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DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA ROTEIROS PARA O LABORATÓRIO e LISTAS DE EXERCÍCIOS Disciplina: ENG1550 – Eletrônica Geral Professor: Dr. Antônio Marcos de Melo Medeiros 2o Semestre de 2017 ( 10 ) Experiência extra Circuitos divisores de tensão e corrente Aluno: Turma: Objetivo Rever os conceitos de ligações série e paralelo de resistores, realizando medidas com voltímetro e amperímetro. Material Utilizado 01 Fonte DC ajustável; 01 Matriz de contatos; 01 Multímetro; Resistores de 100, 220, 330, 560 e 1k; Procedimento Prático 1 – Meça utilizando um multímetro os valores dos resistores 2 – Monte o circuito da figura 1, com os seguintes valores: V = 12 V, R1 = 220 , R2 = 330 , R3 = 560 , R4 = 1 K e R5 = 100 . Figura 1 3 – Utilizando um multímetro meça os valores de tensão e corrente nos resistores e preencha a tabela 1 a seguir. R1 R2 R3 R4 R5 Corrente (mA) Tensão (V) Questões 1. Faça os cálculos teóricos de tensão e corrente nos resistores e compare com os valores medidos, comentando sobre as possíveis divergências; 2. Adicione ao circuito uma fonte de tensão de 10 V, em série com o resistor de 100, com o mesmo referencial da fonte de 12 V e determine, usando o teorema de superposição o valor da corrente que passa pelo resistor de 1 k; Simulação Fazer a simulação em qualquer um dos simuladores e fazer o relatório comparando os valores da tabela 1. Podendo utilizar o Pspice, multsim, Proteus, etc. Bibliografia · Anotações feitas em sala de aula durante exposição teórica; · BOYLESTAD, R. L & NASHELSKY, L. Dispositivos Eletrônicos e Teoria de Circuitos, Editora Prentice-Hall do Brasil, 6a Edição, 1996; Experiência 1 O Diodo Semicondutor Aluno: Turma: Objetivo Levantar a curva característica do diodo semicondutor; Determinar o ponto de trabalho do diodo utilizando a reta de carga. Material Utilizado 01 Fonte DC ajustável; 01 Matriz de contatos; 01 Multímetro; 01 Resistor: 470 /1W; 01 Diodo 1N4007; Procedimento Prático 1 – Utilizando um ohmímetro, identifique os terminais do diodo. 2 – Monte o circuito da figura 1. Figura 1 3 – Ajuste a tensão na fonte para se obter os valores de tensão descritos tabela 1 abaixo. Meça e anote a corrente no circuito. VS(fonte) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 VD(V) ID(mA) 4 – Inverta a polaridade da fonte e preencha a tabela 2 abaixo. VS(V) -5 -10 -15 -20 -25 -30 ID(mA) Questões 1 – Com os dados obtidos na tabela 1 e 2 da figura 1 construa a curva característica do diodo (VD x ID). 2 – Sobreponha ao gráfico (VD x ID) a reta de carga para o circuito indicado na figura 1, com a tensão da fonte em 5V. Determine o ponto de trabalho (VDQ e IDQ) do diodo nestas condições. Simulação Fazer a simulação em qualquer um dos simuladores e fazer o relatório comparando os valores da tabela 1. Podendo utilizar o Pspice, multsim, Proteus, etc. Bibliografia · Anotações feitas em sala de aula durante exposição teórica; · BOYLESTAD, R. L & NASHELSKY, L. Dispositivos Eletrônicos e Teoria de Circuitos, Editora Prentice-Hall do Brasil, 6a Edição, 1996; Experiência 2 Regulador de Tensão com Diodo Zener Aluno: Turma: ( Objetivo ) Analisar o comportamento funcional do diodo Zener. ( Material Utilizado ) 01 Diodo Zener: 5,6 V; 01 Fonte de tensão variável (0 - 30V); 02 Multímetros; Resistores: 220 (1/8 W), 1k (1W); 01 Matriz de contatos; ( Procedimento Prático ) 1 - Monte o circuito indicado na figura 1, com os seguintes valores: RS = 220 e RL = 1 K. Figura 1 2 - Varie a tensão da fonte (VS) e preencha a tabela 1 abaixo. VS(V) 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 VRL IZ 3 - Inverta o sentido da fonte VS, aplicando 5 V e meça o valor da tensão sobre a carga: VRL = ( Questões ) 1 – Com base na tabela 1 e no resultado do item 3, descreva o comportamento do zener em função da tensão aplicada; 2 ( Simulação )– Para uma tensão de 15 V, qual o valor do resistor RS, que garante a atuação do Zener como regulador de tensão no circuito da figura 1? Fazer a simulação em qualquer um dos simuladores e fazer o relatório comparando os valores da tabela 1. Podendo utilizar o Pspice, multsim, Proteus, etc. ( Bibliografia ) · Anotações feitas em sala de aula durante exposição teórica; · BOYLESTAD, R. L & NASHELSKY, L. Dispositivos Eletrônicos e Teoria de Circuitos, Editora Prentice-Hall do Brasil, 6a Edição, 1996; Experiência 3 Circuito com Zener e diodos