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Baixe grátis o arquivo Dispositivos Semicondutores Diodos e papawemba.info enviado por Dídio na UFG. Sobre: Semicondutores Diodos e Transistores. Dispositivos Semicondutores: Diodos e transistores, Notas de estudo de Engenharia Elétrica. Universidade Federal do Baixar o documento. Diodos e Transistores [Eduardo Cesar A. Cruz e Salomão Choueri Júnior Angelo dispositivos semicondutores utilizados na maioria dos circuitos eletrônicos.

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Na figura 35 temos o símbolo comumente adotado para representar o diodo tunnel. Outra possibilidade, para este tipo de circuito, consiste em se colocar circuitos sintonizados tanto na saída como na entrada, conforme mostra a figura A frequência de ope Essa camada de alguns microns de espessura só consegue isolar tensões de alguns volts, que é justamente o que o aparelho precisa para funcionar e que sua fonte fornece em condições normais. Além do tamanho que ele representa, temos o problema adicional do aquecimento e do desperdício de energia, inadmissível em nossos dias. Skip to main content.

Dispositivos Semicondutores: Diodos e transistores, Notas de estudo de Engenharia Elétrica. Universidade Federal do Baixar o documento. Diodos e Transistores [Eduardo Cesar A. Cruz e Salomão Choueri Júnior Angelo dispositivos semicondutores utilizados na maioria dos circuitos eletrônicos. Baixe no formato PDF ou leia online no Scribd. Sinalizar por conteúdo inapropriado. Baixar. salvarSalvar Dispositivos Semicondutores Diodos e Transistores. Após baixar o arquivo, deixe um comentário/avaliação na pagina do download. Dispositivos Semicondutores Diodos e Transistores -Angelo. Encontre Dispositivos Semicondutores: Diodos e Transistores - Estude e Use com os menores preços no Extra. Aproveite as melhores ofertas de Livros.

Um componente que pode ser usado eficientemente para esta finalidade é justamente o Triac. Uso do dimmer Dimmers, ou controles de potência com triacs e também com SCRs , só servem paracargas resistivas e eventualmente indutivas, como motores. Nas aplicações normais, este componente é mantido com a comporta gate desligada e ligado em série com a comporta de um SCR.

Trata-se de um componente que tem símbolo e estrutura equivalente mostrados na figura Disparando-o em diversos pontos do sinal senoidal da rede de energia, é possível aplicar a uma carga potências diferentes. Na figura mostramos o que ocorre. Para isso existem diversas opções, utilizando os triacs da série TIC da Texas. O Triac deve ser montado num bom radiador de calor, principalmente se tiver de operar perto de suas características limites.

Lembramos que este circuito opera ligado diretamente na rede de energia e que, portanto, pode causar choques perigosos. É justamente isso que o acrônimo para Silicon Diode for Alternating Current indica. Esse dispositivo possui uma característica de disparo semelhante a dos DIACs, mas com a capacidade de operar com tensões e correntes muito maiores.

Na figura temos o seu símbolo e sua curva característica. Four layer diode — diodo de quatro camadas Thyristor — tiristor Silicon Controlled Rectifier — diodo controlado de silício SCR Power control — controle de potência Dimmer — controle de potência controle de brilho de uma lâmpada Neon lamp — lâmpada neon Phase control — controle de fase.

Num circuito de corrente contínua, uma vez disparado, o que temos de fazer para desligar um SCR? Podemos usar os SCRs em circuitos de corrente alternada? O DIAC é usado no disparo de que tipo de componente? Continuaremos nossos estudos ainda do transistor em configurações de grande importância para a eletrônica como as capazes de gerar sinais, ou seja, os osciladores. O bip que o seu PC, seu celular ou seu forno de microondas produz em determinados momentos, pode ser resultado da síntese do som por um circuito oscilador.

Basicamente, um oscilador nada mais é do que um amplificador que é ligado de tal maneira que, em sua saída tenhamos um sinal com freqüência e amplitude definidas. As propriedades elétricas dos transistores bipolares permitem que estes componentes sejam usados em osciladores de diversos tipos. O modo como cada tipo de oscilador funciona, caracteriza seu tipo e existem muitos deles, dos quais veremos os principais neste capítulo. Isto significa que eles possuem ganho maior que 1, ou seja, podem amplificar os sinais.

Temos um exemplo de como isso funciona quando ligamos um amplificador com um microfone conectado à entrada e abrimos o volume. Veja na figura para ver como isso deve ser feito. Conforme veremos, ao estudar os diversos tipos de osciladores, os sinais gerados podem ter as mais diversas formas de onda, sendo as mais comuns as senoidais, retangulares, dente de serra e triangulares.

Este é um tipo de oscilador LC, ou seja, em que a frequência do sinal produzido é determinada por uma bobina e um capacitor. O resultado é que esta corrente em L1 induz na outra metade da mesma bobina uma corrente a qual é aplicada novamente à base do transistor, através do capacitor C1. Outros componentes Além dos transistores bipolares, existem outros componentes que podem ser utilizados em osciladores.

