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1
Eletrônica Básica EE530
Prof. Gustavo FraidenraichFEEC - Unicamp
EE530
Monitor – Giovanni Sena
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
4
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)
7
Indústria de Semicondutores no Brasil
CCS (Centro de Componentes Semicondutores)- Unicamphttp://www.ccs.unicamp.br/
Capítulo 1 - Introdução Sinal
8
Espectro de Frequências Sinais Analógicos e Digitais
Sinais Digitais Conversor A/D
9
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
11
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