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Circuitos Electrónicos Básicos 2

Circuitos Electrónicos Básicos

Jorge Fernandes

Instituto Superior TécnicoLicenciatura em Engenharia Electrónica

3º ano, 1º semestre2005-2006


Introdução

• 1901: G. Marconi - primeira comunição via rádio transatlântica.

• 1939: Russell descobre acidentalmente a junção P-N

• 1945-1948: Bill Shockley et al. (Bell Labs) inventaram o transistor.

• 1948: Claude Shannon (Bell Labs)- teoria da Informação.

• 1958: Jack Kilby (Texas Instruments) 1959 Robert Noyce (Fairchild Semiconductor) inventam, independentemente, o primeiro circuito integrado.

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Actualmente:Bolachas (Wafers) com 300mm

Digitais:40 Mtransistores µP, 2GHz–50W

chips, Centenas de pinosAnalógicos:>20GHz – RF -Telecomunicações

Serve de suporte a todas as áreas:Telecomunicações;Computadores;Robótica;Electrónica de Consumo;Controlo….

Introdução


Lei de Moore:

Duplicar o número de transistores a cada 1.5 anos

Introdução

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Introdução


Test board550µm

800µm

4.9 cm

4.2 cm

•Soft Gold

•Roger Substrate

•Chip on board with bonding

•SMA Connectors

•Coupling Capacitors

•Potentiometer

Introdução

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Introdução


Introdução

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Antes de saber projectar circuitos complexos é preciso aprender os

circuitos básicos!

Circuitos Electrónicos Básicos

... nesta disciplina são estudados circuitos electrónicos elementares, analógicos e digitais,

com transistores MOS e com transistores bipolares.

Introdução


Tópicos:• Conceitos de: dispositivo, circuito e sistema;

modelo, domínio de validade e hierarquia. • Circuitos com Díodo de Junção• Transistor como Dispositivo Electrónico

Básico: Transistores MOS e Bipolares • Circuitos Digitais Básicos Combinatórios MOS• Circuitos Analógicos Básicos de Amplificação

Linear MOS e Bipolares• Amplificadores

Programa da Disciplina

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A. S. Sedra and K. C. Smith, "Microelectronic Circuits" (4th edition), Oxford University Press, 1997.

M.M.Silva, "Circuitos com Transistores Bipolarese MOS", Fundação C. Gulbenkian, 1999.

J.Fernandes, “Circuitos Electrónicos Básicos”,Colecção de Transparências disponível na Internet

M.M. Silva, "Introdução aos Circuitos Eléctricos e Electrónicos" (2ª edição), Fundação C.Gulbenkian, 2001.

Elementos de Estudo


• G.W. Roberts, A.S. Sedra, "SPICE" (2nd edition) Oxford University Press, 1997.

• P. R. Gray, P.J. Hurst, S.H. Lewis, R. G. Meyer, "Analysis and Design of Analog Integrated Circuits" (4th edition), Wiley, 2001.

• J. M. Rabaey, "Digital Integrated Circuits: A Design Perspective", Prentice-Hall, 1996.

• K. Martin, "Digital Integrated Circuit Design", Oxford University Press, 2000.

• D. A. Johns, K. Martin, "Analog Integrated Circuit Design", Wiley, 1997.

Bibliografia Complementar

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Início das AulasAulas Teóricas ______ 13 de Setembro de 2005Aulas Laboratório ____ 15 de Setembro de 2005

DocenteProf. Jorge Fernandes tel.213100327 [email protected]

HorárioAulas Teóricas: 3ª feira, 9h30-11h00, Sala1.2

5ª feira, 9h00-10h30, Sala1.2Aulas Laboratório: 5ª feira, 10h30-12h30, Sala1.24

Informações


• 3º testes durante o semestre.• Repescagem de 1 teste na época de Exames.

-Nota mínima nos testes: 8 valores.-Nota mínima no laboratório (média): 10 valores.

• média ponderada dos testes (70%) e do laboratório (30%).

Avaliação de Conhecimentos

mailto:[email protected]

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• As aulas laboratoriais compreendem a resolução de exercícios e execução de trabalhos em bancada.

• Os guias dos trabalhos podem ser obtidos na internet na secção de “download”

• Os relatórios são entregues no final da sessão de laboratório e devem ser escritos de forma concisa.

• A nota mínima no laboratório é 10 valores. • Os alunos com aproveitamento no laboratório em anos

lectivos anteriores são dispensados de frequentar o laboratório.

Regras de funcionamento do Laboratório


• Dispositivo: Componente real, discreto ou integrado.

• Dispositivos interligados formam um Circuito.• Circuitos interligados formam um Sistema.

Definição depende do nível de hierarquia.Definição depende do nível de hierarquia.

• Modelos: leis características de dispositivos (ou de circuitos, ou de sistemas)– Leis topológicas – regem as interligações

Kirchoff KCL, KVL – Análise de circuitos

Dispositivos e Modelos

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• Dispositivos

• Circuitos

• Sistemas



• 1 Dispositivo pode ter vários modelos– Depende de:

• regime de operação • domínio de validade• precisão

• Tipos de modelos– Formais (descritos por equações)

• Simples – análise manual (normalmente com base física)• Complexos – análise por computador

– Circuito• Domínio de validade: Estático ou Dinâmico, no

domínio do tempo ou da frequência.


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• Exemplo:– Resistência

• Modelo simples (linear): v = R i (elemento ideal)• Modelo mais complexo: (pode ser decomposto em vários

elementos ideais e linearizado num domínio de validade)

Possível modelo de resistência em circuito integrado para aplicações de rádio frequência. Os diferentes elementos são ideais ou podem ainda ser parametrizados em função de outras variáveis como temperatura, etc.

P1 P2



• Um Circuito ou um Sistema também podem ter vários modelos e com diferentes níveis da abstracção. Modelos de sistemas, ou de circuitos mais complexos, de alto-nível são por vezes referidos como Macro-modelos.

• Modelo → representação abstracta de uma realidade, em que se definem as características valorizadas dessa realidade, e o domínio em que são representadas.


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• Vamos estudar circuitos com dispositivos semicondutores:

• Díodo • Transistor MOS• Transistor Bipolar

• ... que associados, ou associados a dispositivos passivos, originam circuitos electrónicos.

...em Circuitos Electrónicos Básicos

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