Eletrónica Si

7/25/2019 Eletrnica Si

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CADERNO DEEXPERINCIAS DE

ELETRNICA ANALGICA I

El aborado por :

- M sc. Daniel Eduar do Kupei a

- Dr . Hoang Cung M ang

- Eng M il ton Al ves

CURSO DE ENGENHARIA DE TELECOMUNICAESANO DE 2014

INSTITUTO SUPERIOR DE TECNOLOGIAS DE INFORMAO E COMUNICAO


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REPBLICA DE ANGOLAINSTITUTO SUPERIOR DE TECNOLOGIAS DE INFORMAO E COMUNICAO

Criado Pelo Decreto N7/09 do Conselho de Ministros e, 12 de Maio de 2009, Artigo 8, Dirio n 87 I Srie

Parque do Saber do MTTI, ISUTIC, Bairro dos CTTs KM 7, Rangel Luanda, Contactos: 912 129999, [email protected]

C DERNO DE

EXPERINCI S DE

ELETRNIC N LGIC I


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CONTEDOS

I. EXPERINCIA N 01: CURVA CARACTERSTICA DO DIODO

1. OBJECTIVO GERAL2. OBJECTIVO ESPECFICO3. INTRODUO4. MATERIAL NECESSRIO5. CLCULOS TERICOS6. CLCULOS PRTICOS7. CONCLUSO

II. EXPERINCIA N 02: CIRCUITOS CEIFADORES1. OBJECTIVO GERAL2. OBJECTIVO ESPECFICO3. INTRODUO3.1. CIRCUITOS CEIFADORES (LIMITADORES)4. QUESTIONRIO5. CONCLUSO

III. EXPERINCIA N 03-CIRCUITOS GRAMPEADORES1. CIRCUITOS GRAMPEADORES2.GRAMPEADOR POSITIVO

3. GRAMPEADOR POSITIVO COM POLARIZAO NEGATIVA4. QUESTIONRIO5.CONCLUSO

IV. EXPERINCIA N 04-ESTUDO DOS TRANSISTORES BJT1. OBJETIVO GERAL2. OBJETIVO ESPECFICO3. INTRODUO4. QUESTIONRIO:5. EXERCCIOS PRTICOS E CONCLUSES:

V. EXPERINCIA N 05-ESTUDO DOS TRANSISTORES JFET E MOSFET1. OBJETIVOS2. MATERIAL NECESSARIO3. INTRODUO4. QUESTIONRIO5. EXERCCIOS E CONCLUSES

a) FET - CHAVE SRIEb) FET - CHAVE PARALELOc) MOSFET - COMO CHAVEd) GATE COMUMe) FONTE COMUM

BIBLIOGRAFIA


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ELECTRNICA ANALGICA I

EXPERINCIA N001- CURVA CARACTERSTICA DO DIODO

NOME(S) :N PROC. CDIGO CLASSIFICAO

CURSO : O PROF :TURMA : GRUPO : SUB-GRUPO :

1. OBJECTIVO GERALFazer com que o estudante se familiarize com a prtica de medida da corrente num determinado

componente.

2. OBJECTIVO ESPECFICO

2.1. Desenvolver a habilidade na leitura das medidas de corrente e anlise de curva do diodo.

2.2. Verificar a condio do diodo (estados normal ou danificado).

2.3. Analisar as condies de conduo e bloqueio do diodo em DC.

2.4. Traar a curva caracterstica do diodo, indicando o ponto quiescente (funcionamento).

3. INTRODUO

O diodo um componente fabricado a base de material semicondutor, cuja caracterstica de secomportar como condutor ou isolador, dependendo da polarizao da tenso aplicada nos seus terminais.

Sempre que o terminal positivo da fonte for aplicado ao nodo e o terminal negativo ao ctodo, o diodofuncionar como uma chave fechada, ou seja o diodo conduz.

Sempre que o terminal positivo da fonte for aplicado ao ctodo e o terminal negativo ao nodo, o diodo

funcionar como uma chave aberta, ou seja o diodo no conduz.

