Electrónica I

Electrónica I (A) - edição 2005/06

Curso: Licenciatura em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Ano: 3º ano, ramo APEL, 1º semestre

Escolaridade: 3 horas de aulas teóricas + 2 horas de aulas práticas por semana

Docentes

Aulas teóricas

Franclim Fortunato Ferreira, Professor Auxiliar

Aulas práticas

Franclim Fortunato Ferreira, Professor Auxiliar
Rui Manuel Esteves Araújo, Professor Auxiliar

Programa

Objectivos

Os objectivos da disciplina são a introdução aos circuitos básicos de electrónica. Para além de uma componente intensa de teoria de circuitos, suas leis, teoremas e técnicas de manipulação, faz-se a introdução teórica e prática aos dispositivos electrónicos – o díodo de junção, o transístor bipolar (BJT) e os transístores de efeito de campo de junção (JFET) e de porta isolada (MOSFET). Estes são estudados quanto ao seu funcionamento físico, leis que regem esse funcionamento e suas características e funcionamento linear para sinais de baixa amplitude. Com os conhecimentos básicos de circuitos e componentes é possível aprender as topologias simples utilizadas para efectuar operações lineares sobre sinais. O estudo destas topologias é feito, quer na perspectiva do seu ganho, quer do elemento essencial que constitui as suas resistências dinâmicas de entrada e de saída, na sua relação com as resistências quer das fontes de sinal (teoremas de Thévenin e Norton) quer das cargas. Finalmente, são estudadas algumas propriedades suplementares susceptíveis de serem obtidas com a combinação de circuitos simples.

Todo este estudo é feito simultaneamente numa perspectiva teórica e laboratorial, com base em circuitos propostos aos alunos mas que, em várias circunstâncias, estes são já chamados a dimensionar – treinando-os pois na perspectiva mais importante em engenharia que é a de projecto.

Conteúdos

Os tópicos de base versados na disciplina são os seguintes:

Parte I (Introdução)
- Sinais
- Amplificação
- Separação entre componente contínua e sinal
- Modelos de amplificadores
- Circuitos RC
- Introdução funcional aos componentes electrónicos
  - Junção pn; O MOSFET; Amplificadores operacionais
Parte II (Estudo aprofundado dos componentes electrónicos e sua funcionalidade)
- O díodo de junção. Operação física e circuitos
- Transístores bipolares (BJTs); circuitos básicos
- Transístores de efeito de campo (FETs); circuitos básicos

Encontra um programa mais detalhado na ficha da disciplina e ainda mais detalhado na subsecção das Aulas Teóricas.

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.

Aulas de Prática Laboratorial onde serão levados a cabo trabalhos com os componentes básicos e a sua aplicação em circuitos básicos (cujo dimensionamento é, por vezes, pedido), sua simulação, montagem e teste.

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, 5^th 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 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 se destine a apoiar o Capítulo 1 de Electrónica II, contém muita informação sobre o programa de Electrónica I.

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

1º volume - Amplificadores Diferenciais e Multiandar, texto principal , 26/04/04.
2º volume - Amplificadores Diferenciais e Multiandar, Anexos , 31/01/03.

Caderno de problemas

Problemas do Capítulo 1 - Introdução à Electrónica
Problemas do Capítulo 2 - Amplificadores Operacionais
Problemas do Capítulo 3 - Díodos de Junção
Problemas do Capítulo 4 - Transístores Bipolares de Junção
Problemas do Capítulo 5 - Transístores de Efeito de Campo

Nota: A divisão em capítulos constante quer dos textos de apoio, quer do caderno de problemas, está explicitada nos sumários das aulas teóricas.

Avaliação

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

Participação e desempenho nas aulas práticas laboratoriais, conteúdo do livro de registo das experiências (log book) e uma prova individual de avaliação do desempenho laboratorial, com o peso de 30% na avaliação.
  §    A prova individual de avaliação do desempenho laboratorial é constituída pela execução de um pequeno trabalho sorteado, constando de projecto, montagem e ensaio de um circuito simples, seguido de um interrogatório oral.
  §    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 nocturno (após as 18h);
  §    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 o seu valor limitado superiormente à classificação do exame final mais 4 valores (em 20).
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.
Exame final com o peso entre 50% e 70%.
  §    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, 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%;

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.