comuns Aluno: Turma: ( Objetivo ) Analisar o comportamento de um circuito, com diodos comuns, a partir de uma regulação de tensão obtida pela utilização de um diodo Zener. ( Material Utilizado ) 01 Matriz de contatos; 03 Diodos 1N4007; 01 Diodo Zener de 5,6 V ; 01 Fonte de tensão variável de 0 a 30V; 02 Multímetros; 05 Resistores de 1k ; ( Procedimento Prático ) 1 - Monte o circuito da figura 1, com VZ = 5,6 V, R1 = R2 = R3 = R4 = R5 = 1K : Figura 1 2 – Varie a tensão de entrada VE e meça o valor da corrente em R2, R3 e no Zener, conforme tabela 1 abaixo: VE (V) 5 8 10 16 20 I (R2) (mA) I (R3) (mA) IZ (mA) 3 – Para um valor de VE = 25 V meça os valores das tensões sobre os diodos: VD1 = VD2 = VD3 = 4 – Aplique uma tensão VE = -15 V e meça os valores de corrente no diodo Zener e no resistor R4. I (Zener) = I (R4) = ( Questões ) 1 – Com base na tabela 1 obtida no item 2 do procedimento, descreva o comportamento do diodo Zener em relação aos valores de tensão VE aplicados. 2 – Faça os cálculos teóricos do procedimento 2, considerando a 2a aproximação para os diodos, e compare com os valores medidos. 3 – Faça os cálculos teóricos do item 3, considerando a 2a aproximação para os diodos, e compare com os valores medidos. 4 – Para o circuito montado, com VZ = 12 V, R1 = 200 , R2 = 500 , R3 = 300 e R4 = 100 e R5 = 400 , considerando os diodos ideais, calcule o menor valor de VE, para que o zener esteja atuando como regulador de tensão e para uma tensão VE = 25 V determine os valores das correntes em todos os resistores do circuito. Simulação Fazer a simulação em qualquer um dos simuladores e fazer o relatório comparando os valores da tabela 1. Podendo utilizar o Pspice, multsim, Proteus, etc. Bibliografia · Anotações feitas em sala de aula durante exposição teórica; · BOYLESTAD, R. L & NASHELSKY, L. Dispositivos Eletrônicos e Teoria de Circuitos, Editora Prentice-Hall do Brasil, 6a Edição, 1996; Experiência 4 Circuitos Retificadores Aluno: Turma: _ Objetivo Verificar o efeito retificador de circuitos implementados com diodos; Verificar as formas de onda de sinais de tensão em retificadores de meia onda; Verificar as formas de onda de sinais de tensão em retificadores de onda completa. Material Utilizado 01 Transformador 220/(12 + 12)V; 02 Diodos 1N4007; 01 Resistor 470 - 5 W; 01 Osciloscópio; 02 Multímetros; 01 Matriz de contatos; Procedimento Prático 1 – Monte o circuito indicado na figura 1. Figura 1 2 - Desenhe as formas de onda na saída do transformador e na carga RL. VI (t) t(s) VRL(t) t(s) 3 – Meça os valores (DC) da tensão e corrente na carga RL: VL = IL = 4 – Monte o circuito, conforme indicado na figura 2. Figura 2 5 - Desenhe as formas de onda na saída do transformador (12 V) e na carga RL. ( V I (t) V RL (t) t(s) t(s )) 6 – Meça os valores (DC) da tensão e corrente na carga RL: VL = IL = Questões 1 – Calcule a tensão e corrente média na carga para o circuito do item 1 do procedimento experimental, e compare com os valores medidos, no item 3; 2 – Calcule a tensão e corrente média na carga, para o circuito do item 4 do procedimento experimental, e compare com os valores medidos, no item 6 4 – Qual a freqüência de saída dos pulsos no retificador de meia onda? É onda completa? 5 – Qual a vantagem do retificadorde onda completa em relação ao retificador de meia onda? Simulação Fazer a simulação em qualquer um dos simuladores e fazer o relatório comparando os valores calculados. Podendo utilizar o Pspice, multsim, Proteus, etc. Bibliografia · Anotações feitas em sala de aula durante exposição teórica; · BOYLESTAD, R. L & NASHELSKY, L. Dispositivos Eletrônicos e Teoria de Circuitos, Editora Prentice-Hall do Brasil, 6a Edição, 1996; Experiência 5 O Filtro capacitivo Aluno: Turma: Objetivo Verificar o comportamento dos retificadores com filtros capacitivos Material Utilizado 01 Matriz de contatos; 01 Transformador 220/(12 + 12)V; 04 Diodos 1N4007; 01 capacitor de 470 F/25V eletrolítico; 01 capacitor de 100F/25V eletrolítico; 01 Resistor 470; 01 Osciloscópio; 01 Multímetro; Procedimento Prático 1 – Monte o circuito conforme a figura 1: Figura 1 2 – Preencha a tabela abaixo, medindo os valores de tensão e corrente, indicados. VRL(DC) [V] IRL(DC) [mA] VRL max [V] VRL min [V] VRL [V] 3 – Faça a ligação de um capacitor eletrolítico de 100 F, em paralelo com RL.(Observe a polaridade!). 