F ig. 1 - Esquema de montagem em polar izao inversa e di reta respectivamente.
http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Coat_of_arms_of_Angola.svghttp://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Coat_of_arms_of_Angola.svg


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O comportamento do diodo em polarizao direta apresentado na curva caracterstica, conforme ilustra

o grfico da figura abaixo.

F ig. 2 - Curva caractersti ca do diodo em polarizao direta.

Observe que na polarizao direta existe um valor de tenso a partir do qual o diodo comea a conduzir,ou seja, necessrio que a tenso direta seja maior que a tenso na barreira da juno para que o diodo atinja oponto de funcionamento. Quando o diodo est polarizado diretamente a tenso sobre o diodo ser deaproximadamente 0,7 V para os diodos de silcio e 0,3 V para os diodos de germnio.

Logo que o diodo polarizado inversamente, existir uma pequena corrente de fuga at que se atinja o

ponto de ruptura do diodo, ou seja, a tenso na barreira cresce tanto que consegue arrancar eltrons do cristal Npara o cristal P.

4. MATERIAL NECESSRIO

- Mdulo XAM100.2 Diode DC Supply- Fonte de tenso ajustvel de 0 30V- Multmetro.

5. CLCULOS TERICOS

A partir do circuito da figura 1, calcule as expresses correspondentes de :

1. Corrente que atravessa o diodo sabendo que Rd = 1K ;

2. Tenso nas suas extremidades ;

3. Potncia dessipada no diodo.

I [mA] U [V] P [W]

Tabela 1. Expresses da cor rente, da tenso e da potnci a.


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4. Trace em papel milimtrico a curva caracterstica e assinale o ponto de funcionamento (ponto

Quiescente) mencionando as expresses correspondentes.

6. CLCULOS PRTICOS

1. Sirva-se do circuito da figura 1 e faa variar a tenso de entrada do circuito, preenchendo a tabelaabaixo :

U [V] 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 3.0 5.0

Id[mA]

Ud[V]

Rd[ohm]

Tabela 2. Corrente em funo da tenso

2. Indique na tabela 3 o valor da tenso de referncia (a tenso a partir da qual o diodo comea aconduzir), assim como as coordenadas do ponto quiescente (funcionamento) especificando a potncia do diodo.

Ur[V] Id[mA] Ud[V] Pd[W]

Tabela 3. Tenso de referncia, Corrente, Tenso e Potncia do diodo

3. Trace em papel milimtrico a curva caracterstica e assinale o ponto de funcionamento (pontoQuiescente) mencionando os valores das expresses correspondentes.

7. CONCLUSO

Faa em resumo conclusivo das experincias realizadas.


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EXPERINCIA N002 CIRCUITOS CEIFADORES

NOME (S) :N PROC. CDIGO CLASSIFICAO


1. OBJECTIVO GERALFazer com que o estudante se familiarize com a prtica de medida da amplitude do sinal e da corrente

nos circuitos com diodos.

2. OBJECTIVO ESPECFICO

1Desenvolver a habilidade na leitura das medidas de tenso e de corrente.

2Verificar a condio de funcionamento do diodo em funo da sua polarizao.

3Analisar as condies de conduo e de bloqueio do diodo em AC.

4Leitura da caracterstica de sada nos circuitos com diodos.

3. INTRODUO

3.1. CIRCUITOS CEIFADORES (LIMITADORES)

Os circuitos ceifadores tm uma importante funo principalmente na proteo de outroscircuitos. De uma forma geral o ceifador age como um limitador, ou seja, se a tenso ultrapassar certovalor estabelecido esta ser cortada.

Um exemplo de circuito ceifador (limitador) apresentado na figura 4, supondo que os diodos

so fabricados a partir do silcio.Observe que para tenses de entrada menores que 0,7 V no existe conduo em nenhum dosdiodos D1 e D2, porm, quando a tenso de entrada ultrapassar os 0,7 V haver conduo de um dosdois diodos (no caso D2 conduzir) e a tenso na sada no ultrapassar 0,7 V.

F ig. 1Cir cuito ceif ador duplo (L imitador)


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F ig. 2 - Caracterstica do sinal de sada no ceifador .

F ig. 3Ceifador duplo de nvel.

