Electrónica 2

Código:

EEC0027

Sigla:

ELEC2

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Electrónica e Sistemas Digitais

Ocorrência: 2012/2013 - 1S

Ativa?	Sim
Página Web:	https://moodle.fe.up.pt/1011/course/view.php?id=28
Unidade Responsável:	Departamento de Engenharia Eletrotécnica e de Computadores
Curso/CE Responsável:	Mestrado Integrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MIEEC	95	Plano de estudos de Transição a partir de 2010/11	3	-	8	87	216
		Plano de estudos oficial	3	-	8	87	216

Língua de trabalho

Português

Objetivos

Um primeiro objectivo da disciplina, na continuação de Electrónica I em que um vasto leque de matérias foi coberto de modo relativamente superficial, é a análise e projeto, de modo aprofundado, de amplificadores integrados multi-andar de banda larga, quer com tecnologia bipolar quer com tecnologia MOSFET. São tratadas em detalhe, nomeadamente, as questões do funcionamento na frequência. A realimentação, suas topologias básicas, características e problemas, análise das questões de estabilidade e compensação são também aprofundadas. O domínio dos circuitos lineares é ainda completado com o estudo de osciladores sinusoidais, princípio de funcionamento, configurações, estabilidade, etc.
Na sequência deste estudo e passando a uma introdução à electrónica dos circuitos digitais, os alunos estudam os multivibradores (astáveis, monoestáveis e biestáveis—neste caso, com particular ênfase em comparadores e na configuração de “Schmitt-trigger”). Esta formação ampla é adequada para o prosseguimento de estudos quer no âmbito dos circuitos lineares e VLSI analógico e digital, quer com vista às aplicações em telecomunicações.

Programa

1. Blocos Básicos de Amplificadores Integrados

A célula básica de ganho
Cascode
Polarização de circuitos: fontes e espelhos de corrente
Espelhos de corrente com prestação melhorada
Pares de transístores com funções especiais
Comparação entre transístores MOSFET e BJT
2. Amplificadores Diferenciais e Multi-Andar
O par diferencial MOS e operação com pequenos sinais
O par diferencial com BJT
Caraterísticas não ideais do amplificador diferencial
O diferencial com carga ativa
Amplificadores multi-andar
3. Andares de Saída
Classificação de andares de saída
Andares de saída em classe A, B e AB
Polarização de circuitos em classe AB
Exemplos de andares de saída (MOS e BJT) em classe AB
4. Resposta em Frequência
Resposta de amplificadores em EC e FC às baixas frequências (BF)
Capacidades internas e modelo de MOS e BJT às altas frequências (AF)
Reposta às AF de EC e FC
Resposta às AF de
PC, BC e Cascode
Seguidores de fonte e de emissor
Amplificadores diferenciais
Configurações de banda larga e resposta às AF de amplificadores multi-andar.
5. Realimentação
Estrutura geral de realimentação
Propriedades da realimentação negativa
As 4 topologias básicas de realimentação
Amplificador de tensão (Série-Paralelo)
Amplificador de transcondutância (Série-Série)
Amplificador de Transresistência (Paralelo-Paralelo)
Amplificador de corrente (Paralelo-Série)
Métodos de análise de circuitos realimentados e ganho da malha
Estabilidade de circuitos realimentados
Efeito da realimentação na localização dos pólos
Análise da estabilidade usando diagramas de Bode
Compensação em frequência
6. Circuitos Amplificadores Operacionais
AmpOp MOS com dois andares
AmpOp MOS com cascode complementar
O AmpOp 741
Análise para pequenos sinais
Resposta na frequência e “slew rate”
Desenho moderno de AmpOp com BJT
7. Circuitos Geradores de Sinal e de Formas de Onda Especiais
Princípios básicos dos osciladores sinusoidais
Circuitos de osciladores com RC, LC e Cristal
Multivibradores biestáveis, monoestáveis e astáveis
Circuitos integrados de temporização.

Bibliografia Obrigatória

Sedra, adel S., Smith, Keneth C.; Microelectronic Circuits, 6th Ed., Oxford University Press, 2011. ISBN: 978-019-973851-9

Observações Bibliográficas

A utilização de edições anteriores requer alguma adaptação de conteúdos (apenas um pouco), mas principalmente deverá tomar atenção à ordem dos assuntos que em várias situações surgem organizados de uma forma
diferente.