4 – Preencha a tabela abaixo, medindo os valores de tensão e corrente, indicados. VRL(DC) [V] IRL(DC) [mA] VRL max [V] VRL min [V] VRL [V] + 5 . Substitua o capacitor por um de 470F e preencha a tabela a seguir: VRL(DC) [V] IRL(DC) [mA] VRL max [V] VRL min [V] VRL [V] Questões 1 – Para o circuito do item 1 do procedimento experimental, calcule os valores de VL(DC), IL(DC) e compare com os valores medidos. 2 – Para o circuito do item 3 e 5 do procedimento experimental, calcule os valores de VL(DC), IL(DC) e VL e compare com os valores medidos. 3 – Para o circuito do item 3 do procedimento experimental, determine o valor da capacitância do filtro de modo que a tensão de saída tenha uma oscilação de 1,5 V. Simulação Fazer a simulação em qualquer um dos simuladores e fazer o relatório comparando os valores calculados. Podendo utilizar o Pspice, multsim, Proteus, etc. Bibliografia · Anotações feitas em sala de aula durante exposição teórica; · BOYLESTAD, R. L & NASHELSKY, L. Dispositivos Eletrônicos e Teoria de Circuitos, Editora Prentice-Hall do Brasil, 6a Edição, 1996; Experiência 6 Curva característica do TBJ Aluno: Turma: Objetivo Levantar experimentalmente as características de entrada e de saída de um transistor. Material Utilizado · Fonte de tensão DC; ( Resistor de 2,7 kΩ; Resistor de 22 Ω; Potenciômetro de escala linear, 0Ω a 10 kΩ; Potenciômetro de escala linear, 0Ω a 1kΩ; Multímetro; Transistor tipo TBJ BC 548; Matriz de contatos; ) Procedimento Prático 1) Meça com ohmímetro conforme figura 1 e anote na tabela abaixo as resistências no modo de operação direta e reversa entrem a base-emissor e base-coletor: Figura 1 Modo de operação Base-Emissor Base-Coletor Rdireto Rreverso 2) Monte o circuito da figura 2: Figura 2 3) Varie a tensão VBE utilizando o potenciômetro de 10KΩ, conforme a tabela 1 abaixo. Para cada caso meça e anote a corrente de base, mantendo constante, por meio do potenciômetro de 1KΩ, a tensão VCE em 3V. VBE (V) 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,75 IB(mA) 4) Monte o circuito da figura 3, ajuste a corrente de base (IB)em 0 mA utilizando o potenciômetro de 10KΩ. Varie a tensão VCE conforme a tabela abaixo, por meio do potenciômetro de 1KΩ. Para cada caso, meça e anote o valor da corrente IC. Figura 3 5) Repita o item 4 para os demais valore de IB, conforme a tabela 2 abaixo: VCE (V) 0 1 2 3 4 5 IB(mA) IC(mA) 0 0,05 0,1 0,15 0,20 Questões 1 – Construa o gráfico da tabela 1 do item 3 ( IB x VBE) e o gráfico da tabela 2 do item 5 (IC x VCE) . 2 – Construa o gráfico do ganho β e determine o βmédio do transistor em laboratório e compare com do fabricante. Simulação Fazer a simulação em qualquer um dos simuladores e fazer o relatório comparando os valores calculados. Podendo utizar o Pspice, multsim, Proteus, etc. Bibliografia · Anotações feitas em sala de aula durante exposição teórica; · BOYLESTAD, R. L & NASHELSKY, L. Dispositivos Eletrônicos e Teoria de Circuitos, Editora Prentice-Hall do Brasil, 6a Edição, 1996; Experiência 7 Polarização do Transistor Aluno: Turma: Objetivo Verificar, experimentalmente, os tipos de circuitos de polarização de um transistor na configuração emissor comum. Material Utilizado 01 Fonte de alimentação ajustável; 02 Multímetros digitais; Resistores: 100, 330, 1,2k, 5,6k, 150k; 01 Transistor: BC548; 01 Matriz de contatos. Procedimento Prático 1 – Meça com o Ohmímetro o ganho de corrente ( HFE) do transistor BC548. HFE = 2 – Monte o circuito conforme indicado na figura 1. ( 330 12V )150k Figura 1 3 – Meça e anote os valores indicados no quadro 1. IB IC IE VBE VCE VBC Quadro1 4 – Monte o circuito conforme indicado na figura 2. ( 330 12V BC 548 100 )150k Figura 2 5 – Meça e anote os valores indicados no quadro 2. IB IC IE VBE VCE VBC Quadro 2 6 – Monte o circuito conforme indicado na figura 3. ( 330 12V BC 100 )5,6k 1,2k Figura 3 7 – Meça e anote os valores indicados no quadro 3. IB IC IE VBE VCE VBC Quadro 3 Questões 1 – Calcule o valor de , utilizando os valores de IB e IC, obtidos nos quadros 1, 2 e 3. Compare com o valor medido no item 1. 2 – Determine os valores de IB, IC, IE, VCE, para os circuitos da figura 1, 2 e 3 e compare com os valores medidos, nos itens 3, 5 e 7 do procedimento experimental. 