Apostila de Eletrônica

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TREINAMENTO EM ELETRNICA PARA BANCADA Apresentao: O desenvolvimento e crescimento do homem algo permanente e dinmico pois ele cria, aprende, pesquisa e descobre coisas com muita rapidez.. A eletrnica uma cincia relativamente nova, entretanto s aps os anos 50 com a inveno dos transistores que tivemos uma exploso de tecnologias que vemos nos atuais equipamentos. Hoje sem sombra de dvidas a eletrnica est presente em todos os ramos do nosso cotidiano. Visando um mercado cada vez mais expressivo e especializado no setor de manuteno em monitores e impressoras de computador que ns estamos trazendo at voc este treinamento que esperamos venha a acrescentar muito em sua carreira profissional, buscamos incorporar no contedo um texto de fcil assimilao sem com isso deixar de ser o mais didtico possvel, que servir como uma referncia tcnica na bancada do tcnico em computadores e perifricos. Por este motivo estruturamos um curso pratico em eletrnica voltado para bancada. A Necessidade da Constante Evoluo do Tcnico. Alguns conselhos prticos para adiante nesta rea. aqueles que querem ir

Nunca pare de estudar. Este no um bom ramo para quem no gosta de estar sempre aprendendo. Se voc ficar algum tempo sem acompanhar as constantes evolues do setor, sentir grandes dificuldades. Portanto leia sempre material tcnico especializado como; livros, revistas e jornais. Procure fazer um crculo de amizades entre os profissionais do setor, saiba que um tcnico por melhor que seja precisar sempre contar com a experincia de um outro que j est trabalhando h mais tempo, saiba tambm que a humildade um fator determinante para o sucesso na vida de todo profissional. Especialize-se ao mximo em eletrnica, saiba que quanto mais voc domin-la, mais facilidades encontrar para

diagnosticar problemas principalmente em circuitos lgicos e eltricos de perifricos como os monitores e outros. Prime pela qualidade total em seus servios de atendimento tcnico, trabalhe com critrios e honestamente, o mercado est cheio de maus profissionais que degradam a profisso, porm h muito espao a ser preenchido, o mercado de trabalho absorve todos os bons profissionais deste setor que como j dissemos est cada vez mais especializado. Procure por em prtica todas as dicas vistas durante este treinamento para que voc no venha a tropear nas mesmas pedras em que muitos tropeam no inicio de suas carreiras. Teoria da eletrnica estrutura da materia: J de conhecimento geral que, podemos dividir um material em pores cada vez menores, at chegarmos a menor poro conhecida (sem que perca suas propriedades originais) que recebe o nome de molcula. Se a partir da molcula continuarmos a diviso chegaremos ao tomo que por sua vez no conservar mais as propriedades do material dividido. Tomaremos como exemplo a gua: Se fossemos dividindo uma gota d'gua em partes cada vez menores chegaramos a molcula e mesmo assim continussemos a diviso ela iria se desfazer em trs outras partculas menores, sendo duas iguais entre si e outra diferente dessas ou seja dois tomos de hidrognio e um de tomo de oxignio.

Por outro lado se pegarmos um pedao de ferro e formos dividindo tambm em pedaos cada vez menores, chegaremos a menor partcula do ferro que ainda conserva suas propriedades fsicas que o tomo de ferro, este por ser uma substancia simples s possui tomos iguais. Os materiais que possuem tomos iguais do origem aos elementos qumicos que quando combinados do origem aos compostos qumicos como o caso da gua. Na natureza temos j descobertos cerca de 110 elementos qumicos. Contituio do tomo. Definimos o tomo como a menor partcula que compe a molcula, baseado na teoria atmica o tomo tambm pode ser divido em partes distintas que so eltrons, prtons e nutrons, os prtons e nutrons constituem o ncleo; Sendo que os prtons so positivos e os nutrons(1 prton e 1 eltron em constante permutao) no possuem carga alguma. J os eltrons possuem carga eltrica negativa e giram ao redor do ncleo e em rbitas concntricas. Um tomo pode ganhar ou perder eltrons, nesse caso perde a sua neutralidade eltrica, tornando-se um on positivo se perder eltrons (Ction) e ser um on negativo se ganhar eltrons (Anion). Logicamente um tomo s perde eltrons quando encontra outro disposto a receb-los. O eltrons se apresentam em nveis de energia predispostos a partir do ncleo e pode-se notar a presena de sete nveis (camadas) na seguinte ordem: K,L,M,N,O,P,Q com o seguinte nmero de eltrons:

Aqui vale as seguintes observaes: a) Cada eltron que o correspondente a uma valncia. tomo precisa ganhar

b) Na ligao por compartilhamento no h formao de ons, pois no ocorre transferncia de eltrons. c) Cada par de eltrons compartilhados corresponde a uma covalncia e a ligao denominada covalente ou molecular. d) Cada tomo um ncleo carregado cercado por eltrons em rbita. positivamente,

e) A fora centrifuga que age para fora sobre cada eltron equilibrada exatamente pela atrao do ncleo para dentro. f) Os eltrons se movem com maior facilidade no vcuo do que no ar pois neste ltimo os mesmos se chocam com com as molculas do ar. Eletrizao. Foi Tales de Mileto na Grcia Antiga quem observou o fenmeno da atrao/ repulso de objetos leves (papel, cortia e etc.) quando uma barra de mbar era atritada contra o plo de animais, esta descoberta pode hoje ser facilmente reproduzida utilizando-se um basto de ebonite ou um simples pente contra um cobertor de l. S em 1897 Thomsom descobriu o eltron e provou que ele tinha carga negativa. Desta forma as cargas positivas e negativas esto em quantidade igual no basto e no cobertor, quanto atritados os eltrons do pano se transferem para o basto ou pente tornado-o negativo e assim produzindo a eletricidade. Neste caso podemos afirmar que eletricidade o movimento de eltrons.

Podemos afirmar que: a) Cargas eltricas de mesmo sinal se repelem. b) Cargas eltricas de sinais contrrios se atraem. Condutores. Condutores so elementos que possuem eltrons livres em grandes quantidades, que por sua vez esto fracamente ligados ao ncleo, e, quando submetidos a uma diferena de potencial passam a se locomover no interior deste. Quanto maior o nmero de eltrons livres maior ser o fluxo de corrente, conseqentemente maior ser sua condutividade.

Conforme pode ser notado na ilustrao os eltrons livres sero atrados pelo plo positivo da bateria, e quando um eltron muda de posio deixa vazio um espao que poder ser preenchido outro eltron estabelecendo-se desta maneira a corrente eltrica. importante tambm salientar que o efeito da temperatura tambm apresenta conseqncias a conduo de corrente eltrica, pois quanto mais aquecemos um condutor, mais energia estamos fornecendo ao mesmo, apresentando como conseqncia maior movimento de eltrons ocorrendo choques e um movimento desordenado no condutor dificultando por conseguinte o movimento dos mesmos.

Sentido da corrente; Neste caso ficam as perguntas: Se quando um eltron muda de posio deixa uma lacuna, ento qual o sentido da corrente eltrica? Do negativo para o positivo ou do positivo para o negativo? A lei de Murphy afirma que o nmero daquilo que se cr com convico ao nmero de possibilidades. Felizmente s h duas possibilidades para o sentido da corrente. Franklin deu uma contribuio relevante com sua teoria fluida da eletricidade, ele imaginava a eletricidade como se fosse um fluido invisvel. Se um corpo tivesse mais do que sua parte normal desse fluido, le dizia que o corpo tinha uma carga positiva se menos era considerada negativa, seguindo essa linha de raciocnio Franklin concluiu que o fludo eltrico escoava do positivo (excesso) para o negativo (deficincia). A teoria do fluido era fcil de ser entendida e concordava com todas as experincias realizadas nos sculos XIII e XIV, todos aceitavam de que as cargas fluam do positivo para o negativo (chamamos a isso de fluxo convencional), entre os anos de 1.750 a 1.897 surgiram grande nmero de frmulas e conceitos baseados nesta teoria, e foi adotado pela comunidade cientfica da poca. Em um pedao de fio, as nicas cargas que fluem so os eltrons livres que quando submetidos a uma diferena de potencial fluem do terminal negativo para o positivo, que na verdade o oposto do fluxo convencional, entretanto ningum quer descartar o uso do fluxo convencional. E porque esta resistncia em mudar? Porqu uma vez ultrapassado o nvel atmico no faz diferena se visualizarmos as cargas fluindo do positivo para o negativo ou o inverso, pois, matematicamente os resultados sero iguais independente da conveno usada. Todavia se o fluxo de eltrons for a mais cristalina das verdades, o fluxo convencional preserva fundamentos de matemticos de quase 200 anos de teoria. Os componentes fabricados com polarizao normalmente trazem setas indicando o sentido convencional da corrente eltrica.

Conclusse com tudo que foi dito que, conveniente aos engenheiros usar os dois fluxos ao invs de escolher um e outro porque ao nvel atmico usa-se o fluxo dos eltrons, acima deste faz-se de conta que exista um fluxo hipottico de cargas positivas, Qui um dia os engenheiros mudem para o fluxo de eltrons, entretanto talvez j no seja to importante. Afinal qual o fluxo vlido? Ambos. Ao se discutir um componente pela primeira vez deve-se apresentar os dois tipos de fluxo, representando o convencional com uma seta slida e o de eltrons com com uma seta tracejada ao se encontrar ambos os sentidos para a corrente basta descartar aquele que no se quer. muito importante conhecer os dois sentidos porqu alm de constituir um bom treinamento ambos so usados pela indstria. Como o movimento de lacunas ou eltrons constituem uma corrente eletrnica o nmero de eltrons (ou) que passam em um certo ponto durante um certo intervalo de tempo chamado de corrente que tem como unidade o ampre (I). Para que seja gerado 1 ampre so necessrios o movimento de 6 quintilhes e 240 quatrilhes de eltrons (ou) passando em determinado ponto no perodo de 1 segundo a essa quantidade de eltrons em movimento chamamos de coulomb portanto 1 ampre corresponde a 1 coulomb por segundo. Isolantes Contrrio aos condutores os materiais isolantes mantm seus eltrons fortemente presos em suas ligaes, e mesmo quando aquecidos liberam uma quantidade muito pequena de eltrons, evitando assim a circulao dos mesmos. A denominao isolante neste caso parece-me at um tanto vulgar pois na verdade no existe um isolante perfeito o que existe na verdade so bons e maus condutores, entre estes maus condutores (isolantes) podemos citar vidro, mica, parafina, ebonite e at o prprio ar quando sem umidade. Entre os bons e maus condutores temos ainda os semicondutores(abaixo) e alguns com menor condutibilidade que os metais, citamos, carvo, gua e amimais...