Basta que o componente amplifique sinais ou tenha uma característica de resistênia negativa para que ele possa gerar sinais. Nome dos osciladores Observe que muitos dos osciladores recebem o nome dos seus descobridores, como nesse caso. O sinal deste oscilador pode ser retirado tanto do coletor do transistor como de um enrolamento adicional feito sobre L1. Este tipo de circuito funciona até algumas dezenas de Megahertz. A frequência de um oscilador Hartley é dada pelo circuito ressonante LC, como mostra a figura Veja que a frequência é dada pela bobina L1 e pelos capacitores em paralelo.

Este circuito opera em uma faixa de freqüências que vai de alguns hertz até algumas dezenas de megahertz. A frequência também depende do circuito LC, e a fórmula para calcular esta frequência é dada a seguir. Onde: f é a frequência em hertz Hz P é a constante 3. Aplicando a formula:. Veja que estamos dando como exemplos configurações que fazem uso de transistores comuns.

Veja que este circuito deve Estes componentes têm ganho maior que 1, de modo que podem aumentar a amplitude de um sinal. O pulso de disparo é aplicado à base. Na figura temos a forma de onda típica produzida por um oscilador deste tipo. A frequência deste circuito é calculada da mesma forma que nos circuitos anteriores, pelo circuito ressnante LC no coletor do transistor. Figura — Sinal amortecido produzido por um oscilador de duplo T, visto num osciloscópio virtual Multisim É importante observar que as formas de onda dos sinais dos osciladores dependem bastante das configurações.

Normalmente, procura-se gerar sinais senoidais em todas as versões que vimos, mas dependendo das características dos componentes usados, podem ocorrer deformações. Para o caso do oscilador de duplo T, o sinal é senoidal. Veja a figura , onde temos um circuito de oscilador de deslocamento de fase com um transistor. Assim, uma volta completa do gerador, ou seja, um ciclo completo corresponde a graus. No entanto, devido a diferença de características, um deles conduz mais que o outro e logo satura.

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Com isso, o outro transistor é impedido de conduzir permanecendo no corte. Veja que podemos retirar o sinal do circuito tanto do coletor de Q1, como do coletor de Q2. Fórmula f7. Abrimos um pequeno parêntese neste ponto de nosso curso, para tratar um pouco deste assunto que é relacionado com as formas de onda produzidas pelos osciladores. Após o pulso, os transistores desligam e o capacitor começa a se carregar novamente, até ser novamente atingido novo ponto de disparo.

Este circuito é utilizado para gerar apenas sinais de freqüências relativamente baixas, na faixa que vai entre 0,01 Hz até 10 Hz ou pouco mais. A lâmpada neon pode ser usada para produzir sinais dente de serra na faixa de até algumas dezenas de quilohertz. Uma lâmpada neon típica dispara com 70 V e, com isso, acende. Formula f7. Lâmpadas neon As lâmpadas neon ionizam com tensões da ordem de 80 V, Ao acenderem o brilho é alaranjado e elas exigem uma corrente extremamente pequena da ordem de microampères , para se manterem acesas.

Na figura A, o símbolo, aspecto e a curva característica de uma lâmpada neon. Figura A As lâmpadas neon apresentam uma característica de resistência negativa que possibilita seu uso como elemento ativo de osciladores e em circuitos de disparo de outros semicondutores que estudaremos. Este oscilador utiliza dois transistores complementares, ou seja, um NPN e um PNP formando uma etapa amplificadora de acoplamento direto.

A frequência de ope O oscilador que determina a velocidade de funcionamento de um computador recebe o nome de: a multivibrador b gerador de harmônicas c clock d over-clock No capítulo anterior vimos de que modo os transistores podem ser usados para gerar sinais, ou seja, como podem funcionar em osciladores.

Veremos também que existem diversas configurações nas quais o transistor é usado como amplificador. Neste capítulo veremos os seguintes itens: 8. Dependendo das características do sinal com que este amplificador deve trabalhar, e da potência de saída que deve entregar, temos diversas possibilidades de configurações.

Nos amplificadores, devemos ter sempre em mente algumas características importantes que definem o que eles podem fazer e, portanto, onde podem ser usados.

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Analisemos algumas destas características: 8. Os sinais que devem ser amplificados por um amplificador podem ter as mais diversas origens, provindo de dispositivos que tenham impedâncias diversas.

Isso significa que, se ligarmos estes dois dispositivos na entrada de um amplificador que tenha, por exemplo, uma alta impedância de Para que possamos ligar um alto-falante, por exemplo, o amplificador deve ter uma baixa impedância de saída.

Se dermos a potência de pico, para o mesmo amplificador teremos um valor maior, conforme mostra a figura Também podemos falar em potência PMPO. Quando mais watts melhor! E, o comprador é enganado. No entanto, os fabricantes e vendedores de amplificadores e outros equipamentos de som, arranjaram um modo de aumentar esse valor. Trata-se, portanto, de A figura mostra o que ocorre. É sempre importante verificar a potência real de um equipamento, principalmente se desconfiamos pela sua aparência, custo ou mesmo marca Um bom começo para se testar a confiabilidade de um equipamento é justamente saber que ele tem especificada sua potência também em watts RMS.

Com 2 ohms podemos obter o dobro da potência. Amplificadores com esta saída têm sido vendidos como tendo Wpmpo, e até mais! Além disso, levando em conta que a corrente nesses amplificadores pode ser muito alta, colocando em risco a autonomia e integridade da bateria, é comum acrescentar baterias suplementares no sistema elétrico do carro.

