Gabarito A2 Eletrônica I 26-06-2023

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INSTRUÇÕES 
 Leiam os enunciados das questões com a máxima 
atenção. 
 É permitido usar calculadora. Não é permitido o uso de 
calculadora em dispositivo de comunicação (por exemplo, 
smartphone). 
 Não é permitido consultar qualquer material além do 
fornecido com a prova (formulário fornecido neste 
caderno de prova!). 
 Raciocínio e respostas das questões discursivas devem ser 
registrados neste caderno, no espaço reservado respectivo 
a cada questão. 
 Favor escrever o mais legivelmente possível. 
 Resolvam as questões de maneira organizada. 
 Façam a prova com calma e atenção! 
 No resultado das questões numéricas, indique sempre 
as unidades! Tenha o cuidado de notá-las 
corretamente. 
 O tempo total de prova será indicado no quadro, sendo 
este tempo improrrogável. 
 A nota máxima desta prova escrita é 8,0 (oito) (equivale a 
80% da nota da A2). 
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FORMULÁRIO 
 Critério para estabilização de : RE  10 × Rth /mín 
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QUESTÃO 1: Relativo ao funcionamento do transístor bipolar 
de junção (BJT) (assunto discutido nas aulas 7 a 9), seja o texto a 
seguir: 
“Em um transístor usado como chave, a corrente de base IB 
controla a posição da chave. Se IB for zero, a corrente de coletor 
é próxima de ____(I)_____ e o transístor está operando na região 
____(II)_____”. 
Assinale a seguir a opção em que todas as lacunas no texto acima 
sejam corretamente completadas. (1,0 ponto) 
(A) (I) zero; (II) de saturação. 
(B) (I) seu valor máximo; (II) de saturação. 
(C) (I) zero; (II) de corte. 
(D) (I) seu valor máximo; (II) de corte. 
(E) (I) seu valor máximo; (II) ativa. 
QUESTÃO 2: Com relação ao comportamento do BJT frente à 
temperatura (assunto da Aula 9), é correto afirmar que: 
 (1,5 ponto) 
(A) A temperatura não afeta β. 
(B) A temperatura não afeta a corrente reversa ICBO na junção 
base-coletor. 
(C) A temperatura não afeta a tensão de polarização direta da 
junção base-emissor, VBE. 
(D) A temperatura afeta β, ICBO e VBE. 
(E) A temperatura afeta β e VBE, mas não afeta ICBO. 
FIGURA 1 – circuito da questão 3. 
 
QUESTÃO 3: O transístor da Figura 1 é do tipo: (0,5 ponto) 
(A) PNP. 
(B) NPN. 
(C) IGBT. 
(D) MOSFET. 
(E) JFET. 
 
CURSO: ENGENHARIA ELÉTRICA 
TURMA: ELT0701N COORDENAÇÃO AVALIAÇÃO APS GRAU 
RUBRICA 
DOCENTE 
DISCIPLINA: ELETRÔNICA I AVALIAÇÃO: A1 A2 A3 
UNIDADE: BONSUCESSO DOCENTE: VINICIUS COUTINHO DATA: 26/06/2023 
ALUNO(A): MATRÍCULA: 
 
FIGURA 2 – circuito da questão 4. 
 
FIGURA 3 – especificações do transístor da questão 4. 
 
