Curso de Microeletrônica

Aula 1 • Transporte de Portadores de Carga

Analisa a deriva e a difusão como os dois principais mecanismos de transporte de portadores. Relaciona as equações de transporte com o fluxo de corrente em dispositivos semicondutores.

Aula 2 • Propriedades dos Materiais Semicondutores

Examina semicondutores intrínsecos e extrínsecos, mecanismos de dopagem e concentrações de portadores. Relaciona a composição do material com o controlo da condutividade elétrica.

Aula 3 • Fundamentos da Junção P-N

Introduz a junção P-N, a formação da região de depleção e o potencial incorporado. Fornece a base estrutural para díodos e todos os dispositivos baseados em junções.

Aula 1 • Modelos e Características do Díodo

Abrange modelos de díodo ideal, linear por partes e de pequeno sinal para análise de circuitos. Faz a ponte entre a física dos semicondutores e as aproximações práticas ao nível do circuito.

Aula 2 • Díodos de Fim Específico

Introduz os díodos Schottky, varactor, LED e fotodíodo e os seus contextos de aplicação. Expande as opções de projeto para além das aplicações retificadoras padrão.

Aula 3 • Filtragem e Regulação de Tensão

Examina filtros de condensador, tensão de ondulação e regulação de tensão baseada em Zener. Relaciona a saída do retificador com o projeto de uma fonte de alimentação CC estável.

Aula 1 • Técnicas de Polarização em CC

Abrange circuitos de polarização fixa, por divisor de tensão e com estabilização por emissor para estabilidade do ponto Q. Prepara os estudantes para definir pontos de funcionamento fiáveis em projetos de amplificadores.

Aula 2 • Regiões de Funcionamento do BJT

Define as regiões de corte, ativa e saturação utilizando curvas I-V e retas de carga. Permite a identificação correta da região para o projeto de amplificadores e comutadores.

Aula 3 • Estrutura e Funcionamento do BJT

Explica as estruturas dos transístores NPN e PNP, a injeção de portadores minoritários e o ganho de corrente. Estabelece a base física para a amplificação com BJT.

Aula 4 • Resposta em Frequência de Amplificadores com BJT

Analisa a queda nas frequências baixa e alta utilizando condensadores de acoplamento e capacitâncias parasitas. Relaciona as limitações de largura de banda com as restrições práticas do projeto de amplificadores.

Aula 1 • Polarização de FET e Projeto do Ponto Q

Analisa a autopolarização, a polarização por divisor de tensão e a realimentação de dreno para FETs. Aplica métodos gráficos e analíticos para estabelecer pontos de funcionamento estáveis.

Aula 2 • Configurações de Amplificadores de Pequeno Sinal com FET

Aplica modelos de pequeno sinal de FET às topologias de amplificador de fonte comum, gate comum e dreno comum. Quantifica o ganho de tensão, a impedância de entrada e a impedância de saída para cada configuração.

Aula 3 • Funcionamento e Tipos de MOSFET

Explica as estruturas dos MOSFET de modo de enriquecimento e depleção, a tensão de limiar e a formação do canal. Estabelece o tipo de dispositivo dominante nos circuitos integrados modernos.

Aula 4 • Estrutura e Características do JFET

Abrange o funcionamento dos JFET de canal N e P, o estrangulamento e as características de dreno. Introduz o comportamento de fonte de corrente controlada por tensão, distinto do BJT.

Aula 1 • Modelo e Propriedades do Amp-Op Ideal

Define as premissas de ganho infinito, impedância de entrada e largura de banda do modelo de amp-op ideal. Fornece o enquadramento analítico para toda a análise de circuitos lineares com amp-op.

Aula 2 • Parâmetros Não Ideais do Amp-Op

Examina os efeitos da tensão de offset, corrente de polarização, taxa de variação e largura de banda finita no desempenho do circuito. Permite o projeto preciso de circuitos com amp-op real e a orçamentação de erros.

Aula 3 • Integradores e Diferenciadores

Projeta circuitos integradores e diferenciadores com amp-op e analisa o seu comportamento no domínio da frequência. Relaciona as operações no domínio do tempo com aplicações de filtragem e modelação de formas de onda.

Aula 4 • Configurações de Circuitos Lineares com Amp-Op

Analisa topologias de amplificadores inversor, não inversor, somador e diferencial. Constrói um conjunto de configurações padrão para aplicações de condicionamento de sinal.

Aula 1 • Análise de Estabilidade com Diagramas de Bode

Aplica diagramas de magnitude e fase de Bode para determinar a margem de fase e a margem de ganho. Fornece ferramentas gráficas para prever e prevenir a oscilação do amplificador.

Aula 2 • Efeitos da Realimentação nos Parâmetros do Amplificador

Quantifica como a realimentação negativa modifica o ganho, a largura de banda, a impedância de entrada e a impedância de saída. Demonstra o compromisso entre o ganho e a melhoria do desempenho.

Aula 3 • Fundamentos da Teoria da Realimentação

Introduz o modelo geral de realimentação, o ganho de malha e as quatro topologias de realimentação. Estabelece o enquadramento matemático para analisar qualquer amplificador realimentado.

Aula 4 • Circuitos Osciladores

Aplica o critério de Barkhausen para projetar circuitos osciladores RC, LC e de cristal. Relaciona a teoria da realimentação positiva com aplicações práticas de geração de sinais.

Aula 1 • Visão Geral do Fluxo de Projeto VLSI

Introduz as etapas de projeto RTL, síntese lógica, place-and-route e verificação física. Mapeia o caminho completo desde a especificação até ao leiaute do circuito integrado fabricável.

Aula 2 • Famílias Lógicas e Características Elétricas

Compara as famílias lógicas CMOS, TTL e ECL em termos de velocidade, potência e margem de ruído. Fornece critérios para selecionar famílias lógicas no projeto de sistemas de sinal misto.

Aula 3 • Projeto de Circuitos Lógicos Combinacionais

Abrange álgebra de Boole, mapas de Karnaugh e blocos combinacionais padrão. Desenvolve métodos sistemáticos para minimizar e implementar funções lógicas.

Aula 4 • Leiaute CMOS e Regras de Projeto

Aplica regras de projeto para o leiaute de transístores CMOS, regiões de poço e interligações metálicas. Garante que os estudantes conseguem criar células corretas em termos de leiaute que passam na verificação de fabrico.

Aula 1 • Topologias de Conversores CC-CC

Analisa conversores buck, boost e buck-boost nos modos de condução contínua e descontínua. Desenvolve competências para o cálculo da relação de conversão de tensão e do projeto do indutor para reguladores de comutação.

Aula 2 • Blocos Constitutivos de IC Analógicos

Abrange espelhos de corrente, pares diferenciais e estágios cascode como subcircuitos centrais de IC analógicos. Fornece as células fundamentais utilizadas no projeto de IC de amp-ops e conversores de dados.

Aula 3 • Referências de Tensão e Reguladores

Projeta referências de tensão bandgap e reguladores lineares para geração estável de alimentação no chip. Completa o conjunto de competências de projeto do subsistema de gestão de energia para circuitos integrados.

Aula 4 • Controlo PWM e Realimentação em Conversores

Aplica a modulação por largura de impulso e a realimentação em malha fechada para regular a tensão de saída do conversor. Relaciona a teoria da realimentação com o projeto prático de controlo de fontes de alimentação de comutação.