Semicondutores. Os materiais semicondutores so os que possuem um nvel de condutividade em algum ponto entre os extremos de um isolante e um condutor, a resistncia de um material ao fluxo de corrente, est inversamente relacionada com a condutividade deste material, isto quanto melhor a condutividade mais baixa a resistncia. Entre os principais semicondutores utilizados esto o Germnio e o Silcio que possuem um total de 4 eltrons ( embora no total tomo de silcio possua 14 eltrons e o de Germnio 32 em sua rbita), na ltima camada ou seja na camada de Valncia,(por esse motivo so chamados de tomos tetravalentes) por causa destes quatro eltrons que o germnio e silcio so semicondutores neste caso estes tomos podem ceder ou capturar mais quatro eltrons para completar esta ultima camada que, informado esta ltima camada composta de um nmero mximo de 8 eltrons, chamamos a esta ligao de eltrons ligao covalente , todavia a ligao covalente implique uma ligao mais forte entre os eltrons de valncia e seus tomos de origem, para que haja circulao teramos de romper as ligaes covalentes mediante a aplicao de energia ao elemento, esta energia pode vir de fontes naturais como energia luminosa,trmica ou atravs de um campo eltrico. Os cristais encontrados na natureza no so puros e precisam passar por um processo de purificao para serem usados na indstria eletrnica. Os semicondutores constituem a matria prima para fabricao de diodos, transistores, led's, scr's etc... Materiais semicondutores Silcio - O silcio o material semicondutor mais usado atualmente. usado em diodos, circuitos integrados, transistores, memrias, clulas solares, detetores, foto sensores, detetores de radiao entre outras aplicaes. obtido da slica, material abundante na crosta terrestre, tem a estrutura cristalina do diamante e a distncia entre os tomos mais prximos de 5,43 . A largura da banda proibida no silcio de 1,1eV.

O silcio dopado com fsforo, arsnio e antimnio, para formar materiais tipo N, e Boro, alumnio e glio, para formar materiais tipo P. Germnio - A utilizao do Germnio muito menor que a do silcio, embora o efeito transistor e os primeiros dispositivos semicondutores tenham sidos obtidos com germnio. As comodidades que o silcio oferece, como abundncia e maior facilidade de manipulao, condenaram o uso do germnio como material base para a indstria eletrnica. O germnio ainda usado em detetores do infra vermelho prximo. Diamante - O diamante transparente e extremamente duro. Tem uma largura da banda proibida em torno de 5,3 eV o que o torna um isolante. No usado na indstria para a construo de dispositivos semicondutores. Selnio - O selnio um elemento do grupo VI da tabela peridica. pode ser encontrado em vrias estrutura cristalinas, todas elas semicondutores. O selnio usado como material retificador, para clulas fotovoltaicas e tambm para sistemas xerogrficos. Filmes fins de selnio tambm so usados como medidores fotoeltricos. Arseneto de glio - um matria importante para a construo de dispositivos promissores, como o laser a semicondutor . O arseneto de glio tem uma largura de banda proibida de 1,47 eV, superior a do silcio, portanto, os diodos emissores de luz LED's so construdos com arseneto de glio. Antimoneto de ndio - O antimoneto de ndio tem um pequeno Eg e uma mobilidade de portadores extremamente alta . utilizado em detectores de infravermelho. O valor de Eg da ordem de 0,18 eV, a 300K. O silcio, o selnio e o telrio so os principais dopantes tipo N,

enquanto o zinco, o cdmio, o magnsio, o mercrio, a prata, o ouro e o alumnio tem sido usados como dopantes tipo P. Diodos tnel, transistores e laseres semicondutores tambm tm sido feitos com antimoneto de ndio. Fosfeto de glio usado em diodos eletroluminescentes, que podem emitir tanto luz verde quanto vermelha. A luz vermelha obtida com oxido de cdmio ou oxido de zinco como dopantes. Sistemas isomorfos - So aqueles em que se misturam materiais semicondutores numa soluo. Alguns exemplos: Ga (P,As) - usado em LED's (In, Ga)Sb - usado em lasers semicondutores. Compostos de cdmio - O sulfeto de cdmio o composto II-VI mais conhecido. usado principalmente em fotodetectores; sua cor amarela. O seleneto de cdmio e o telureto de cdmio tem largura de banda proibida menores (Eg para o sulfeto de cdmio de 2,4 eV). O sulfeto de cdmio o mais sensvel para a faixa 0,7m a 0,75m e o telureto de cdmio , em torno de 0,85m. Compostos de chumbo - O sulfeto de chumbo, o seleneto de chumbo e telureto de chumbo tem trs aplicaes: diodos e transistores em baixas temperaturas, detectores infravermelho ou em termoeletricidade. Diodos de telureto de chumbo tem operado temperatura a 4K. Detetores de sulfeto de chumbo cobrem a faixa dos 2m a 3m. Semicondutores orgnicos - Embora ainda no usados comercialmente, os semicondutores orgnicos so desde j materiais de alto interesse, devido ao fato de poderem ser cultivados. Um dos mais estudados o antraceno, cuja a frmula qumica C6H4 : CH2 : C6H2. Semicondutores amorfos - Os semicondutores cristalinos so obtidos de um processo tecnolgico sofisticado e

caro, Os materiais semicondutores no cristalinos so chamados de amorfos. O estudo de dispositivos feitos a partir dos semicondutores amorfos interessante, porque evitaria todo um processo tecnolgico para a obteno do semicondutor cristalizado. O material amorfo mais importante o silcio hidrogenado,com o qual j foram obtidas clulas solares. Ao estudar a corrente eltrica que circula nos circuitos Georges Simon ohm (1789-1854)determinou experimentalmente a relao existente entre a diferena de potencial nos extremos de um resistor e a intensidade da corrente no mesmo. Lei de Ohm. "A lei de Ohm nos mostra que a corrente que flui por um circuito diretamente proporcional tenso e inversamente proporcional resistncia." Em outras palavras Ohm observou que a cada diferena de potencial V1, V2, V3...........Vn estabelecida em um resistor corresponde uma corrente eltrica I1, I2, I3...........In. Ao relacionar os respectivos valores das duas grandezas ele conclui que essas grandezas so diretamente proporcionais, de modo que: V1/I1=V2/I2=V3/I3......Vn/In=R (I). *V Esta constante R, na verdade representa a resistncia do resistor, diga-se a oposio oferecida pelos tomos do resistor a passagem da corrente eltrica. Neste caso temos V = R.I, que a expresso matemtica da lei de Ohm, onde V a diferena de potencial entre os extremos do resistor cuja a unidade o volt (V). R a resistncia do resistor, sua unidade o Ohm, cujo smbolo a letra grega omega. I a intensidade da corrente eltrica que atravessa o resistor, cuja unidade , o Ampre (A). Saem da as derivaes se V = R.I por sua vez I = V/R e R = V/I. Pelo sistema internacional a unidade 1ohm = 1V/1A

Aplicaes da Lei: Exemplo 1: Um circuito que possua uma resistncia de 50 ohms e uma tenso de 200 volts. Qual ser sua corrente em Ampre? Se I = E/R substituindo-se as letras teremos I = 200/50 =4 Ampre Exemplo 2: Um determinado circuito que possua uma tenso de 600 volts e uma corrente de 0,6 A ou (600 mA). Qual ser sua resistncia? Se R = E/I substituindo as letras teremos R=600/0,6=1000 ohms ou (1K) Exemplo 3: Qual a tenso, em volts em um circuito cuja a resistncia de 22 ohms e a corrente seja 10A? Se procedermos de acordo com as explicaes acima teremos E = RxI ou seja E = 22x10 = 220V. Para uma maior assimilao podemos usar o esquema abaixo:

Equipamentos de medio. O multmetro (tambm chamado de multiteste ou mitter) o aparelho mais usado na bancada de eletrnica tanto para quem realiza consertos, quanto para quem faz experincias com circuitos e componentes eletrnicos. Tal aparelho usado para medir tenso, corrente e resistncia eltrica, alm de outras medidas menos importantes. Existem dois tipos: analgicos com ponteiro e digitais com visor de cristal lquido. Para os modelos analgicos, os recomendados so os que tm as escalas de X1 e X10K e sensibilidade (preciso) de pelo menos 20 K/V em DCV. Este nmero vem no canto inferior esquerdo do painel. No caso dos digitais, as escalas dependem da necessidade, porm seria interessante se ele puder ter um freqencmetro (MHz). O Capacimetro instrumento muito til em uma bancada ele nos da o valor de capacitncia atual dos capacitores. Ele pode ser mais uma funo do multimetro digital, porem neste caso seu ranger bem menor, o ideal ter o capacimetro separado do multmetro digital. O Osciloscpio tambm e um instrumento de medio muito til embora esteja fora do oramento de muitos tcnicos devido ao seu alto custo, atravs das formas de onda do sinal medido ele pode nos dar os valores de tenso pico a pico, rms, perodo e freqncia.

Multmetro digital, analogico e capacimetro.

Simbologia dos componentes

Resistor

Resistor

Diodo retificador

Diodo LED

Diodo varicap

Diodo zener

Retificador controlado

Diodo TRIAC

Capacitor

Capacitor eletroltico

Transistor bipolar PNP

Transistor bipolar NPN

Transistor Fet de juno Canal P

Transistor Fet de juno Canal N

Transistor Mosfet Canal P

Transistor Mosfet Canal N

Transitor darlington PNP

Transistor darlington NPN

Terra

Terra Hot

Alto falante

Lmpada

Bateria

Fusvel

1

a1

b1

5

2

a2

b2

6

3

a3

b3

7

4

a4

b4

8

CI

Pilha/Bateria

Interruptor

Corrente Tenso Resistncia eltrica

Iremos agora recapitular alguns conceitos que vimos no comeo da apostila, de modo mais pratico. a Corrente eltrica ( I ) o movimento ordenado de cargas eltricas. A unidade de medida da corrente eltrica o AMPRE (A). Porm muitos circuitos eletrnicos funcionam com correntes menores que 1 A. Neste caso usamos o MILIAMPRE (mA) e o MICROAMPRE (A). 1 mA = 0,001 A e 1 A = 0,000.001 A. b Tenso eltrica ( V ) a diferena de cargas entre os plos da bateria. A tenso eltrica medida em VOLT (V). A tenso age como uma fora que faz a corrente eltrica passar pelo circuito. A tenso da pilha de

1,5 V, a da bateria de carro 12 V e a da rede eltrica 110 ou 220 V alternada. c Resistncia eltrica ( R ) - a dificuldade oferecida pelos materiais passagem da corrente eltrica. A resistncia medida em OHM (). No desenho acima a resistncia oferecida pelos tomos do cobre, porm este material, devido sua baixa resistncia, chamado de condutor. Os de resistncia mdia so semicondutores e os de alta resistncia so isolantes. d Resistor o componente formado por um material mau condutor (grafite, nquel-cromo ou filme metlico) usado para diminuir a corrente e a tenso em determinados pontos do circuito. O resistor tambm medido em OHM (). Circuito eltrico. o caminho completo para a circulao de corrente eltrica em um circuito. Abaixo vemos um circuito simples formado por uma bateria ligada num LED e um resistor limitador:

Tipos de corrente eltrica . a - Corrente contnua (CC ou DC) Mantm sempre o mesmo valor (positiva ou negativa) e o sentido, sendo

representada por uma linha reta. produzida por tenso contnua de pilhas, baterias e fontes de alimentao.

b - Corrente alternada (CA ou AC) Muda de valor e de sentido no decorrer do tempo. fornecida pela tenso alternada da rede eltrica.

c - Corrente pulsante (CP) S muda de valor. Este tipo normalmente obtido pela retificao da corrente alternada. Veja a representao dos tipos de correntes:

d Outras formas de onda.

Pulsante

Dente de Serra

Onda Quadrada Freqncia a quantidade de vezes que a C.A. completa um ciclo no eixo x por segundo. medida em HERTZ (Hz). A freqncia da rede eltrica 60 Hz.