3 – Dimensione RB, RC e RE para polarizar o transistor do circuito da figura 2, conforme os dados fornecidos: Dados do transistor: = 200; VBE = 0,7V. Dados do projeto: VCC = 15V; VCE = VCC/2; VRE = VCC/10; IC = 30mA. Simulação Fazer a simulação em qualquer um dos simuladores e fazer o relatório comparando os valores calculados. Podendo utizar o Pspice, multsim, Proteus, etc. Bibliografia · Anotações feitas em sala de aula durante exposição teórica; · BOYLESTAD, R. L & NASHELSKY, L. Dispositivos Eletrônicos e Teoria de Circuitos, Editora Prentice-Hall do Brasil, 6a Edição, 1996; Experiência 8 O Transistor atuando como chave Aluno: Turma: Objetivo Verificar, experimentalmente, a atuação do transistor como chave, em circuitos de inversão e adequação de sinais. Material Utilizado 01 Fonte de alimentação ajustável (0 – 30 V); 02 Multímetros digitais; 03 Resistores de: 1k, 10k e 5.6k (1/8 W); 02 Transistor BC548; 01 Matriz de contatos; 01 Diodo 1N4007 01 Osciloscópio; 01 Gerador de áudio; Procedimento Prático 1 – Meça o valor de ganho do Transistor HFE T1= HFE T2= 2 – Monte o circuito conforme indicado na figura 1. Figura 1 3 – Ajuste o gerador de função em 60 Hz (sinal quadrado) e varie a amplitude a partir de zero, observando através do osciloscópio, para que valor de tensão de entrada, ocorre a saturação do transistor T1. VI 4 – Ajuste o gerador de função em 60 Hz, 8 V pp. Verifique com o osciloscópio e faça os esboços das formas de onda nos coletores dos transistor T1 e T2. 5 – Através de amperímetros meça os valores de corrente em T1 e T2: IBT1 IBT2 IRL Questões 1 – Determine o valor teórico de VI para que ocorra a saturação do transistor T1 no circuito da figura 1 e compare com o valor medido; 2 – Para uma tensão VI quadrada, 60 Hz, 6 V pp e uma tensão de alimentação VCC de 10 V, quais os valores de RB e RC para que o circuito da figura 1, esteja atuando como um circuito inversor? Simulação Fazer a simulação em qualquer um dos simuladores e fazer o relatório comparando os valores calculados. Podendo utilizar o Pspice, multsim, Proteus, etc. Bibliografia · Anotações feitas em sala de aula durante exposição teórica; · BOYLESTAD, R. L & NASHELSKY, L. DispositivosEletrônicos e Teoria de Circuitos, Editora Prentice-Hall do Brasil, 6a Edição, 1996; Experiência 9 O TJB atuando como fonte de corrente Aluno: Turma: Objetivo Verificar, experimentalmente, a atuação do transistor como fonte de corrente, através da variação da resistência de saída, mantendo-se constante o sinal de entrada. Material Utilizado 01 Fonte de alimentação ajustável (0 – 30 V); 02 Multímetros digitais; 03 ( substituir ele no Spice 2N2222 )Resistores de: 1k, 10 k e 5.6k; 02 Transistor BC548; 01 Matriz de contatos; 01 Diodo 1N4007; Procedimento Prático 1 ( obter pelo catálogo em PDF )– Meça o valor de ganho do Transistor HFE T1= 2 ( Corrente constante )– Monte o circuito da figura 1 ( Figura 1 7 – Para os valores de R C indicados na tabela a seguir meça os valores das correntes e tensões: V CE I C I E V CE I C I E V CE I C I E R C = 10 K R C = 5.6 K R C = 1K ) ( 475u ) ( 472u ) ( 14,53 - 4,75 ) ( 9,78 ) ( 472u ) ( 472u ) Questões ( 2 – Utilizando duas fontes independentes para a polarização do circuito da figura 1, para V BB = 10 V, quais os valores de V CE e I C para R C = 1 K e V CC = 10, 15 e 20 V. )1 – Faça os cálculos teóricos das medidas realizadas para o circuito da figura 1 e comente os resultados em relação a atuação do transistor; Simulação Fazer a simulação em qualquer um dos simuladores e fazer o relatório comparando os valores calculados. Podendo utilizar o Pspice, multsim, Proteus, etc. Bibliografia · Anotações feitas em sala de aula durante exposição teórica; · BOYLESTAD, R. L & NASHELSKY, L. Dispositivos Eletrônicos e Teoria de Circuitos, Editora Prentice-Hall do Brasil, 6a Edição, 1996; Experiência 10 O TJB como amplificador de pequenos sinais Aluno: Turma: Objetivo Verificar, experimentalmente, a atuação do transistor em circuitos para amplificação de pequenos sinais senoidais. Material Utilizado 01 Matriz de contatos; 01 Fonte de alimentação ajustável (0 – 30 V); 02 Multímetros digitais; ( 2N2222 nas simulações do SPICE )Resistores: 330 , 5.6 K, 1.2 K; 02 Resistores de 65 ; 02 Transistor: BC548; 02 capacitores eletrolíticos de 1 F; 01 Capacitor eletrolítico de 100 F; 01 Osciloscópio; 01 Gerador de áudio; Procedimento Prático 1 ( obter pelo catálogo )- Meça o valor de ganho do Transistor HFE = = 2 - Monte o circuito conforme indicado na figura 1, com C1= C2 = 1 F, Ce = 100 F, R1 = 5.6 k, R2 = 1.2 k, Re1 = Re2 = 62 , RC = 330 e VCC = 12 V. Figura 1 IC (mA) IE (mA) VB (V) VE (V) VC (V) ( 3 - Com o gerador de função desligado, realize