Electrónica 2

Código:

EEC0027

Sigla:

ELEC2

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Electrónica e Sistemas Digitais

Ocorrência: 2008/2009 - 1S

Ativa?	Sim
Página Web:	http://moodle.fe.up.pt/0809/course/view.php?id=434
Unidade Responsável:	Electrónica e Sistemas Digitais
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	109	Plano de estudos oficial a partir de 2006/07	3	-	8	87	213
		Plano de estudos oficial a partir de 2007/08	3	-	8	87	213
		Plano para alunos que em 2006 estiveram no 3º ano	3	-	8	87	213
		Plano para alunos que em 2006 estiveram no 5º ano	3	-	8	87	213
		Plano para alunos que em 2006 estiveram no 4º ano	3	-	8	87	213

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 o estudo aprofundado de amplificadores de sinal multi-andar de banda larga, quer com tecnologia bipolar quer com tecnologia MOSFET e com vista à análise e projecto de circuitos discretos e integrados. São tratadas em detalhe, nomeadamente, as questões do funcionamento na frequência e são abordadas os problemas associados ao ruído em circuitos electrónicos. A realimentação, suas 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

I Resposta em frequência
1. Capacidades internas dos transístores MOS e bipolares
2. Configurações emissor comum e fonte comum
3. Configurações base comum e porta comum
4. Configurações emissor comum e fonte comum com resistência de emissor/fonte
5. Seguidor de emissor e seguidor de fonte
II Filosofia de projecto de CI
1. Comparação entre MOSFETs e BJTs
2. Polarização: fontes de corrente e espelhos de corrente
3. Os pares diferenciais MOS e BJT
4. Características não ideais do amplificador diferencial
5. O amplificador Cascode
6. Cargas activas
7. Algumas configurações relevantes com pares de transístores
8. Espelhos de corrente mais elaborados
III Andares de saída
1. Classificação de andares
2. Classes A, B e AB para os andares de saída
3. Polarização do circuito classe AB
IV Realimentação
1. Estrutura geral da realimentação
2. As 4 topologias de realimentação
3. Amplificadores realimentados série-paralelo e série-série
4. Amplificadores realimentados paralelo-paralelo e paralelo-série
5. Estabilidade
6. Efeito da realimentação na colocação dos pólos do circuito
7. Compensação de frequência
8. Amplificadores multiandar
9. Amp CMOS de dois andares
10. Amp CMOS com cascode complementar
V O circuito do OpAmp 741
1. Análise para DC e pequenos sinais do 741
2. Ganho, resposta em frequência e taxa máxima de variação do 741
VI Osciladores
1. Princípios básicos dos osciladores sinusoidais
2. Osciladores RC com OpAmps
3. Osciladores LC e de Cristal
4. Multivibradores Biestáveis
5. “Schmitt trigger”
6. Osciladores mono e astáveis

Bibliografia Obrigatória

Sedra, Adel S.; Microelectronic circuits. ISBN: 0-19-514252-7

Observações Bibliográficas

Apontamentos sobre Amplificadores Diferenciais e Multiandar da autoria de Franclim Ferreira, Pedro Guedes de Oliveira e Vítor Tavares, que podem ser encontrados em http://paginas.fe.up.pt/~fff/eBook/ADM/ADM.html

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas Teóricas de exposição dos assuntos a tratar com (muitos) 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).

Software

Mathlab
Mathlab
Electronics Workbench

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Peso (%)	Data Conclusão
Aulas da disciplina (estimativa)	Participação presencial	85,00
Miniteste 1	Exame	1,50		2008-10-15
Miniteste 2	Exame	1,50		2008-11-19
Avaliação prática 1	Exame	1,00		2008-11-27
Avaliação prática 2	Exame	1,00		2008-12-18
	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 (20%), resultados em duas provas práticas (25% cada uma) sobre os trabalhos com interrogatório oral, feito ao grupo, uma, decorrente do 1º projecto, feita sensivelmente a meio do semestre, e outra na última semana e, em terceiro lugar, o conteúdo dos relatórios dos trabalhos, de acordo com o apresentado nas aulas (30%).
• 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 com vista a garantir lugar numa turma em horário adequado;
• 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 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 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 L=min (L, E-4)
1. Alunos ordinários ou alunos de regime especial que o solicitem: 0,5*E+0,3*L+0,2*M
2. Alunos com falta justificada a um dos minitestes: 0,6*E+0,3*L+0,1*M
3. Alunos de regime especial ou alunos ordinários já com frequência ou ainda alunos com falta justificada aos dois minitestes: 0,7*E+0,3*L

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.