1 HZ

2 HZ

3 HZ

Valores encontrados em uma forma de onda. Em uma forma de onda nos temos a tenso de pico, que tomada levando-se em considerao apenas um semiciclo, temos a tenso de pico a pico que media entre as duas crista do perodo e a tenso real que a rms, temos a freqncia que nada mais do que a quantidade de ciclos por segundo, temos tembem as duas fases que so respequitivamente a positiva e a negativa da forma de onda

Potncia eltrica. a quantidade de energia eltrica consumida por um aparelho ou circuito por segundo. A potncia medida em WATT (W). Ela nos d idia do gasto de energia de um aparelho. Por exemplo: um ferro de solda de 60 W gasta mais energia eltrica que um de 30 W. Logo o ferro de 60 W aquece bem mais que o de 30 W. Para saber a potncia eltrica de um aparelho eletrnico basta multiplicar a tenso que ele funciona pela corrente eltrica que passa pelo mesmo. P = V x I Para uma maior assimilao podemos usar o esquema abaixo:

Uso do multmetro para medies de tenso e corrente. a O multmetro (multiteste) o aparelho usado basicamente para medir corrente, tenso e resistncia eltrica. A funo do multiteste escolhida pela chave, AMPERMETRO (DCmA) ou (DCA) Para medir corrente contnua. VOLTMETRO - (DCV) Para medir tenso contnua, (ACV) Para medir tenso alternada. OHMMETRO () Para medir resistncia e testar componentes. Alguns Equipamentos mais sofisticados ainda possue na chave a opo de leitura de continuidade, teste de diodo e hfe de transistor e capacimetro acoplado a ele, caso do instrutherm modelo MD 360.

b Como medir tenso continua Coloque a chave do multmetro na funo de DCV, escolha a escala mais prxima a cima da tenso a ser medida, ponta vermelha no ponto de maior tenso e a preta no de menor tenso. Veja abaixo:

c Como medir tenso alternada Coloque na funo de ACV, escala mais prxima acima da tenso, porm no h polaridade para colocar as pontas. A leitura da mesma forma que a funo DCV. Veja como medir a tenso AC num trafo:

d Como medir corrente eltrica Aqui um pouco mais difcil. Coloque na funo DCmA ou DCA. Corte uma parte do circuito. Coloque o multmetro em srie, com a ponta vermelha mais prxima do +B. a medida de corrente no usada nos consertos, devido ao trabalho de interromper o circuito e aplicar as pontas. Veja abaixo o procedimento:

Tcnicas de Soldagem. a Adquirindo boas ferramentas Quanto ao ferro de solda, deve ser de 30 ou 40 W ponta fina. Os melhores so: Hikary, Weller, etc. A solda deve ser de boa qualidade. As melhores so: Best, Cobix, Cast, etc. O sugador deve ter boa presso. Os melhores so: AFR, Ceteisa, etc. b Ferro de Solda uma ferramenta contendo um fio de nquel-cromo dentro de um tubo de ferro galvanizado ou lato. Esta parte a resistncia do ferro. Dentro da resistncia vai encaixada uma ponta de cobre recoberta

com uma proteo metlica. Ao ligar o ferro na rede, passa corrente pela resistncia e esta aquece a ponta at a temperatura adequada para derreter a solda. Abaixo vemos esta ferramenta:

c - Limpeza da ponta do ferro Quando ligamos o ferro pela primeira vez sai uma fumaa. Esta a resina que recobre a resistncia. Isto normal. medida que ele esquenta devemos derreter solda na sua ponta. Esta operao chama-se estanhagem da ponta. Abaixo vemos como deve ficar a ponta do ferro:

Com o ferro quente, aps algum tempo de uso, sua ponta comea a ficar suja. Para limp-la usamos uma esponja de ao tipo Bom-bril ou uma esponja vegetal daquelas que vem no suporte do ferro, conforme observamos ao lado: s passar a ponta do ferro sobre a esponja mida e aps isto colocar um pouco de solda na ponta. NO SE DEVE NUNCA LIMAR OU LIXAR A PONTA, POIS ISTO ACABA COM ELA.

d - Operao correta de soldagem Abaixo vemos a forma correta de se aplicar solda numa trilha da placa de circuito impresso e descrevemos o procedimento: d.1 Segure o ferro pelo cabo de madeira ou plstico da mesma forma que seguramos o lpis ou caneta para escrever; d.2 Limpe e estanhe a ponta do ferro; d.3 Espere at o ferro estar na temperatura de derreter a solda; d.4 Encoste a ponta ao mesmo tempo na trilha e no terminal da pea. Faa uma ligeira presso e no mova a ponta do lugar; d.5 Aplique solda apenas terminal do componente; na trilha na regio do

d.6 Retire rapidamente a ponta e a solda dever ficar brilhante. claro que isto tambm depender da qualidade da solda usada.

Sugador de solda a ferramenta usada para retirar a solda dos componentes nos circuitos. formada por um pisto impulsionado por uma mola dentro de um tudo de plstico ou metal. Quando o pisto volta a sua posio, a solda aspirada para dentro de um tudo. Veja abaixo um excelente sugador da AFR com uma camisinha de borracha no bico:

como usar corretamente um sugador de solda - Abaixo vemos a seqncia para aplicar o sugador de solda e retirar um componente da placa:

1 Encoste a ponta do ferro na solda que vai ser retirada. O recomendvel aqui colocar um pouco mais de solda no terminal do componente. Isto facilita a dessoldagem; 2 - Derreta bem a solda no terminal do componente; 3 Empurre o embolo (pisto) do sugador e coloqueposio vertical, sem retirar o ferro; 4 - Aperte o boto, o pisto volta para a posio inicial e o bico aspira a solda para dentro do sugador; 5 - Retire o ferro e sugador ao mesmo tempo. Agora o

componente est com o terminal solto. Se ficar ainda um pouco de solda segurando o terminal, coloque mais e repita a operao. Estudo dos resistores. Como j vimos os resistores tm como funo reduzir a corrente eltrica e a tenso em vrios pontos do circuito, como vemos abaixo. So feitos de materiais maus condutores tais como grafite, nquel-cromo e filme metlico.

Quanto maior o valor do resistor menor a corrente no circuito e maior a queda de tenso proporcionada por ele. Caractersticas dos resistores. a Resistncia eltrica - Valor em ohms indicado no corpo atravs de anis coloridos ou nmeros. b Tolerncia - Indicada em % a maior diferena entre o valor indicado e o valor real da pea. Exemplo: um resistor de 100 e 5% pode ter seu valor entre 95 e 105 ; c Potencia nominal - Mximo de calor suportado pela pea. A potncia nominal depende do tamanho da pea. Para os resistores de grafite temos as potncias de 1/16, 1/8, , , 1 e 3 W. Os de metalfilme so de 1/3, , 1, 1.6, 2 e 3W. Os de fio vo de 2 a 200 W.

Resitor metalfime Smbolo:

resitor grafite

METALFIME

Cdigo de cores e leitura de resistores Os resistores de grafite e metalfilme possuem coloridos no corpo para indicar seu valor em . anis

Converso de unidade: Quando o valor de um resistor maior que 1000 , usamos os mltiplos KILO (K) e MEGA (M). Veja os exemplos abaixo: 2.000 = 2K; 10.000.000 = 10M; 6.800 = 6K8 Veja mais exemplos:

1500 ou 1,5K

68

390

180

2200000 ou 22 M

47000 ou 47 K

100000 ou 100K

8200 ou 8,2 K

10

Leitura de resistores especiais e potencimetros . a Resistores de baixo valor (menores que 10 )

Estes tipos tem a 3 listra do corpo ouro ou prata. A cima vemos o exemplo de dois resistores deste tipo. Quando a 3 listra ouro, divida o valor das duas primeiras por 10 e quando prata divida por 100. b - Resistores de preciso (5 e 6 faixas) - A leitura comea pela faixa mais fina. O cdigo o mesmo. Abaixo vemos como feita a leitura:

c Resistores SMD A leitura indicada no corpo atravs de um nmero. O terceiro algarismo o nmero de zeros a ser acrescentado aos primeiros. Observe:

d - Valores padronizados de resistores de grafite - So os valores encontrados no mercado: 1 1,1 1,2 1,3 1,5 1,8 2 2,2 2,4 2,7 3 3,3 3,9 4,3 4,7 5,1 5,6 6,2 6,8 7,5 8,2 9,1 e os mltiplos e sub mltiplos de 10 de cada valor destes at 10 M. e - Potencimetros - So resistores cuja resistncia pode ser alterada girando um eixo que move um cursor de metal sobre uma pista de grafite. Alguns deles no tm eixo, sendo chamados de trimpot. A baixo vemos estes componentes:

Associaes de resistores. A associao a ligao feita entre vrios resistores para se obter um determinado valor de resistncia para o circuito. Podem ser ligados em srie, paralelo ou misto. a Associao em serie - aquela na qual todos esto no mesmo fio, um aps o outro, como vemos a baixo. Neste circuito a corrente a mesma em todos e a tenso se divide entre eles. A resistncia equivalente a soma dos valores: Rt = R1 + R2

b Associao em paralelo aquela na qual os resistores so ligados um ao lado do outro, aos mesmos pontos. A corrente se divide entre eles e a tenso a mesma em todos. Se os dois resistores tiverem o mesmo valor, a resistncia equivalente a diviso de um deles pela quantidade de peas: Rt = R/n, onde n a quantidade de resistores em paralelo. Se forem diferentes, divida o produto pela soma dos valores: Rt = R1 x R2/ R1 + R2.

Veja alguns exemplos:

RT = 18

RT =

1,1 K

RT = 6x3/6+3 = 18/9 = 2

Outros tipos de resistores . a Potencimetros multivoltas - Tem o corpo compridinho e um eixo tipo sem-fim. Girando este eixo, ele varia a resistncia bem devagar. usado em circuitos onde o ajuste da resistncia deve ser bem preciso. Veja abaixo:

b Varistor um resistor especial que diminui a sua resistncia quando a tenso nos seus terminais aumenta. usado na entrada de fora de alguns aparelhos, protegendo-os de um aumento de tenso da rede eltrica. Quando a tenso nos terminais ultrapassa o limite do componente, ele entra em curto, queima o fusvel e desliga o aparelho.

Seu smbolo

C Termistor Este tipo de resistor varia a resistncia com a temperatura. Existem os termistores positivos (PTC) que aumentam a resistncia quando esquentam e os negativos (NTC) que diminuem a resistncia quando esquentam. usado em circuitos que requerem estabilidade mesmo quando a temperatura de operao aumente.

Seu smbolo

d Barra de resistores interligados dentro de uma nica comum para todos. usado em economia de espao. Tambm pode package (pacote de resistores).

So vrios resistores pea, tendo um terminal circuitos que requerem ser chamado de resistor

e Fotoresistores Tambm chamados de LDR, variam a resistncia de acordo com a luz incidente sobre ele. Quanto mais claro, menor a sua resistncia. So usados em circuitos sensveis a iluminao ambiente.

Seu smbolo Uso do ohmimetro (multmetro) para medir resistncia. a Como saber se o ohmimetro esta com escala danificada Coloque na escala de X1 e segure as pontas pela parte metlica sem encost-las. Se o ponteiro mexer, a escala de X1 est com o resistor interno queimado (geralmente de 18 ). Faa a mesma coisa na escala de X10 (resistor desta escala em torno de 200 ). b - Leitura do ohmmetro - Para usar o ohmmetro, devemos ajustar o ponteiro sobre o zero atravs do potencimetro na escala que for usada (X1, X10, X100, X1K e X10K). Se o ponteiro no alcanar o zero, porque as pilhas ou baterias esto fracas. Na leitura

acrescentamos os zeros da escala que estiver a chave. Abaixo vemos como deve ser zerado o ohmmetro:

TESTE DE RESISTORES. a Fora do circuito - Usar uma escala adequada ao valor da pea, zerar o multmetro e medir. A leitura deve estar prxima ao valor indicado no corpo dele. Abaixo temos duas regras para escolher a escala:

Veja um exemplo dos resistores abaixo.

