Electrónica Analógica correções

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ISUTC INSTITUTO SUPERIOR DE TRANSPORTES E COMUNICAÇÕES 1 EXAME FINAL DE ELECTRÓNICA ANALÓGICA CORRECÇÃO Curso: LEIT Época Turma: 121, 123 Data: 24-Jun.-2015 Ano Lectivo: 2015 Duração: 120 min. Nome do Docente: Julián Villalón Garzón Pontuação: 300 Problema 1 60 pontos ) Para os seguintes dispositivos; 1.1 Diodo emissor de luz; 1.2 Fotodiodo, 1.3 Transistor bipolar de junção, apresente: a) simbolo eléctrico. (5 pontos cada) Component a) Símbolo b) funcionamento c) Aplicação e Diodo Emite luz quando Sinalização emissor de aplicamos polarização luz directa, porque os Display de 7 electrões ficam excitados segmentos e passam da banda de valência para a banda de Iluminação condução. Alguns não Farões de adquirem a energía autos necessaria e ficam na zona proibida onde não podem estar, tendo que voltar para a banda de valéncia. Ao voltar perdem energía e esta converte-se em fotões de luz. Fotodiodo Modifica as suas Transmissao propriedades quando do sinal via exposto a luz. Varia a fibra óptica resistência interna com a luz produto da Sistemas recombinação dos fotosensíveis (cámaras EA 2015 121, 122, 123ISUTC INSTITUTO SUPERIOR DE TRANSPORTES E COMUNICAÇÕES 2 portadores de carga. fotogríficas,etc ) Transistor Possue duas junções, BE Amplificador bipolar NPN e BC, o díodo BE emite de potencia portadores e esses conseguem atravessar a Como chave PNP base que é pobremente (drivers) dopada e serem atraidos Osciladores pelo colector. EA 2015 121, 122, 1233 Problema 2 (60 valores. 20 valores cada alinha) Suponha um circuito rectificador de onda completa, com tap central. Se a tensão na entrada do transformador é de 240Vrms com uma relação de espiras de 8:1. a) b) c) o valor da valor da tensão na carga, se esta é de Desenho do circuito frequência de saída = = = 8 = + Z Vmed mas * = = fs = = 27V EA 2015 121, 122, 1234 Problema 3 (80 valores) Um circuito amplificador em emissor comúm com TBJ de silicio, é polarizado com divisor de tensão na base. Se o valor de é e Sendo Vcc de 30V a curva característica zona de Desenhe o circuito de saída, indicando o operação do amplificador ponto Q e seus transístor valores 200 1 resp transístor funciona na zona 10 Ohm Vcc activa porque = Vce 2 1 0 = mA = B C + ce RB - VCE = 0.0768.mA E EA 2015 121, 122, 123ISU TC INSTITUTO SUPERIOR DE TRANSPORTES E COMUNICAÇÕES 5 Problema 4 ( 40 pontos ) a) Qual a diferença entre um transistor bipolar e outro unipolar? Mencione três. (10 pontos) resp Diferença entre um transistor bipolar e o unipolar Transístor bipolar Transístor unipolar Dois tipos de semiconductores Um tipo de semiconductor Controlados pela corrente da base Controlados pela tensão da porta Baixa resistência de entrada Alta resistência na entrada b) Como são classificados os transístores unipolares? (10 pontos) resp Classificação dos transístores unipolares Resp MOSFET e JFET de canal N e de canal P c) A que tipo de JFET pertence esta curva. Empobrecimento ou enriquecimento? (10 pontos) resp A curva pertence a empobrecimento d) Como chama-se a região sombreada? (10 pontos) resp A região sombreada pertence a zona ohmica, e zona de saturação drain-source current V drain-source voltage = gate-source voltage 40 30 20 mA 10 -2V 0 0 5 V 10 15 ds 20 Volts EA 2015 121, 122, 123ISUTC INSTITUTO SUPERIOR DE TRANSPORTES E COMUNICAÇÕES 6 Problema 5 (60 valores. 20 cada alinha) Um amplificador de audio, tem 70 W de potência na saída, aplicados num resistor de carga de 40.Se a eficiência (n) é de 70%, calcular: a) Tensão 2 máxima na = VOMAX = carga b) Corrente máxima na = VOMAX 23.66V 4 carga. c) Vcc máximo n= Vcc 4n 3.14*23.66 4 Vcc possível no amplificado r CORRECçãO EA 2015 121, 122,123SA ISUTC INSTITUTO SUPERIOR DE TRANSPORTES E COMUNICAÇÕES EXAME FINAL DE ELECTRÓNICA ANALÓGICA Curso: LEIT ENUNCIADO Turma: 121, 122, 123 Época Ano Lectivo: 2016 Data: 11-Jul.-2016 Nome do Docente: Julián Villalón Garzón Duração: 120 min. Pontuação: 300 Os Problema 1 ( pontos. 15 pontos cada alinha ) IV da semicondutores tabela são criados a partir de substancias ou materiais pertencentes ao grupo Periódica dos Elementos de Responda: a) Quais os nomes e quais os grupos das substancias usadas para criar semicondutores de tipo "P" e "N"? b) Que tipo de ligações se estabelecem entre essas substancias? c) Quais os tipos de energia que podem ajudar a quebrar essas ligações? d) A resposta. quebra das ligações é benéfica ou prejudicial para o semicondutor? Argumente a Problema 2 Aplicações do Transistor Unipolar. (60 pontos. 