Electrónica Aplicada

 

TeSP - Manutenção de Sistemas Mecatrónicos, Publicação em Diário da República - Despacho n.º 11230/2020 - 13/11/2020

7 ECTS; 1º Ano, 2º Semestre, 15,0 T + 30,0 PL + 30,0 TP + 3,0 OT

Docente(s)
- Francisco José Alexandre Nunes

Pré-requisitos
Não aplicável

Objetivos
Dotar os alunos com as ferramentas e os conceitos fundamentais necessários para a análise e o desenvolvimento de circuitos eletrónicos simples, com particular ênfase nas seguintes perspetivas:

1. Analisar circuitos com AmpOps, diodos e transístores
2. Projetar fontes de alimentação simples
3. Utilizar transístores em comutação e como amplificadores
4. Compreender o funcionamento de circuitos digitais
5. Desenvolver placas de circuito impresso
6. Detetar e reparar avarias nos circuitos.

Programa
1. Sistemas Digitais
1.1. Sistemas de numeração
1.2. Álgebra de Boole
1.3. Circuitos lógicos combinatórios
1.4. Tecnologia dos circuitos digitais e famílias lógicas
1.5. Circuitos sequenciais
1.6. Registos e contadores
2. Osciloscópio e gerador de sinais
2.1. Caracterização de sinais elétricos periódicos no tempo
2.2. Osciloscópio: descrição e utilização dos principais comandos
2.3. Pontas de prova
2.4. Gerador de sinais: descrição e utilização dos principais comandos
2.5. Placa de ligações “bread.board”
3. AmpOp - Amplificador Operacional
3.1. Tensões e Correntes nos Terminais do AmpOp
3.2. Montagem não-inversora
3.3. Seguidor de tensão
3.4. Montagem inversora
3.5. Montagens somadoras
3.6. Amplificador de diferença
3.7. Comparador
4. Introdução à teoria dos semicondutores
4.1. Bandas de energia
4.2. Semicondutores intrínsecos
4.3. Semicondutores extrínsecos do tipo N e do tipo P
4.4. Junção P-N
4.5. Estruturas NPN e PNP
4.6. Estrutura interna dos transístores de efeito de campo
5. Diodo
5.1. Característica tensão-corrente do diodo
5.2. Regiões de operação
5.3. Reta de carga
5.4. Polarização
5.5. Funções lógicas com diodos
5.6. Retificadores
5.7. Retificadores com filtragem capacitiva
5.8. Diodos especiais: Zener, LED, Schottky
5.9. Reguladores de tensão
5.10. Limitadores
6. TJB - Transistor de Junção Bipolar
6.1. Símbolos e grandezas associadas
6.2. Regiões de operação
6.3. Polarização: montagens de base comum e de emissor comum
6.4. Amplificador de emissor comum
6.5. Polarização estabilizada
6.6. Operação em comutação
7. Transistor de Efeito de Campo
7.1. MOSFET
7.1.1. Símbolos e grandezas associadas
7.1.2. Regiões de operação
7.1.3. Polarização: montagem de fonte comum
7.1.4. Polarização estabilizada
7.1.5. Tecnologia CMOS
7.2. JFET
7.2.1. Símbolos e grandezas associadas
7.2.2. Regiões de operação
8. Osciladores
8.1. Regimes transitórios em circuitos de 1ª e de 2ª ordem
8.2. Osciladores sinusoidais
8.2.1. Realimentação
8.2.2. Osciladores RC com AmpOp e com transistor
8.2.3. Osciladores LC com AmpOp, com transistor e com cristal de quartzo
8.3. Multivibradores: monostável e astável
8.3.1. Multivibrador astável com AmpOp, com portas lógicas e com cristal de quartzo
8.3.2. Circuito integrado 555: utilização como monostável e como astável
8.3.3. PWM – Modulador de largura de impulso
9. Fontes de alimentação
9.1. Conversores de potência
9.2. Regulador de tensão série
9.3. Reguladores integrados 78XX e 79XX
9.4. Conversores comutados a alta frequência
9.4.1. Conversores DC/DC elementares
9.4.2. Conversores isolados
9.4.3. Onduladores
9.5. UPSs
10. Introdução ao projeto de circuitos impressos
10.1. Introdução à utilização do software “EAGLE”
10.2. Desenho de um pequeno circuito impresso

Metodologia de avaliação
Nota final: NF=CT*60%+CP*40%
(mín. 10 val.)

Componente teórica: CT = AC ou EF
(mín. 9 val.)

avaliação contínua: AC=TE*2/3+TI*1/3
TE (testes: mín. 8 val.); TI (trabalhos individuais)

exame final: EF

Componente prática: CP (trabalhos práticos - LABs: mín. 10 val.)

Bibliografia
- Silva, M. (2016). Circuitos com Transístores Bipolares e MOS. Lisboa: Fundação Calouste Gulbenkian
- Dias, M. (2013). Sistemas Digitais - Princípios e prática. (Vol. 1). Lisboa: FCA
- Silva, M. (2014). Introdução aos circuitos eléctricos e electrónicos. Lisboa: Fundação Calouste Gulbenkian
- Nunes, F. (0). Eletrónica Aplicada – CTeSP MSM (apresentações das aulas, folhas de problemas e guias de laboratório). Acedido em 1 de março de 2021 em https://teams.microsoft.com/l/channel/19%3a8435ff51abe74f4480a57a132410d53c%40thread.tacv2/Geral?groupId=e81edcfb-640e-4b2a-95a5-cc667ba67bc3&tenantId=21e90dfc-54f1-4b21-8f3b-7fb9798ed2e0

Método de interação
Aulas teóricas expositivas. Aulas teórico-práticas com resolução de exercícios. Aulas práticas laboratoriais onde são montados, testados e simulados circuitos que exemplificam a aplicação dos conceitos estudados nas aulas teóricas e teórico-práticas.

Software utilizado nas aulas
Logisim
Simulador Digital 097
LTSpice
Eagle

 

Objetivos de Desenvolvimento Sustentável