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Existem diversas tecnologias para se fazer isso. Pré-amplificador 2. Drivers 3. Circuitos de pré-amplificadores No site do autor www. Uma característica importante deste tipo de circuito é que, sendo projetado para trabalhar com sinais de muito pequena intensidade, e apresentando um alto ganho, ruídos que sejam induzidos nos fios podem ser amplificados juntamente com o sinal.

De fato, 60 Hz é a frequência da corrente alternada da rede de energia, cuja finalidade é alimentar os nossos aparelhos elétricos e eletrônicos.

Se o leitor quer ter uma idéia melhor deste som, basta colocar o dedo num jaque conectado na entrada auxiliar de um amplificador, conforme mostra a figura Os sinais induzidos pela rede de energia ficam na malha dos fios, ou na caixa do aparelho, que os desvia para a terra, conforme mostra a figura Por onde podem entrar esses roncos?

Pode parecer pouco que um ou dois centímetros de um cabo descascado tenha algum efeito, mas esse pequeno comprimento pode perfeitamente captar alguns microvolts de ronco, transferindo-o para o equipamento de som. Pode ocorrer que, por diferenças de características.

Para eliminar o ronco que tenha esta origem, basta usar os terminais de terra comum que todos os equipamentos de som possuem em sua parte traseira. Este problema também pode ter origens nos cabos, quando os sinais fortes das estações podem penetrar no circuito sendo detectados.

Dependendo do amplificador considerado, esta etapa pode ter potências as mais variadas. Vale, entretanto, o mesmo princípio de funcionamento. Assim, as configurações para todos os tipos de amplificadores que vimos têm pontos em comum no que se refere ao princípio e funcionamento, mudando apenas o tipo de sinal trabalhado, a potência e as características de entrada e de saída.

Conforme podemos ver, o transistor pode ser polarizado em quatro pontos diferentes que correspondem às classes, A, AB, B, e C. O importante no nosso caso é saber quando usar cada um dos tipos analisados de amplificadores. Estes amplificadores externos ficam nas caixinhas dos alto-falantes e precisam ser alimentados por pilhas ou por um plugue conectado à rede de energia.

Como resolver o problema? Na foto abaixo, um amplificador com estes transformadores. Na figura , temos um exemplo de etapa que usa um desses componentes.

Figura — Etapa de saída estabilizada termicamente com um NTC Um amplificador valvulado ultra-linear. O outro corresponde a uma descarga do capacitor que armazena energia. Este circuito é denominado de simetria complementar total, e também é muito usado em equipamentos comerciais, principalmente de custo mais elevado e de alta potência, onde um capacitor eletrolítico seria um componente volumoso e caro quando usado na saída.

No entanto, existem outros tipos de semicondutores de potência, como os MOSFETs de potência, com os quais podemos ter etapas amplificadoras equivalentes. O circuito da figura, por exemplo, opera razoavelmente bem até a faixa de ondas curtas, em torno de 20 MHz. Este limite é fixado pela velocidade com que as cargas podem se movimentar nas junções, e também pelas capacitâncias parasitas que existem entre os elementos do transistor.

Tipos especiais de transistores para RF podem ter formas e dimensões que reduzem bastante estas capacitâncias, mas ainda assim existem limites. O sinal deve antes carregar o capacitor de base, conforme o leitor pode ver na a figura , para depois passar a controlar o fluxo de corrente entre o coletor e o emissor.

Assim, enquanto temos uma freqüência em que o ganho é maior, existem outras em que o ganho é bem menor. Uma delas pode ser vista na figura , consistindo em se sintonizar o sinal que se deseja amplificar apenas na entrada do circuito. No entanto, existem aqui ainda alguns problemas que às vezes precisam ser contornados.

O resultado é que, se fazemos um acoplamento sem levar em conta este fato, a seletividade é reduzida, ou seja, a capacidade do circuito sintonizado de separar estações. Outra maneira de contornar o problema consiste em se utilizar um segundo enrolamento para a bobina, conforme o leitor pode ver na figura Outra possibilidade, para este tipo de circuito, consiste em se colocar circuitos sintonizados tanto na saída como na entrada, conforme mostra a figura Com isso, obtemos acoplamentos ideais tanto na saída como na entrada com muito melhor rendimento.

Neste caso, devemos separar os amplificadores encontrados nesses equipamentos e periféricos em dois grupos: de pequena potência e de grande potência. Encontramos amplificadores deste tipo em algumas funções de apoio e em periféricos, como na entrada de microfones, em modems, gravadores de som, etc. Também encontramos esses amplificadores na saída de sons domésticos, televisores, etc. O importante para o leitor é saber que os amplificadores existem em todos os equipamentos, e suas configurações se enquadram nos tipos que estudamos.

Novamente lembramos que a dificuldade em se integrar capaci Na figura mostramos alguns amplificadores integrados. Damos, a seguir, alguns dos mais importantes. De que forma é expressa a saída de um pré-amplificador em termos de intensidade de sinal? Qual é o inconveniente de usarmos um amplificador em contrafase num circuito de alta potência? Estes componentes devem ser conhecidos de todos os profissionais. Itens deste capítulo: 9. Os varistores de óxido de zinco têm um princípio de funcionamento que pode ser facilmente explicado a partir de sua estrutura interna, mostrada na figura Este componente é formado por contatos metalizados que encostam numa massa de óxido de zinco sintetizado ou outro material de propriedades semelhantes.

