Electrónica I - edição 2007/08

 

Curso: Mestrado Integrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Ano: 2º ano, ramos de Automação e de Energia, 2º semestre

Escolaridade: 2 horas de aulas teóricas + 4 horas de aulas práticas por semana

Docentes

Aulas teóricas

Franclim Fortunato Ferreira, ramos de Automação e de Energia
Pedro Guedes de Oliveira, ramo de Telecomunicações

Aulas práticas

Franclim Fortunato Ferreira
Pedro Guedes de Oliveira
Vítor Tavares

Programa

Objectivos

Os principais objectivos da disciplina são dotar os alunos de conhecimentos sólidos relativos a:

  • Aplicação das leis e princípios fundamentais da teoria dos circuitos (Kirchhoff, sobreposição, Thévenin, Norton, absorção) e domínio claro das noções de fonte independente, resistência equivalente e fonte controlada.
  • Funcionamento de circuitos simples RC, circuitos passa-baixo e passa-alto, cálculo de constantes de tempo, e resposta a ondas sinusoidais e a ondas quadradas.
  • Utilização de modelos de amplificadores lineares e associados cálculos de ganho de tensão e corrente, resistência de entrada e de saída.
  • Princípios de funcionamento da junção p-n e dos díodos de junção e de transístores bipolares e de efeito de campo.
  • Circuitos rectificadores simples.
  • Polarização de dispositivos electrónicos e funcionamento para pequenos sinais; aproximação linear e modelos equivalentes para pequenos sinais.
  • Compreensão da separação do funcionamento AC e DC dos circuitos. Decomposição dos circuitos em modelo para polarização e modelo para sinal.
  • Configurações Fonte (ou Emissor) Comum, Dreno (Colector) Comum e Porta (Base) Comum.
  • Circuitos de amplificadores com mais do que um transístor.
  • Funcionamento do MOSFET como interruptor e do inversor CMOS.
  • Topologias básicas de amplificadores realimentados e suas propriedades.

Conteúdos

Os tópicos de base versados na disciplina são os seguintes:

  • Amplificação e Modelos de amplificadores
  • Circuitos RC
  • Amplificadores operacionais
  • O díodo de junção
  • Transístores de efeito de campo (FETs) e circuitos básicos com FETs
  • Transístores bipolares (BJTs) e circuitos básicos com BJTs
  • Configurações multiandar
  • Realimentação

Simultaneamente, nas aulas laboratoriais visa-se que os alunos, para além de aprenderem aspectos mais práticos de circuitos, desenvolvam capacidades de medida e análise, utilizando os instrumentos e procedimentos adequados.

 

Encontra um programa mais detalhado na ficha da disciplina.

Metodologia

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. Nas aulas teóricas visa-se mais a ilustração e aprofundamento de conhecimentos do que a exposição exaustiva de toda a matéria. Os conhecimentos relevantes para a disciplina correspondem ao que está descrito no livro de texto recomendado.

Nas aulas de Prática Laboratorial serão levados a cabo 4 trabalhos com os componentes básicos e a sua aplicação em circuitos, sua montagem e teste. Os guiões serão disponibilizados previamente, na página da disciplina. Cada trabalho terá sempre 4 componentes:

  1. Uma parte expositiva associada a um guião do trabalho;

  2. Uma parte de iniciação acompanhada ao trabalho laboratorial;

  3. Uma parte de trabalho autónomo, em tempo e espaço previsto nos horários, durante o qual os alunos completarão o trabalho que lhes está destinado e respondem às questões colocadas no guião;

  4. Uma última parte destinada a avaliação do trabalho desenvolvido e conhecimentos adquiridos.

Bibliografia e textos de apoio

O programa da disciplina está coberto pelo conteúdo do livro Microelectronic Circuits, Adel S. Sedra and Kenneth C. Smith, Oxford University Press, 5th ed., New York, 2004. As duas edições anteriores, embora menos actualizadas, são também aceitáveis.

Os textos seguintes destinam-se a apoiar o estudo da disciplina:

Textos de apoio

Estes textos são oferecidos aos alunos e destinam-se a complementar o livro de texto recomendado, "Microelectronic Circuits", de Sedra and Smith. Consistem, essencialmente, numa adaptação dos capítulos homónimos (da 3ª ed.) desse livro, com alterações e expandindo algumas partes da matéria, visando uma melhor adequação ao programa da disciplina. Estes textos não dispensam a consulta do livro de texto.

Existe ainda um texto multimédia ( "Amplificadores Diferenciais e Multiandar" ), da autoria de Franclim F. Ferreira, Pedro Guedes de Oliveira e Vítor G. Tavares que, embora escrito num outro contexto programático, contém muita informação sobre o programa de Electrónica I.

Este texto é complementado pelos dois documentos seguintes, preparados para serem impressos.

Caderno de problemas

Nota: A divisão em capítulos do caderno de problemas, a exemplo do que acontece com os textos de apoio, refere-se à organização da 3ª edição do livro de Sedra and Smith.

Ligações interessantes

Duas explicações animadas sobre o funcionamento da junção pn: University of St. Andrews e C.R.Wie, SUNY-Buffalo

Avaliação

A nota final da disciplina é feita pela média pesada associada a:

  1. Frequência das aulas práticas laboratoriais, avaliada com base na participação e desempenho nas aulas e, em particular, através dum pequeno interrogatório oral, no fim de cada trabalho.
      §    Além das aulas de laboratório previstas no horário, cada turma dispõe dum período extra de duas horas por semana, reservado nos laboratórios para a realização de trabalho autónomo, com vista à conclusão dos trabalhos estabelecidos.
      §    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 conta com o peso de 30% para a classificação final, mas terá o seu valor limitado superiormente à classificação do exame final mais 4 valores (na escala de 0 a 20).

  2. Dois minitestes a efectuar, quando possível, durante o período de aulas teóricas, o primeiro entre a 5ª e a 6ª semana e o segundo entre a 9ª e a 10ª (este ano em 2 de Abril e 14 de Maio), com o peso de 10% cada um.

  3. Exame final com o peso entre 50% e 70%.
      §    Para os alunos ordinários em primeira inscrição, o peso do exame será de 50%;
      §    Para os alunos ordinários em primeira inscrição, que tenham faltado a um miniteste com uma justificação aceite pelo docente responsável pela disciplina, a percentagem desse miniteste é adicionada ao exame 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%;

Notas:

  • 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 contínua mantém o seu valor quer para o exame normal quer para o de recurso.

  • Em caso de melhoria de nota, se 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.

Ficha da disciplina

Pode ler e/ou imprimir a ficha da disciplina a partir do espaço da disciplina no SiFEUP.

Exames e minitestes

Os exames e minitestes seguintes referem-se à disciplina de Electrónica I, do plano de estudos vigente até 2005/06, da LEEC, mas como as diferenças programáticas não são muito grandes, constituem uma informação útil.

Classificações

Resultados de frequência, 2007/08, 16/06/08

Resultados do 1º miniteste, 2007/08.

Resultados do 2º miniteste, 2007/08.

Resultados do exame da época normal, 2007/08.

Sumários de anos anteriores

Aulas teóricas, 2006/07 e Aulas práticas, 2006/07.

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