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Eletrónica I

Objetivos

Partindo do conhecimento adquirido previamente na disciplina de Teoria de Circuitos Elétricos, é nesta disciplina que se inicia o estudo de circuitos eletrónicos construídos em torno de dispositivos semicondutores. O programa começa por apresentar o funcionamento dos componentes semicondutores básicos, tais como díodos e transístores de junção bipolar e transístores de efeito de campo (TJBs e MOSFETs). É como base nas características elétricas básicas destes componentes, que se pretende que o aluno aprenda a analisar e/ou dimensionar circuitos eletrónicos simples, tais como retificadores de sinal ou amplificadores de baixa frequência. O aluno aprende igualmente a dimensionar amplificadores mais complexos suportados em arquiteturas multi-andar (mas sem realimentação) e combinando transístores BJTs e de efeito de campo.  Por fim, o aluno será confrontado com a análise circuitos básicos com amplificadores operacionais.

Neste enquadramento pretende-se que  aluno desenvolva capacidades de análise e resolução de problemas concretos de circuitos eletrónicos, execução de projetos simples, trabalho em equipa e em regime de autonomia, aliada a uma eficiente gestão do tempo disponível. Promove-se a capacidade de apresentação escrita e oral dos trabalhos realizados.

Caracterização geral

Código

10932

Créditos

6.0

Professor responsável

João Pedro Abreu de Oliveira

Horas

Semanais - 7

Totais - 67

Idioma de ensino

Português

Pré-requisitos

Para além dos conhecimentos de matemática, é considerado fundamental o conhecimento consolidado de teoria de circuitos nas suas diversas vertentes, como sejam KCL, KVL, Equivalentes de Thévenin e Norton, regime estacionário DC,  regime sinusoidal forçado, regimes transitórios de 1ª e 2ª ordem. 

Bibliografia

1- M. M. SILVA, Introdução aos Circuitos Eléctricos e Electrónicos(2ª edição), F. C. Gulbenkian, Dezembro 2001.

2- M. M. SILVA, Circuitos com Transístores Bipolares e MOS , F. C. Gulbenkian, Janeiro 2003.

3- Sedra/Smith, Microelectronic Circuits, Oxford University Press. 

4-  B. Razavi, "Fundamentals of Microelectronics, 2nd Edition", John Wiley & Sons;

Método de ensino

A disponibilizar brevemente

Método de avaliação

Avaliação contínua. Nas aulas práticas, realização de trabalhos laboratoriais (componente online e presencial) com elaboração de relatório experimental, realização de trabalho final com discussão. Dois testes ou exame final.

  • Obrigatório obter frequência na disciplina. Para isso terá de garantir:
    • presença em todas as aulas de laboratório (componente online e presencial), entrega de todos os trabalhos de laboratório (componente online e presencial) , e obtenção da nota prática >=9.5 valores
  • Nota final obtida com base na média ponderada da componente teórica e da componente prática
    • número máximo de alunos por grupo no trabalho final: 3 alunos
    • Nota teórica >= 9.5 valores
    • Nota Prática >= 9.5 valores
    • Notal final =  70% Nota Teórica + 30% Nota Prática
    • A nota teórica é obtida com base na média ponderada considerando os dois testes efetuados. Em alternativa, obtida com base na nota do Exame de recurso.
    • A nota prática é obtida com base na média ponderada considerando trabalhos de laboratório ((componente online e presencial; incluíndo o trabalho final). O trabalho final deverá ter nota mínima de 9.5 valores.
    • Nota final  >= 9.5 valores
    • Ambas as componentes são obtidas com base numa avaliação contínua 
  • Alunos que tenham componente prática (componente online e presencial) obtida em anos anteriores
    • Nota prática obtida deverá ter sido superior ou igual a 9.5
    • A nota é considerada na sua totalidade para os alunos que tenham obtido classificação >=9.5 na componente prática há 1 ou menos anos
    • Para os alunos que tenham obtido aprovação na componente prática ( >= 9.5) há mais de 1 ano, a nota considerada é de 10 valores.
    • nestas condições o Aluno está dispensado de inscrição num turno prático deste ano. Poderá assistir as aulas de resolução de exercícios, num turno à escolha (apenas limitado pela lotação)
  • Cotações:
    • Teste nº1 (presencial) : 40%
    • Teste nº2 (presencial): 30%
    • Tarefas de acompanhamento  de matéria (TAM): 4%
    • Lab1/RelatórioQuestionário TJB+Díodos (online/presencial; incl. Quiz): 8%
    • Lab2Trabalho Final (online/presencial) ver enunciado para mais detalhes): 18%

 

Conteúdo

1-    Díodos de Junção Bipolar: Díodo ideal, característica tensão-corrente do díodo, análise de circuitos com díodos; modelo de pequenos sinais do díodo; Díodo de Zener; circuitos rectificadores.

2-    Transístores de junção bipolar (TJB): zonas de funcionamento; características dos TJBs; cálculo do ponto de funcionamento em repouso de circuitos com TJB; modelo de pequenos sinais do TJB; Circuitos de amplificação com transístores TJB: emissor comum, base comum, seguidores de emissor; pares diferenciais e IGNOREes de corrente; circuitos de amplificação multi-andar.

3-    Transístores de efeito de campo (MOSFET): características tensão-corrente; análise DC (cálculo do PFR); modelo de pequenos sinais; circuitos de amplificação utilizando MOSFETS.

4- Amplificadores operacionais: Amplificador operacional ideal; análise de circuitos com amplificadores operacionais; Características não-ideais dos amplificadores operacionais.

5-     Circuitos digitais/lógicos básicos NAND, NOR e inversores utilizando tecnologia complementar CMOS.