 1.2 Explique a diferença entre as memorias RAM, SRAM e FLASH. 1.3 Um transístor está a funcionar com uma corrente IC = 5 ma. Calcule o valor das amplitudes da 2ª e 3ª harmónicas da corrente IC para uma componente alternada =10 mv. 1.4 Calcule a variação de carga que ocorre num condensador de filtragem de um rectificador de onda completa, considerando RL=10 ohm, Vo=10V e F=50Hz. 3.1 Dimensione IC para que a resistência de entrada de um andar em emissor comum seja de 2k Ω, β= Um amplificador inversor tem um ganho de 40 db. Determine / considerando que o amplificador operacional é ideal. Se o amplificador operacional tiver uma tensão de desvio de entrada de 2mV, qual vai ser o valor da tensão de desvio na saída. II. Considere a seguinte montagem. V1 Vo2 V2 n Figura 1 Figura Considere o circuito da figura 1. Calcule Vo2 em função de n. 2.2 Para o circuito da figura 2, calcule em função de V1 ev Para o circuito da figura 2, calcule para V1=10mV e V2=5mV, considerando ==100k e ==5k. Qual é o valor do ganho da montagem em db.

10 III. Considere o seguinte circuito. +12V VT=2V K=1mA/V VA=60V RD1 2k C2 RD2 2k Vo2 T2 5k 5k 3.1 Calcule o ponto de funcionamento em repouso do circuito e represente o seu modelo incremental. 3.2 Calcule o ganho do circuito Vo2/ e as suas resistências de entrada e saída. 3.3 Qual é o valor máximo que poderá ter sem o amplificador entrar em saturação.

11 INSTITUTO POLITÉCNICO DE TOMAR Escola Superior de Tecnologia de Tomar Departamento de Engenharia Electrotécnica Electrónica I Trab. Estudante Duração: 2:00 Horas Data: Importante: Todas as respostas devem ser devidamente justificadas I. 1.1 Explique o funcionamento interno de uma memória RAM. Como é realizada a sua programação. Que vantagens e inconvenientes tem este tipo de memória. 1.2 Desenhe o circuito CMOS de uma gate complexa que implementa a função: F=X3*(X2 * X3 + X1). 1.3 Calcule o consumo de potência de um conjunto de 1000 portas lógicas CMOS a operar a 100MHz cada uma com uma carga de saída de 250fF usando uma alimentação de 5V. 1.4 Calcule a variação de carga que ocorre num condensador de filtragem de um rectificador em meia onda, considerando RL=20 ohm, Vo=100V e F=50Hz. 3.1 Dimensione IC para que a resistência de entrada de um andar em base comum seja de 1k Ω, β=150. II. Considere a seguinte montagem. R5 V3 V1 == ==100k R5=20k V2 Vo 2.1 Calcule Vo em função de V1, V2,V3 e das resistências a R Para o circuito indicado, calcule Vo para V1=10mV, V2=5mV, V3=20mV. Qual é o valor do ganho da montagem em db para cada uma das 3 entradas (Vo/V1, Vo/V2 e Vo/V3).

12 III. Considere o seguinte circuito. +15V VT=3V K=1mA/V VA=60V RD1 2k C2 RD2 2k Vo2 T2 5k 5k 3.1 Calcule o ponto de funcionamento em repouso do circuito e represente o seu modelo incremental. 3.2 Calcule o ganho do circuito Vo2/ e as suas resistências de entrada e saída. 3.3 Qual é o valor máximo que poderá ter sem o amplificador entrar em saturação.

13 INSTITUTO POLITÉCNICO DE TOMAR Escola Superior de Tecnologia de Tomar Departamento de Engenharia Electrotécnica Electrónica I Exame Duração: 2:00 Horas Data: Importante: Todas as respostas devem ser devidamente justificadas I. 3.1 Calcule a resistência de saída de uma fonte de corrente Cascode com transístores bipolares para Iref=5mA, VA=100V e β= Dimensione IC para que a resistência de entrada de um andar em emissor comum seja de 5k Ω, β= Calcule o valor da tensão VD de um díodo a 50ºC, sabendo que a 27ºC vale 624mV e a sua corrente se mantém a 50ºC. 3.4 Um transístor está a funcionar com uma corrente IC = 10 ma. Calcule o valor das amplitudes da 2ª e 3ª harmónicas da corrente para uma componente alternada = 20 mv. 3.5 Um rectificador de onda completa sem condensador de filtragem tem uma tensão media na saída de 12V. Qual é o valor eficaz da tensão alterna de entrada. Considere o efeito da tensão de condução de díodo. II. Considere o seguinte andar de amplificação. +16V Rc Ri Rs 1k 8.2k 2.2k C2 Vo β = 250 RL Ro 4.7k Re 1.6k Ce 100uF 3.1Calcule o ponto de funcionamento em repouso do transístor. 3.2 Determine o modelo incremental da montagem. 3.3 Calcule a resistência de entrada (Ri), resistência de saída (Ro) e ganho da montagem em db. 3.4 Qual seria o ganho da montagem se não existisse Ce.

14 III. Considere o seguinte andar de amplificação. +12V RL 2k Vo VT=2V K=1mA/V VA=60V 5k 3.1 Calcule o ponto de funcionamento em repouso do transístor. 3.2 Determine o modelo incremental da montagem. 3.3 Calcule a resistência de entrada (Ri), resistência de saída (Ro) e ganho da montagem em db.