No multmetro digital a escala deve ser a mais prxima acima do valor do resistor. b No circuito Escolha uma escala apropriada a ele como se estivesse fora do circuito e mea nos dois sentidos. Se em pelo menos um sentido a leitura for maior que o valor indicado no corpo, o resistor est com defeito (aberto ou alterado). Veja:

Caractersticas dos Capacitores. O capacitor formado por duas placas condutoras separadas por um isolante chamado dieltrico. As placas servem para armazenar cargas eltricas e o dieltrico d o nome ao capacitor (cermica, polister, etc.). Em eletrnica h dois tipos de capacitores fixos: polarizados e no polarizados. Veja abaixo:

Eletrolticos polarizados

Eletroltico bipolar

Cermico alta voltagem

Disco ceramico

Polister metalizado

Polister metalizado

Polipropileno metalizado

Polipropileno metalizado

Mini polister metalizado

Filme de polister

Radial tntalo

SMD cermico

SMD eletroltico

a Funcionamento do capacitor Aplicando tenso nos terminais do capacitor, ele armazena cargas eltricas (negativas numa placa e positivas na outra). Enquanto o capacitor est carregando, passa uma corrente no circuito chamada corrente de carga. Quando o capacitor j est carregado no circula mais corrente. Para descarregar o capacitor, basta ligar um terminal no outro e a corrente que passa chama-se corrente de descarga. Abaixo vemos o princpio de funcionamento:

b Capacitores mais usados atualmente nos equipamentos So os eletrolticos (polarizados), os de cermica e os de polister (no polarizados):

cermico de alta isolao

Eletrolticos

cermico

poliester c Funes dos capacitores nos circuitos - Os capacitores podem ser usados como filtro de fonte de alimentao, transformando corrente pulsante em contnua e tambm servem como acoplamento ou desacoplamento, bloqueando a C.C. e deixar passar apenas C.A. Quanto maior o valor do capacitor ou a freqncia da C.A., mais fcil para passar pelo capacitor. Veja alguns exemplos abaixo:

d - Caractersticas principais dos capacitores So: a capacitncia, ou seja, a sua capacidade em armazenar mais ou menos cargas eltricas e a tenso de trabalho ou isolao, ou seja, a mxima tenso que podemos aplicar ao capacitor sem estour-lo. A capacitncia medida em FARAD (F), porm esta unidade muito grande e na prtica so utilizadas seus submltiplos MICROFARAD (F), NANOFARAD (nF ou KpF) E O PICOFARAD (pF).

Leitura dos Capacitores. a - Unidades de medida e converso de uma unidade para outra a.1 - Microfarad (F) a maior unidade, sendo usada nos capacitor de alto valor (eletrolticos). a.2 - Nanofarad (nF ) ou (KpF) mil vezes menor que o F, sendo usada nos capacitores comuns de mdio valor. a.3 - Picofarad (pF) um milho de vezes menor que o F, sendo usada nos capacitores comuns de baixo valor. Como a relao entre elas mil, s levar a vrgula trs casas para a esquerda ou para a direita: Exemplos: 0,027F = 27 nF ; 2200pF = 2,2 nF ; 10 nF = 0,01F ; 0,47F = 470 nF b Leitura de capacitor eletrolticos - Este tipo fcil de identificar o valor, pois le j vem indicado direto no corpo em F, assim como sua tenso de trabalho em Volts. s vezes pode vir no corpo dele dois nmeros separados por uma barra. O primeiro a capacitncia e o segundo a tenso. Veja alguns abaixo:

c - Leitura de capacitores de polister Os capacitores comuns (polister, cermicos, styroflex, etc) normalmente usam uma regra para indicao do seu valor atravs do nmero indicado no seu corpo: Nmero menor que 1 = F ; nmero maior de 1 = pF ; maior que 1 seguido da letra N = nF. Observe abaixo:

4,7n

600n

8,2n

1micro

IMPORTANTE - A letra ao lado a tolerncia. J = 5%, K = 10% e M= 20% d - Leitura de capacitores de cermica Alguns tm trs nmeros no corpo,sendo que o ltimo a quantidade de zeros a se juntar aos dois primeiros. Quando o 3 nmero for o 9, ele significa vrgula:

3900

220

18

685

470

27

104

e - Leitura dos capacitores zebrinha (antigos) Usa o cdigo de cores. Veja:

Como testar os capacitores com o multmetro. a - Capacitor eletroltico Comear com a menor escala (X1) e medir nos dois sentidos. Aumente a escala at achar uma que o ponteiro deflexiona e volta. Quanto maior o capacitor, menor a escala necessria. Este teste apenas da carga e descarga do capacitor. Veja abaixo:

b - Capacitor comum Em X10K, medir nos dois sentidos. No mximo o ponteiro dar um pequeno pulso se o capacitor tiver valor mdio. Se tiver valor baixo o ponteiro no mover. O melhor mtodo de testar capacitor medi-lo com o capacmetro ou troc-lo.

Uso do capacimetro. O capacimetro mais um instrumento de medio, usado para medir a capacitncia dos capacitores. Podemos encontralo separado sendo um equipamento nico bem como acoplado com o multmetro. Como testar capacitores com o capacmetro. Descarregue o capacitor, tocando um terminal no outro, atravs de um resistor de 470 ohms escolha uma escala mais prxima acima do seu valor

(independente dele ser comum ou eletroltico) e coloque nos terminais do capacmetro (ou nas ponteiras do mesmo se ele tiver). A leitura dever ser prxima do valor indicado no corpo. Se a leitura for menor, o capacitor deve ser trocado. Veja este teste abaixo:

No caso dos capacitores eletrolticos, podemos coloclos no capacmetro em qualquer posio, conforme pode ser visto na figura acima.

Capacitores Variveis So formados por placas metlicas mveis que se encaixam em placas fixas quando giramos um eixo. Desta forma ele muda a sua capacitncia. Alguns tipos tm apenas uma fenda para ajuste com chave. So chamados de trimmers. Abaixo vemos estes componentes.

Os variveis so usados nos rdios para sintonizar as estaes. Os trimmers tm como funo a calibrao do rdio para receber as estaes na posio correta e com volume alto. A maioria dos rdios usa varivel qudruplo. Dois para AM (oscilador e sintonia) e dois para FM. Cada um tem um trimmer de calibrao. Estudo dos Diodos. Antes de entrarmos no assunto propriamente dito, necessrio fazermos algumas consideraes sobre o material de que so feitos alguns importantssimos componentes eletrnicos, tais como: diodos e transistores entre outros; este material conhecido como semicondutor.

a Materiais semicondutores - Existem na natureza materiais que podem conduzir a corrente eltrica com facilidade: os metais-Ex: cobre, alumnio, ferro etc. Materiais que no permitem a passagem da corrente eltrica, pois o portador de carga(eltrons), no tem mobilidade neles.So os isolantes. Ex.: mica, borracha,vidro plsticos etc. Em um grupo intermedirio, situado entre condutores e os isolantes esto os semicondutores, que no so nem bons condutores e nem chega a ser isolantes. Destacamos entre os semicondutores, pois sero alvos deste estudo o silcio(Si) e o germnio(Ge). Existem outros elementos semicondutores tambm importantes para eletrnica so eles o selnio(Se), o Glio(Ga) etc. As principal caracterstica que interessa no caso do Silcio e do Germnio que estes elementos possuem tomos com 4 eltrons na sua ltima camada e que eles se dispe numa estrutura geomtrica e ordenada. O silcio e o germnio formam cristais onde os tomos se unem compartilhando os eltrons da ltima camada. Sabemos da qumica que os tomos de diversos elementos tm uma tendncia natural em obter o equilbrio, quando sua ltima camada adquire o nmero mximo de 8 eltrons. Desta forma formam, tanto o silcio quanto o germnio formam cristais quando os seus tomos um ao lado do outro compartilham os eltrons havendo sempre 8 deles em torno de cada ncleo, o que resulta num equilbrio bastante estvel para estes materiais. Veja Fig.1, a seguir:

Nesta forma cristalina de grande pureza o silcio e o germnio no servem para elaborao de dispositivos eletrnicos, mas a situao muda quando adicionamos certas impurezasao material. Estas impurezas consistem em tomos de algum elemento qumico que tenha na sua ltima camada um numero diferente de 4 eltrons, e que sejam agregados a estrutura do Germnio ou/e do silcio em propores extremamente pequenas da ordem de partes por milho (ppm). No nosso exemplo utilizaremos o silcio com as duas possibilidades de adio. a)Elementos com tomos de 5 eltrons na ltima camada; b)Elementos com tomos dotados de 3 eltrons na ltima camada. No primeiro caso, mostrado na figura 2, a adio e utilizando o elemento arsnio (As). Como os tomos vizinhos s podem compartilhar 8 eltrons na formao da estrutura cristalina, sobrar um que no tendo a que se ligar, adquire mobilidade no material, e por isso pode servir como portador de carga.

O resultado que a resistividade ou capacidade de conduzir a corrente se altera e o semicondutor no caso o silcio fica, o que se chama dopado e se torna bom condutor da corrente eltrica. Como o transporte das cargas feito nos materiais pelos eltrons que sobram ou eltrons livres que so cargas negativas, o material semicondutor obtido desta forma, pela adio deste tipo de impureza, recebe o nome de Semicondutor do tipo N (N-negativo).

Na segunda possibilidade, agregamos ao cristal de silcio uma impureza, que contm 3 eltrons na sua ltima camada, no caso o ndio (In) obtendo-se ento uma estrutura conforme mostrada na Figura 3.

Observa-se que, no local em que se encontra o tomo de ndio no existem 8 eltrons para serem compartilhados de modo que sobra uma vaga, que chamamos de lacuna. Esta lacuna tambm funciona com portador de carga, pois os eltrons que queiram se movimentar atravs do material podem saltarde lacuna para lacuna encontrando assim um percurso com pouca resistncia. Como os portadores de carga neste caso so lacunas, e a falta de eltrons corresponde ao predomnio de uma carga positiva, dizemos que o material semicondutor assim obtido do tipo P (P de positivo). Podemos formar materiais semicondutores do tipo P e N tanto com os elementos como o silcio e o germnio, como com alguns outros encontrados em diversas aplicaes na eletrnica. b Juno PN - Um importante dispositivo eletrnico obtido quando juntamos dois materiais semicondutores de tipos diferentes formando entre eles uma juno semicondutora. A juno semicondutora parte importante de diversos dispositivos como os diodos, transistores, SCRs, circuitos intergrados, etc. Por este motivo, entender o seu comportamento muito importante.

Supondo que tenhamos dois pedaos de materiais semicondutores, um do tipo P e o outro do tipo N, se unimos os dois de modo a estarem num contato muito prximo, formam uma juno, conforme se mostra na Figura 4, na sequncia.

Esta juno apresenta propriedades muito importantes. Analisemos inicialmente o ocorre na prpria juno. No local da juno os eltrons que esto em excesso no material N e podem movimentar-se procuram as lacunas, que esto tambm presentes no local da juno, no lado do material P, preenchendo-as. O resultado e que estas cargas se neutralizam e ao mesmo tempo aparece uma certa tenso entre os dois materiais(P e N). Esta tenso que aparece na juno consiste numa verdadeira barreira que precisa ser vencida para que possamos fazer circular a corrente entre os dois materiais. Esta barreira chamada de Barreira de potencial ou ainda Tenso de Limiar ou ainda Tenso de Conduo. Para o Germnio esta tenso de 0,2 Volts e para o Silcio de 0,7 Volts.