Os transientes podem ter diversas origens. O que ocorre é que, a energia da rede é fornecida na forma de uma corrente alternada.

O movimento de vai e vem dos elétrons pelos aparelhos pode ser comparado ao movimento de sobe e desce de uma bóia num mar agitado. Um aparelho indutivo, conforme o nome diz, possui uma característica de indutância.

Até aí tudo bem, mas vamos supor que, em dado momento do funcionamento de um dispositivo deste tipo, ele seja desligado. É o caso de uma lâmpada incandecente comum que demora certo tempo para ter seu filamento aquecido por uma corrente. As fontes filtram a maior parte da energia a ser entregue aos aparelhos eletrônicos através de capacitores eletrolíticos. O resultado pode ser fatal para os componentes delicados dos circuitos eletrônicos.

Essa camada de alguns microns de espessura só consegue isolar tensões de alguns volts, que é justamente o que o aparelho precisa para funcionar e que sua fonte fornece em condições normais. Mesmo aparelhos menos delicados podem sofrer seriamente com estes transientes, se forem muito fortes.

Dividindo por 60 essa frequência, o relógio obtém um pulso em cada segundo para seu funcionamento. Tais relógios passam a contar uma hora de 50 minutos e, por isso, adiantam muito mais. Nem mesmo os disjuntores conseguem isso. Evidentemente, tais tomadas protegidas também podem ser usadas com outros aparelhos sensíveis como videocassetes, fax, televisores, etc.

Na figura , mostramos uma destas tomadas. Determinados materiais semicondutores como o silício, germânio, algumas ligas de antimônio, óxidos de cobre e titânio apresentam propriedades elétricas que dependem da presença de campos magnéticos.

Novos plugues e tomadas A norma NBR, que trata das instalações elétricas domiciliares e equipamentos alimentados pela rede de energia, prevê em seus plugues e tomadas um fio terra. Para mais detalhes aguarde nosso Curso de Eletricidade - Instalações Elétricas.

O resultado disso é que observamos que a resistência elétrica apresentada pelo material depende da presença do campo magnético aplicado. Quando a corrente na carga aumenta um motor que trava, por exemplo , o campo em torno do fio aumenta e o sensor detecta esse aumento, desligando o circuito. Na figura temos um desses dispositivos. Um pulso de corrente é gerado e ele pode servir para disparar algum circuito externo. Alguns tipos de aparelhos operam com este tipo de indicador conforme mostra a figura Existem outros dispositivos modernos que podem ser usados para detectar radiações nucleares.

Um deles é o próprio diodo que, no entanto, deve ser adaptado para tal finalidade. Na figura temos um exemplo de diodo deste tipo. No entanto, com maior intensidade de luz temos mais por Todavia, a eficiência de uma célula solar é muito pequena, de poucos por cento, de modo que obtemos apenas alguns watts de energia elétrica, mesmo com uma célula que tenha junções expostas grandes.

O tipo mais comum é feito com silício monocristalino, partindo-se de um tarugo de silício puro, conforme a figura Infelizmente, um dos inconvenientes deste tipo de dispositivo é o custo. Por outro lado, o que se pode fazer é usar as fotocélulas para carregar baterias de um sistema de menor consumo como, por exemplo, um dos que vimos. É o processo transmissivo, mostrado na figura e que é usado nas telas dos lap-tops e note-books. Na outra, denominada tipo refletivo, que encontramos na maioria das calculadoras e relógios, aproveitamos a luz ambiente.

É o processo refletivo. O resultado é que, facilmente podemos a partir de circuitos eletrônicos fazer aparecer os algarismos de 0 a 9. Se usarmos tensões contínuas puras, temos um processo de eletrólise que em pouco tempo estraga os eletrodos fazendo a substância interna perder suas propriedades.

No entanto, para excitar tais mostradores precisamos de dispositivos especiais, ou seja, circuitos integrados especialmente projetados para esta finalidade. Isso torna este tipo de mostrador ideal para funcionar com aparelhos alimentados por pilhas.

Na figura t emos o símbolo e os aspectos deste componente. Na figura temos um oscilador a cristal com FET. Aplicações diversas Os cristais têm uma importância especial nos computadores e diversos circuitos digitais.

A lâmpada de xenônio tem a estrutura que pode ser vista na figura Temos também dois Na figura temos o circuito de disparo da lâmpada xenônio. Esta intensidade é dada pela energia armazenada no capacitor. Baseados neste princípio operam os chamados acopladores ópticos que têm símbolo e aspecto mostrados na figura Estes pequenos dispositivos consistem num emissor de luz, que pode ser um LED comum vermelho ou mesmo um LED infravermelho, e um foto-sensor, que pode ser um fotodiodo, um foto-transistor ou qualquer outro dispositivo sensível à luz.

O conjunto fica encerrado num pequeno invólucro à prova de luz. Os foto-acopladores ou opto-acopladores podem ser usados numa grande quantidade de aplicações importantes. O sensor do opto-acoplador é ligado ao circuito de controle da fonte. O emissor faz LED faz as vezes da bobina, e o sensor, que pode ser um dispositivo de potência como um opto-diac, opto-triac ou mesmo um transistor, controla a carga externa, fazendo as funções dos contatos.

