Diferenças e Funcionamento de Circuitos

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<p>EXERCÍCIOS</p><p>1) O que diferencia sinais analógicos de sinais digitais?</p><p>d) Sinais analógicos variam no tempo e sinais digitais têm apenas dois estados, 0 e 1.</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>Correto, a diferença entre sinais analógicos e digitais é que o primeiro varia no tempo e o segundo apenas possui valor 0 ou 1.</p><p>2) O controlador do tipo dimmer ou regulador de potência de lâmpadas incandescentes e o interruptor de uma lâmpada</p><p>funcionam por processos que se equivalem a:</p><p>a) Analógico (dimmer) e digital (interruptor).</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>O dimmer é um controle proporcional ou analógico, e o interruptor é digital, liga ou desliga.</p><p>3) O componente eletrônico da figura anexada é:</p><p>b) Amplificador operacional.</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>Os amplificadores operacionais amplificam sinais, têm duas entradas (sinal normal ou invertido), alimentação de energia e saída.</p><p>Podem ter outras configurações de circuito, como comparador, integrador, diferenciador, etc.</p><p>4) O circuito anexado de fotocélula:</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>Tem amplificador operacional, sensor tipo LDR e é um</p><p>5) Os elementos LS1 e LS2 e os elementos PB1 e PB2 da figura anexada possuem configuração:</p><p>https://sagahcm.sagah.com.br/sagahcm/ua/6310/2/41/img_conteudo/layouts/589954353/layout.jpg</p><p>https://sagahcm.sagah.com.br/sagahcm/ua/6310/2/41/img_conteudo/layouts/1990314024/layout.jpg</p><p>d) E e OU.</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>Os elementos estão em série e o outro em paralelo - E e OU.</p><p>1) A faixa de tensões de alimentação dos circuitos integrados CMOS possui valores entre:</p><p>b) 3 e 18 V.</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>Circuitos integrados CMOS têm uma ampla faixa de alimentação, indo de 3 a 18 Volts, com baixo consumo de corrente, podendo</p><p>ser alimentados com pilhas e baterias.</p><p>2) O maior perigo no manuseio dos circuitos integrados CMOS se deve à(ao):</p><p>a) estática.</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>Por terem baixo consumo elétrico, circuitos CMOS não apresentam aquecimento. Quebra de terminais não é algo típico dos CIs</p><p>CMOS. Contaminação radioativa também não é problema, assim como umidade. A eletricidade estática é problema pela</p><p>destruição da fina camada de óxido de alumínio das comportas de entrada.</p><p>3) O que se deve fazer com as entradas não utilizadas de um circuito integrados CMOS?</p><p>c) Ligá-las a um nível lógico apropriado.</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>As entradas não utilizadas de um integrado CMOS não podem ser cortadas, aterradas ou ligadas em +V ou, simplesmente, serem</p><p>ligadas a resistores. De acordo com a lógica digital, devem ser ligadas ao nível lógico apropriado.</p><p>4) Num inversor CMOS há, na etapa de saída:</p><p>d) um FET de canal N e outro de canal P.</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>Num inversor CMOS, encontramos, na etapa de saída, um estágio complementar com um FET de canal N e outro de canal P, não</p><p>podendo ser iguais nem bipolares.</p><p>5) O elemento de controle do sinal de um transistor de efeito de campo é denominado:</p><p>https://sagahcm.sagah.com.br/sagahcm/ua/6310/2/41/img_conteudo/layouts/73608256/layout.jpg</p><p>c) comporta.</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>Base e emissor são partes de transistores bipolares. Dreno é onde se recolhe (saída de sinal). O canal é considerado um substrato</p><p>de material N ou P. Comporta é o elemento de controle de sinal de um transistor de efeito de campo.</p><p>1) Tendo como base o circuito transistorizado apresentado na imagem a seguir, determine os valores da corrente de</p><p>saturação (ICSAT) e da tensão de corte (Vcorte), considerando uma tensão VCC de 12 volts e uma resistência de coletor de 3,3</p><p>kΩ.</p><p>e) ICSAT = 3,63 mA e Vcorte = 12V.