A estrutura indicada, com os dois materiais semicondutores P e N, forma um componente eletrnico com propriedades eltricas bastante interessantes e que chamado de diodo (semicondutor). c Diodo - Diodo um semicondutor formado por dois materiais de caractersticas eltricas opostas, separados por uma rea sem carga (vazia) chamada de juno. Esta juno que d a caracterstica do diodo. Normalmente os diodos so feitos de cristais dopados de silcio e do germnio.

Smbolo:

Diodos Retificadores d Especificaes dos diodos - As especificaes dos Diodos comuns so feitas em funo da corrente mxima que podem conduzir no sentido direto, abreviado por If( o f de forward=direto), e pela tenso mxima que podem suportar no sentido inverso, abreviada por Vr (reverse=Inverso) e ainda segundo cdigos, da seguinte forma: 1N Cdigo americano (uma Juno); 1S Cdigo Japons; AO = BA Cdigo europeu. Polarizaes dos diodos. a Polarizao direta Para polarizar um diodo ligamos o anodo ao plo positivo da bateria, enquanto o catodo ligado ao plo negativo da mesma. Ocorre uma repulso tanto dos portadores de carga da parte N se afastando do plo negativo da bateria, como dos portadores de carga da parte P se afastando do plo positivo da bateria. Convergem, tanto os portadores de N como os portadores de P, para a regio da juno. Temos ento na regio da juno uma recombinao, j que os eltrons que chegam passam a ocupar as lacunas que tambm so empurradaspara esta regio. O resultado que este fenmeno abre caminho para novas cargas, tanto em P como em N, fazendo com que as estas se dirijam para

regio da juno, num processo contnuo o que significa a circulao de uma corrente. Esta corrente intensa, o que quer dizer que um diodo polarizado desta maneira, ou seja, de forma direta deixa passa corrente com facilidade. Na figura 6, podemos visualizar melhor este fenmeno.

b Polarizao inversa - Quando invertemos a polaridade da bateria, em relao aos semicondutores, ou seja, plo positivo da bateria ligado ao catodo (N) e o plo negativo. Da bateria ligada ao anodo(P), o que ocorre uma atrao dos portadores de carga de N para o plo positivo da bateria e dos portadores de P para o plo negativo da mesma. Ocorre ento um afastamento dos portadores de N e de P da juno. O resultado que em lugar de termos uma aproximao das cargas na regio da juno temos um o seu afastamento, com um aumento da barreira de potencial que impede a circulao de qualquer corrente.O material polarizado desta forma, ou seja, inversa, no deixa passar a corrente. Veja na figura 7, como ocorre esta situao:

Tipos de diodos. a diodos de em circuitos transistores, trabalho com mximo 200mA e Simbologia: silcio (uso geral) - so aqueles usados lgicos, circuitos de proteo de polarizao etc. So fabricados para o correntes de pequena intensidade de no tenses que no ultrapassam 100V.

Um dos diodos mais referncia 1N4148

populares

deste

grupo

o

de

b Diodos retificadores - sua funo de retificar corrente de AC para DC pulsante.So destinada a conduo de correntes intensas e tambm operam com tenses inversas elevadas que podem chegar 1000v ou 1200 no sentido inverso Conduzem correntes diretas de at 1 A. Simbologia:

Aplicao: Uso geral em retificao de correntes e tenses. Uma srie muito importante destes diodos a formada pelos IN4000C que comea com o 1N4001. Tipos IN4001 IN4002 IN4003 IN4004 IN4005 IN4006 IN4007 VR (tenso maxima Inverso) 50V 100V 200V 400V 600V 800V 1000V

Leitura do Cdigo 1N400C 1N=cdigo americano diodo retificador de 1 juno; C= nmeros de 1 a 7 que nos mostra a tenso mxima quando o diodo est polarizado Inversamente=Vr = 100 a 1000V.

c Diodos emissores de luz (LED) - Estes diodos polarizados de forma direta emitem luz monocromtica quando a corrente circula pela sua juno. A sigla LED formada pelas iniciais das palavras: Light Emitting Diod, Diodo Emissor de Luz. O LED um simples diodo, formado pela juno de dois materiais semicondutores diferentes, um do tipo P e outro do tipo N, porm capaz de emitir luz (visvel ou no) pela sua juno, quando percorrido por uma corrente fornecida por uma fonte cuja polaridade seja aplicada diretamente, ou seja: positivo da fonte ligado ao semicondutor P, e o negativo ao semicondutor N. Na verdade todo e qualquer diodo semicondutor emite certas formas de radiao, dentro do espectro eletromagntico, quando percorrido por corrente no sentido direto. Mesmo um diodo comum, de silcio ou germnio apresenta tal propriedade. Entretanto, para efeitos puramente visuais, no se pode aproveitar tal forma de radiao, em virtude da mesma estar situada na faixa no visvel do espectro. Para que todos entendam essa coisa de visvel, e no visvel, vamos falar rapidamente, sobre a luz. A luz uma forma de energia da mesma espcie que o calor e as ondas de rdio. Todas essas formas de energia so radiaes eletromagnticas e a nica diferena real que existe entre elas a freqncia na qual ocorre oscilao do campo eletromagntico, responsvel pela propagao de tais formas de energia. Vimos um esquema em que mostra a escala das radiaes eletromagnticas. Todas as energias dentro de tal escala so da mesma espcie.

Na faixa de freqncias mais baixas esto as ondas de rdio (aquelas que transmitem o som de FM e som e imagem das TVs). Quando a freqncia com que vibra o campo eletromagntico aumenta em determinado grau, surge, no espectro, a forma de energia que chamamos de calor. medida que a freqncia vai subindo mais e mais, temos progressivamente regio do infravermelho que j uma forma de luz, porm invisvel aos nossos olhos, por ser de freqncia ainda muito baixa, a luz visvel (que a faixa de freqncias que nosso olho percebe) e, finalmente, o que se chama popularmente de radiao (aquela com incrvel poder de penetrao e que mata os seres vivos, quando expostos por longos perodos de exposio). De toda faixa do espectro eletromagntico, s podemos perceber diretamente, atravs de nossos sentidos, o calor e a luz visvel (embora tambm se faam presentes no nosso corpo, os efeitos fisiolgicos derivados das radiaes das outras faixas do espectro, como ultravioleta e as radiaes). As radiaes emitidas plos LEDs esto restritas faixa do infravermelho e da luz visvel. Como dissemos antes, tambm os diodos comuns emitem radiao, porm, normalmente, dentro da faixa de calor ou de infravermelho, que no podemos notar diretamente, um exemplo de luz infravermelho, o utilizado em controles remotos de televiso, o qual no enxergamos, porm o responsvel pela comunicao entre o mesmo e o aparelho de TV. Descobriu-se que, se no lugar dos materiais semicondutores tradicionais (germnio e silcio), fossem construdas junes P N com outros materiais especiais, entre eles o Arsenito de Glio e o Fosfito de Glio (tambm semicondutores), ao ser percorrida pela corrente, a juno emite, de maneira relativamente intensa, luz visvel, aproveitvel sob muitos aspectos, em inmeras funes. Ento, para concluir o LED exatamente isso: Um diodo semicondutor construdo com materiais especiais que permitem uma emisso intensa de luz pela juno, assim que diretamente polarizado.

Cores disponveis: Amarelo, verde vermelho, laranja e azul. Aplicaes: Controles remotos, Monitores, Indicativo de funcionamento dos dispositivos em um Pc etc. Tenso de funcionamento: Leds vermelhos 1,6V demais de 1,8 a 2,1V. Indicaes de identificao: os Leds mais comuns so indicados por tipos de fabrica, tais como as siglas TIL(TIL221 etc) da Texas Instruments, CQV (da Phillips) ou LD(Icotron). d Fotodiodos - so aqueles que estando polarizado inversamente a sua resistncia hmica funo da incidncia da luz na sua juno. O resultado que se obtm a circulao de corrente dependente da intensidade de luz incidente.

Caractersticas: sensibilidade luz incidente, velocidade com que reagem as variaes da intensidade da luz incidente. Aplicaes: Leitura de cdigos de barras, cartes perfurados, leitura tica dos CD Roms, e ainda, recepo da luz modulada de um laser via fibra tica. Como extenso desta propriedade dos diodos de serem sensveis luz tambm temos os fotodiodos sensveis a radiao nuclear que tambm atuam com polarizao inversa. O seu smbolo igual ao dos fotodiodos e o seu aspecto igual ao tipo quadrado visto acima em aspectos, utilizando em sua janela central a mica. e Varicap um diodo duplo que quando polarizado inversamente apresenta uma capacitncia a qual depende da tenso aplicada.

Aplicaes: Sintonia eletrnica de rdios Am, Fm e TV f Diodo zener - polarizado inversamente mantm a tenso do circuito constante, mesmo que a corrente varie, ou seja, ele funciona como regulador de tenso em um circuito. Obs: polarizado diretamente funciona como um diodo comum.

Aplicaes: Em fontes de alimentao para manter a tenso estvel e constante, alm de estarem presentes em outras aplicaes em que se necessita tenso fixa. Cdigo de identificao. Uma srie de diodos que se emprega muito em projetos e aparelhos comerciais a BZX79C da Phillips Components, formada por diodos de 400mA. Nesta srie a tenso do diodo dada pelo prprio tipo. Ex.: BZX79C2V1-onde 2V1 corresponde a 2,1 V(oV substitu a virgula). BZX79C12V- corresponde a um diodo de 12 V Retificao de corrente utilizando-se diodos. Nas pginas anteriores j vimos como se comportam os semicondutores na sua estrutura quando polarizamos o material P unido ao material N, formando uma juno metalrgica. Chamada de juno PN. Vamos agora ver em uma linguagem prtica como isto se processa. a - Polarizao do diodo.- na prtica dizemos que polarizar um componente impor aos seus terminais potenciais ou DDP pr-definida. b - Polarizao direta.- aquela em que o anodo (A) est mais positivo que o catodo(K).