15 pontos cada alinha) Dado um circuito com unipolar, polarizado por divisão de tensão determine: a) RG1 b) Rs se IDQ = 1mA, VGSQ = -1V, VDSQ = 15V, VGG = 0.5V assuma d) Desenhe o circuito elétrico. Problema 3 Circuitos (60 pontos. 20 pontos cada alinha) Dado o circuito oscilador mostrado na figura abaixo, diga: a) Qual o nome do oscilador? b) Liste os componentes que determinam a frequência de c) Para um oscilador de alta frequência (>100Khz) usaria um oscilador RC ou LC.? Justifique a resposta.ISUTC INSTITUTO SUPERIOR DE TRANSPORTES E COMUNICAÇÕES 10 10mH 0.10uF 0.10uF 5uH 10 10uH 1k : Problema 4 Opto eletrónica (60 pontos. 12 pontos cada alinha) a) o que é opto eletrónica? b) Quais as diferenças entre um díodo Laser e um díodo LED? c) Liste 3 aplicações do díodo Laser. d) De quais fatores dependem as cores dos díodos LEDs? e) Desenhe o símbolo eletrónico de um foto díodo e um foto transístor. Problema 5 Amplificadores Operacionais (60 pontos) Projete um amplificador que multiplique por 50 a soma de três sinais de amplitude máxima 100mV. FIMISUTC INSTITUTO SUPERIOR DE TRANSPORTES E COMUNICAÇÕES EXAME FINAL DE ELECTRÓNICA ANALÓGICA ENUNCIADO Curso: LEIT Turma: 121, 122, 123 Época Ano Lectivo: 2016 Data: 24-Jun.-2016 Nome do Docente: Julián Villalón Garzón Duração: 120 min. Pontuação: 300 Problema 1 Aplicações dos Diodos Semicondutores. ( 100 valores ) Suponha um circuito retificador de onda completa, em ponte. Se a tensão na entrada do transformador é de 240Vrms e 50 Hz, com uma relação de espiras de 4:1. a) Qual será o valor da tensão na carga, se esta é de 1K5? (40 valores) b) Qual o valor da frequência de saída? (10 valores) c) Desenhe o circuito. (25 valores) d) Além do retificador em ponte, quais os outros circuitos retificadores que conhece? (25 valores) Problema 2 Aplicações do Transistor Bipolar. (100 valores) Dado um circuito amplificador com TBJ de Silicio, com polarização por divisor de tensão e configuração de emissor comum. Calcular: a) lb, Ic, e Vce. se R1=12KO, Rc=8200, RL= 8200 e Vcc= 12V (20 valores cada Item) b) Qual a zona de operação do Justifique sua resposta. (20 valores) c) Desenhe o circuito. (20 valores) Problema 3 Circuitos com transistor. (100 valores) (25 valores cada alinha) a) Se ao amplificador do problema 2, aplica-se uma tensão na entrada de 50 mV senwt a 1Khz: Calcule o valor da impedância de entrada b) Calcule o valor da tensão na entrada (Vi) e na saída (Vo), sabendo que hfe= 100, hie= 1.1KO, hoe= 0, hre= 0 e a Xc dos capacitores de acoplamento é c) Qual o ganho de tensão (Av), do circuito. d) Desenhe o circuito equivalente de c.a, colocando os valores dos componentes. FIMISUTC INSTITUTO SUPERIOR DE TRANSPORTES E COMUNICAÇÕES EXAME FINAL DE ELECTRÓNICA ANALÓGICA CORRECÇÃO Curso: LEIT e LEF Turma: 121, 122, 123 Época Ano Lectivo: 2016 Data: 24-Jun.-2016 Nome do Docente: Julián Villalón Garzón Duração: 120 min. Pontuação: 300 Problema 1 (100 valores) a) (40 valores) b) (10 valores) c) (25 valores) Valor da tensão na carga, se esta é de 1K50 O valor da frequência de Desenho do circuito saída = V V. 240 = 60VAC 4 D3 Dz Z R = Z 2*84.8 = T d) 25 valores Além do retificador em ponte, estudamos o retificador de meia onda, o retificador de onda completa com tap central e os multiplicadores de tensão. 1ISUTC INSTITUTO SUPERIOR DE TRANSPORTES E COMUNICAÇÕES EXAME FINAL DE ELECTRÓNICA ANALÓGICA CORRECÇÃO Curso: LEIT e LEF Época Turma: 121, 122, 123 Data: 24-Jun.-2016 Ano Lectivo: 2016 Duração: 120 min. Nome do Docente: Julián Villalón Garzón Pontuação: 300 Problema 2 (100 valores) Vcc = 12V, R1 R2 = Rc = 8200; o transístor é de Silicio e RL = 8200; = 0.22KO a) R2 * R1+R2 Vcc Vbb = = Rbb = Vbb - Vbe = 0.7V * a) valores) a) (20 valores) = a) (20 valores) 2ISUTC INSTITUTO SUPERIOR DE TRANSPORTES E COMUNICAÇÕES EXAME FINAL DE ELECTRÓNICA ANALÓGICA CORRECÇÃO Curso: LEIT e LEF Época Turma: 121, 122, Data: 24-Jun.