as medidas indicadas na tabela 1 a seguir: ) ( 10,86m ) ( 10,92 ) ( 2,06V ) ( 1,35V ) ( 8,415V ) ( 500mV ) ( 1,0 V )4 - Ajuste o gerador de sinais em 10 kHz e varie a amplitude conforme a tabela a seguir, visualizando as formas der ondas de entrada (gerador de função) e saída (Vo), preenchendo os valores da saída na tabela 2 a seguir. Amplitude de Vi (mV) (osciloscópio) Amplitude de Vo (V) (osciloscópio) 100 200 400 600 Questões 1 - Faça os cálculos teóricos para o circuito da figura 1 e compare com os valores medidos; 2 – No circuito da figura 1, determine os valores dos ganhos de corrente (Ai) e tensão (AV), com a colocação de um capacitor de 10 F em paralelo com RE; 3 – Faça os cálculos teóricos para o circuito da figura 2 e compare com os valores medidos; 4 – No circuito da figura 2, determine os valores dos ganhos de corrente (Ai) e tensão (AV), retirando-se o capacitor Ce do circuito. Simulação Fazer a simulação em qualquer um dos simuladores e fazer o relatório comparando os valores calculados. Podendo utilizar o Pspice, multsim, Proteus, etc. Bibliografia · Anotações feitas em sala de aula durante exposição teórica; · BOYLESTAD, R. L & NASHELSKY, L. Dispositivos Eletrônicos e Teoria de Circuitos, Editora Prentice-Hall do Brasil, 6a Edição, 1996; Experiência 11 O Transistor de Efeito de Campo (JFET) Aluno: Turma: Objetivo Obter, experimentalmente, as curvas característica e de transferência de um Transistor de efeito de campo canal n. Material Utilizado 02 Fontes de alimentação ajustavam (0 –30 V); 02 Multímetros digitais; 01 Resistor de 100; 01 Transistor: BF245A; 01 Matriz de contatos; Procedimento Prático 1 - Monte o circuito conforme indicado na figura 1. Figura 1 2 ( V GS (V) -1,2 -1 -0,8 -0,4 0 I D (mA) )– Ajuste, através da Fonte VDD, o valor da tensão VDS em 10 V e preencha a tabela 1, variando VGS por meio da Fonte VGG. Tabela 1 3 – Para um VDS = 10 V, varie a Fonte VGG, até que ID seja nulo e meça o valor de VGS. VGS (para ID = 0) = 4 - Meça os valores de ID, variando os valores de VDS e VGS, através das Fontes VGG e VDD, conforme a tabela 2. VDS (V) VGS (V) 0,5 1,0 1,5 2,0 4,0 8,0 - 1,2 - 1 -0,8 -0,4 0 Tabela 2 – Valores das correntes ID, com as variações de VDS e VGS Questões 1 – Com base nos dados da Tabela 2, desenhe as curvas características de operação do JFET 245A; 2 – Com base cos dados da Tabela 1, desenhe a curva de transferência do JFET 245A; 3 – Determine os valores de IDSS e VP do JFET 245A. Simulação Fazer a simulação em qualquer um dos simuladores e fazer o relatório comparando os valores calculados. Podendo utilizar o Pspice, multsim, Proteus, etc. Bibliografia · Anotações feitas em sala de aula durante exposição teórica; · BOYLESTAD, R. L & NASHELSKY, L. Dispositivos Eletrônicos e Teoria de Circuitos, Editora Prentice-Hall do Brasil, 6a Edição, 1996; Experiência 12 O Transistor de Efeito de Campo (JFET) Aluno: Turma: Objetivo Verificar, experimentalmente, os tipos de circuitos de polarização de um FET Material Utilizado 02 Fonte de alimentação ajustável; 01 matriz de contato; 01 FET BF 245A; 02 Multímetro; 01 resistor 470 Ω; 01 resistor 680 Ω, 01 resistor 1 kΩ, 01 resistor 1,2 kΩ; 01 resistor 2,2 kΩ, 01 resistor 33 kΩ; 01 resistor 100 kΩ, 01 resistor 1MΩ; Procedimento Prático 1- Na configuração de polarização fixa é aplicada uma tensão constante na porta que polariza reversamente o canal, reduzindo a corrente de dreno, monte o circuito da figura 1 e meça VGS, ID e VD e anote os valores na tabela a seguir: Figura 1 FET CALCULADO MEDIDO ID VD VGS ID VD VGS 1 2 – Autopolarização: monte o circuito da figura 2 e meça os valores de ID, VD e VS. Anote os valores obtidos na tabela abaixo. Figura 2 FET CALCULADO MEDIDO ID VD VS ID VD VS 1 3) Configuração de Polarização com Divisor de Tensão, Monte o circuito da figura 3 e meça os valores de ID, VD e VS. Figura 3 FET CALCULADO MEDIDO ID VD VS ID VD VS 1 Questões 1 – Utilizando os valores de IDSS e o valor de Vp obtido na aula anterior. Calcule os valores de ID, VD e VS para o circuito do item 1 através das equações da teoria (método matemático) e anote os valores obtidos na tabela do item 1. 2 – Utilizando os valores de IDSS e o valor de Vp obtido na aula anterior. Calcule os valores de ID, VD e VS para o circuito do item 2 através das equações da teoria (método matemático) e anote os valores obtidos na tabela do item 2. 