Nessa condio dizemos que o diodo conduz e que est diretamente polarizado ou ainda, ON. A tenso entre A e K idealmente est zero, porm isto no acontece na prtica, sendo que para diodos de silcio esta tenso valer 0,7V e para diodos de germnio valer 0,2V.Esta tenso denominada de tenso de limiar ou tenso de conduo representada por VL. O diodo ento ser representado no esquema por uma fonte de tenso de valor VL

c - Polarizao Inversa.-nessa condio o anodo (A) estar menos positivo que o catodo(K) e o componente no permitir a passagem da corrente. Na realidade passa pelo componente uma pequena corrente, da ordem de nA (nanoampre) que desprezvel.

o componente ser circuito aberto.

representado

no

esquema,

como

um

d Transformadores / Tomada Central( CT-center tape).Aqui vamos ter uma noo simples de funcionamento de um transformador. Podemos dizer que o transformador um componente que possui quatro, ou mais terminais, cuja funo alterar

o valor do pico de uma tenso alternada, e ainda adaptar a tenso alternada da rede para nveis predeterminados que iro alimentar um retificador. Representao: :

O transformador constitudas por duas bobinas enroladas chamadas de primrio e secundrio em um ncleo comum a ambas.Quando aplicada uma corrente alternada no enrolamento primrio aparece em torno de sua bobina um campo magntico, cujas linhas de fora se expandem e contraem na mesma freqncia da corrente. O resultado que, cada vez que estas linhas de fora cortam as espiras do enrolamento secundrio este induzido e uma tenso aparece em seus terminais. A tenso tem a polaridade dada pelo movimento das linhas de fora de modo que ela tambm se inverte na mesma freqncia da corrente do enrolamento primrio. Chega-se a concluso que a tenso alternada do enrolamento secundrio do transformador Tem a mesma freqncia que a aplicada no enrolamento primrio. Observe figura acima que tanto no primrio como no secundrio os sinais (+) e (-) esto nos mesmos plos. Importante: Quando a sinalizao do secundrio for igual ao correspondente do primrio dizemos que o secundrio est em fase com o primrio quando a sinalizao dos plos estiverem diferentes nos plos correspondentes, dizemos que o secundrio est com fase invertida Esta inverso de fase pode ser conseguida com um transformador que tenha enrolamento duplo ou dotado de uma tomada central (CT=center tape)

Retificadores. Os retificadores so circuitos que transformam as tenses e correntes alternadas em tenses e correntes contnuas. Existem trs tipos de retificadores conforme a forma de onda da tenso oferecida na sada e o circuito de cada um.So eles: 1. Retificador de meia onda-RMO; 2. Retificador de onda completa com tomada central (Center tape)-ROCT; 3. Retificador de onda completa em ponte-ROCP. a - Retificador de meia onda-RMO.- Em primeiro lugar vamos visualizar de uma forma geral como entra e como sai a corrente Nesse tipo de retificador.

Vamos agora as explicaes: O circuito abaixo composto por um transformador comum um diodo e uma carga. Circuito:

b - Semi-ciclo positivo-SCP - Observe nesse caso, que o ponto mais positivo do circuito est ligado ao anodo (A) do diodo e este conduz.

c - Semiciclo negativo-SCN.- Nesse semiciclo temos a inverso da polaridade da tenso de entrada ocasionando um potencial negativo no anodo(A) do diodo em relao ao

seu catodo(K), o que ocasiona sua no conduo, ou seja, no h passagem de corrente, representado por um circuito aberto. Veja a figura a seguir:

d - Anlise da corrente de entrada e sada em relao aos ciclos.

Observe que confere com a figura inicial do item 5.3.1. Obs: a)Como vimos este tipo de retificador s permite aproveitar apenas a metade dos semiciclos da corrente alternada sendo por isso um processo de pouco rendimento; aproximadamente 30% da corrente alternada que entra aproveitada. b) bom ainda observar que a corrente que sai geradas nos semiciclos positivos, se bem que circule em um sentido nico, no uma corrente contnua pura. Ela formada por pulsos.Este tipo de corrente chamada de Corrente contnua pulsante com a freqncia de 60 ciclos /seg.

e - Retificador de Onda Completa com Tomada CentralROCT.- Na figura a seguir visualizamos como entra e sai a correntes neste tipo de retificador.

Vamos as explicaes: Este circuito apresenta dois diodos (D1 e D2) e uma tomada central (CT) de inverso de fase. Circuito:

Semi-ciclo positivo-SCP:

Nesse semiciclo observe que ligado ao plo positivo do e, portanto conduz. O diodo semiciclo est ligado a um abre, no conduz. f - Semi-ciclo negativo-SCN.

o anodo(A) do diodo D1 est secundrio do transformador D2, no mesmo circuito neste plo negativo e neste caso

Neste semiciclo a tomada central inverte a fase do transformador para que o diodo D2 seja ligado a um terminal positivo e possa conduzir(observe a figura)Com esta inverso os semiciclos negativos inverte e se tornam positivos.A inverso da fase simultnea com a troca do semiciclo e faz com que sejam aproveitadas as ondas negativas do semiciclo. Ao serem aproveitadas e tendo agora um s sentido no tem lgica falar em positivo ou negativo. Estas ondas so incorporadas quelas aproveitadas no SCP melhorando o rendimento do retificador e melhorando a qualidade da corrente retificada.

Resumindo, neste semi-ciclo D2 estando com o seu anodo (A) ligado a um plo positivo conduz; D1 tendo o seu anodo ligado a um plo negativo Abre. Anlise da corrente de entrada e sada em relao aos semi-ciclos.

Observe as ondas geradas no Semi-ciclo positivo-SCP e as ondas geradas no semi-ciclo negativo-SCN estas ultima aproveitando as ondas negativas e invertendo-as.Observe ainda que os espaos entre as ondas geradas no SCP devido ao corte das ondas negativas, como visto no RMO, agora podem ser preenchidos por aquelas obtidas no SCN quando estas ondas so recompostas. S que agora em um s sentido.Veja acima o tipo de onda final que se obtm utilizando-se este tipo de retificador. Observe ainda, que neste caso a distncia entre as ondas so menores (tem uma freqncia maior, ou seja, 120 ciclos/seg.)do que no caso anterior RMO. Neste processo melhora-se a qualidade da onda, bem como o rendimento, (69% no caso) com o aproveitamento das ondas negativas.Mesmo assim ainda no temos uma corrente

retificada 100% pura.Continuamos obtendo o que se chama uma corrente retificada pulsante. a - Retificador de Onda Completa em Ponte.-ROCP. - Na figura abaixo se visualiza, como nos outros tipos, como entra e como sai neste tipo de retificador.

Explicaes: Neste tipo, temos um retificador comum que utiliza para retificao uma ponte retificadora, que um componente eletrnico com quatro diodos internos dispostos de tal maneira a colocar dois diodos por ciclo ligados via seus anodos(A) ao plo positivo do secundrio do transformador .Desta forma nos semiciclos positivo SCNtemos dois diodos conduzindo e no semiciclo negativo os outros dois tambm conduzem. Neste processo por termos 4 diodos obtemos um rendimento melhor que o ROCT ( cerca de 80%). Antes de prosseguirmos com as explicaes de funcionamento deste sistema, mostramos nas figuras abaixo o aspecto, simbologia e esquema de uma ponte retificadora. Simbologia:

Circuito :

B - Semiciclo Positivo-SCP. - No esquema abaixo observamos que neste semiciclo positivo os diodos D1e D2 polarizam diretamente e neste caso conduzem corrente os outros dois D3 e D4 polarizados inversamente, abrem.

C - Semiciclo negativo- SCN. - Nesse semiciclo (esquema abaixo) observa-se que os diodos D3 e D4 que polarizam diretamente (veja que eles esto ligados com o positivo do secundrio) e neste caso eles agora que conduzem a corrente aproveitando o semiciclo negativo( como em ROCT). Os outros dois D1 e D2, abrem.

O esquema de entrada e sada das ondas anlogo ao visto para o Retificador de Onda Completa com Tomada. Neste processo tambm so aproveitadas as ondas de natureza negativa obtendo-se um rendimento maior devido ao numero maior de diodos.Vale salientar que ainda neste processo a corrente obtida ainda no 100% pura.A corrente retificada pulsante com freqncia de 120ciclos /seg. Observamos que para se obter uma corrente realmente retificada a mesma tem ainda de passar por outros processos. Medio e testes em Diodos. a - Testes em Diodos no geral

Leitura Sentido direto Baixa Sentido Inverso Alta

Condio Bom

Sentido direto e inverso-baixo(prximo a zero)

ou = Curto

Sentido direto e inverso-Alto (prximo ou = Aberto )

Sentido Inverso abaixo de 10

Fugas

b - Testes em diodos duplos-Varicap

nos testes feitos diodo por diodo (D1 e D2 Direta ou inversamente), pode-se seguir a tabela de defeitos acima. Se um dos diodos apresentar os defeitos acima o varicap est estragado c - Testes em Pontes Retificadoras:

Nos testes feitos, diodo por diodo (D1, D2, D3 e D4 Direta ou inversamente), pode-se seguir a tabela de defeitos, acima. Se um dos diodos apresentar os defeitos constantes da tabela acima, a ponte retificadora est estragada.

Estudo dos transistores. Transistor (transference resistor) um componente constitudo de uma pastilha monocristalina de material semicondutor (Germnio ou Silcio) com regies dopadas com impurezas do tipo N e do Tipo P. Os transistores dependendo do fim a que se destina, pode funcionar como: a) Amplificador de corrente;

b) Amplificador de sinal; c) Chave eletrnica.. Tradicionalmente os transistores se dividem em dois(2) grupos: a saber: 1.Bipolares; 2.Unipolares ou de efeito de campo. a - Bipolares so aqueles formados por trs (3) regies semicondutoras de polaridades alternadas existindo entre elas duas junes.As regies recebem os nomes de emissor (E), Base (B), e coletor (C). Baseiam o seu funcionamento com alimentao de corrente na base. Smbolo e aspecto :

Podemos obter a estrutura indicada de duas formas diferentes, o que leva a dividir os transistores bipolares, quanto a sua estrutura em dois tipos: Tipo NPN e o tipo PNP. Veja as figuras na seqncia:

Esquema interno dos tipos NPN e PNP.

b - Base , Coletor e Emissor Vamos agora entender o que Base , coletor e emissor.

Base- a parte que controla a passagem da corrente;quando a base est energizada, h passagem de corrente do emissor para o coletor, quando no h sinal no existe essa conduo. A base esquematicamente o centro do transistor. Coletor- uma das extremidades do transistor; nele que entra a corrente a ser controlada. A relao existente entre o coletor e a base um parmetro ou propriedade do transistor conhecido como (beta) e diferente em cada modelo de transistor. Emissor- a outra extremidade; por onde sai a corrente que foi controlada.

c - Como testar o transistor com o multmetro.

Procurar um terminal que conduz igual com os outros dois. Este a base. Verificar com qual das pontas na base o ponteiro deflexiona. Se for com a ponta preta transistor NPN. Se for com a vermelha na base, o transistor PNP. Com o mitter digital a posio das ponteiras ao contrrio. Importante: O ponteiro s deve mexer com uma das pontas na base. Se mexer com as duas pontas na base, o transistor est em curto. Se no mexer com nenhuma, o transistor est aberto. d - Como achar o coletor e o emissor do transistor.- Em X10K, coloque a ponta invertida na base e a outra ponta em cada terminal restante. Aquele terminal que o ponteiro mexer o emissor. Se o ponteiro mexer nos dois terminais, o transistor est com fuga ou em curto. Abaixo temos o teste:

e Como testar um transistor com o multmetro digital Usar a escala com o smbolo do diodo. Colocar a ponta vermelha (se for NPN) ou preta (se for PNP) na base e a outra ponta nos terminais restantes. Ele deve indicar aproximadamente a mesma resistncia nos dois terminais, sendo que o emissor dar maior resistncia que o coletor. Na pgina seguinte vemos como deve ser testado um transistor com este tipo de multmetro.