-2016 Ano Lectivo: 2016 Duração: 120 min. Nome do Docente: Julián Villalón Garzón Pontuação: 300 b) A zona de operação do transístor é activa. Porque Vcc (20 valores) c) Desenho do circuito. (20 valores) R3 C3 R1 out C1 in Q1 Rs R2 Ecc R4 RL Vs C2 Problema 3 (100 valores) Vs= 50 mV senwt a 1Khz; hfe= 100; hie= hoe= 0: hre= 0 a) Impedância de entrada. (25 valores) Rbb * hie Zin = * 1803.3 1100 Zin = Zin = 683,230 Rbb + hie 1803.3 + 1100 b) Tensão de entrada Vi e de saída Vo (25 valores) Rbb ou c) Ganho de tensão (25 valores) = hie 3ISUTC INSTITUTO SUPERIOR DE TRANSPORTES E COMUNICAÇÕES EXAME FINAL DE ELECTRÓNICA ANALÓGICA CORRECÇÃO Curso: LEIT e LEF Época Data: 24-Jun.-2016 Turma: 121, Ano Lectivo: 2016 Duração: 120 min. Nome do Docente: Julián Villalón Garzón Pontuação: 300 d) Circuito equivalente de C.A. (25 valores) C hie + FIM 4INSTITUTO SUPERIOR DE TRANSPORTES E COMUNICAÇÕES Guia de correcção do exame Final (b) ELECTRÓNICA ANALÓGICA Curso: LEIT Data: 24-Jun-2013 Turma: 121 e 122 Duração: 120 min. Nome do docente: Eng. Julian V. Garzón pontuação: 300 Problema 1 (100 pontos) ( 20 valores cada alinha) Dados: Vz=10V; R=270; Rc=1K; Ve=18V; R R 25V Ro D1 25V 15V IR 8 R 270 Justificação: Aplicação directa da segunda lei de Kirchhoff sobre a primeira malha Vz Justificação: Aplicação directa da segunda lei de Kirchhoff sobre a segunda malha - 0.0196A 270 Justificação: Aplicação directa da primeira lei de Kirchhoff. d) Justificação: a tensão na carga é igual a tensão no díodo porque estão em paralelo. Na verdade o díodo zener tende a manter o nível de tensão na saida ainda que entrada varie, isto é, até certo pontoSU INSTITUTO SUPERIOR DE TRANSPORTES E COMUNICAÇÕES 10V = Justificação: A tensão na carga é igual a tensão no díodo porque estão em paralelo. Problema 2 (100 pontos) a) (45 valores, 15 para cada item) Dados: R1=200K; R2=10K; Rc=1K; Re=1K; Vcc=30V; B=100 = 30V R1 Ro 200K 1K R1+R2 * Vcc Vbb = 1.43V 10+200 Beta =100 Q1 R2 Rbb = R2 Re 10K 1K Vbb-Vbe =30V Rc 1K Rbb 1.43-0.7 Q2 Re Vbb 1K = 0.0000066A Ic = 100 * 0.0000066 Ic = 0.66mA = 0.0000066 + 0.00066 = 0.000667A Vcc = Ic * Rc + Vce + * Re Vce = - * Re Vce = 30 - 0.00066 * 1000 - 0.000667 * 1000INSTITUTO SUPERIOR DE TRANSPORTES E COMUNICAÇÕES b) A zona de operação do transístor é a zona activa. (15 valores) c) Calculo do ponto quiscente (40 valores) 30 Icc = 0.015A 1000 + 1000 Icc Ice Vceq=28.67V Vceq Vce Vcc= 30V Problema 3 (100 pontos) Dados: R1=200K; R2=10K; Rc=1K; Re=1K; Vcc=30V; = 100; Vs=0.5mv; hoe 20 * 10-6; RL=1K; hie=1K1; Rs=1K a) Ganho de tensão (40 valores) = RL*hfe hoe 100*1 AV 90.91 = b) Ganho de corrente. (40 valores) 100 hoe * 1 + hoeRL 20 10-6 20 * 10-6* 1K c) Impedância de entrada. Rbb + Rbb * hie hie Zin = 0K910 d) Impedância de saída. (20 valores) RL + RC Zo = 1 Zo = 50000 * 10-6ISUTC INSTITUTO SUPERIOR DE TRANSPORTES E COMUNICAÇÕES ELECTRÓNICA ANALÓGICA Exame" A" Epoca Curso: LEIT Data: 08-07-2013 Turma: Duração: 120 min. Nome do Docente: Eng. Julián V. Garzón Pontuação: 300 Problema 1 valores ) Dimensionar o circuito apresentado, para alimentar uma carga que absorve uma corrente que varia entre 10 mA e 50 mA a uma tensão de 10V, se a tensão de entrada varia entre 15 e 20V. Apresente todos os calculos. R Rc a) Justifique cada um dos calculos. b) Explique como funciona o diodo zener. Problema 2 (100 valores) Um TBJ auto polarizado possui os seguintes dados: Vcc = 9V, R1 R2 = Rc Re = desacoplada ), o é de silicio e = a) Determine a região de operação. Desenhe a recta de carga indicando o ponto Q. b) Explique como funciona o transístor bipolar de junção. b) Desenhar o circuito equivalente e calcular Av e Ai se aplicamos na entrada 1mV senwt de um gerador cuja resistência de entrada é de Sendo RL = hie= 1.1KO e hoe = 20x10-6. Problema 3 (100 valores) Para o amplificador da figura , calcular a tensão na carga e o ganho de tensão total (não considerando a carga), se possue os seguintes dados: Vp= -4V, 2mA, -1V, RG= 1k, + C, W R1 R5ISUTC INSTITUTO SUPERIOR DE TRANSPORTES E COMUNICAÇÕES a) Desenhar o circuito equivalente indicando cada componente. b) Explique como funciona o transístor de efeito de campo. Problema 4 (50 valores) Dos Sistemas de Processamento Digital de Sinais diga: a) Vantagens. b) Desvantagens c) Aplicações. d) Tipos de sinais. e) Quais os blocos que o constituem. FIMINSTITUTO SUPERIOR DE TRANSPORTES E COMUNICAÇÕES ELECTRÓNICA ANALÓGICA Guia de correcção do Exame "A" Epoca Curso: LEIT Data: 