Se bem que este componente tenda a desaparecer, substituído por displays de tecnologias mais modernas, como os de cristal líquido LCD e LEDs, é importante conhecer seu princípio de funcionamento, tanto pelo valor histórico, como pelo fato de que ainda existem equipamentos em funcionamento que os utiliza.

Este tubo tem a estrutura mostrada na figura , a partir de onde explicaremos o seu princípio de funcionamento. O resultado final é o aparecimento na tela do aparelho da senóide, conforme poderemos observar na a figura Persistência É graças a persistênci retiniana que existe a TV e o cinema.

Trata-se, portanto, de um componente que deve ser manuseado com extremo cuidado pelos técnicos reparadores. Osciloscópio digitais Existem hoje osciloscópios que operam de forma diferente com mostradores de cristal líquido ou ainda LEDs. Projetando de forma Na figura temos a estrutura de um diodo Laser. No Blu-ray o diodo emissor é azul, com um comprimento menor de onda, pode ler informações gravadas mais densamente.

Assim, com este tipo de laser pode-se gravar pixéis menores no disco, aumentando sua quantidade. Desta forma, obtém-se uma capacidade de armazenamento muito maior, nesta modalidade de DVD. Na figura mostramos um motor de passo típico em corte, do tipo quadripolar que possui duas bobinas com derivações. Temos diversos termos importantes neste capítulo. De que grandeza elétrica depende a resistência apresentada por um varistor?

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Em que dispositivo do automóvel encontramos um sensor de efeito Hall? Que propriedade importante apresentam as moléculas das substâncias usadas como cristais líquidos?

O que podemos afirmar sobre o consumo de energia de um mostrador de cristal líquido? Por que usamos Laser azul no bluray? Veremos também os seus tipos e suas limitações. Este capítulo consta dos seguintes itens: Os componentes que encontramos nas montagens eletrônicas, tais como transistores, diodos, capacitores, resistores, indutores etc.

Para estes primeiros integrados, entretanto, muitos componentes adicionais para se obter o aparelho desejado ainda precisavam ser ligados externamente e ser do tipo comum, como resistores, capacitores, indutores, etc.

Jack Kilby Inventor do circuito integrado em O próprio substrato ou base em que é montado todo o circuito leva em conta isso. Podemos facilmente localizar ain A grande maioria dos componentes externos, que ainda precisamos usar com circuitos integrados é constituída por capacitores de grandes valores, normalmente eletrolíticos que devem ser conectados externamente.

O primeiro passo consiste em se desenvolver o desenho, determinando-se as posições das diversas regiões e junções e suas interligações, conforme mostra a figura Figura - Uma pastilha de um CI desenhada com os componentes equivalentes ressaltados em amarelo. Esse processo é denominado litografia.

Figura O wafer é cortado liberando os chips dos circuitos integrados - Foto Allegro Micro Salas limpas Para trabalhar com as pastilhas, um mínimo de impurezas no ar é suficiente para afetar as características do componente. Evidentemente, para os integrados de uso geral, é possível até fazer substituições, com pequenas alterações no circuito original, pois Hoje em dia podemos contar com centenas de milhares de tipos de circuitos integrados, o que torna muito difícil estudar cada um separadamente.

Desta forma, se o leitor pretende usar algum circuito integrado deve, obrigatoriamente, possuir literatura a seu respeito. Muitos fabricantes possuem publicações específicas sobre seus integrados.

Os dedicados, que exercem funções complexas específicas como, por exemplo, os microprocessadoresque contém uma unidade central de processamento CPU , as memórias, , circuitos de apoio VLSI e outros. Na figura a capa de um Manual de Circuitos Integrados Digitais da Texas, disponível para download no site do autor. No entanto, o profissional que precisa constantemente de informações sobre os mais variados tipos de integrados, investir num manual deste tipo, ou saber como consegui-lo é importante.

Os diversos tipos de integrados também determinam os invólucros, e da mesma forma que no caso dos transistores, temos muitas aparências. O invólucro mais comum é o DIL Dual in Line de 8 pinos, que pode ser visto na figura , juntamente com outros de 14 e 24 pinos. Evidentemente, trata-se de um invólucro de baixa potência, ou seja, empregado em circuitos integrados que trabalham com sinais de pequena intensidade. Podemos encontrar invólucros de 8 a 40 pinos, dependendo da complexidade do circuito integrado.

Estas memórias podem armazenar grande quantidade de informações na pequena pastilha de silício que existe no seu interior. A necessidade cada Na figura temos alguns invólucros de circuitos integrados de tecnologias mais modernas, incluindo a montagem em superfície SMD.

O que muda é apenas o formato. Para os componentes de dois terminais, o formato mais comum é o exemplificado na figura Assim, a maioria dos resistores tem o formato , o que representa 12 centésimos de polegada de comprimento por 06 centésimos de polegada de largura. Este formato significa, aproximadamente, 3 mm de comprimento por 1,5 mm de largura.

No caso Para resistências de menos de 10 ohms pode ser usada a letra R tanto para indicar isso, como em lugar da vírgula decimal. Assim, podemos ter 10R para 10 ohms ou 4R7 para 4,7 Ohms. Em certos casos, com resistores na faixa de 10 a 99 ohms, podemos ter o uso de apenas dois dígitos, para evitar confusões: exemplo 33 ou 56 para indicar 33 ohms ou 56 ohms.