Consideraes gerais e Polarizao de transistores. a - Consideraes gerais.- Para efeito de um estudo inicial vamos tomar como exemplo uma estrutura NPN, ou seja, um transistor NPN.. Cada uma das junes do transistor se comporta como um diodo, mas quando aplicamos tenses no dispositivo de determinada maneira e as duas junes podem entrar em ao ao mesmo tempo, o comportamento da estrutura passa a ser mais complexo do que simplesmente dois diodos ligados juntos.Para que tenhamos a ao diferenciada destas junes, vamos partir da situao em que o

transistor seja alimentado com fontes externas de determinadas polaridades e caractersticas. Em suma, para que o transistor funcione, precisamos polariza-lo convenientemente. b - Polarizao de transistores.- Inicialmente vamos fazer uma polarizao que nos permite apenas estudar o seu funcionamento. Na prtica existem outras maneiras de polarizar os transistores. Tomando o nosso transistor NPN como exemplo, para polariza-lo ligamos uma bateria de tenso maior ( B2) entre o coletor e o emissor e uma bateria de tenso menor( B1) atravs de um potencimetro na base do transistor. Veja a figura, na seqncia:

Vejamos o que acontece: partimos inicialmente da condio em que o cursor do potencimetro est todo para o lado negativo da bateria B1, ou seja, a tenso aplicada base do transistor Zero (0).Nestas condies, a juno que existe entre a base e o emissor, que seria o percurso para uma corrente da bateria B1, no tem polarizao alguma e nenhuma corrente pode fluir.A corrente de base ( Ib) do transistor zero(0). Da mesma forma , nestas condies a corrente entre o coletor e o emissor do transistor, percurso natural para a corrente da bateria B2 nula. Veja a figura a seguir:

Movimentando gradualmente o cursor do potencimetro no sentido de aumentar a tenso aplicada base do transistor, vemos que nada ocorre de anormal at atingirmos o ponto em que a barreira de potencial da juno emissor-base do transistor vencida.(0,2 V para o germnio e aproximadamente 0,7V para o silcio).Com uma tenso desta ordem, comea a circular uma pequena corrente entre a base e o emissor. Esta corrente entretanto tem um efeito interessante sobre o transistor: uma corrente tambm comea a circular entre o coletor e o emissor e esta corrente varia proporcionalmente com a corrente de base. Veja a figura, na seqncia:

medida que movimentamos mais o potencimetro no sentido de aumentar a corrente de base, observamos que a corrente do coletor do transistor aumenta na mesma proporo. Se uma corrente de base de 0,1mA provoca uma corrente no coletor de 10mA, dizemos que o ganho de corrente ou

Fator de amplificao do transistor 100vezes, ou seja a corrente de coletor 100 vezes maior que a corrente de base. A proporcionalidade entre a corrente de base e a corrente de coletor entretanto no se mantm em toda a faixa possvel de valores. Existe um ponto em que um aumento de corrente de base no provoca mais um aumento na corrente de coletor que ento se estabiliza. Dizemos que chegamos ao ponto de saturao, ou seja, o transistor satura Abaixo o grfico que mostra este fenmeno.

Observe ento que existe um trecho linear deste grfico que denominado de Curva caracterstica do transistor. Na figura a seguir temos o funcionamento de um transistor PNP. Observa-se que a nica diferena se o mesmo fosse utilizado no exemplo dado acima, est no sentido de circulao das correntes e portanto na polaridade das baterias usadas. Observe nas figuras a seguir essas orientaes das correntes em um transistor NPN e PNP.

No NPN: Corrente Corrente No PNP: Corrente Corrente

de base-= Ib>> sentido horrio. de coletor=Ic>Sentido anti-horrio. de base=Ib>>sentido anti-horrio. de coletor.=Ic.sentido horrio.

Para finalizarmos o assunto, observamos o seguinte: a) Quando Ib = 0 Ic = 0 . O transistor no funciona, e neste caso se diz que ele funciona como uma chave aberta ou representa-se por: b) Ib =Cresce Ic= cresce na mesma proporo. d)Ib = atinge um determinado valor, (ponto saturao) e a partir dai mesmo que aumentemos Ib Ic= se mantm constante. Transistores na Prtica.

de

Os primeiros transistores eram dispositivos simples destinados a operar apenas corrente de baixa intensidade, sendo por isso quase todos iguais nas principais caractersticas. No entanto, com o passar do tempo ocorreram muitos avanos nos processos de fabricao, que levaram os fabricantes a produzirem uma enorme quantidade de tipos ,capazes de operar com pequenas intensidades de corrente mas tambm com correntes altas; o mesmo ocorreu com as tenses e at mesmo com a velocidade. Existem hoje, em termos de tipos de transistores mais de um milho, o que requer manuais de consultas volumosos quando se quer escolher um determinado tipo. Assim para facilitar o estudo de transistor na prtica necessrio que se divida estes dispositivos em famlias em que as caractersticas principais se mantm. Para outras caractersticas, as diferenas so normalmente fornecidas pelos fabricantes em forma de folhas de dados chamadas de datasheets. Constam desses datasheets o aspecto fsico da famlia, cdigos de identificao, dados de corrente , tenses coletor-emissor, freqncias, material de que so feitos , curvas caractersticas, identificao dos terminais etc. De uma forma geral, na prtica apenas algumas centenas podem ser considerados principaise se possudo um bom manual e um bom conhecimento se consegue encontrar sempre um capaz de substituir tipos considerados difceis. a Transistores de uso geral.-so transistores destinados a gerar ou amplificar sinais de pequena intensidade e de freqncia relativamente baixa.

Especificao Definio Material Pequenas pastilhas

Descrio Silcio Germnio

Observaes A maioria dos transistores atuais de silcio.

Aspecto Invlucros externo Tipo do contedo semicondutor Tipos terminais de 3 terminais

Plsticos Metais NPN e PNP Base(B) Coletor(C) Emissor(E) Identificao deve ser feita pelo tipo e varia bastante

Ic- corrente Icmax=corrente Varia de coletor . de coletor entre: mxima. 20mA e 500mA VCEO- tenso VCEOmx Varia entre o tenses entre: coletor e o mximas de 10V e 80V. emissor com a operao base desligada . fT FTmxVaria entre freqncia freqncia 1 e 200Mhz mxima ou mxima que o freqncia de transistor transio pode operar. Aplicaes Uso geral udio

ou

Os tipos mais comuns desses transistores so:BC548, BC558, BC107, 2SB75, OC74, 2N2222, 2N107 etc.

b Transistores de Potnciaso transistores destinados a operar com correntes intensas mais ainda com sinais de baixas freqncias.

Especifica Definies es Material Aspecto externo

Descrio

Observaes

Pastilhas Silcio de diversos tamanhos Invlucros Plsticos Metais

Tendem a aquecer(altas correntes) usam invlucro que permitem a montagem em um dissipador(radiad or) de calor. (figura acima)

Tipo do Contedo semicondutor

NPN e PNP Identificao deve ser feita pelo tipo e varia bastante

Tipos de Geralmente Base(B) terminais trs Coletor(C terminais ) Emissor(E ) HicEcas=corren Mxima = corrente de te de 15A coletor . coletor mxima. VCEO- tenso VCEOmx Varia entre o tenses entre: coletor e o mximas de 20V e emissor com operao 100V. a base desligada. fT freqncia mxima ou freqncia de transio fTmxVaria freqncia entre100k mxima que hz 40Mhz o transistor pode operar.

Aplicao

Amplificadores udio

de

Os tipos mais comuns desses transistores so:TIP31, TIP32, 2N3055. BD135, BD136, AD142, BU205 etc. C Transistores de RF (Radiofreqncia)-so transistores destinados a amplificar ou gerar sinais de freqncias elevadas, mais com pequenas intensidades de correntes.

specificae Definies s Material Pastilhas pequenos tamanhos

Descrio de Silcio Germnio *Arseneto de Glio(GaAS )

Observaes Em sua maioria. Pouco usados. *Os GaAs j esto sendo usados para fabricao de transistores

e so capazes de gerar (amplificar) sinais em milhares de Mhz. Aspecto Invlucros externo Tipo do Contedo semicondutor Tipos de Geralmente 3 terminais terminais.Algun s apresentam 4 terminais. O 4o terminal ligado prpria carcaa do transistor, de metal, e que serve de blindagem*( ver figura acima) IcIcmax=corrente corrente de de coletor coletor . mxima. VCEO- tenso VCEOmx tenses entre o mximas de coletor e o operao emissor com a base desligada. fT freqncia mxima ou freqncia de transio Aplicao Plsticos Metais NPN e PNP Base(B) Coletor(C) Emissor(E) *Blindagem Identifica o deve ser feita pelo tipo e varia bastante

Mxima 200mA

=

Varia entre: 10V e 30V.

fTmxChegam at freqncia a 1500Mhz mxima que o transistor pode operar. Seletores de TV de UHF e outras aplicaes semelhantes.

Os tipos mais comuns desses transistores so: os BD494, BF254, 2N2218 etc. d - Classificao quanto potncia de Dissipao.-Ainda se costuma classificar os transistores quanto a sua potencia de dissipao; nessa classificao os transistores podem ser:a) Baixa potencia-ex: BC548; b) Mdia potencia-ex: BD137, BD135, BD139 c) Alta potencia-ex TIP120 , TIP121, TIP122, ZN3055,

BU205 etc

Cdigos, Tipos e Identificaes de terminais. Para usar um transistor fundamental que saibamos para que serve um determinado tipo e tambm como identificar os seus terminais. a - Procedncia Americana- usam na sua codificao a sigla 2N para diferenciar dos diodos que usam 1N..Esta sigla 2N vem seguida de um numero que corresponde ao modelo, porm no serve para informar que tipo de transistor temos; se de uso geral ou udio, de potencia ou RF, se NPN ou PNP, se de silcio ou germnio.Para os transistores, com indicao 2N necessrio consultar um manual, disquetes CD Rom fornecidos pelos fabricantes; ou ainda tentar encontrar essas informaes na Internet.Na figura abaixo temos alguns exemplos com indicaes dos terminais:

b - Procedncia Europia - para esses transistores, o prprio tipo do transistor j fornece muitas informaes sobre o que ele . Assim, para a primeira letra j temos informaes do material usado em sua fabricao: A = Germnio; B = Silcio. Para a segunda letra temos informaes se de uso geral (udio),Potencia ou RF: C = Uso geral ou udio; D = Potncia; F = RF. Os transistores para aplicaes profissionais possuem uma terceira letra indicativa.Para os comuns temos um numero.Damos a seguir alguns exemplos: BC548 Transistor NPN de uso geral, de baixa potencia ou udio. BD136 - Transistor PNP de potncia; BF254 Transistor NPN de RF. Veja que esta maneira de indicar os tipos ainda no diz se ele NPN ou PNP. O manual ainda necessrio para identificar os terminais. Na figura a seguir, mostramos alguns transistores de procedncia europia com a identificao dos terminais. o transistor

c - Procedncia Japonesa - Utilizam a sigla 1S o restante das informaes idntica ao americano, ou seja, tem que consultar o manual. Exemplos de siglas de alguns fabricantes: a) Siemens-BC, BCX,BCU, BD, BF, BFN, BFR, BS, BU, BUW, BCY; b) Texas - 2N, 3N(MOSFETT), TIS, IN, MN, NP; c) Motorola - 2N, NJ, MIE, MTN, TIP; d) Philco - AO, BO, BD, PA, PB, PC, PE; e) Hitachi - 2SA, 2SD. Invlucros dos transistores identificadoras. bipolares caractersticas

Certos transistores de germnio, utilizados em circuitos de radio freqncia- R.F., possuem um quarto terminal, identificado pela letra S de shield (blindagem).Esse terminal encontra-se conectado internamente ao invlucro metlico(TO-7) e, quando ligado massa, atua como proteo contra campos eletro magnticos. Exemplos deste tipo so: TO-71, TO 72, AF116, AF117.Veja a figura a seguir:

Para identificar o terminal S, na ausncia de informaes, basta verificar via teste de continuidade, qual dos quatro terminais tem R= 0 em relao carcaa metlica. Nos transistores de potncia com invlucro plstico,TO126 por exemplo, o coletor normalmente o terminal do centro. Para o BD139, BD140 etc., o coletor est ligado eletricamente uma lmina metlica que existe em uma de suas faces. Veja a figura a seguir:

BD 135

J no SOT-93, TIP 30, tip31 etc., existe uma ala metlica a qual tambm est conectado o coletor.Figura acima. Em ambos os casos, a identificao do coletor feita verificando-se qual dos terminais apresenta uma resistncia nula( R=0) em relao a lmina ou ala metlica, via teste de continuidade. Os transistores de potncia com invlucro metlico (TO3, TO-66 por exemplo), possuem apenas dois terminais tpicos: emissor (E) e base (B), como indicador. O terceiro terminal (coletor) o prprio invlucro metlico.Veja figura abaixo:

Configurao de transistores

em

circuitos.

a - Emissor comum.- Nesse caso o sinal entra, entre a base e o emissor e sai entre, o emissor e o coletor. Como o emissor o elemento comum na entrada e na sada este tipo de configurao chamada de Emissor comum.