08-07-2013 Turma: e 122 Duração: 120 min. Nome do Docente: Eng. Julián V. Garzón Pontuação: 300 Solução 1 50 valores ) Dados: AIL= 10 mA e 50 mA. Vz= 10V. e 20V Pedido: dimensionar o circuito R = + R = R = 83.330 - PR = [20 - R 83.33 VR(max) R - = 10 0.01 = = = Pz=10 0.112 b) O díodo zener é um dispositivo semicondutor, fabricado especialmente para trabalhar na região de ruptura o que não ocorre nos díodos rectificadores e de pequeno sinal. Quando se polariza directamente o díodo zener, ele se comporta da mesma forma que um díodo rectificador, ou seja, conduz a partir do momento em que vence a barreira de potencial. Na polarização reversa, enquanto a tensão que está sendo aplicada for menor do que a tensão de zener , ele funciona como uma chave aberta. Quando a tensão que está sendo aplicado ao diodo zener for maior do que a tensão de zener, ele passa a conduzir, observando que a tensão nele permanece a mesma aumentando apenas a corrente que passa por ele, e existe a corrente máxima que o diodo zener suporta, maior do que esta corrente o díodo zener será danificado Solução 2 ( 100 valores Dados: Vcc = 9V, R1 R2 = Rc = Re = desacoplada ), o é de silício e = 300, resistência de entrada é de Sendo = hie= 1.1KO e hoe = 20x10-6. Pedido: região de operação? recta de carga indicando o ponto Av e Ai? R2 2.7 Vbb =ISUTC INSTITUTO SUPERIOR DE TRANSPORTES E COMUNICAÇÕES Rbb = Rbb = 2.126K0 R1+R2 Vbe 2.126 + (300 + 1.2 c) = 0.00000333A 0.00000333A 0.0009991A le 0.00000333 + 0.0009991 le = + Vce = - 0.0009991 . 3300 - 0.0010 . 1200 a) Vce = 4.5V b) A zona de operação do é a zona activa. c) Calculo do ponto quiescente Q. 9 Vcc = + 3300 Icc =0.002 Icq= Icq 0.0009991A Vceq=4.5V Vceq Vce Vcc= 9VISUTC INSTITUTO SUPERIOR DE TRANSPORTES E COMUNICAÇÕES a) Ganho de tensão hoe = AV -267.38 b) Ganho de corrente. hfe hoe & 20-6 AI = 294.12 Solução ) Vp=-4V, 2mA, -1V, RG= 1k, = 8.2K pedido: VL e total A'vT (não considerando a carga) = 12.3 d) Circuito equivalente ZST VG VEG ZET V1.INSTITUTO SUPERIOR DE TRANSPORTES E COMUNICAÇÕES Principio de funcionamento do transístor de efeito de campo FET (Field-Effect Transistor ou Transistor de Efeito de Campo) é um tipo de transistor onde a corrente é controlada pela tensão ou pelo campo elétrico. O objetivo é controlar a corrente que circula entre a fonte e o dreno. Isto pode ser feito aplicando-se uma tensão na porta. Solução 4 ( 50 valores ) DO PROCESSAMENTO DIGITAL Vantagens Menos ao ruído e/ou interferência; Facilidade de armazenar informação; Maior flexibilidade. Sinais e Sistemas podem ser facilmente alterados. desvantagens Aumento do processamento digital de sinais analógicas Aplicações Telecomunicações; Controle e Automação; Qualidade de Energia; Tipos de sinais Sinal Contínuo (Sinal Analógico): Contínuo no tempo e na amplitude; Sinal Discreto: Discretizado no tempo e contínuo na amplitude; Sinal Digital: Discretizado no tempo e quantizado na amplitude. Am Blocos constituintes ostr Amost a ra digi digital e taliz filtra adaINSTITUTO SUPERIOR DE TRANSPORTES E COMUNICAÇÕES ELECTRÓNICA ANALÓGICA ExameA Epoca Curso: LEIT Data: 08-07-2013 Turma: 121 e 122 Duração: 120 min. Nome do Docente: Eng. Julián V. Garzón Pontuação: 300 Problema 1 50 valores ) entre Dimensionar o circuito apresentado, para alimentar uma carga que absorve uma corrente todos os calculos. 10 mA e 50 mA a uma tensão de 10V, se a tensão de entrada varia entre 15 e 20V. Apresente que varia R + a) Justifique cada um dos calculos. b) Explique como funciona o diodo zener. Problema 2 (100 valores) Um TBJ auto polarizado possui os seguintes dados: Vcc = 9V, R2 = Re = desacoplada ), o é de silicio e = 300. a) Determine a região de operação. Desenhe a recta de carga indicando o ponto Q. b) Explique como funciona o bipolar de junção. b) Desenhar o circuito equivalente e calcular Av e Ai se aplicamos na entrada 1mV senwt de um gerador cuja resistência de entrada é de Sendo = hie= 1.1KO e hoe = 20x10-6. Problema 3 (100 valores) Para o amplificador da figura calcular a tensão na carga e o ganho de tensão total A'vT (não considerando a carga), se possue os seguintes dados: =4mA, Vp= -4V, 2mA, -1V, RG= 1k, = 8.2K R1 Cs a) Desenhar o circuito equivalente indicando cada componente. b) Explique como funciona o de efeito de campo.