Também existem casos em que o k quilo e M mega é usado em lugar da vírgula. No entanto, para as tolerâncias mais estreitas, existem diversos outros tipos de códigos. Exemplos de Códigos de 3 Dígitos. A tabela abaixo mostra os códigos que devem ser usados na leitura de valores.

Outros códigos Outros componentes, como os capacitores eletrolíticos, também possuem códigos especiais. Damos a seguir, como exemplo, os códigos para capacitores cerâmicos SMD. Capacitores SMD para montagem em superfície utilizam um código que é formado normalmente por duas letras em um dígito. A primeira letra representa o fabricante, enquanto a segunda letra representa a mantissa do valor da capacitância.

O terceiro símbolo, é o dígito representa o multiplicador ou expoente em picofarads pF. Assim, 22 6V consiste num capacitor de 22 uF x 6 V. No entanto, também pode ser usado um código especial formado de uma letra e 3 dígitos.

O valor obtido é dado em pF. A faixa indica o terminal positivo. Para alguns tipos de transistores de potência podemos ter invólucros maiores, conforme mostra a figura Para os circuitos integrados, temos os invólucro típico ilustrado na figura Isso quer dizer que, ao realizar o projeto de uma placa de circuito impresso usando tais componentes, o projetista tem sempre de estar informado sobre suas dimensões.

Este tipo de circuito integrado só pode ser colocado nas placas e retirado com equipamentos especiais. Os leitores que gostam de realizar montagens eletrônicas podem contar com uma boa quantidade de circuitos integrados que realizam funções relativamente complexas, e que substituem configurações que, da maneira convencional usariam dezenas de transistores, resistores, diodos e capacitores.

Veremos a seguir o que o leitor precisa para poder trabalhar com este tipo de componente. Assim, podemos citar como exemplo um integrado de grande utilidade que é o amplificador operacional conhecido como , e que pode ser visto na figura O procedimento ideal para teste de um integrado determinado é ter um circuito específico externo em que este integrado deva funcionar.

É claro que isso significa que, para cada um dos milhares de tipos de integrados que existem, devemos ter um circuito próprio diferente para fazer seu teste. Nos equipamentos comuns o leitor vai encontrar diversos tipos de circuitos integrados. Como testar Ao estudarmos tipos específicos de integrados daremos algumas informações de como fazer os testes específicos, mas isto é assunto para que o leitor pode ver melhor explorado na série de livros Como Testar Componentes, do mesmo autor deste curso.

Estes componentes normalmente consistem em retângulos pretos com terminais alinhados em seus quatro lados. Como podemos reparar um integrado, se um dos componentes internos apresenta defeito? Existem suportes ou soquetes para a montagem de circuitos integrados?

Neste capítulo teremos os seguintes itens: Nestes computadores, as operações eram Basicamente um amplificador operacional consiste num dispositivo que tem duas entradas para os sinais e uma saída, conforme mostra o símbolo universalmente adotado da figura Ela recebe este nome porque um sinal aplicado neste local aparece na saída S do circuito com a mesma polaridade ou fase.

Existem muitos equipamentos modernos em que encontramos estes sinais, e é justamente neles que os amplificadores operacionais podem estar presentes. Neste caso o amplificador amplifica a diferença entre as tensões nos dois pontos.

Consumo Veja que ter uma impedância de entrada elevada significa exigir muito pouca corrente do circuito externo para poder funcionar e isso é muito importante em muitas aplicações, inclusive ligadas ao computador.

Uma delas é a elevada impedância de entrada. Isso significa que os sinais muito fracos podem ser usados nas entradas, sem carregar os circuitos que os fornece.

Outra característica importante é a impedância de saída, que nos amplificadores operacionais como o , é da ordem de W. Veja na figura a curva de transferência de um amplificador operacional de onde tiramos algumas informações importantes. Na figura temos alguns tipos de invólucros de amplificadores operacionais mais modernos.

Veja na figura a curva ganho x frequência do amplificador operacional , observando-se que, de um ganho de vezes com sinais de corrente contínua ou sinais de freqüência muito baixa, passamos para um ganho igual a 1 o sinal da saída é igual ao de entrada para uma freqüência de 1 MHz.

Um destes termos é rail-to-rail ou linha-a-linha abreviadamente RRO - Rail-to-Rail Operational que vamos explicar agora. Desta forma, conforme mostra a figura , o amplificador só vai conseguir excursionar entre 11,4 e ,4, V. No entanto, a tendência atual é que os circuitos operem com tensões cada vez mais baixas.

A saída do amplificador teria uma amplitude de apenas 0,3 V, o que impede o funcionamento do circuito, conforme mostra a figura Diversos fabricantes de amplificadores operacionais possuem em sua linha de produtos circuitos integrados que apresentam as características rail to rail, conforme mostra a figura Estes amplificadores, denominados também RRO, devem ter etapas de saída especialmente projetadas para que eles possam, tanto fornecer sinais de saída numa faixa dinâmica completa, como também ter características de entrada que permitam que ele opere na mesma faixa.