F ig. 4 - Caracterstica do sinal de sada no ceif ador duplo de nvel.
http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Coat_of_arms_of_Angola.svghttp://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Coat_of_arms_of_Angola.svghttp://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Coat_of_arms_of_Angola.svghttp://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Coat_of_arms_of_Angola.svg


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4. QUESTIONRIO

a) Calcule as expresses de Id1, Id2, deduzindo as expresses de Ud1, Ud2, Pd1e Pd2.

b) Calcule o valor da corrente que atravessa os diodos D1 e D2 sabendo que Rd = 10K.

c) Qual a utilidade do resistor R de 100 [ohm].

d) Descreve o princpio de funcionamento da figura 1.

e) Descreve o princpio de funcionamento da figura 3.

f) Calcule a diferena V(R1:1)-V(D1:2).

5. CONCLUSO

Faa um resumo conclusivo dos circuitos ceifadores estudado.


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EXPERINCIAN003CICUITOS GRAMPEADORES



1. CIRCUITOS GRAMPEADORESChamamos circuito grampeador aquele que grampea (conserva) o sinal em um nvel diferente

do sinal de entrada sem afetar a forma de onda.

Supondo um sinal AC que varia entre k + k. O grampeador indicar na sua sada um sinalcom a mesma forma de onda, mas que varia entre 0 k ou entre 0 + k, supondo que o grampeador negativo ou positivo respectivamente.

2.Grampeador positivo

F ig. 5

Ci rcuito grampeador positi vo.

F ig. 6Caracterstica de sada do circui to grampeador positivo.
http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Coat_of_arms_of_Angola.svghttp://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Coat_of_arms_of_Angola.svghttp://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Coat_of_arms_of_Angola.svg


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3. Grampeador positivo com polarizao negativa

F ig. 7Circui to grampeador posit ivo com polarizao negativa.

F ig. 8Caracterstica de sada do grampeador positi vo com pol ar izao negativa.

4. QUESTIONRIO

1. Calcule as expresses de Id1, deduzindo as expresses de Ud1, e Pd1no circuito grampeador da fig. 5.

2. Calcule o valor da corrente que atravessa os diodos D1 sabendo que Rd = 4K7.

3. Qual a utilidade do resistor R de 100 [ohm].

4. Descreve o principio de funcionamento da figura 5.

5. Descreve o funcionamento da curva da figura 6.

6. Calcule o valor de Xc.

7. Calcule a constante de tempo de carga do capacitor.

8. Qual a tenso nas extremidades do capacitor, sabendo que a frequncia de entrada de 1KHz.

5. CONCLUSOFaa um resumo conclusivo do circuito grampeador estudado.


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EXPERINCIA N004 ESTUDO DOS TRANSISTORES BJT



1. Objetivo geral

Permitir que o estudante se familiarize com os conceitos bsicos do princpio de funcionamento dotransistor e das sua aplicaes fundamentais, como chave e como amplificador.

2. Objetivo espcifico

Conhecer o funcionamento do transistor nas suas diferentes configuraes que so : emissor comum, basecomum, coletor comum, assim como suas caractersticas.

3. Introduo

O transistor na polarizao de emissor comum utilizado para amplificar sinais de baixa voltagem. Otermo "emissor comum" se refere ao fato de que o terminal do emissor do transitor estar conectado a umaligao comum de 0 volt ou terra. O terminal do coletor conectado carga da sada, e o terminal da base atuacomo a entrada de sinal.

Base comum se refere a um tipo de configurao do transistor bipolar na qual sua base conectada aoterra ou ao ponto comum do circuito. Esta configurao menos utilizada em relao as outras configuraesem circuitos de baixa frequncia, porm utilizado para amplificadores que requerem uma impedncia deentrada baixa.

O coletor comum tambm conhecido como circuito seguidor de emissor. Nesta configurao, oterminal do coletor do transistor ligado a um terminal comum, o terminal do emissor ligado carga de sadaa ser controlada, e o terminal da base funciona como a entrada de sinal.

4. Questionrio:

1. Cite as caractersticas de ganho de tenso, ganho de corrente, impedncias de entrada e sada dotransistor como emissor comum.

2. No circuito emissor comum, indique a entrada e a saida do sinal?

3. Cite as caractersticas de ganho de tenso, ganho de corrente, impedncias de entrada e sada dotransistor como base comum.