- INSTITUTO SUPERIOR DE TRANSPORTES E COMUNICAÇÕES Problema 4 (50 valores) Dos Sistemas de Processamento Digital de Sinais diga: a) Vantagens. b) Desvantagens c) Aplicações. d) Tipos de sinais. e) Quais os blocos que o constituem. FIM- INSTITUTO SUPERIOR DE TRANSPORTES E COMUNICAÇÕES ELECTRÓNICA ANALÓGICA ExameA Epoca Curso: LEIT Data: 08-07-2013 Turma: 121 e 122 Duração: 120 min. Nome do Docente: Eng. Julián V. Garzón Pontuação: 300 Problema 1 50 valores ) Dimensionar o circuito apresentado, para alimentar uma carga que absorve uma corrente que varia entre 10 mA e 50 mA a uma tensão de 10V, se a tensão de entrada varia entre 15 e 20V. Apresente todos os calculos. R + a) Justifique cada um dos calculos. b) Explique como funciona o diodo zener. Problema 2 (100 valores) Um TBJ auto polarizado possui os seguintes dados: Vcc = 9V, R2 = Re = desacoplada ), o transístor é de silicio e = 300. a) Determine a região de operação. Desenhe a recta de carga indicando o ponto Q. b) Explique como funciona o bipolar de junção. b) Desenhar o circuito equivalente e calcular Av e Ai se aplicamos na entrada 1mV senwt de um gerador cuja resistência de entrada é de Sendo RL = hie= e hoe = 20x10-6 Problema 3 (100 valores) Para o amplificador da figura calcular a tensão na carga e o ganho de tensão total considerando a carga), se possue os seguintes dados: Vp=-4V, 2mA, VGSQ= -1V, RG= 1k, = 8.2K C, C, R1 W a) Desenhar o circuito equivalente indicando cada componente. b) Explique como funciona o transístor de efeito de campo.- INSTITUTO SUPERIOR DE TRANSPORTES E COMUNICAÇÕES Problema 4 (50 valores) Dos Sistemas de Processamento Digital de Sinais diga: a) Vantagens. b) Desvantagens c) Aplicações. d) Tipos de sinais. e) Quais os blocos que o constituem. FIMISUTC INSTITUTO SUPERIOR DE TRANSPORTES E COMUNICAÇÕES ELECTRÓNICA ANALÓGICA Exame"B" Epoca Curso: LEIT Data: 08-07-2013 Turma: 121 e 122 Duração: 120 min. Nome do Docente: Eng. Julián V. Garzón Pontuação: 300 Problema 1 50 valores ) Dimensionar o circuito apresentado, para fornecer uma tensão de 15V DC. S1 T1 120 VAC 01 BR1 + + R1 C1 C2 C3 Voltage Out C4 C5 a) Justifique cada um dos calculos. b) Que tipo de regulador é esse. Problema 2 (100 valores) Um TBJ polarizado possui os seguintes dados: Vcc = = o transístor é de Germânio e = 250. a) Determine a região de operação. Desenhe a recta de carga indicando o ponto Q. b) Explique como funciona o transístor bipolar de junção. b) Desenhar o circuito equivalente e calcular Av e Ai se aplicamos na entrada 1mV senwt de um gerador cuja resistência de entrada é de Sendo hie= 1.1KO e hoe = 20x10-6 Problema 3 (100 valores) Para o amplificador da figura , calcular a tensão na carga e o ganho de tensão total (considerando a carga), se possue os seguintes dados: Vp=-2V, 2mA, -1V. +25V 470KO C2 C1 WA 1KO VG R1 50KO (pico) Cs 1K50ISUTC INSTITUTO SUPERIOR DE TRANSPORTES E COMUNICAÇÕES a) Desenhar o circuito equivalente colocando os valores em cada componente. b) Explique como funciona o de efeito de campo. Problema 4 (50 valores) Dos Sistemas de Processamento Digital de Sinais diga: a) Vantagens. b) Desvantagens c) Aplicações. d) Tipos de sinais. e) Quais os blocos que o constituem. FIMISUTC INSTITUTO SUPERIOR DE TRANSPORTES E COMUNICAÇÕES VT d) Esquema equivalente +25V RD C2 ZST C1 WW 5uV W 10KO VG VEG R5 (pico) 1K50 Solução 4 (50 valores) DO PROCESSAMENTO DIGITAL Vantagens Menos susceptível ao ruído e/ou interferência; Facilidade de armazenar informação; Maior flexibilidade. Sinais e Sistemas podem ser facilmente alterados. Desvantagens Aumento do processamento digital de sinais analógicas AplicaçõesISUTC INSTITUTO SUPERIOR DE TRANSPORTES E COMUNICAÇÕES Telecomunicações; Controle e Automação; Qualidade de Energia; Tipos de sinais Sinal Contínuo (Sinal Analógico): Contínuo no tempo e na amplitude; Sinal Discreto: Discretizado no tempo e contínuo na amplitude; Sinal Digital: Discretizado no tempo e quantizado na amplitude. Am Amostra ostr digital e Blocos constituintes filtrad a a digi taliz ada Sinal analógico não filtrado AD DSP DAC Sinal analógico filtradoELECTRONICA ANALÓGICA Guia de do Exame Época Curso Data 08-07-2013 Turma 121 e 122 Duração 120 min do Pontuação 300 Solução 1 valores) Dados Vdc 15V logo Os assim colocados visto que a escolha de alguns dados esta ao critério do Estudante, logo importa a demonstração clara das b) Trata se do um regulador série Solução 2 (100 valores) Vcc = Rc = o transistor é de Germânio e A resistência de entrada é de Sendo R = hie= R2 10 Vbb = Vbb = 25V R1+R2 10+36 = Rbb Rbb = R1 + R2 Vbb - = RbbISU TC INSTITUTO SUPERIOR DE TRANSPORTES E COMUNICAÇÕES - 0.3V 7.83K 250 - 0.16379*1000 a) Vce = - 138.79V b) A zona de operação do é de saturação. c) Calculo do ponto quiescente Q Vcc 1000 25 1cc = 0.025A Icq=0.16379A Vceq=-138.79V hie= 1.1KO e hoe = a) Ganho de tensão -RL * hfe = * * * * 1100 AV b) Ganho de corrente. 