</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>As condições que definem a amplitude da corrente de saturação (ICSAT) e o nível de tensão de corte (VCORTE) podem ser definidas</p><p>pela equação de malha do coletor:</p><p>VCC=VRC+VCE</p><p>Para definir a corrente de saturação, a tensão VCE tende a zero. Sendo assim, a corrente sobre o resistor será da ordem de 3,63 mA.</p><p>Para definir a tensão de corte, a corrente de coletor (IC) tenderá a zero. Sendo assim, a tensão de corte será igual à tensão VCE, que,</p><p>por sua vez, será igual à tensão VCC.</p><p>2) Considerando as características do circuito apresentado na imagem a seguir e um ganho de corrente (β) de 100,</p><p>determine a amplitude da tensão VCE.</p><p>d) VCE = 7,7V.</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>Para a definição do valor da tensão VCE, inicialmente se verifica a amplitude da corrente de base (IB), por meio da malha de base:</p><p>VBB=VRB+VBE</p><p>5V=VRB+0,7V</p><p>VRB=IB×RB</p><p>https://sagahcm.sagah.com.br/sagahcm/ua/16905/1/41/img_conteudo/layouts/859188695/layout.jpg</p><p>5V=(IB×RB)+0,7V</p><p>5V=(IB×100kΩ)+0,7V</p><p>IB=43μA</p><p>A corrente do coletor pode ser calculada pela seguinte expressão:</p><p>VCC=VRC+VCE</p><p>12V=(IC×RC)+VCE</p><p>IC=IB×β</p><p>Logo, a tensão VCE será:</p><p>12V=[(IB×β)×RC]+VCE</p><p>VCE=12V−[(IB×β)×RC]</p><p>VCE=12V−[(43μA×100)×1kΩ]</p><p>VCE=7,7V</p><p>3) Sabendo que você precisa de uma corrente de coletor com uma amplitude de 10 mA para o circuito apresentado na</p><p>imagem a seguir, em que faixa de valor deve estar o ganho de corrente (β) do transistor bipolar de junção do circuito?</p><p>c) 201</p><p>2) Considerando o fato do processo de dopagem de materiais semicondutores ser essencial para a obtenção de um diodo de</p><p>junção PN, qual será o efeito sobre as características condutivas/isolantes dos materiais semicondutores quando lacunas ou</p><p>elétrons forem inseridos como portadores majoritários?</p><p>a) A inserção de lacunas aumenta a resistividade, e a inserção de elétrons aumenta a condutividade do material semicondutor.</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>A inserção de portadores livres altera a capacidade de condução elétrica (resistividade/condutividade) do material semicondutor.</p><p>Quando se insere mais portadores livres no material semicondutor, estes se tornam disponíveis para recombinação. Sendo assim,</p><p>quando se adiciona lacunas, está aumentando a capacidade de isolação (resistividade), e quando adiciona-se elétrons, se está</p><p>aumentando a capacidade de condução (condutividade) do material semicondutor.</p><p>3) Sabendo que o circuito apresentado na figura a seguir possui uma fonte senoidal cuja tensão de pico é da ordem de</p><p>180V...</p><p>...analise a tabela em que são apresentadas as tensões reversas de uma família de diodos e identifique qual você poderá</p><p>utilizar para a implementação desse circuito.</p><p>Diodo Tensão Reversa (V)</p><p>D1 50</p><p>D2 100</p><p>D3 200</p><p>D4 400</p><p>D5 600</p><p>D6 800</p><p>D7 1000</p><p>d) D3, D4, D5, D6 e D7.</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>Considerando que a tensão reversa desse circuito será da ordem de 180V, somente os diodos D3, D4, D5, D6 e D7 poderão ser</p><p>utilizados, já que estes suportam uma tensão reversa de 200 a 1000V.</p><p>4) Considerando que o circuito apresentado na Figura A possui um diodo de junção PN, com uma tensão de barreira 0,7V,</p><p>uma resistência de 1Ω (R), e que a fonte VS gera um sinal quadrado com amplitudes que variam entre -5 à 5V, conforme</p><p>apresentado na Figura B, vomo será a forma de onda da corrente elétrica sobre o resistor R?</p><p>https://sagahcm.sagah.com.br/sagahcm/ua/16904/1/41/img_conteudo/layouts/538685722/layout.jpg</p><p>5) Considerando que o circuito apresentado na Figura 4 possui um diodo de junção PN, com uma tensão de barreira 0,7V</p><p>e uma tensão de ruptura de 40V, indique em qual região da curva do diodo o dispositivo se encontrará quando você</p><p>aplicar, respectivamente, a tensões na fonte VS de -50V, -10V, 10V, 50V.