Trata-se de uma característica dos amplificadores operacionais. Desta forma, em alguns casos, é preciso reduzir propositalmente este ganho através de recursos externos. O que fazemos, é realimentar o sinal, retirando-o da saída e aplicando-o à entrada inversora. Veja que este é um amplificador inversor. Para um ganho de vezes podemos usar os componentes que o leitor pode verificar na figura , onde o amplificador operacional é um A impedância de entrada é de 10 k ohms neste circuito.

Neste circuito, o valor obtido da soma de R1 com R2 dividido pelo valor de R1 resultam no ganho do amplificador operacional.

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Qual é a vantagem disso? Outra vantagem importante deste circuito é que, reduzindo o ganho também aumentamos a capacidade do operacional em trabalhar com sinais de freqüências mais elevadas.

Figura - Ligando dois operacionais em cascata para obter elevado ganho e alta impedância de entrada. Isso pode ser conseguido facilmente através de um potenciômetro ligado conforme mostra a figura Para excitar cargas de maior potência, os amplificadores operacionais podem ser acoplados a diversos tipos de circuitos com transistores.

No entanto, enquanto a corrente drenada na entrada é desprezível, a saída pode suprir correntes de mais de mA. Neste caso temos dois transistores complementares. Trata-se de um operacional de alto ganho que compara as tensões de entrada, fornecendo uma saída no nível alto conforme uma entrada seja maior, ou menor que a outra. Veja que a forma de onda no capacitor é aproximadamente triangular e que na saída, temos uma forma de onda retangular. Um circuito como este pode operar em freqüências de até algumas dezenas de quilohertz ,usando um Na figura temos os valores dos componentes para um oscilador de 1 kHz.

A forma de onda na saída é retangular, mas na rede RC que determina a freqüência temos um sinal dente de serra que corresponde à carga e descarga de C. Figura - Calcular C para a frequência desejada. No caso, basta ligar o duplo T calculado para a freqüência desejada entre a saída e a entrada inversora, conforme mostra o circuito que pode ser visto na figura Num primeiro caso, colocamos na entrada do amplificador operacional um filtro passivo que deixa passar ou bloqueia os sinais desejados.

Basicamente, existem três tipos de filtros cujas curvas podem ser vistas na figura Equivalentes transistorizados Veja que nestes circuitos, o amplificador operacional é o elemento ativo, fazendo as mesmas funções de um transistor. Assim, podemos ter as mesmas configurações de osciladores que estudamos com os transistores nos capítulos anteriores, mas baseadas em amplificadores operacionais. O db decibel é uma unidade logarítmica que serve para medir a intensidade de sinais.

Se um filtro tem um fator Q elevado, sua capacidade de diferenciar a freqüência desejada das freqüências próximas é grande, e ele é Podemos aumentar o fator Q de um filtro, ligando diversas seções em série, conforme poderemos ver na figura No entanto, se por um momento ligarmos a entrada pino 2 do integrado ao ponto de 0 V do circuito, ocorre seu disparo.

Na figura temos as ligações dos componentes externos. A freqüência em que esta mudança de nível da saída ocorre, depende dos valores de Ra, Rb e C. O chega aos kHz. Termos relacionados aos amplificadores operacionais, osciladores e filtros. Com que finalidade foram desenvolvidos originalmente os amplificadores operacionais? O que acontece com a fase de um sinal aplicado à entrada inversora de um amplificador operacional?

O que devemos fazer para controlar o ganho de um amplificador operacional? Como deve ser uma fonte normal para um amplificador operacional? Um amplificador operacional comum como o pode gerar sinais de altas freqüências? Destacamos neste capítulo duas famílias de circuitos integrados muito importantes. Encontramos uma série equivalente de mA, apresentada em invólucros SOT O capacitor de nF desacopla a entrada do estabilizador, enquanto que o de nF, que deve ser cerâmico de boa qualidade, tem por finalidade evitar oscilações em altas frequências, e também desacoplar a saída.

O segundo circuito corresponde a um estabilizador ou regulador de corrente fonte de corrente constante , podendo servir de base para um excelente carregador de pilhas de baterias e até mesmo baterias de moto e carro em regime de carga lenta.

Este circuito é mostrado na figura Para se obter corrente maior do que 1 ampère, podemos usar um booster, conforme o mostrado na figura O transistor pode ser substituído por equivalentes, com correntes de coletor na faixa de 5 a 10 ampères para se obter uma fonte de 2 a 5 ampères de corrente de saída.

Assim, a linha de reguladores negativos equivalente aos 78xx é a formada pelos 79xx;. Figura - Aumentando a corrente de saída com um transistor PNP de potência. Tipos como o TIP42 podem ser usados para corrente até uns 3 A.

Um destes componentes é o bem conhecido LM, ainda insubstituível quando pensamos numa fonte linear de média corrente para a bancada, ou para aplicações menos críticas.

É justamente deles que trataremos a seguir. Os tipos comuns como os tradicionais, que fazem uso de transistores bipolares em invólucros de três terminais, como os das serie 78 e 79 podem ser usados sem problemas. Conforme podemos ver na figura este tipo de regulador é intercalado com o circuito de carga.

As configurações apresentadas têm, entretanto, limitações que devem ser consideradas em cada projeto. IL - é a corrente típica de carga Zout - trata-se da impedância de saída BW - Faixa passante a Transistor NPN Nesse caso, o transistor opera como seguidor de emissor com uma baixa impedância de saída e uma faixa passante BW larga.

