Provas P2 Eletrônica 1

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Pg. 1 Eletrônica I Padrão de Respostas 2 ª 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 
poderá usar as folhas de prova)
1ª QUESTÃO:
Em regiões montanhosas do Saara, de dia as temperaturas são muito altas, e de noite muito baixas 
(negativas). Dispõe-se de todos resistores e transistor com β variando assim com a temperatura:
°C β
-10 50
0 80
27 100
40 150
(a) Dimensione o RB melhor possível para o circuito funcionar 
com máxima excursão de sinal no Saara, de dia. Obs: a 
saída é no coletor do transistor, a carga funciona como 
circuito aberto e pode fazer VBE=0. Explique.
No Saara de dia β = 150:
10 = 2 iC + vCE
 iC mA
 5
 IC = 2.5
 VCE = 5v 10 vCE, volts
VCE = RB IC/β + VBE ⇒ 4.3 = RB.2.5/150 ⇒ RB = 258 KΩ
 se VBE = 0v: 5 = RB.2.5/150 ⇒ RB = 300 KΩ
(b) Se você testar o circuito na Uerj, num dia ameno de outono, qual a máxima excursão na 
saída que você pode obter sem distorção? Explique.
RB
Vcc = 10 v
RC
2 K
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Na Uerj no outono β = 100:
 10 = 2 iC + vCE ; vCE = 300iC/100, então:
 10 = 2iC + 3iC ⇒ IC = 2.0 mA; VCE = 6v ⇒ max_excursão = 4v (pico, ponto P mais perto 
do corte)
(c) Se você é um consultor de Eletrônica, trabalhando em montanhas no norte da África (muito 
quente de dia, muito frio de noite), que sugestão de outro circuito de polarização você daria? Por 
quê?
Polarização por divisor de tensão, porque é o mais imune às variações de temperatura, 
como é o caso.
2ª QUESTÃO:
a) A figura abaixo apresenta o estágio de saída de uma fonte regulada de tensão para 
10 volts, 1 A. Se o zener escolhido é de 9.3 volts / 500 mW e o transistor apresenta 
vVBE 7.0,39 ==β , dimensione o 
resistor R mais barato (resistência, 
potência) de modo que o zener 
regule sempre. Sabe-se que o 
estágio anterior da fonte regulada 
garante vVCE 5.2= .
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
 (menor potência, menor custo)
Zener: =⇒⋅=⇒⋅=
MAXMAXMAX ZZZZ
iiiVP 3.95.0max 53.8 mA
Procedimento de praxe: ≈⋅=
MAXMIN ZZ
ii %10 5.4 mA
Transistor: =
+
=
+
=
139
1
1β
E
B
Ii
MAB
 25 mA
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No circuito: ZBR iiI +=1 com os casos extremos:
  
=+=
254.5?
1 MAXMIN BZR
iiI
 30.4 mA
  
=⇒+=
MAXMINMAX ZBZR
iiiI
0?4.30
1 30.4 < 53.8 mA (OK!)
Portanto, em cima de R1: ZAR VVRI −=⋅ 11 onde 5.210 +=+= CELA vVV
Então: Ω== 3.105
4.30
2.3
1R Usando valor comercial: R1 = 100 Ω
Cálculo de potência: ( ) mWPR 102100
2.3 2
1
== , então escolhemos resistor de 1/8W
b) Se o critério preponderante é preço, desenhe o circuito indicado para o estágio 
anterior desta fonte regulada.
Retificador de meia-onda:
3ª QUESTÃO:
No circuito abaixo, considere β = 160, VVCESAT 2.0= , VVBESAT 7.0= , 
C
ie I
mVh 25×= β . Responda:
a) Qual o papel de cada um dos capacitores 
C1, C2 e C3?
C1 desacopla fonte para DC/ acopla para AC
C2 desacopla carga para DC/ acopla para AC
C3 bypass: “curta” RE para AC
b) Ache o ponto P. Explique.
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Com os capacitores abertos e aplicando Thevenin equivalente na base do transistor:
⇒×
+
= 12
600300
600
BBV VBB = 8v ⇒
+
×
=
600300
300600
BBR RBB = 200KΩ portanto:
⇒+=− C
C I
I
2,0
160
2007,08 IC ≈ 5 mA
Na saída: 12 = (RC + RE)IC + VCE
Então 12 = (1,2)(5) + VCE ⇒ VCE ≈ 6 volts
c) Trace a reta de carga DC com todas coordenadas de interesse (incluindo o ponto P).
Gráfico dos itens c) e d):
DC: 12 = 1,2iC + vCE
Pontos de passagem:
vCE = 0 ⇒ iC = 10
iC = 0 ⇒ vCE = 12
d) Trace a reta de carga AC com todas coordenadas de interesse. Mostre os cálculos feitos.
AC:
ceccECce viiRRv 2)//( −==
vce = -6 ⇒ ic = 12 mA como iC = IC + ic ⇒ iC = 5 + 12 = 17 mA
ic = -5 ⇒ vce = 2,5 volts como vCE = VCE + vce ⇒ vCE = 6 +2,5 = 8,5 volts
(vide gráfico acima)
e) Ache o ganho de tensão 
SV
V0 .
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⇒×−=−=×−=
8,0
80805,01600
s
bb
V
IIV
AV = =
cV
V0 - 100
=
×
=
×
=
5
2516025
C
ie I
mVh β 800Ω