Provas P2 Eletrônica

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Pg. 1 Eletrônica I (Padrão de Respostas) 2ª Prova
 
 
UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO 
2ª PROVA DE ELETRÔNICA I, turmas 5 e 6 
 
 
 
NOME: ________________Padrão de Respostas____________________ 
(sem consulta; sem perguntas, vale 4.0 a que você acertar mais, as outras valem 3.0. Só 
pode usar as folhas de prova) 
Obs: Aproximações: resistências em KΩ com zero casas decimais, tensões (volts) e correntes (mA) com 
uma casa decimal. 
1ª QUESTÃO: 
Dado o circuito de polarização do transistor abaixo, responda detalhando as escolhas e cálculos 
feitos: 
Dados: 
.2,0;7,0;160 vVvVnormalatemperaturna CESATBEATIVA ==


=β 
 
a) Projete o circuito para polarização ótima sem carga. 
 
Thevenin na Base do transistor: 
Ω== KRvV BBBB 40;6 Entrada: 
E
CCE
C
R
IIR
I
+=⇒+×=− 25.0
3,5
160
407,06 ... (1) 
Saída: 
( ) ⇒++= CECECCC VIRRV ( ) 2
2,012 +=⇒ ótimoVCE = 6,1 volts 
( )
E
CCE R
IIR +=⇒++= 1
9,51,6112 ... (2) 
(1) e (2): 
EE RR +
=+ 1
9,5
25.0
3,5
 ⇒ RE = 6,375 ⇒ RE ≅ 6,4 KΩ 
 
 
b) Para o circuito projetado, se a temperatura dobrasse o valor 
de β, qual seria a nova excursão máxima de sinal na saída sem carga? 
β = 320: (usando as equações (1) com novo β) 
=⇒+×= CCC III 4,6320403,5 0,8 mA, então: VCE ≅ 6,1 volts (RE alto garantiu ponto P 
Pg. 2 Eletrônica I (Padrão de Respostas) 2ª Prova 
estável); então manteríamos A MESMA excursão de sinal do caso anterior, que é, olhando pelo 
lado da saturação (6,1 – 0,2) = 5,9 volts, ou, se quiser olhar pelo lado do corte: (12 – 6,1) = 5,9 
volts. (Obs: Existe ainda um terceiro cálculo alternativo: Excursão = RDC × IC = (7,64)(0,8) ≅ 5,9 
volts) 
 
c) Se RE fosse 400 Ω (β = 160), o circuito se manteria na região ativa? Explique 
detalhadamente. 
RE = 0,4 K: 
=⇒+×= CCC III 4,0160403,5 8,15 mA, então: VCE ≅ 0,6 volts (ainda ativa!) 
então o transistor não se manteria no meio da região ativa, estaria perto da saturação! 
 
2ª QUESTÃO: 
A figura abaixo apresenta o estágio de saída de uma fonte regulada de tensão para 12 volts 
(±10%), 1 A (corrente máxima). Se o zener escolhido é de 10 volts / 400 mW e o transistor 
apresenta , dimensione o 
resistor comercial R mais barato (resistência, 
potência) de modo que o zener regule sempre 
(teste a condição de regulação do zener para a 
sua escolha). Sabe-se que o estágio anterior 
da fonte regulada garante V . Mostre 
todos cálculos e escolhas feitas. 
vVBE 7.0,39 ==β
CE v6.2=
Resistores comerciais (10%): 
10 12 15 18 
22 27 33 39 
47 56 68 82 
Potências: W
2
1
; W
4
1
; W
8
1
; W
16
1
; W
32
1
 (quanto menor potência, menor custo) 
Zener: 40,0 mA =⇒⋅=⇒⋅=
MAXMAXMAX ZZZZ
iiiVP 104.0max
Procedimento de praxe: 4,0 mA ≈⋅=
MAXMIN ZZ
ii %10
Transistor: =+=+= 139
1
1β
E
B
I
MAB
i 25 mA 
No circuito: com os casos extremos: ZBR iiI +=1
Pg. 3 Eletrônica I (Padrão de Respostas) 2ª Prova 
{ { { =+=
254?
1 MAXMIN BZR
iiI 29 mA. Testando a regulação: 
 
{ { { =⇒+= MAXMINMAX ZBZR iiiI
0?29
1
 29 < 40 mA (OK!) 
Portanto, em cima de R1: ZAR VVRI −=⋅ 11 onde 6,146.212 =+=+= CELA vVV volts 
Então: 159,0
29
106,14
1 =−=R . Usando valor comercial: R1 = 150 Ω 
Cálculo de potência: 
( ) mWPR 141150
6,4 2
1
== , então escolhemos resistor de ¼ W (250 > 141) 
 
3ª QUESTÃO: 
Dado o circuito abaixo, sabendo-se que ele apresenta β = 160; VBEATIVA = 0,7 volts; VCESAT = 0,2 
volts, responda: 
 
a) Para que servem cada um dos três 
capacitores? 
CB = desacopla fonte senoidal para DC 
CC = desacopla a carga para DC 
CE = bypass, “curta” RE para AC. 
 
b) Se ( ) (wtsents 31020 −×= )V (20 mV de 
pico), a tensão de saída V0 (t) vai 
distorcer ou não? Explique o porquê. 
 
Entrada: 
C
C I
I
2.0
160
2007.012 +×=− ⇒ IC = 7.8 mA 
Saída: 
( ) CECEC VVI +×=⇒++= 8.72.1122.0112 
então VCE = 2.6 volts 
≅×=
8.7
25160
ieh 512.8 Ω 
Pg. 4 Eletrônica I (Padrão de Respostas) 2ª Prova 
 
 
ie
s
b h
V
I = 
( ) ( )∴×−=∴×−= 5.0160//160 00
ie
s
LCb h
V
VRRIV
∴−==
5128,0
5,01600
s
V V
V
A AV ≅ -156 
 
Então: ( ) ( )( )15602.00 −== Vs AVpicoV = 3.12 volts 
Como excursão máxima sem distorção (2,6 – 0,2) < 3,12, vai haver distorção do lado da 
saturação!