No esquema emissor comum a fase do sinal de sada invertida em relao fase do sinal de entrada , tem

como caractersticas principais elevados ganhos de tenso e de corrente. a mais comum e tambm a que produz maior ganho de potncia. b - Coletor comum.- Nesta configurao o sinal aplicado entre a base e o coletor e retirado entre o emissor e o coletor.O coletor ento o elemento comum entrada e sada do sinal e a configurao por isso recebe o nome de coletor comum.

A fase do sinal de sada, nesta configurao a mesma do sinal de entrada, ou seja , no h inverso de fase.Tem como caractersticas um ganho de corrente muito alto, o que quer dizer que pequenas variaes da corrente de base provocam variaes muito maiores da corrente do coletor, e ainda um ganho de tenso no to elevado como no emissor comum. Apresenta tambm, um ganho de potncia no muito alto. Obs.: Esta configurao tambm chamada de seguidor de emissor. c - Base comum.- Nesta configurao o sinal aplicado entre o emissor e a base e retirado entre a base e o coletor. Como vemos , a base o elemento comum, o que acarreta a denominao dada configurao de base comum

No h inverso de fase para o sinal amplificado.Como caractersticas temos que nesta configurao temos um bom ganho de tenso, mas o ganho de corrente inferior unidade..No geral obtemos ento um ganho de potncia

menor que o da configurao de emissor comum, maior do que o da configurao de coletor comum. Transistores Darlington.

porm

um tipo de estrutura de transistor, constitudo por dois transistores (T1 e T2), dois resistores (R1 e R2) e um diodo (D1), contidos em uma nica pastilha de silcio e interligados de modo a formar um transistor de potncia com elevado ganho de corrente contnua C.C. Os invlucros dos transistores Darlington podem ser do tipo metlico (TO-3 por exemplo) ou do tipo plstico (TO126). Como ocorre com os transistores bipolares.

a - Estrutura Darlington NPN.

interna,

smbolo

e

aspecto

de

um

Estrutura Interna.

Smbolo e Aspecto.

Neste tipo de Darlington NPN (ver figura acima) T1 e T2 so NPN e o anodo de D1 est conectado ao emissor de T2.

b - Estrutura Darlington PNP.

interna,

smbolo

e

aspecto

de

um

Estrutura Interna.

Smbolo e Aspecto.

Neste tipo de Darlington PNP (ver figura), T1 eT2 so PNP e o anodo de D1 est ligado ao coletor de T2. Para as duas estruturas NPN e PNP o valor de R2 praticamente insensvel s variaes de temperatura e das tenses aplicadas ao componente. Dependendo do fabricante, o seu valor est compreendido entre 50200. Por outro lado, o valor de R1 varia tanto com a temperatura como com as tenses aplicadas no transistor. Os valores especificados pelos fabricantes vo desde alguns quiloohms at dezenas de quiloohms. c - Aplicaes dos transistores Darlington. So inmeras as aplicaes desses componentes. Entre elas, destacamos as seguintes: Amplificadores de potncia de udio; Ignies eletrnicas; Reguladores de tenso para fontes de alimentao; Controle de motores C.C.; Controle de solenides.

Polarizao, sentido da transistores bipolares.

corrente

e

nomenclatura

de

Ib Sentido horrio; Ic = sentido anti-horrio; Ie = Sentido anti-horrio

Ib Sentido anti- horrio; Ic = sentido horrio; Ie = Sentido horrio a - Nomenclaturas: Ib Ic Ie Rb Rc = = = = = Corrente Corrente Corrente Resistor Resistor de de de de de base; coletor; emissor; base; coletor;

Re Vbe Vce Vcb

= = = =

Resistor de emissor; tenso base/emissor. Tenso coletor/emissor; Tenso coletor/base.

FET Transistor de efeito de campo. Os transistores de Efeito de Campo, JFET e MOSFET's, tem como caractersticas bsicas e controle de uma corrente por um campo eltrico aplicado. A corrente flui entre os terminais chamado Suplidouro - S, e Dreno - D, e o campo devido a uma tenso aplicada entre um terminal de controle, a porta "Gate" - G, e o suplidouro. Este compartimento anlogo a das vlvulas eletrnicas pentodo. A vantagem prtica dos FET's que os torna cada vez mais comuns, principalmente os MOSFET's, sua alta inpedncia de entrada, no necessria praticamente nenhuma corrente de entrada na porta para o controle da corrente de dreno. O JFET O primeiro FET desenvolvido foi o de juno, FET (Junction Field Efect Transistor). H dois tipos: Canal N e Canal P. Sua estrutura consiste numa barra de material semicondutor N (ou P), envolvida no centro com material P (ou N), a regio N (ou P) esta parte, estreita, chamado canal, por influir a corrente controlada.D - DRENO

N P N P

CANAL

G - GATE

S - SUPLIDOURO

Estrutura do JFET canal N

Obs.: No FET de semicondutores N e P

canal

P

invertem-se

camadas

Smbolos:D G S CANAL N G S CANAL P D

Note que em torno de um canal forma-se uma regio de potencial na juno PN. Esta barreira restringe a rea de conduo de canal ao outro.

a FUNCIONAMENTO.

MA ID

VGS

VDS

Na figura acima temos o circuito de teste JFET com uma fonte varivel Ves, que controla a corrente do canal ID. Note que Ves, na polarizao reversa (- no gate P). Inicialmente fazemos Ves = 0. O canal N est normalmente aberto, pois a barreira de potncia mnima, assim, circula uma corrente mxima chamado IDSS, caracterstica do JFET para Vds. Agora vamos aumentar Ves, fazendo que a largura da barreira de potencial aumente. Ento a rea de conduo diminui, que diminui a corrente de dreno. O campo eltrico entre a porta e o supridouro repele eltrons ao canal, nas proximidades da juno e a corrente fica

confinada ao centro, diminuindo. Este o efeito de campo, que d nome ao transistor. Quando maior a tenso reversa Ves, menor a corrente de dreno, com Vds fixa. Se aumentarmos gradualmente, chegar num ponto em que a corrente se anular. A tenso Vgs nesse ponto chamado Vgsoff ou Vgscorte, a tenso de estrangulamento do canal, ou de corte. b - CURVAS CARACTERSTICAS. H dois tipos: Transcundncia; Dreno.IDIDSS

VGS VESCORTE

Curva de Transcundncia Esta curva, vlida para Vds > Vgs de corte, descreve o controle de corrente de dreno pela tenso porta / apridouro. a curva da regio ativa do JFET.ID VGS 1 = 0V VGS 0 VGS 3 VGS 4 VGS 5 VGS = VGScorte VDS

REGIO

ATIVA

Curva Caracterstica de Dreno anloga caracterstica de coletor do transistor bipolar, e semelhante caracterstica de placa e uma

vlvula pentodo. Descreve o comportamento nas regies de operao, para diversos valores de Vgs.

trs

c - REGIO DE OPERAO - Na regio ativa, a corrente de dreno controlada pela tenso Vgs, e quase no varia com tenso Vds (compartimento de fonte de corrente controlada). Nesta o JFET pode funcionar como multiplicador de fonte-de-corrente. O JFET est nesta regio quando Vds > Vescorte nas curvas caractersticas a parte horizontal da curva para uma certa Vgs (toda a rea fora de saturao, hachurada, e entre as curvas Vgs1 e Vgs6) A saturao ocorre quando Vds < Vgscorte. Aqui a corrente ID depende tanto de Vgs como Vds (comportamento de resistor controlado). Nas curvas caractersticas de dreno, a reta inclinada que une cada curva a origem do grfico. Repare que as inclinao, relacionada resistncia do canal, diferente em cada uma das curvas (valores de Vgs). Nesta regio, o JFET atua como resistor controlado por tenso, ou chave, conforme a aplicao. Quando Vgs Vgscorte, o JFET est na regio de corte, e a corrente de dreno nula. Usada na operao como chave (alternando com a saturao - chave fechada). d - APLICAES 1) Fonte de Corrente:+ VDD RS

ID RL

O valor de RS e a curva do JFET determinam a corrente ID. O circuito opera o JFET fica na regio ativa, ou seja, Vds> Vgscorte, isso impe limite ao valor de RL.

O circuito usado em polarizao, sendo freqncia dentro dos amplificadores operacionais e outros CI's analgicos. 2) Amplificadores: Na operao como amplificadores, usamos o conceito da Transcondutncia, que define o ganho dos FET's.

gm = =

ID VGS

A Transcondutncia, gm ou a relao entre a variao na corrente Id e a variao em Vgs que a provoca. Nos FET, a Transcondutncia maior para tenso Vgs de polarizao menor e corrente ID maior. Assim, o ganho determinado pela polarizao como nos bipolares e vlvulas), e o tipo de FET. Polarizao: A corrente de dreno de JFET segue a relao quadrtica.1 VGS VGS corte

ID = IDSS

Os valores de IDSS e Vgscorte variam conforme o tipo e o exemplar, dentro de limites amplos. Uma polarizao somente pode ser feita atravs de ajuste de trimpot, ou atravs de uma fonte de corrente com bipolar. O tipo mais comum a autopolarizao.

(

(

RS

+ VDD

RG

RS

Obs.: Nos amplificadores dreno comum Rd no usado. Ele no altera a corrente de dreno. A corrente circula em Rs, surgindo uma queda de tenso nele. A porta est aterrada atravs de Rg, e ento a tenso em Rs aparece entre S e G, polarizando o JFET com uma tenso reversa, que se ope corrente de dreno (Suplidouro), regulando-a atravs de realimentao negativa. A corrente ento fica dada pelas caractersticas do FET e o valor de Rs. Tambm se usa polarizao por diviso de tenso, semelhante usada com transistor bipolar, mas menos exata (pouco melhor que a autopolarizao). Supridouro comum: a mais usada, pois oferece ganho de tenso. O sinal de entrada aplicado entre a porta e o Suplidouro, e a sada colhida no dreno. A fase invertida. A impedncia de entrada muito grande, j que a juno porta-suplidouro est polarizada reversamente, circulando apenas uma desprezvel corrente de fuga. Na prtica, a impedncia dada pelo resistor RE de polarizao. J a de sada um pouco menor que RD. O ganho de tenso dado por:

G = - gm RDSeu valor na prtica fica entre 3 e 30 vezes, em geral (bem menor que no bipolar).

comum na entrada de instrumentos de medio, e dentro de C.I. analgicos, pela alta impedncia.+ VDD RS C ent. ENTRADA SADA

RG

RS

Obs: Cent. pode ser omitido, em algumas aplicaes. Nos amplificadores com acoplamento direto, todos os capacitores so dispensados, mas o ganho diminui.

Mosfet (metal oxido silcio). similar ao fet j visto porem com o terminal do gate isolado dos