3 – Utilizando os valores de IDSS e o valor de Vp obtido na aula anterior. Calcule os valores de ID, VD e VS para o circuito do item 3 (utilizando método gráfico) e anote os valores calculados na tabela item 3. Simulação Fazer a simulação em qualquer um dos simuladores e fazer o relatório comparando os valores calculados. Podendo utilizar o Pspice, multsim, Proteus, etc. Bibliografia · Anotações feitas em sala de aula durante exposição teórica; · BOYLESTAD, R. L & NASHELSKY, L. Dispositivos Eletrônicos e Teoria de Circuitos, Editora Prentice-Hall do Brasil, 6a Edição, 1996; Experiência 13 O AmplificadorNas Configurações: Circuito Inversor e Não Inversor Aluno: Turma: Objetivo Verificar, experimentalmente, a atuação do Amplificador Operacional, nas configurações básicas de circuitos inversor e não inversor. Material Utilizado 01 Fonte simétrica ± 15 V; 01 Gerador de áudio; 01 Osciloscópio; 01 Multímetro digital; 01 CI LM 741; 02 Resistores de 10 kΩ , 01 de 27 kΩ, 01 de 39 kΩ, 01 de 47 kΩ e 01 de 82 kΩ; 01 Matriz de contatos; Alicates, cabos e fios; Procedimento Prático 1 – Monte o circuito, conforme indicado na figura 1. Figura 1 2 - Ajuste o gerador de áudio para uma tensão quadrada de amplitude de 0,5 V em 400 Hz e faça um esboço das tensões de entrada Vi e saída Vo: 3 - Ainda com o gerador de áudio ajustado com amplitude 0,5 V em 400 Hz, preencha os valores da Tabela 01, para os valores indicados de R2. R2(kΩ) 27 39 47 87 Vo (amplitude) [V] Tabela 01 - Valores da tensão Vo com as variações de R2 4 - Monte o circuito conforme indicado na Figura 02. Figura 2 5 - Ajuste o gerador de áudio para uma tensão quadrada de amplitude de 0,5 V em 400 Hz e faça um esboço das tensões de entrada Vi e saída Vo: 6 - Ainda com o gerador de áudio ajustado com amplitude 0,5 V em 400 Hz, preencha os valores da tabela apresentada na Tabela 02, para os valores indicados de R2. R2(kΩ) 27 39 47 87 Vo (amplitude) [V] Tabela 02 - Valores da tensão Vo com as variações de R2 Questões 1 – Realize os cálculos teóricos e compare com os valores obtidos experimentalmente, apresentados nas Tabelas 01 e 02. 2 – Faça um esboço das formas de onda das saídas Vo para os circuitos das Figuras 01 e 02, considerando uma tensão Vi (t) de: a) 1,2 sen (800t); b) 0,8 V; c) - 3 V; d) 8 V Simulação Fazer a simulação em qualquer um dos simuladores e fazer o relatório comparando os valores calculados. Podendo utilizar o Pspice, multsim, Proteus, etc. Bibliografia · Anotações feitas em sala de aula durante exposição teórica; · BOYLESTAD, R. L & NASHELSKY, L. Dispositivos Eletrônicos e Teoria de Circuitos, Editora Prentice-Hall do Brasil, 6a Edição, 1996; Experiência 14 O Amplificador Operacional nas configurações: Circuito Somador e Circuito subtrator Aluno: Turma: Objetivo Verificar, experimentalmente, a atuação. do. Amplificador Operacional, nas configurações básicas de circuitos somador e subtrator. Material Utilizado 01 Fonte simétrica ± 15 V; 01 Gerador de áudio; 01 Osciloscópio; 01 Multímetro digital; 02 CI LM 741; 03 Resistores de 10 kΩ; 03 Resistor de 100 kΩ; 03 de 47 kΩ; 02 de 33 kΩ e 02 de 68 kΩ; 01 de 82 kΩ; 01 Matriz de contatos; Alicates, cabos e fios; Procedimento Prático 1 – Monte o circuito, conforme indicado na figura 1. Figura 1 2 - Ajuste o. gerador de áudio para uma tensão quadrada de amplitude de 0,5 V em 400 Hz e faça um esboço das tensões de entrada V1 e saída Vo: 3 - Ainda com o gerador de áudio ajustado com amplitude 0,5 V em 400 Hz, preencha os valores da Tabela 01, para os valores indicados de R2. R2(kΩ) 33 47 68 82 Vo (amplitude) [V] Tabela 01 - Valores da tensão Vo com as variações de R1 4 - Monte o circuito conforme indicado na Figura 02. Figura 2 5 - Com um multímetro, meça os valores das tensões indicadas na Tabela 02: V1 V2 V3 V4 Vo Tabela 02 - Valores das tensões 6 - Retire o resistor R1 do circuito da Figura 02 e meça os valores das tensões indicadas na Tabela 03 para diferentes valores de R1: R1 (kΩ) V3 V4 Vo 33 47 68 82 Tabela 03 - Valores da tensão Vo com as variações de R2 Questões 1 – Realize os cálculos teóricos e compare com os valores obtidos experimentalmente, apresentados nas Tabelas 1 e 2. 