O mesmo amplificador classe D, fornece 9 W de som e perde apenas 1 W na forma de calor. Sufixos Os leitores devem estar atentos aos sufixos de todos os componentes eletrônicos, como no caso do LM Estes sufixos podem indicar pequenas diferenças de características, pinagem e outras que podem comprometer o funcionamento de um projeto. Na figura abaixo mostramos as diferenças entre os diferentes tipos desta série, obtidas de datasheet da National Semiconductor, que agora é uma empresa do grupo da Texas Instruments.

Para obter um ganho maior, basta usar um capacitor adicional externo, o que nos leva ao circuito da figura O controle de volume consiste num potenciômetro de 10 k ohms para as duas versões. Mais informações sobre este componente podem ser obtidas baixando-se o datasheet. O TDA pode fornecer potências que chegam aos 8 Wrms ou 30 Wpmpo com pouquíssimos componentes externos e tem uma sensibilidade de apenas 50 mV para plena potência.

A figura mostra a pinagem deste circuito integrado. A filtragem dessa fonte também é muito importante. Na figura temos um amplificador com este circuito integrado, montado a partir de kit vendido no exterior pela Velleman. Assim, mais informações sobre este componente como, por exemplo, o datasheet podem ser acessados no site da Texas Instruments www.

Dentre as informações importantes do datasheet, destacamos diversas versões com desenhos de placas. O circuito integrado é fornecido em invólucro TO de 15 pinos com a pinagem mostrada na figura Na figura temos a foto de uma montagem comercial deste amplificador, obtida na Internet. Algumas empresas do exterior vendem o kit deste amplificador em diversas versões.

Para entendermos como é possível dobrar a potência do sistema, vamos supor que cada amplificador seja capaz de aplicar um sinal de 10 V numa carga de 4 ohms. O leitor deve consultar o datasheet do componente. Na figura A, uma molécula orgânica que se comporta como um semicondutor N Dentre os condutores, destacamos os metais, os gases ionizados, as soluções iônicas, etc. BRAGA Esta barreira possui um valor que depende da natureza do material semicondutor usado, sendo da ordem de 0,2 V para o germânio e 0,6 V para o silício.

Como a intensidade dessa corrente varia com a temperatura, uma estrutura desse tipo, ou seja, um diodo, também pode ser usado 18 NEWTON C.

BRAGA como um excelente sensor de temperaturas. Figura 15 — Um diodo 1N 1. Figura 25 — A curva característica de um LED é a mesma de um diodo Por esta curva temos diversas informações importantes. Figura 28 — Característica do foto-diodo e do olho humano 1. Figura 53 — Corrente nos semiciclos negativos É importante notar que neste sistema, a corrente em cada semiciclo passa por dois diodos, em lugar de um só, como nos outros.

Figura 59 — Outros tipos de filtros 2. Figura 60 Fórmula f2. Figura 66 — Obtendo 6 V com um divisor resistivo. BRAGA mais caros quanto maior for sua capacitância. Figura 71 — Circuito final com regulagem por diodo zener para correntes até 20 mA. BRAGA 2. BRAGA Podemos obter a estrutura indicada de duas formas diferentes, o que leva a dois tipos de transistores.

Dispositivos Semicondutores Diodos e Transistores..pdf

BRAGA Outro ponto importante a ser considerado, quando falamos de um transistor como amplificador, refere-se ao tipo de ganho que obtemos. BRAGA Nela temos um ganho de corrente muito alto, o que quer dizer que pequenas variações da corrente de base provocam variações muito maiores da corrente de emissor.

Figura — Transistores com nomenclatura européia 3. Figura — Devemos calcular R neste circuito Neste circuito, temos de acionar uma carga que exige uma corrente de mA 0,1 A , que pode ser a bobina de um relé ou ainda uma pequena lâmpada.

Figura — A temperatura ambiente influi no comportamento do transistor Estas variações podem ser suficientemente grandes para deslocar o ponto de funcionamento do transistor e, com isso, introduzir distorções.

Figura — Regulador série com transistor PNP O valor do resistor utilizado neste circuito série é calculado de modo que tenhamos uma corrente compatível com o funcionamento do zener, e também que seja suficiente para polarizar a base do transistor, fornecendo a corrente desejada na saída. Figura — Neste amplificador de base comum, o capacitor desacopla a base Nos dois casos, os valores dos resistores dependem da frequência com que o sinal trabalha. Figura — Capacitor de desacoplamento em paralelo com capacitor de filtro, numa fonte Os capacitores cerâmicos deixam as altas frequências passar com facilidade, desviando-as para a terra.

BRAGA Outros recursos de aterramento das pessoas que trabalham com os componentes sensíveis podem ser usados.

Figura — Um ionizador d Blindagens A blindagem é usada para proteger componentes e placas. Figura — Um MOSFET de comporta dupla Este tipo de transistor pode ser usado, com grande eficiência, para misturar sinais tanto de baixa como de alta freqüência.

BRAGA Os transformadores deveriam ter características especiais, e para potências elevadas consistiam em componentes pesados e caros. Figura — Protegendo o SCR com um diodo 6. Figura — Um filtro para controles de potência Ligado em série com o aparelho interferido, o filtro evita que sinais interferentes, que venham pela rede, cheguem até ele.

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