1 + hoe 20-6 250 * Solução 3 (100 valores) Dados: loss=8mA, Vp=-2V, 2mA, -1VISUTC INSTITUTO SUPERIOR DE TRANSPORTES E COMUNICAÇÕES Aplicações Telecomunicações; Controle e Automação; Qualidade de Energia; Tipos de sinais Sinal Contínuo (Sinal Analógico): Contínuo no tempo e na amplitude; Sinal Discreto: Discretizado no tempo e na Sinal Digital: Discretizado no tempo e quantizado na amplitude. Am Amostra digital e Blocos constituintes filtrad a a digi taliz ada Sinal analógico não filtrado DSP DAC Sinal analógico filtradoINSTITUTO SUPERIOR DE TRANSPORTES E COMUNICAÇÕES = -1V * 8.2+50 +25V d) Esquema equivalente 8K20 ZST R1 RG2 VG VEG (pico) - Solução 4 (50 valores) DO PROCESSAMENTO DIGITAL Vantagens Menos ao ruído e/ou interferência; Facilidade de armazenar informação; Maior flexibilidade. Sinais e Sistemas podem ser facilmente alterados. Desvantagens Aumento do processamento digital de sinais analógicasISUTC INSTITUTO SUPERIOR DE TRANSPORTES E COMUNICAÇÕES a) = - b) A zona de operação do transistor é de saturação. c) Calculo do ponto quiescente Q = 0.025A 1000 Icq=0.16 379A hie= 1.1KO e hoe = a) Ganho de tensão hoe 20-6 AV = -222.82 b) Ganho de corrente. hfe 250 1 + hoeRL hoe 20-6 + * 1000 AI = 245.1 Solução 3 (100 valores) Dados: -2V, 2mA, VGso= -1V = = = -1VISUTC INSTITUTO SUPERIOR DE TRANSPORTES E COMUNICAÇÕES ELECTRÓNICA ANALÓGICA de correcção do Exame Época Curso: LEIT Data: 08-07-2013 Turma: Duração: 120 min. Nome do Docente: Eng. Julián V. Garzón Pontuação: 300 Solução 1 valores ) b) Trata-se de um regulador série Solução 2 (100 valores) Rc = o transístor é de Germânio e = 250. A resistência de entrada é de Sendo RL = hie= e hoe = R2 10 Rbb 7.83K0 R1+R2 - Rbb - 7.83K c) - 0.16 379*1000ISUTC INSTITUTO SUPERIOR DE TRANSPORTES E COMUNICAÇÕES EXAME FINAL DE ELECTRÓNICA ANALÓGICA GUIA DE CORRECÇÃO Curso: LEIT Época Turma: 121-122-123 Data: 02-Jul-2014 Ano Lectivo: 2014 1° Semestre Duração: 120 min. Nome do Docente: Julián Villalón Garzón Pontuação: 300 Solução Problema 1 (60 pontos) Energia Energia anda Banda de Banda Proibida Banda Proibida Banda de de Banda de Material A Material B Material a) (10 pontos) material Energia (A) Condutor (B) Isolador (C) Semi-condutor 1.1 eV b) (20 pontos) Um semi-condutor intrínseco é um semi-condutor no estado puro. À temperatura de zero graus absolutos (-273°C) comporta-se como um isolante, mas à temperatura ambiente (20°C) já se torna um condutor porque o calor fornece a energia térmica necessária para que alguns dos electrões de valência deixem a ligação covalente (deixando no seu lugar uma lacuna) passando a existir alguns electrões livres no semicondutor. c) (10 pontos) As três substâncias usadas na dopagem são: Para criar semicondutores do tipo N são : Arsénio (As), Fósforo (P) ou Antimónio (Sb). Para criar semicondutores do tipo P são: Índio (In), Gálio Boro (B) ou Alumínio Guía de Correcção Exame Final de Electrónica Analógica 2014 LEIT 121,122,123 Page 1ISU TC INSTITUTO SUPERIOR DE TRANSPORTES E COMUNICAÇÕES d) (20 pontos) Deve-se observar o critério de não se ultrapassar o valor da tensão inversa pois este valor determina a tensão que quando ultrapassada o componente danifica-se. Solução Problema 2 (100 pontos) R Rc a) Cálculo do valor do R (60 pontos) Vmin - Rsmax = - Rsmax 30mA + Ilmax = Izmin + Ilmax 15 Ilmax = = 0.15A = 150mA Rlmin 100 25 - 15 10V Rsmax = = 30 + 150 180mA Vmax - Rsmin = Rsmin = Izmax + Ilmin 700 - Ilmin Ilmin Vz 15V = 0.3mA = Rlmax 50KO 20 = 28.560 700 + 0.3 700.3 28.560 Rs 55.560 por suposição, o valor de Rs comercial escolhido pode ser de (não é obrigatorio assumir). b) Cálculo da potência dissipada no resistor Rs. (10 pontos) = Rs 470 Nota: Esse valor pode mudar conforme o estudante assuma outro valor de Rs dentro da margem calculada. Guía