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas Teóricas de exposição dos assuntos a tratar com exemplos práticos ilustrativos, intercaladas com aulas de demonstração de técnicas de análise e síntese de circuitos e resolução de problemas.
Aulas de Prática Laboratorial (em cada semana, 2h acompanhadas por um docente mais duas horas de trabalho autónomo) onde serão levados a cabo trabalhos de uma relativa complexidade quer na área dos amplificadores lineares (projecto—com base numa configuração fornecida—, análise teórica, simulação, montagem e teste prático).
Na aula laboratorial acompanhada, a primeira hora é para ver a funcionar e tirar dúvidas sobre o trabalho do guião iniciado na aula de trabalho autónomo, a que se segue meia hora para responder a uma pergunta sobre esse trabalho e a meia hora final para apresentar e discutir o trabalho seguinte.

Software

MultiSIm

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Peso (%)	Data Conclusão
Participação presencial (estimativa)	Participação presencial	70,00
	Total:	-	0,00

Obtenção de frequência

A nota final da disciplina é feita pela média pesada associada a:
i) Componente laboratorial (30%) - L
• Participação e desempenho nas aulas práticas laboratoriais (50%), resultados de uma pergunta feita ao grupo, em cada aula, sobre os trabalho realizado no trabalho autónomo e discutido na primeira hora da aula.
• Esta parcela da avaliação é obrigatória para todos os alunos, podendo o caso dos trabalhadores estudantes e outros alunos de regime especial ser objecto de análise específica ;
• Esta parcela da avaliação manter-se-á para os anos subsequentes e constará de uma pauta de frequência a ser afixada antes do período de exames, devendo os alunos que queiram voltar a frequentar os laboratórios solicitá-lo ao docente responsável pela disciplina.
• Esta parcela da avaliação terá, cada vez que o aluno se apresentar a exame final, o seu valor limitado superiormente à classificação desse exame mais 4 valores (em 20).
ii) Dois minitestes a efectuar durante o período de aulas teóricas, o primeiro entre a 5ª e a 6ª semana e o segundo entre a 9ª e a 10ª, com o peso de 10% cada um. - M
iii) Exame final com o peso entre 50% e 70%. - E
• Para os alunos ordinários em primeira inscrição, o peso do exame será, em geral, de 50%;
• Se algum aluno nestas condições faltar a um miniteste com uma justificação aceite pelo docente responsável pela disciplina, o exame terá um peso de 60% na nota final;
• Para os alunos em regime especial ou os alunos ordinários com falta justificada aos dois minitestes ou então que já tenham obtido frequência à disciplina e não tenham solicitado expressamente o acesso aos minitestes, o seu peso será de 70%.
Observações:
• A frequência da parte laboratorial é obrigatória, conforme expresso acima, e sujeita à legislação no tocante ao número máximo de faltas admissível.
• A justificação de uma falta não a elimina da contagem para efeito de aproveitamento, devendo os alunos repetir os trabalhos respectivos numa outra aula ou em tempo extra curricular, desde que autorizado pelo docente e acompanhado pelo técnico responsável pelos laboratórios.
• O acesso ao exame final exige um mínimo de 8 valores (em 20) na componente laboratorial.
• A componente de avaliação distribuída (laboratorial e minitestes) mantém o seu valor quer para o exame normal quer para o de recurso.
• Em caso de melhoria de nota, se realizada no mesmo ano, as regras são as mesmas que vigoram para o recurso; se noutro ano, a nota de frequência (laboratório) do ano em que fez a disciplina volta a contar com o peso de 30%, sendo os restantes 70% atribuídos ao exame.

Fórmula de cálculo da classificação final

Sendo L1=min (L, E-4)
1. Alunos ordinários ou alunos de regime especial que o solicitem: 0,5*E+0,3*L1+0,2*M
2. Alunos com falta justificada a um dos minitestes: 0,6*E+0,3*L1+0,1*M
3. Alunos ordinários com falta justificada aos dois minitestes: 0,7*E+0,3*L1

Provas e trabalhos especiais

nenhum.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

0,7*E+0,3*L

Melhoria de classificação

1. Classificação final: repetição do exame
2. Classificação distribuída: repetição da frequência dos laboratórios

Observações

Haverá uma instanciação da disciplina no MOODLE, em que constarão informações actualizadas e que os alunos devem consultar com regularidade, sendo que a informação aí contida é considerada informação que os alunos devem, obrigatoriamente, possuir.