QUESTÃO 4: Seja o circuito da Figura 2, e sejam as especificações do transístor usado neste circuito as mostradas na Figura 3. 
a. Com base no que estudamos nas aulas 8 e 9, responda: o valor do resistor RC é suficiente para evitar a queima do transístor 
caso seja aplicado um sinal de controle que o coloque em condição de saturação? É necessário justificar, por meio de cálculos, 
a sua resposta. (0,75 ponto) 
[PADRÃO DE RESPOSTA] 
Em saturação, VCE = 0; portanto, a equação da malha coletor-emissor se torna: VCC = IC_sat  (RC + RE). 
VCC do circuito é 18 V; a corrente máxima (corrente de saturação) é informada no datasheet, IC_sat = 200 mA. Portanto, (RC + 
RE)  90  para limitar a corrente a 200 mA. 
Como RC = 50  e RE = 10 , (RC + RE) = 60  e em saturação a corrente seria de 300 mA, o que queimaria o componente 
(ultrapassa o valor máximo admissível de corrente de coletor, que é 200 mA). Logo, o valor de RC é insuficiente para proteger 
o transístor em condição de saturação. 
[0,75 p. se responder cf. padrão, demonstrando os cálculos] 
b. Considere agora que foi aplicado um sinal de controle que resultou numa tensão VCE entre o coletor e o emissor igual a 8,4 V. 
Considere, ainda, que as correntes de coletor e emissor são iguais (IC = IE). Com base no que estudamos nas aulas 8 e 9, calcule 
a potência dissipada pelo transístor. Além disso, informe se o modelo de transístor escolhido está adequado ao projeto ou se 
queimará nesta condição. Demonstre os seus cálculos/raciocínio. (1,5 ponto) 
[PADRÃO DE RESPOSTA] 
Como VCE = 8,4 e IC = IE, IC = (VCC – VCE)/(RC + RE) ⸫ IC = (18 – 8,4) V/(50 Ω + 10 Ω) = 9,6 V/60 Ω = 160 mA. 
[+0,5 p. se calcular IC corretamente] 
Logo, a potência dissipada será 160 mA × 8,4 V = 1344 mW. 
No entanto, como a potência máxima deste transístor, pelo datasheet, é de 625 mW, ocorrerá a queima do mesmo. 
[+1,0 p. se responder cf. padrão, demonstrando os cálculos] 
 
QUESTÃO 5: Seja o amplificador transistorizado mostrado na Figura 4. Seja o  (hFE) típico do transístor Q1 igual a 150. 
FIGURA 4 – amplificador transistorizado da questão 5. 
 
a. Empregando a análise exata (assunto da Aula 9), calcule os valores quiescentes da corrente de base, IB, da corrente de coletor, 
IC, e da tensão de coletor-emissor, VCE, do referido circuito. Além disso, responda: em que região de operação Q1 se encontra? 
Justifique essa resposta numericamente, com base na “regra de ouro” amplamente discutida em nosso curso. Indique todos os 
seus cálculos. (2,0 pontos) 
[GABARITO] 
VB = Vth = VR2 = VCC R2 /(R1 + R2)  VB = Vth = 12 V × 1,1 kΩ/(17,1 kΩ) = 0,77 V. 
Rth = R1 || R2 = (R1 × R2)/(R1 + R2)  Rth = 1029 Ω. 
Ao redesenhar o circuito com os equivalentes de Thévenin, resolve-se a equação da malha de base: 
Vth = IBQ Rth + β IBQ RE + VBE 0,77 V = (IBQ × 1029 Ω) + (150 × IBQ × 100 Ω) + 0,7 V 
 IBQ = 4,4 A. [+0,5 p. se acertar o valor de IBQ] 
ICQ = β IBQ = 0,66 mA. [+0,5 p. se acertar o valor de ICQ] 
VCEQ = VCC – IC (RC + RE) = 10,15 V [+0,5 p. se acertar o valor de VCEQ] 
De acordo com a regra de ouro, está na região de corte, pois VCE se encontra entre 2/3 de VCC e VCC. 
[+0,5 p. se acertar a região de operação] 
 
b. Seja o  mínimo do transístor Q1 igual a 80. Pode-se afirmar, de acordo com o critério que estudamos na Aula 10, que o 
circuito está estabilizado quanto a variações de ? Demonstre sua resposta numericamente. (0,75 ponto) 
[GABARITO] 
Não. De acordo com o critério de estabilização, RE  10 × Rth /mín. Para os valores apresentados, o valor de RE deveria ser, 
pelo menos, (10 × 1029 Ω/80) = 128,63 Ω. [1,0 p. se responder cf. o gabarito] 
 
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