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Professor Ricardo Kerschbaumer Eletrônica Básica Professor Ricardo Kerschbaumer ricardo.kerschbaumer@ifc.edu.br http://professor.luzerna.ifc.edu.br/ricardo-kerschbaumer/ Professor Ricardo Kerschbaumer Plano de Curso Ementa Noções de física dos semicondutores. Diodo de junção. Circuitos com diodos: retificador, ceifador, grampeador. Diodo zener e suas aplicações. Transistores BJT, JFET e MOSFET: princípios de operação, análise e projeto de circuitos de polarização, análise e projeto de amplificadores para pequenos sinais. Amplificador operacional ideal, análise de circuitos com amplificadores operacionais ideais e principais configurações de aplicação. Fontes de alimentação CC reguladas com componentes discretos. Professor Ricardo Kerschbaumer Plano de Curso Justificativa do Componente Curricular Os conteúdos abordados são fundamentos básicos para as demais disciplinas do curso, onde é necessária a compreensão de dispositivos semicondutores e suas principais aplicações. Objetivos Objetivo Geral Desenvolver habilidades para análise de circuitos eletrônicos utilizando componentes semicondutores. Professor Ricardo Kerschbaumer Plano de Curso Objetivos Específicos ● Obter fundamentos básicos sobre dispositivos semicondutores; ● Estudar os principais tipos de diodos e suas aplicações; ● Estudar os principais tipos de transistores (BJT, JFET e MOSFET); ● Analisar as aplicações dos transistores em circuitos CC e CA; ● Analisar circuitos eletrônicos básicos com diodos e transistores; ● Estudar o funcionamento do amplificador operacional; ● Compreender as principais aplicações do amp-op. Professor Ricardo Kerschbaumer Plano de Curso Conteúdo Programático: ● Apresentação do plano de aula e introdução a disciplina. 1 encontro. ● Noções de física dos semicondutores. 2 encontros. ● Diodo de junção. 1 encontro. ● Exercícios sobre diodo de junção. 1 encontro. ● Circuitos com diodos: retificador. 1 encontro. ● Exercícios sobre circuitos com diodos, retificador. 1 encontro. ● Circuitos com diodos: ceifador, grampeador. 1 encontro. ● Exercícios sobre circuitos com diodos, ceifador, grampeador. 1 encontro. ● Diodo zener e suas aplicações. Exercícios sobre diodo zener e suas aplicações. 1 encontro. ● Lista de exercícios 1 (N1). 3 encontros. ● Transistores BJT: princípios de operação. 1 encontro. ● Exercícios sobre transistores BJT, princípios de operação. 1 encontro. ● Transistores: análise e projeto de circuitos de polarização, análise e projeto de amplificadores para pequenos sinais. 2 encontros. Professor Ricardo Kerschbaumer Plano de Curso ● Exercícios sobre transistores, análise e projeto de circuitos de polarização, análise e projeto de amplificadores para pequenos sinais. 1 encontro. ● Transistores JFET: princípios de operação. 1 encontro. ● Transistores MOSFET: princípios de operação. 1 encontro. ● Exercícios sobre transistores JFET e MOSFET. 1 encontro. ● Lista de exercícios 2 (N2). 3 encontros. ● Amplificador operacional ideal. 1 encontro. ● Análise de circuitos com amplificadores operacionais ideais e principais configurações de aplicação. 3 encontros. ● Exercícios sobre análise de circuitos com amplificadores operacionais ideais e principais configurações de aplicação. 1 encontro. ● Fontes de alimentação CC reguladas com componentes discretos. 1 encontro. ● Exercícios sobre fontes de alimentação CC reguladas com componentes discretos. 1 encontro. ● Lista de exercícios 3 (N3). 