</p><p>https://sagahcm.sagah.com.br/sagahcm/ua/16904/1/41/img_conteudo/layouts/926520558/layout.jpg</p><p>https://sagahcm.sagah.com.br/sagahcm/ua/16904/1/41/img_conteudo/layouts/1502966315/layout.jpg</p><p>https://sagahcm.sagah.com.br/sagahcm/ua/16904/1/41/img_conteudo/layouts/748539745/layout.jpg</p><p>https://sagahcm.sagah.com.br/sagahcm/ua/16904/1/41/img_conteudo/layouts/1990200277/layout.jpg</p><p>https://sagahcm.sagah.com.br/sagahcm/ua/16904/1/41/img_conteudo/layouts/27989845/layout.jpg</p><p>e) Região de ruptura, região inversa, região direta e região direta.</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>Inicialmente, você pode pensar que, aplicando uma tensão de -50V, o diodo estaria apenas polarizado</p><p>reversamente, entretanto, como o ele não conduz, toda a tensão da fonte fica aplicada sobre o ele.</p><p>Considerando, ainda, que a amplitude da tensão da fonte é maior que a tensão de ruptura suportada pelo</p><p>diodo, nesse casi, este fica na região de ruptura.</p><p>Se você aplicar a tensão de -10V na fonte, o diodo estará reversamente polarizado, isto é, na região reversa.</p><p>Para as tensões de 10 e 50V, o diodo é polarizado diretamente, sendo a única diferença prática entre elas a</p><p>corrente elétrica que irá circular sobre o diodo. Como a tensão de 50V é maior, a corrente elétrica será maior</p><p>do que na aplicação de 10V.</p><p>1) Nas bandas de energia, os elétrons recebem uma quantidade de energia e saem do átomo, tornando-</p><p>se um elétron livre. Qual é o caminho percorrido por esse elétron quando se torna livre?</p><p>c) Banda de valência para banda de condução.</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>Quando o elétron sai do átomo e deixa a última camada (banda de valência), ele vai para a banda de</p><p>condução, podendo se ligar a outro átomo.</p><p>2) Na dopagem de semicondutores, são utilizados átomos trivalentes e pentavalentes. Quais são as</p><p>características desses átomos?</p><p>d) Possuem, respectivamente, três e cinco elétrons na camada de valência.</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>Os átomos trivalentes possuem três elétrons na última camada e geram uma lacuna quando são inseridos no</p><p>cristal de silício. Já os átomos pentavalentes possuem cinco elétrons na última camada e geram um elétron</p><p>livre quando são inseridos no cristal de silício</p><p>3) O que são semicondutores intrínsecos?</p><p>https://sagahcm.sagah.com.br/sagahcm/ua/16904/1/41/img_conteudo/layouts/1389005957/layout.jpg</p><p>b) São materiais que já são encontrados com propriedades semicondutoras.</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>Os semicondutores intrínsecos são materiais que já são encontrados com propriedades semicondutoras na</p><p>natureza.</p><p>4) Analise as afirmativas a seguir e indique quais estão corretas.</p><p>I - Os elétrons de valência estão localizados nos núcleos dos átomos.</p><p>II - O cobre possui um elétron de valência.</p><p>III - Nos condutores, os elétrons de valência são fortemente atraídos pelos núcleos.</p><p>IV - Os portadores de corrente nos condutores são os elétrons de valência.</p><p>V - Nos isolantes, os elétrons de valência são fracamente atraídos pelos núcleos.</p><p>b) Apenas as afirmativas II e IV estão corretas.</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>Estão corretas as afirmativas II e IV. A afirmativa I está incorreta, pois os elétrons de valência estão</p><p>localizados na camada de valência, na eletrosfera do átomo, não no núcleo do átomo. A afirmativa III é</p><p>inválida, já que, nos condutores, os elétrons de valência são fracamente atraídos pelos núcleos, podendo se</p><p>desprender facilmente do átomo. E, por fim, a afirmativa V está equivocada, pois, nos isolantes, os elétrons</p><p>de valência são fortemente atraídos pelo núcleo, dificultando seu desprendimento do átomo e a condução de</p><p>energia.</p><p>5) Analise as afirmativas a seguir e indique quais estão corretas.</p><p>I - O silício é um condutor.</p><p>II - O germânio possui quatro elétrons de valência.</p><p>III - O cristal de silício é formado por ligações covalentes.</p><p>IV - Aquecer o semicondutor silício fará com que sua resistência aumente.</p><p>V - O silício intrínseco, em temperatura ambiente, atua como isolante.</p><p>e) Apenas as afirmativas II, III e V estão corretas.