2 – Faça um esboço das formas de onda das saídas Vo para os circuitos das Figuras 01 e 02, considerando uma tensão Vi (t) de: a) 1,2 sen (800t); b) 0,8 V; c) - 3 V; d) 8 V 3 – Com base nos valores apresentados na Tabela 03, determine o comportamento funcional do Amplificador Operacional. Simulação Fazer a simulação em qualquer um dos simuladores e fazer o relatório comparando os valores calculados. Podendo utilizar o Pspice, multsim, Proteus, etc. Bibliografia · Anotações feitas em sala de aula durante exposição teórica; · BOYLESTAD, R. L & NASHELSKY, L. Dispositivos Eletrônicos e Teoria de Circuitos, Editora Prentice-Hall do Brasil, 6a Edição, 1996; ANEXO Estrutura do Relatório: Capa: Contendo a identificação do Local (UCG), da disciplina (Eletrônica Geral), título da experiência, autor e data da realização. 1 – Introdução 1.1 – Objetivos da experiência; 1.2 – Resumo teórico 2 – Desenvolvimento 2.1 – Material utilizado; 2.2 – Procedimento; 2.3 – Resultados e análises 3 – Conclusão 1a LISTA DE EXERCÍCIOS Referência: Capítulo 1 e 2 1) Explique como são obtidos os semicondutores extrínsecos tipo N e tipo P. 2) Para o circuito abaixo, verificou-se que para uma tensão, sobre o diodo de 1,2 V uma corrente de aproximadamente 30 mA. a) Considerando o diodo ideal, para um valor de R de 500 , quais são os valores de corrente e potência estabelecidos no resistor R? (24 mA e 28 mW) b) Repita o item a) para a 2a e 3a aproximação; ( 22.6 mA e 255 mW; 20 mA e 200 mW) c) Se a fonte tivesse seus terminais invertidos, qual o valor da corrente? Por que? (Id = 0) 3) Utilizando a 2a aproximação, para o circuito a seguir, com R1 = 500 , R2 = 400 e R3 = 300 determine: a) A corrente e a potência nos resistores R1, R2 e R3;(10.3 mA e 53.4 mW; 10.3 mA e 40 mW) b) O valor das tensões nos diodos D1 e D2. (- 4.85 V; 0.7 V) c) Repita as letras a) e b) para uma fonte de 12 V no sentido contrário. ( a) 14 mA e 100 mW; 0 e 0; 14 mA e 59 mW; b) 0.7 V e – 4.94 V) 4) Considerando os diodos ideais, R1 =500 e R2 = 200 , para o circuito a seguir: a) Qual é o valor das correntes nos resistores R1 e R2? (20 mA, 50 mA) b) Se o sentido da fonte fosse invertido qual o valor da potência dissipada nos resistores? (0.2 W; 0) c) Repita os itens a) e b), considerando a 2a aproximação para os diodos. ( a) 17.2 mA e 46,5 mA; b) 148 mW e 0) 11 ) Para o circuito representado a seguir, com VZ = 12 V, RS = 200 e RL = 2 K: a) Qual é o valor mínimo de VS para que o diodo Zener esteja atuando como regulador de tensão? (13.2 V) b) Para uma tensão VS = 40 V, qual o valor da corrente no diodo Zener? (134 mA) c) Para uma tensão VS = 10 V, qual o valor de corrente na carga RL? (4.54 mA) 2a LISTA DE EXERCÍCIOS Referência: Capítulo 1 e 2 1) Para um retificador de meia onda, alimentando uma carga RL = 150 , através de um transformador com 500 espiras no primário e 20 espiras no secundário, para uma tensão no primário do transformador v(t) = 300 sen 500 t: a) Desenhe o circuito que representa o sistema; b) Qual é o valor da tensão média na carga RL? (3.81 V) c) Faça um esboço das formas de onda de tensão e corrente na carga RL; d) Qual o valor mínimo de tensão em RL com colocação de um capacitor C = 1000 F? (10.66 V) e) Qual o valor da corrente em RL, com a ligação do capacitor? (44.5 mA) 2) Para um retificador de onda completa, alimentando uma carga RL = 10 , através de um transformador com uma tensão no primário v(t) = 300 sen 500 t: a) Desenhe o circuito que representa o sistema; b) Qual o valor da relação de transformação (N1/N2), para que uma corrente média de aproximadamente 190 mA seja estabelecida na carga? (50) c) Faça um esboço das formas de onda de tensão e corrente na carga; d) Quais as especificações dos diodos? (TPI 6 V e Id 95 mA) 3) Para um retificador em ponte, alimentado por um transformador com relação de transformação N1/N2 = 10 e tensão no primário de 220 V (60Hz). a) Qual o valor da carga RL para que uma potência média de 1.566 W seja dissipada? (250 ) b) Qual o valor de oscilação na tensão em RL com a colocação de um capacitor, em paralelo, no valor de C = 500 F? (2.1 V) c) Qual o valor da potência dissipada em RL, após a ligação do capacitor? (3.62 W) d) Qual é, em graus, o ângulo de condução dos diodos? (21.24o) 4) Para um retificadorem ponte alimentando uma carga RL = 200 , através de um transformador com N1/ N2 = 10, com tensão no primário igual a v(t) = 200 sen (400t): a) Qual o valor da corrente média na carga? (63.6 mA) b) Que valor de capacitor deve ser ligado em paralelo a RL, para que a potência média na carga seja de 1.85 W? (513 F) c) Faça um esboço das formas de onda de tensão em RL, sem e com o capacitor. d) Qual o valor da corrente média na carga se um capacitor de 100 F fosse, ligado em