Conceitos de Eletrônica: Amplificadores, Filtros, Transistores e CMOS

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Q1)
a)O ganho de um amplificador operacional integrador é diretametne
proporcional a frequencia do sinal
R:(E) fc=1/(2*pi*RC) e Ao=-1/RC Inversamente Proporcional
b)O filtro RC passa baixas é uma aproximação passiva de um derivador
R:(E) integrador -> passa-baixas e derivador-> passa-altas
c)Transistores N são mais lentos que transistores P, dado que em altas
velocidades, as cargas negativas irão espalhar umas as outras
R:(E) Transistores P são mais lentos que N -> un = 2 up
d)Para garantir um funcionamento eficiente de um inversor CMOS real, é necessário
um fan out alto para garantir uma pequena faixa de transição
R:(E) Pull out e não fan out.
e)Uma fonte de erro de um amplificador operacional é o offset, pois este também é aplciado na saída
R:(C) offset é amplificado na saída
Q2) Considere o circuito somador ponderado a baixo (Os OpAmps são ideais)
a) Escreva Vout em função da tensões de entrada 
Va, Vb, Bc, Vd e das resist~encias R1, R2, R3, R4, Rx e Ry.
b) Qual será o valor de Vout caso:
R1 = 6k,
R2 = 12k
R3 = 1k
R4 = 1,6k
Rx = 3k
Ry = 1k
Rc = 4k
Va = Vb = Vc = Vd = 1v
V1 = -Rx(Ia+iB)
V1 = RyIy
Iy = -Rx(Ia+iB)/Ry
Vout = -Rc(Iy+Ic+Id)
Vout = -Rc[Ic+id-(Rx/Ry)*Ia+Ib)]
Vout = Rc[Rx/Ry(Va/R1 + Vb/R2) - Vc/R3 - Vd/R4]
Q3) Determine o ganho intrínseco de um OpAmp requerido para implementar 
um diferenciador com uma frequência do polo do 100Mhz, resistência de R = 1k e 
capacitância de C = 1nF. Assuma que o OpAmp tem um ganho finito mas é ideal em 
todos os outros aspectos.
Sp = - (A0 +1)/R1C1
2pi*100*10^6 = X
X = A0+1/(1000*10^-9)
A0 = 627
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Q4) (8.59)Projete um amplificador com ganho 
unitario alimentando uma carga de saida de RL=100ohm com 
erro de ganho <0,5%. Assuma que o OpAmp tem ganho finito 
e uma resistência de saída Rout=1kohm.
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 | |
 -----|\ |
 |-\__|___Vout
 |+/ |
 --|/ RL
 Vin | 
 | | 
 --- --- 
 - -
	 
Vout = (RL / (Rout+RL) )x(Vin - Vout)x Ao
Vout/Vin = 1 / (1 + (Rout+RL / AoRL)) ~ 1 - ((Rout+RL) / AoRL)
e = ((Rout+RL) / AoRL) 
{substituindo os valores do enunciado...)
Ao = 2200
OPCAO CHUPETINHA
A0(V0-VS)*(100/1100) = V0
11V0 = A0V0-VSA0
V0(A0-11)=VSA0
VO/VS=A0/(A0-11)
A0/A0-11 = 0,995
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Q5) Projete um amplificador logarítmico que comprime tensões de entrada no intervalo [0.1V ... 2V] para tensões de saída Vout (elemento do)[-0,5V-1V]
[0,1, 2]V -----> [-0,5V , -1]V
Vout = -Vt*ln(Vin/(Is*R1))
-0,5V = -Vt*ln(0,1/IsR1) =>
=> IsR1 = (4,45*10^-10)V
=> -Vt*ln(2/IsR1) = -0,026V*ln(2/4,45*10^-10)
Vout = -0,58V
input range of 0.1 <-> 2V corresponds
to output range of -0,5 <-> -0,58V
Choose Is = 1*10^-16 => R1 = 4,45M
Q6) Considere uma inversora CMOS com Vdd = 1V e uma região de transição entre [0,3V-0,6V]. Para uma tensão de entrada que apresenta nível lógico '1' qual o valor máximo do ruído está permitido?
Resposta: c) 0,7V
Justificativa: 
desenhar 0,3 e 0,6 no eixo x 
Q7) Determine 
Q8) Considere um inversor CMOS com uma capacitancia como carga. Se a tensão de alimentação aumenta.
c)O atrasp de progação diminuirá
Atraso ~ Ron do transistor (u1 ou u2)
Ron seta pra baixo
transitor -vdd seta pra cima