</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>Estão corretas as afirmativas II, III e V. A afirmativa I está incorreta, pois o silício possui quatro elétrons na</p><p>camada de valência e é considerado um material semicondutor. Já a afirmativa IV está incorreta porque</p><p>aquecer um semicondutor ajudará na inserção de energia, fazendo com que as ligações covalentes se</p><p>quebrem e liberem portadores, resultando na diminuição da resistência do material.</p><p>1) Um determinado fio de Germânio possui um comprimento linear de 3cm, e que o lado da seção</p><p>transversal – que é quadrada – possui 0,5mm. Considerando que esse mesmo fio está sujeito a uma</p><p>diferença de potencial de 3,3V, determine a corrente elétrica que flui pela seção transversal do fio.</p><p>d) 0,5978 A.</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>R= ρ×l/A=4,6×10−1×0,03/0,0005×0,0005=55200 Ω</p><p>V=R×I</p><p>I=V/R=3,3V/55,2kΩ=5,978×10−1ª</p><p>2) Você dispõe de um fio de Silício, cujo comprimento linear é de 3cm, e o lado da seção</p><p>transversal – que é quadrada –possui 0,5mm. Sendo assim, qual será a amplitude da corrente elétrica</p><p>quando esse fio estiver sujeito a uma diferença de potencial de 3,3V?</p><p>a) 42,97 n.</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>Neste exercício, pode-se perceber que as dimensões físicas do material semicondutor são influentes na</p><p>resistência elétrica e, consequentemente, na corrente elétrica que flui sobre um circuito. Ainda, é possível</p><p>observar que o tipo de material influi no cálculo da resistência (influenciado pela resistividade). Observe o</p><p>cálculo da corrente elétrica e a sua relação inversamente proporcional com a resistência elétrica:</p><p>R= ρ×lA=6,4×102×0,030,0005×0,0005=76,8×106 ΩV=R×II=VR=3,3V76,8×106 Ω=4,297×10−8A</p><p>3) Considerando o diagrama esquemático apresentado na figura a seguir, realize a descrição do</p><p>circuito para a simulação no SPICE.</p><p>e) * Circuito do exercicio:</p><p>https://sagahcm.sagah.com.br/sagahcm/ua/16903/1/41/img_conteudo/layouts/319097097/layout.png</p><p>V1 1 0 DC 5</p><p>R1 1 2 100</p><p>R2 2 0 10k</p><p>R3 2 3 1k</p><p>R4 2 3 1k</p><p>R5 3 4 1.8k</p><p>R6 4 4 1.8k</p><p>.end</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>Neste exercício, é importante nomear os nós do circuito e lembrar da sintaxe básica que descreve os</p><p>elementos que o compõem.</p><p>https://sagahcm.sagah.com.br/sagahcm/ua/16903/1/41/img_conteudo/layouts/668479963/layout.png</p><p>4) Descreva uma fonte de tensão chamada V1 que gere a forma de onda apresentada na imagem a</p><p>seguir.</p><p>b) V1 1 0 pulse(5 0 0 1n 1n 4n 10n).</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>Neste exercício, é importante lembrar da sintaxe básica que descreve uma fonte de tensão quadrada.</p><p>V1 1 0 pulse(5 0 0 1n 1n 4n 10n)</p><p>Vxyz Nó + Nó -</p><p>pulse(amplitude_1 amplitude_2 atraso rise_time fall_time</p><p>largura_pulso período)</p><p>Para a descrição do tempo de subida e descida do sinal quadrado, foi utilizado um tempo bastante pequeno</p><p>(1 nanosegundo). Embora esse tempo tenda a zero, a ferramenta não permite o emprego de tempos nulos</p><p>para este parâmetro.</p><p>5) Considerando um circuito elétrico que possui uma fonte de entrada descrita como:</p><p>Va 1 0 sin(3 10 1k 10m)</p><p>Qual é a descrição mais adequada para a realização da análise transiente desse circuito?</p><p>d) .tran 0.1m 20m.</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>Para a realização da análise transiente, deve ser utilizado o comando .tran. É importante obervar que, além</p><p>do sinal de entrada Va possuir um período de oscilação de 1 milissegundo (frequência de 1kHz), ele também</p><p>possui um atraso de 10 milissegundos. Para isso, a opção mais adequada simula a entrada em 20</p><p>milissegundos, com passo entre amostras de 0.1 milissegundos. Essa opção garante a visualização do atraso</p><p>mais 10 ciclos completos do sinal senoidal.</p><p>O comando tran possui a seguinte sintaxe:</p><p>.tran passo_amostragem tempo_simulacao</p><p>https://sagahcm.sagah.com.br/sagahcm/ua/16903/1/41/img_conteudo/layouts/755653593/layout.png</p><p>EXERCÍCIOS</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>RESPOSTA CORRETA</p><p>RESPOSTA CORRETA</p>