paralelo ao primeiro capacitor? (97 mA) 5) Repita o exercício anterior, para um retificador de meia onda. ( a) 31.8 mA; b) 1027 F; c) 96.5 mA) 3a LISTA DE EXERCÍCIOS Referência: Capítulo 3 e 4 1) Para o circuito abaixo, com: CC é igual a 300, VBB = 10 V, VCC = 15 V, RB = 500 K e RC = 620 , determine: a) o valor da corrente na base; (18 A) b) o valor da tensão entre coletor e emissor; (11,54 V) c) o valor da potência dissipada no transistor. (64 mW) 2) Projete o circuito de polarização para o transistor do exercício anterior, de modo que se tenha VBB = 5 V, VCC = 10 V, VCE = 7.5 V e IC = 10 mA. (RB = 129 K e RC = 250 ) 3) Para o circuito a seguir, sabendo que: VBB= 5 V, VCC= 10V, RE = 15 K e RC = 2K . a) Desenhe a reta de carga para a operação do transistor; (ICS = 0,59 mA e VCE = 10 V) b) Qual o ponto de operação para VCC= 15 V? (IC = 0,29 mA e VCE = 5,13 V) 4) Para o circuito apresentado no exercício 1, substitua a fonte VBB por um gerador de sinal que forneça periodicamente: 0 < t < T/2 V = 10V e T/2 < t < T V = 0. a) Se RB = 10 K , qual o menor valor de RC para que o transistor esteja atuando como um circuito inversor? (53,76 ) b) Se CC é igual a 80, qual o ponto de operação no período de 0 < t < T/2, para um valor de RC = 100 ? (17,4 mA e 7,56 V) c) Para as condições da letra b), qual o menor valor de VBB, que garante a saturação forte de transistor? (19,45 V) 5) Para o circuito a seguir, com VCC = 18 V, R1 = 39 K, R2= 8.2 K, Rc = 3.3 K e Re = 1 K, CC é igual a 120, determine: a) A corrente no coletor; (2,43 mA) b) A tensão VCE; (5,25 V) c) IB, VE e VB (20 A, 2,43 V e 3,13 V) 6) Para o circuito a seguir, com VCC = 16 V, RB=470 K, RE= 0.51 K, RC = 3.6 K, CC é igual a 120, determine: a) IB; (15,87 A) b) IC; (1,9 mA) c) VC. (9,14 V) 7) Para o circuito abaixo, considere: CC = 200, VBB = 10 V, VCC = 10V, RB = 220 K e RC = 620 : a ) Desenhe a reta de carga para o circuito e determine o ponto de operação do transistor; (ICS = 16 mA e VCE = 10 V; IC = 8,45 mA e VCE = 4,76 V) b) Para um valor de VBB = 5 V, qual é o valor máximo de RB, para que o transistor esteja operando na região de saturação? (53,35 K) c) Projete um circuito para: VCE= 6 V e IC = 8 mA. (RC = 500 e RB = 232,5 K) 8) Para o circuito a seguir, considere os valores de VCC=10 V, R1 = 18 K, R2= 3 K, RC = 3.3 K e Re = 1 K, CC é igual a 150, determine: a) O valor da tensão no coletor; (7,59 V) b) O ponto de operação para RC = 1 K. (IC = 0,73 mA e VCE = 8,54 V) 9) Para o circuito abaixo, com: CC é igual a 200, VBB = 10 V, VCC = 5 V, RB = 600 K e RC = 520 , determine: a) valor da corrente na base; (15,5 A) b) desenhe a reta de carga para o transistor; (ICS = 9,6 mA e VCE = 5 V) c) determine o ponto de operação do transistor; IC = 3,1 mA e VCE = 3,39 V d) Projete um circuito de polarização para que se tenha VBB = 5 V, RC = 550 , VCE = 3.5 V e IC = 10 mA. (VCC = 9 V e RB = 86 K). 4a LISTA DE EXERCÍCIOS Referência: Capítulo 7 e 8 1 - Para o circuito a seguir com: = 100, r0 = 50 K e Vi = 0.02 sen (377t): a) Qual o valor eficaz da tensão de saída (Vo)? (3.74 V) b) Qual é o erro percentual no valor do ganho de corrente se considerar ro = ? (5.67%) 2 - Para os circuitos a seguir, determine os valores de Zi, Zo, AV e Ai (demonstre!) Zi = 19.61 Z0 = 5 K AV = 250 Ai = - 1 Zi = 59.34 K Z0 = 2.2 K AV = - 3.89 Ai = 104.92 Zi = 132.72 K Z0 = 12.56 AV = 0.996 Ai = - 39.67 5a LISTA DE EXERCÍCIOS Referência: Capítulo 5 e 6 1 - Faça o esboço da curva de transferência de um JFET de canal P, para: IDSS = 4 mA e VP = 3 V 2 - Para o circuito apresentado na figura a seguir, determine o ponto de operação e o valor de VDS para JFET se: IDSS= 12 mA, VP = - 4V, RD = 1.2 K, RG = 1 M, VDD=12 V e VGG = 1.5 V. (4.69 mA; -1.5 V, 6.37 V) 3 - Faça o esboço da curva característica e da equação do circuito, determinando matematicamente o ponto de operação do JFET, apresentado a seguir, se IDSS = 8 mA, VP = - 6V, RD = 3.3 K, RG = 1 M e VDD = 20 V: a) para RS = 100 ; (6.4 mA, - 0.64 V) b) para RS = 10 K. (0.46 mA, - 4.6 V) 4 - Para o circuito a seguir, com IDSS = 10 mA, VP = - 3.5 V, RD = 2.2 K, RS = 0.51 K, R1 = 910 K, R2 = 110 K e VDD = 20 V, determine o ponto de operação do JFET.(5.8 mA, - 0.58 V) 6 - LISTA DE EXERCÍCIOS Referência: capítulos 13 e 14 1 - Faça os exercícios 3, 7 e 10 do item 13.4 do Livro Boylestad. 2 - Faça os exercícios 2 e 7 do item 14.1 do Livro Boylestad.
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