de Correcção Exame Final de Electrónica Analógica 2014 LEIT 121,122,123 Page 2ISUTC INSTITUTO SUPERIOR DE TRANSPORTES E COMUNICAÇÕES c) (30 pontos) Se a tensão de entrada aumentar para 50V a tensão no resistor de carga vai continuar a ser de 15V,porque está em paralelo com o zener e o único valor que necessita de ser redefinido é a Rsmin, 50-15 = max 0.7 Significa que, se a tensão de entrada for de 50V a resistência mínima passa de para Solução Problema 3 (100 pontos) R2 * Vcc Vbb 200 Rbb = Vbb - Vbe = 100000 + (100 + 1) * 1000 a) = * 0.0000338.3 Ic le = 0.00342A + Vce + * Re Vce = Vce = 15 - 0.003383 * 1000 - Vce = Guía de Correcção Exame Final de Electrónica Analógica 2014 LEIT 121,122,123 Page 3ISU TC INSTITUTO SUPERIOR DE TRANSPORTES E COMUNICAÇÕES b) (20 pontos) Características da zona Vce>0 ou aproximadamente mitade de Vcc, Vbe polarizado directamente, Vbc polarizado inversamente, nesta zona é usado como c) (10 pontos) Esquema eléctrico do amplificador Voc R1 200K 1K Q1 R2 Re 200K 1K C1 d) (10 pontos) Desenho da Curva característica de saída Vcc 15 Icc = Icc= = 0.0075A Re + Rc 1000 + 1000 IbQ Icc =7.5mA Icq Vceq=8.201V Vceq Vcc= 15V Vce Guía de Correcção Exame Final de Electrónica Analógica 2014 LEIT 121,122,123 Page 4ISUTC INSTITUTO SUPERIOR DE TRANSPORTES E COMUNICAÇÕES Solução 4 (40 pontos) x C2 Vee = C1 W RL Vo(1) Rb2 = a) (10 pontos) A figura acima representa um Oscilador Colpitts em Emissor Comum b) (10 pontos) Condição necessária para a oscilação segundo o Critério de Barkhausen : = c) (10 pontos) Fórmula para determinar a frequência de oscilação 1 d) (10 pontos) Os elementos que determinam a frequência de oscilação e a realimentação são : FIM Guía de Correcção Exame Final de Electrónica Analógica 2014 LEIT 121,122,123 Page 5INSTITUTO SUPERIOR DE TRANSPORTES E COMUNICAÇÕES Teste 2 de Electrónica Analógica Guia de Correção Curso: LEF Ano Lectivo: 2016 Turma: F31 Data: 09- Jun. -16 Duração: 100 min. Pontuação: 60. Nome dos Docentes: Julián V. Garzón Adélio Francisco Tembe, MSc. II - FET e Amplificadores Operacionais (60 pontos) 1. Sobre Circuitos Com FET (30 ptos.) a) Diga como se chama e qual o significado do parâmetro gfs (10 ptos.) o parâmetro gfs é denominado condutância de transferência ou, simplesmente, transcondutância, e reflete o quanto a corrente de saída está sendo controlada pela tensão de entrada b) Polarize o BF256C pelo processo de divisor de tensão na porta para VDD=25V, VDSQ = 10V, -VGSQ = 2,4V, VGG = 2V e adote (20 ptos.) VDS VDD VGG = (divisor de tensão) - Da malha de saída temos: Bom Trabalho!!ISUTC INSTITUTO SUPERIOR DE TRANSPORTES E COMUNICAÇÕES (30 ptos.) a) Apresentar Amplificadores os circuitos Operacionais equivalentes, real e ideal, do amplificador operacional (15 ptos.) e 2. Sobre caracterizar os parâmetros do amplificador ideal Circuito equivalente real Impedância de entrada diferencial V, - Impedância de entrada de modo comúm Impedância de saída Ganho diferencial Ganho de modo comúm V2 + Circuito equivalente ideal Rd - Infinita Infinita V1 - - Nula Infinito Vo nulo + acotada b) Para I. o subtrator seguinte determinar a para V1=100V, V2=15V, para: (7,5 ptos.) R4 R2 R1 II. R2 = (7,5 ptos.) Bom Trabalho!!ISUTC INSTITUTO SUPERIOR DE TRANSPORTES E COMUNICAÇÕES SA Teste 1 de Analógica Curso: LEIT Guia de Correção Turma: 121 Ano Lectivo: 2017 Duração: 100 min Data: 25 Abr. -17 Nome do Docente: Adélio Francisco Tembe, MSc. Pontuação: 200. Problema 1 Dos semicondutores diga: (60 pontos) a) Argumente aumento a seguinte afirmação: "Os semicondutores no geral são afetados pelo ou diminuição da temperatura". Para portadores de carga surgem apenas por agitação térmica. Elétrons saltam da banda de valência para a banda de condução, gerando espaços vazios na banda de valência. aumento de temperatura aumenta a condutividade do material semicondutor. S AQUECIMENTO S S S S S S S par gerado termicamente b) Como podemos obter um semicondutor de tipo "P"? Quando se adiciona uma impureza do tipo trivalente (três elétrons de valência), como o Boro, Gálio e o Índio, ao cristal puro de um material semicondutor, o material resultante passa a ter um número insuficiente de elétrons para completar as ligações covalentes. A vaga resultante é chamada de lacuna e é representada por um pequeno circulo ou sinal positivo, devido