4 encontros. Professor Ricardo Kerschbaumer Plano de Curso Procedimentos Metodológicos A disciplina será conduzida sob o enfoque da construção do conhecimento, do processo de ensino-aprendizagem, orientando o desenvolvimento do saber acadêmico a partir de seus próprios valores e noções da realidade. As Atividades de ensino remotas serão ofertadas de acordo com as resoluções vigentes e períodos autorizados Para a realização das atividades remotas serão utilizadas aulas síncronas por webconferência com exposição do conteúdo, estas aulas serão gravadas e disponibilizadas aos alunos. Também serão utilizados simuladores computacionais e vídeos didáticos de forma a complementar as aulas. Professor Ricardo Kerschbaumer Plano de Curso Sistema de avaliação Ao decorrer do semestre letivo serão realizadas 3 avaliações de domínio de conhecimento com notas de 0,0 a 10,0. Sendo: MF = (N1+N2+N3)/3. Onde cada nota é composta por uma prova teórica e um trabalho, conforme os pesos: Estas avaliações serão na forma de listas de exercícios, realizadas de forma assíncrona pelos alunos, com o apoio do professor durante determinados momentos síncronos conforme cronograma de atividades. Sistema de avaliação: instrumentos e valores, conforme Resolução 057/CONSUPER. - Exame Final – Art. 61 §1º. da resolução Consuper 057/2012 e PPC do Curso Considerar-se-á aprovado em um componente curricular o estudante que tiver frequência igual ou superior a 75% (setenta e cinco por cento) do número de aulas estabelecidas no semestre e alcançar Média Final igual ou superior a 7,0 (sete vírgula zero). Professor Ricardo Kerschbaumer Plano de Curso Sistema de avaliação Para o aluno aprovado sem exame, será atribuído à Nota Final do componente curricular, o valor da média final do mesmo. O aluno em exame será aprovado no componente curricular, quando a Nota Final for igual ou superior a 5,0 (cinco vírgula zero), calculada da seguinte forma: NF = NE x 0,5 + MS x 0,5, sendo NF = NOTA FINAL, NE = NOTA EXAME, MF = MÉDIA FINAL. As recuperações de notas (Exames Finais), arquivadas na Coordenação de Registros Acadêmicos, só podem ser revisadas através de solicitação do estudante, em formulário próprio. Horário de atendimento: Segundas feiras após o término das aulas (15:10h) Professor Ricardo Kerschbaumer Plano de Curso BIBLIOGRAFIA BÁSICA ● BOYLESTAD, Robert L.; NASHELSKY, Louis. Dispositivos Eletrônicos e teoria de circuitos, 8. ed. – São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2004. ● MARQUES, Angelo Eduardo B.; CRUZ, Eduardo Cesar A.; CHOUERI JR, Salomão. Dispositivos semicondutores: diodos e transistores. 12. ed. São Paulo: Érica, 2010. ● CRUZ, Eduardo Cesar A; CHOUERI JR., Salomão. Eletrônica aplicada. 2. ed. São Paulo: Érica, 2008. Professor Ricardo Kerschbaumer Plano de Curso BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR ● SCHULER, Charles. Eletrônica I. 7.ed. Porto Alegre: AMGH, 2013. v.1. (série Tekne). ● SCHULER, Charles. Eletrônica II. 7.ed. Porto Alegre: AMGH, 2013. v.2. (série Tekne). ● MARKUS, Otávio. Sistemas analógicos circuitos com diodos e transistores. 8. ed. São Paulo: Érica, 2008. ● CIPELLI, Antonio Marco Vicari; SANDRINI, Waldir João; MARKUS, Otávio. Teoria e desenvolvimento de projetos de circuitos eletrônicos. 23. ed. São Paulo: Érica, 2007. ● MALVINO, Albert Paul. Eletrônica. 4. ed. São Paulo, SP: Makron Books do Brasil, 1997. v. 1. ● MALVINO, Albert Paul. Eletrônica. 4. ed. São Paulo, SP: Makron Books do Brasil, 1997. v. 2. ● SEDRA, Adel S.; SMITH, Kenneth C. Microeletrônica. 5. ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2007. Professor Ricardo Kerschbaumer Revisão Grandezas Elétricas Eletrostática Professor Ricardo Kerschbaumer Revisão Grandezas Elétricas Eletrostática Professor Ricardo Kerschbaumer Revisão Eletrização por atrito: Eletrização por contato: Eletrização por indução: Potencial elétrico: A unidade de medida do potencial elétrico é o volt (V) Professor Ricardo Kerschbaumer Revisão Tensão elétrica: A tensão elétrica, que também é medida em volt (V) A diferença de potencial elétrico entre dois pontos (tensão elétrica) pode ser simbolizada pelas letras V, U ou E. Professor Ricardo Kerschbaumer Revisão Corrente elétrica O deslocamento de cargas elétricas para uma determinada direção e sentido é o que se chama de corrente elétrica. A unidade padrão para medida de intensidade de corrente é o ampère (A). A corrente elétrica é normalmente simbolizada pela letraI. Professor Ricardo Kerschbaumer Revisão Múltiplos e submúltiplos Professor Ricardo Kerschbaumer Revisão Materiais Condutores: Dizemos que um material é condutor, quando os elétrons são fracamente ligados ao núcleo e ao serem submetidos a uma diferença de potencial passam a se locomover no interior do material. Podemos citar como exemplo o ouro, a prata, o cobre e outros. Materiais Isolantes: Dizemos que um material é isolante, quando os elétrons se encontram fortemente presos em suas ligações, evitando a circulação desses elétrons. Podemos citar como exemplo, a borracha, a mica, a porcelana, etc. Materiais Semicondutores: Dizemos que um material é semicondutor se sua resistência se encontra entre a dos condutores e a dos isolantes. Os principais semicondutores utilizados são: Silício (Si) Germânio (Ge) Professor Ricardo Kerschbaumer Revisão Circuitos elétricos Professor Ricardo Kerschbaumer Revisão Associação de fontes Professor Ricardo Kerschbaumer Revisão Associação de fontes Professor Ricardo Kerschbaumer Revisão Resistência elétrica A unidade de medida de resistência elétrica é dada em ohms (Ω). A resistência é normalmente simbolizada pela letra R. Professor Ricardo Kerschbaumer Revisão Lei de Ohm A 1ª lei de Ohm revela como as 3 quantidades básicas da eletricidade (tensão, corrente e resistência) se relacionam. Esta lei é dada por: V = R * I Onde V é a tensão, R é a resistência e I é a corrente. Professor Ricardo Kerschbaumer Revisão Potência elétrica A potência é um indicativo da quantidade de conversão de energia que pode ser realizado em um certo período de tempo. Ou seja, a quantidade de energia que está realizando trabalho. A unidade de potência é dada em watts (W). A potência é normalmente simbolizada pela letra P. A potência consumida por um sistema elétrico pode ser determinada em função dos valores de tensão, corrente e resistência. As equações a seguir relacionam estes três valores. P = V * I P = R * I2 P = V2 / R Professor Ricardo Kerschbaumer Revisão Corrente contínua e Corrente Alternada Professor Ricardo Kerschbaumer Revisão Valor de pico (Vp), Valor de pico a pico (Vpp), Período (T) e Frequência (F) A unidade de medida de período é segundos (s) e de frequência é o Hertz (Hz). Sua relação é F = 1 / T. Professor Ricardo Kerschbaumer Revisão Valor eficaz (Vef) Geralmente, a tensão ou corrente alternada é medida por seu valor eficaz, que é o valor quadrático médio desse sinal elétrico (em inglês é chamado de root mean square, ou rms). O valor eficaz é importante pois possibilita o cálculo da potência consumida por uma carga. Se a tensão CC de valor Vcc transfere certa potência P para a carga dada, então uma tensão CA de valor Vef irá entregar a mesma potência média P para a mesma carga. A tensão eficaz, por exemplo, é representada por Vef ou Vrms. A unidade de medida continua sendo Volts (V). O valor eficaz de um sinal de tensão ou corrente alternada pode ser obtido facilmente de seu valor de pico através da seguinte expressão: Professor Ricardo Kerschbaumer Revisão Instrumentos de medida de tensão e corrente Voltímetro e Amperímetro Professor Ricardo Kerschbaumer Simulação https://easyeda.com/ Slide 1 Slide 2 Slide 3 Slide 4 Slide 5 Slide 6 Slide 7 Slide 8 Slide 9 Slide 10 Slide 11 Slide 12 Slide 13 Slide 14 Slide 15 Slide 16 Slide 17 Slide 18 Slide 19 Slide 20 Slide 21 Slide 22 Slide 23 Slide 24 Slide 25 Slide 26 Slide 27 Slide 28 Slide 29