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Eletrônica Básica EE530

Prof. Gustavo FraidenraichFEEC - Unicamp

EE530

Monitor – Giovanni Sena

giovsena@gmail.com

Webpage –www.decom.fee.unicamp.br/~gf/courses

CronogramaMês Dias N° de Aulas

Agosto 17,19,24,26,31 5

Setembro 2,9,14,16,21,23,28,30 8

Outubro 5,7,14,19,21,26 6

Novembro 4,9,11,16,18,23,25,30 8

Dezembro 2,7,9 3

• Provas

Critérios de Avaliação

Exame – 21 de dezembro

Critérios de Avaliação

Aprovado52

exame

senão

2P máxima Nota

Aprovado5

i

5

1

→≥+

=

→≥=∑=

M

PMi

i

Listas de Exercícios

2

Bibliografia

Bibliografia utilizada

1) R. Boylestad e L. Nashelsky, “Dispositivos Eletrônicos e teoria de circuitos” (2004).

2) B. Razavi, “Fundamental of Microelectronics”. (2008)3) Sedra e Smith, Microeletrônica (2007)4)Gray, Hurst, Lewis e Meyer, “Analysis and Design of Analog Integrated Circuits” (2001)

Dificuldade!

Cursos de Eletrônica - FEEC

EE530Eletrônica Básica I

EE640Eletrônica Básica II

EE610Eletrônica Digital I

EE833Eletrônica de Potência

EE531Lab. Eletrônica Básica I

EE641Lab. Eletrônica Básica II

EE609Lab. Eletrônica Digital

EE640

• Projeto de amplificadores com BJT. • Estrutura dos amplificadores operacionais.• Resposta em freqüência de amplificadores.• Circuitos quasi-lineares. • Circuitos não-lineares. • Dispositivos de aplicação específica. • Filtros ativos.

EE610

Pulsos e circuitos de temporização.

Circuitos lógicos-digitais.

Circuitos Integrados Digitais.

Dispositivos Lógicos Programáveis-PLDs

3

EE833

Diodos de potência.

Retificadores.

Tiristores.

Retificadores controlados.

Controladores de tensão AC.

Transistores de potência.

Retalhadores DC.

Inversores.

Controle de Motores DC.

Controle de Motores AC.

Experimentos

Ementa da Disciplina – EE530

Introdução à Microeletrônica(Cap. 1)

Física dos semicondutores (Cap. 2)

Circuitos com diodos (Cap. 3)

Física dos transistores Bipolares (Cap. 4)

Amplificadores com Bipolares (BJT) (Cap. 5)

Física dos transistores MOS (Cap. 6)

Amplificadores CMOS (Cap. 7)

Amplificadores operacionais (Cap. 8)

Amplificadores de Potência (Cap. 13)

Ementa Detalhada

Documento do

Microsoft Word

Comentários Gerais

Dificuldade da Disciplina Circuitos

Análise não linear

Equivalente Norton e Thevenin

Volume de matéria

Uso do software Pspice (Simulation Program forIntegrated Circuits Emphasis)

Visita ao CCS

Aula: Powerpoint x Lousa

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Passado, presente e Futuroda eletrônica Primeiro Transistor

Evolução... Evolução ...

Número: 410 106

Intel faz pesquisa em 22nm! Tamanho do átomo = 10nm

5

Visão 3D do MOSFETLei de Moore

Ciclo da Indústria de Semicondutores Digital X Analógico

Aproximadamente 80% dos circuitos são digitais.

Analógico perde Terreno Computação

Instrumentação

Sistemas de Controle

Telecomunicações

Eletrônica de consumo

6

...analógico continua vivo

Amplificadores de sinais muito fracos

Sensores

Conversores A/D e D/A

Comunicação RF

Amplificadores de alta freqüências

Eletrônica de Potência

Eletrônica DigitalTransistor opera como chave

Eletrônica AnalógicaTransistor opera como amplificador

Digital X Analógico

Níveis de abstração do projeto

Mercado de Trabalho na região

Indústria automotiva;

Indústria de controle;

Indústria de eletroeletrônicos ;

Telecomunicações;

Fábrica de Chips no Brasil

Ceitec (http://www.ceitecmicrossistemas.org.br)

Projetos Analógicos (elementos discretos)

Projetos digitais (milhões de transistores)

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Indústria de Semicondutores no Brasil

CCS (Centro de Componentes Semicondutores)- Unicamphttp://www.ccs.unicamp.br/

Capítulo 1 - Introdução Sinal

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Espectro de Frequências Sinais Analógicos e Digitais

Sinais Digitais Conversor A/D

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CH1 Why Microelectronics? 33

Exemplo: Cellular Technology

An important example of microelectronics.

Microelectronics exist in black boxes that process the received and transmitted voice signals.

CH1 Why Microelectronics? 34

Frequency Up-conversion

Voice is “up-converted” by multiplying two sinusoids.

When multiplying two sinusoids in time domain, their spectra are convolved in frequency domain.

CH1 Why Microelectronics? 35

Transmitter

Two frequencies are multiplied and radiated by an antenna in (a).

A power amplifier is added in (b) to boost the signal.

CH1 Why Microelectronics? 36

Receiver

High frequency is translated to DC by multiplying by fC.

A low-noise amplifier is needed for signal boosting without excessive noise.

10

Exemplo: Câmera Digital

6.25 milhões de pixels= 2500 x 2500

Exemplo de Sinal: Câmera Digital

Símbolo - Amplificador Amplificador Linear

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Amplificador com duas fontes de tensão cc

Saturação do Amplificador

v

I

v A

Lv

A

L +− ≤≤

Condição de não saturação

Amplificador com apenas uma fonte de alimentação

Ponto de operação

Saturação

Ganhos

ppiv

I

Op

I

OI

vv

I

Ov

AdBAAAP

PA

i

iA

AdBAv

vA

10

10

log10)(dBem

log20)(dBem

===

=

==

12

Exemplo

Um celular recebe um sinal de 20µV, mas deve fornecer ao alto-falante uma tensão de 50 mV. Calcule o ganho de tensão em dB

( ) dBV

mVdBAv 68

20

50log20

Resposta

10 ≈=µ

Amplificador de Tensão

Ganho em circuitoaberto Avo

Ganho em circuitoFechado= Av

OL

L

SI

Ivo

S

Ov

RR

R

RR

RA

v

vA

++==

i

ovo

v

vA =

Situação ideal: Ri muito grande Ro muito pequeno

Exemplo 1.11

Um transdutor com 1 V rms de tensão e resistência de 1 MΩ é utilizado para acionar uma carga de 10Ω.

Se conectado diretamente, que tensão e que nível de potência serão fornecidos à carga? Se um amplificador isolador (buffer) de ganho unitário (Avo=1) com resistência de entrada de 1 MΩ e resistência de saída de 10Ω for inserido entre a fonte e a carga, quais serão os novos níveis de tensão e de potência na saída? Calcule o ganho de tensão da fonte até a carga.

Amplificador em cascata

Alta resistênciade entrada

Alto ganho detensão

Baixa resistênciade saída

Ω=

=

MR

VVA

i

v

10

/9.91VVA

v/9.902 =

Ω=

=

10

/909.03

o

v

R

VVA

13

Os quatro modelos de amplificadores