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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 - 4

Totais - 57

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- Sedra/Smith, Microelectronic Circuits, 8th Edition, Oxford University Press, November 2019.

2 - M. M. Silva, Introdução aos Circuitos Eléctricos e Electrónicos (6ª edição), F. C. Gulbenkian, Dezembro 2014.

3 - M. M. Silva, Circuitos com Transístores Bipolares e MOS (4ª Edição), F. C. Gulbenkian, Janeiro 2003.

4- B. Razavi, Fundamentals of Microelectronics, 2nd Edition, Wiley, June 2014


Método de ensino

Os conceitos teóricos da matéria da cadeira são explicados pelos professores nas aulas teórico-práticas, sendo depois explicitada a aplicação destes conceitos através de exercícios e exemplos práticos de circuitos.

 Resolução de problemas pelos estudantes nas aulas práticas, disponibilizados na página da unidade curricular, antes das aulas. Aulas laboratoriais com pré-preparação e elaboração de relatório pelos estudantes. Elaboração de projeto final.

 Avaliação contínua. Nas aulas práticas, realização de trabalhos laboratoriais com elaboração de relatório experimental, realização de trabalho final com discussão, três testes ou exame final.

Método de avaliação

Avaliação contínua. Nas aulas práticas, realização de trabalhos laboratoriais 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 (presencial), entrega de todos os trabalhos de laboratório (presencial)  e obtenção de nota prática NP >= 9.5 valores
  • Nota final (NF) obtida com base na média ponderada da componente teórica (NT) e da componente prática (NP), desde que NP>=9.5 e NT>=9.5

NF = 70% * NT + 30% * NP

  • A nota teórica NT é obtida com base na média ponderada considerando os dois testes efetuados. 

NT = (NotaTeste#1 * 40% + NotaTeste#2 * 30% ) / (70%) >= 9.5 valores

  • Em alternativa, obtida com base na nota do Exame de recurso.
  • A nota prática NP é obtida com base na média ponderada considerando os 3 trabalhos de laboratório (Lab#1, Lab#2 e Projeto Final). O projeto final deverá atingir classificação superior ou igual a  9.5 valores.


NP =(NotaLab#1 * 6% + NotaLab#2 * 6% + NotaProjFinal * 18% ) / (30%) >= 9.5 valores

  • Aprovação na UC obtida com Nota final NF  >= 9.5 valores
  • A UC segue a regras da avaliação contínua definidas pelas NOVA FCT 
  • Alunos que tenham componente prática 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  : 40%
    • Teste nº2  : 30%
    • Lab #1 (Aula + RelatórioRegisto + Quiz Individual): 6%
    • Lab #2  (Aula + RelatórioRegisto + Quiz Individual): 6%
    • Projeto Final (consultar 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.