4. No circuito base comum, onde aplicado e onde retirado o sinal?

5. Cite as caractersticas de ganho de tenso, ganho de corrente, impedncias de entrada e sada do

transistor como coletor comum.

6. No circuito coletor comum, indique a entrada e a sada do sinal.


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5. Exerccios prticos e concluses:

1. Seguindo o mdulo XA100M02.03 abaixo :

Utilizando o gerador de sinais (sinal senoidal na frequncia 1KHz) e o osciloscpio faa os testes aseguir :

a) Emissor comumNa sada 1, para uma tenso de entrada AC de 500mVac, verifique se a tenso nesta sada sofre

amplificao :

Desenhar as formas de onda de entrada e sada.

b) Base comumNa sada 2, para uma tenso de entrada AC de 500mVac, verifique se a tenso nesta sada sofreamplificao :


c) Coletor comumNa sada 3, para uma tenso de entrada AC de 500mVac, verfique se a tenso nestasada sofre amplificao de tenso. Explique porque isso ocorre.

http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Coat_of_arms_of_Angola.svghttp://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Coat_of_arms_of_Angola.svghttp://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Coat_of_arms_of_Angola.svghttp://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Coat_of_arms_of_Angola.svghttp://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Coat_of_arms_of_Angola.svg


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EXPERINCIA N005 ESTUDO DOS TRANSISTORES JFET E MOSFET



1. Objetivo :

Conhecer o funcionamento do transistor de efeito de campo, MOSFET e JFET.2. Material necessrio :

- Modulo XA100M02.04 ;

- Fios e cabos para conexes ;

- Gerador de sinais ;

3. Introduo :

Uma diferena fundamental entre o FET e o BJT que o primeiro um dispositivo controlado por uma tenso(VGS) enquanto que o segundo por uma corrente (IB). A tecnologia desenvolvida ao longo dos anos foi maisprolifica para os FETs tendo-se produzido diversas variantes deste dispositivo, sobretudo para os circuitosdigitais.

4. Questionrio :

a) Cite 3 aplicaes com FET e MOSFET.

b) Qual a principal diferena entre transistores FET e BJT?

5. Exerccios prticos e concluses :

Seguindo o mdulo XA100M02.06 abaixo :


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(a) FET - Chave srie

Aplicar uma tenso senoidal de 500mVac/1kHz (Gerador de sinais) na entrada (VIN).

Explique o que ocorre no transistor se:

- Aplicarmos -12Vdc em VGS.- Aplicarmos 0V em VGS.- Desenhar as formas de onda de entrada e sada. Ocorre distoro na forma de onda de sada?

(b) FET - Chave paralelo

Aplicar uma tenso senoidal de 500mVac/1kHz (Gerador de sinais) na entrada (VIN).

Explique o que ocorre no transistor se:

- Aplicarmos 0V em VGS- Aplicarmos -12Vdc em VGS- Desenhar as formas de onda de entrada e sada. Ocorre distorao na forma de onda de sada?

(c) MOSFET - Como chave

Medir o sinal de saida com o multmetro na escala de 20Vdc, deve aparecer 12V.Explique o que ocorre no transistor se:

- Aplicarmos 0V em VGS ;- Aplicarmos 5V em VGS.

(d) Gate comum

Aplicar uma tenso senoidal de 500mVac/1kHz (Gerador de sinais) na entrada (IN).Verificar com o osciloscpio a forma de onda na sada.


(e) Fonte comum

Aplicar uma tenso senoidal de 500mVac/1kHz (Gerador de sinais) na entrada (IN).Verificar com o osciloscpio a forma de onda na sada.



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BIBLIOGRAFIA

[1]. Robert L. Boylestad, Louis Nashelsky-Dispositivos Eletrnicos e Teoria de Circuitos, 8 Edio.

[2]. John Bird, Electrical and Electronic Principles and Technology, 2 Edition, 2003.

[3]. CEDTI-Basic Electronic Components and Hardware, Vol. I, Tome-1, 1999.

[4]. CEDTI-Basic Electronic Components and Hardware, Vol. I, Tome-2, 1999.

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