a ausência de carga negativa. Como a vaga resultante aceita facilmente um elétron livre, as impurezas acrescentadas são átomos receptores ou aceitadores.ISUTC INSTITUTO SUPERIOR DE TRANSPORTES E COMUNICAÇÕES c) Como o podemos obter um semicondutor de tipo "N"? elétrons material tipo N é feito através da adição de átomos que cinco Arsênico na camada de valência (pentavalentes) como possuem Antimônio, intrinseco e o Com o acréscimo destes átomos o material dopante. o material resultante terá um elétron livre para cada ao átomo material de Problema 2 (40 pontos) a) Nos circuitos retificadores com ponte de díodos, 3 etapas são +12V envolvidos para a obtenção do sinal contínuo não pulsante de saída na carga. Diga quais são e qual a função de cada uma delas. R b) Qual deverá ser o valor de R, na figura ao lado, para que a 5kg corrente que passa pelo díodo seja de 0,25mA. Usando a segunda aproximação e um díodo de silício. Solução: a) R: Transformadores, Diodos Rectificadores e Capacitores. Transformadores - Normalmente reduzir a tensão aceitável para os diodos rectificadores, mas também existem transformadores aumentadores; Diodos Rectificadores - Rectificar a tensão, tornando-a unidirecional mas pulsante; Capacitores - Trata-se de filtros capacitivos que carregando e descarregando tornam a tensão não pulsante, aproximadamente contínua. b) Usando a segunda aproximação do díodo de silício teremos: I 30KO = X 2-0,7 10,05 = 0,335mA =ISUTC INSTITUTO SUPERIOR DE TRANSPORTES E COMUNICAÇÕES Problema 3 (60 pontos) a) Apresentar configurações básicas dos transistores de junção bipolar e apresentar a relação entre correntes e tensões para a configuração mais usada. + Vcc Vcc I B + VBE RE - VBE VBE + I E Vcc I E + EMISSOR COMUM BASE COMUM COLETOR COMUM A configuração mais usada é a em emissor comum. + + + - VRC VCB VBC - + + + VCE VEC VCE VBE - VEB 'E Vc + + + NPN RE V PNP REEXAME FINAL DE ELECTRÓNICA ANALÓGICA Curso: LEIT ENUNCIADO Turma: 121, 122, 123. Época Ano Lectivo: 2017 Data: 29-Jun.-2017 Nome do Docente: Julián Villalón Garzón, Adelio Tembe Duração: 120 min. Pontuação: 350 Proibido uso de máquina gráfica de calcular, corrector, empréstimos de materiais (régua, borracha, etc), rasuras não serão aceites. Problema 1(100 pontos) Se o diodo da figura é de silício e tem os seguintes parâmetros: Vz=5V e a) sua resposta. b) IR2.Justifique sua resposta. c) Justifique sua resposta. d) Vo. Justifique sua resposta. e) Se Vi=10V, repita o inciso d. Justifique sua resposta. R1=1K R2=1K Vo IR1 D1 IR2 Vi=15V D1N751 ID 0 Problema 2 (150 pontos) No circuito mostrado abaixo. Considere que hie1=hie2=2,3K e determine a) Ri. Justifique sua resposta. b) Av=Vo/Vs. Justifique sua resposta. c) Ro. Justifique sua resposta. CONTINUA NO VERSOISUTC INSTITUTO SUPERIOR DE TRANSPORTES E COMUNICAÇÕES C5 10 Vo C3 Q2 Q1 C1 Vs 101 Ro 2,2 C4 C2 Ri Problema 3 (100 pontos) No circuito mostrado no problema 2, determine a frequência mais baixa devido ao capacitor C1=1.0 uF, assumindo que r'e = FIMINSTITUTO SUPERIOR DE TRANSPORTES E COMUNICAÇÕES EXAME FINAL DE ELECTRÓNICA ANALÓGICA Curso: LEIT GUIA DE CORREÇÃO Turma: 121, 122, 123. Época Data: 29-Jun.-2017 Ano Lectivo: 2017 Duração: 120 min. Nome do Docente: Julián Villalón Garzón, Adelio Tembe Pontuação: 350 Problema 1(100 pontos) Se o diodo da figura é de silício e tem os seguintes parâmetros: Vz=5V e lo=20mA, determine: a) sua resposta. b) sua resposta. c) ID. Justifique sua resposta. d) Vo. Justifique sua resposta. e) Se Vi=10V, repita o inciso d. Justifique sua resposta. R1=1K D1 R2=1K Vo IR1 Vi=15V IR2 D1N751 ID 0 0 Resposta: a) IR1=10mA 20 pontos b) IR2=5mA 20 pontos c) ID=5mA 20 pontos d) Vo=5V 20 pontos e) Vo=5V 20 pontos Problema 2 (150 pontos) No circuito mostrado abaixo. Considere que hie1=hie2=2,3K e determine a) Ri. Justifique sua resposta. b) Av=Vo/Vs. Justifique sua resposta. c) Ro. Justifique sua resposta.INSTITUTO SUPERIOR DE TRANSPORTES E COMUNICAÇÕES 600 C5 Q1 C3 C1 Q2 Vo Vs 22kg Ro C2 C4 Ri Resposta: a) Ri = 10K//2,2K//2,3K = 1,01K 50 pontos R'o = 3.6k // 10k // = 0.789k b) = = - 113 2,3 Av1 = - 34,3 = ou 50 pontos. c) Ro = 3.6k // 10k = 50 Problema 3 (100 pontos) No circuito mostrado no problema 2, determine a frequência mais baixa devido ao capacitor assumindo que Ri = 50 pontos. 1 = = 2RC 50 pontos. FIM