Agrupamento de escolas Gil EanesEscola secundria Gil Eanes Mdulo
4 (Desenho de Componentes e Esquemas) Tecnologias Aplicadas
CIRCUITO ELCTRICONum circuito elctrico usam-se simplesmente
ligaes simples entre os vrios componentes elctricos. Este tipo de
componentes so todos aqueles em que a conduo da corrente elctrica
no feita pelo vcuo nem atravs de semicondutores. Temos como
exemplos as lmpadas, os interruptores, os fusveis, os motores, as
pilhas (ou geradores), tal como podemos ver na imagem abaixo:
Estes tipos de componentes, os componentes elctricos, so como
que uma subdiviso dos componentes electrnicos. Um circuito elctrico
consiste na ligao de elementos ou componentes elctricos como
resistncias, fontes de alimentao, interruptores, lmpadas, etc, de
maneira a que seja formado um circuito fechado de corrente
elctrica. constitudo pelo menos por um gerador elctrico, que vai
fornecer a energia ao circuito, por um receptor dessa carga e pelos
condutores elctricos que fazem a conduo da electricidade de uns
para os outros elementos.
Um exemplo de um circuito elctrico simples o circuito de uma
lanterna. O gerador elctrico so as pilhas ( esquerda), o receptor
dessa carga a lmpada ( direita) e tem ainda os condutores (as
linhas a preto) que transportam a energia da pilha para a lmpada e
desta para a pilha. No exemplo abaixo, que poderia bem ser o
esquema de uma lanterna, temos ainda um interruptor para ligar e
desligar a lmpada (em cima).
Ao contrrio dos circuitos elctricos, os circuitos electrnicos tm
vrias ligaes entre os diversos componentes electrnicos, enquanto
que nos circuitos elctricos s existem ligaes directas entre os
componentes elctricos.Um circuito electrnico por isso um conjunto
de elementos que fazem parte de todos os aparelhos.Um aparelho
constitudo por vrios circuitos simples ou circuitos bsicos, em que
cada um tem determinada funo, ou seja, um aparelho formado por
dois, trs ou muitos mais circuitos interligados, que em conjunto
formam esse mesmo aparelho. Por exemplo, uma televiso e um rdio so
aparelhos que podem ser formados por circuitos bsicos iguais, mas
dispostos e ligados de outra forma.
Um aparelho electrnico constitudo por vrios elementos ou
componentes electrnicos, que dispostos em determinada configurao,
vo desempenhar uma determinada funo. Componente electrnico qualquer
dispositivo elctrico que faz a transmisso da corrente elctrica
atravs ou do vcuo ou de um semicondutor. Abaixo temos uma imagem de
vrios componentes electrnicos, como condensadores, resistncias,
leds, transistores, integrados, entre tantos outros.
Um rdio por exemplo, alm da parte exterior, com os respectivos
botes, etc, formado interiormente por circuitos que transformam os
sinais radioelctricos, vindos da antena, em sons, que so
reproduzidos no altifalante. Neste caso, temos o rdio como aparelho
e os circuitos internos que fazem o aparelho funcionar. Cada
circuito electrnico constitudo por etapas ou andares, que so um
conjunto de componentes que cumprem uma determinada funo. Por
exemplo, num rdio existem circuitos com vrias etapas: uma sintoniza
a emissora, outra torna o sinal de rdio mais forte, outra tira os
rudos desse sinal, outra transforma todos esses sinais em sinais
sonoros transmitidos no altifalante, e por a adiante. Existem
muitos tipos de circuitos electrnicos. Um por exemplo, o
amplificador de som, que recebe sinais elctricos de um microfone,
onde depois so amplificados e que os entrega a um altifalante.
HISTRIA DOS CIRCUITOS ELECTRNICOSA montagem deste tipo de
circuitos era antigamente executada de uma forma manual e sobre um
chassis, onde eram aparafusadas as pontes de ligao. Nestas pontes
de ligao ou pontes de terminais os componentes eram aqui soldados e
a ligao de uns aos outros feita atravs de fios condutores,
estabelecendo-se assim a ligao entre eles de acordo com um
determinado esquema. Ainda possvel encontrar este tipo de circuito
em alguns aparelhos mais antigos.
Com a chegada da miniaturizao dos componentes electrnicos, da
evoluo da tecnologia e tambm de aparelhos com cada vez um maior
nmero de componentes, surgiu a necessidade de aglomerar de uma
forma mais simples e organizada todos esses componentes. Comeou-se
por faz-lo em placas pr-perfuradas, de material isolante, onde de
um lado eram inseridos os terminais dos componentes e do outro lado
soldados esses mesmos terminais, atravs de fios que os conectavam
uns aos outros. Alm de muito demorado, este processo complicava em
muito a montagem e aumentava a probabilidade de surgirem erros.
Este tipo de montagem ainda hoje usada por muitos amantes da
electrnica, como eu por exemplo, j que dispensa o uso de quimicos e
de tcnicas mais complicadas a nvel de fabricao de placas de
circuito impresso. Em baixo, temos o exemplo de uma placa
pr-perfurada. No lado esquerdo est disposta a parte superior da
placa, onde so encaixados e dispostos todos os componentes
electrnicos e do lado direito a parte inferior da placa, por onde
saem os terminais dos componentes, e onde so feitas as soldaduras
ou ligaes por fios, entre os vrios componentes.
Com a necessidade de aperfeioar este mtodo de ligao de
componentes, comeou-se a usar o circuito impresso. O seu surgimento
deu-se logo aps a Segunda Guerra Mundial, altura em que apareceu a
solda por imerso. Numa das faces do circuito impresso so colocados
os componentes e na outra face so feitas as ligaes atravs de um
mtodo de impresso e corroso de uma pelcula fina de cobre. Aps o
cobre ser corrodo, ficam expostas as pistas, que fazem a conexo
entre os vrios componentes. Depois dos componentes serem colocados
nos furos da placa, os seus terminais so cortados e a face de ligao
imersa em estanho derretido. Quando o circuito que estava em
contacto com o estanho retirado, os componentes ficam fixos de uma
forma perfeita e muito rpida. Nos dois exemplos de circuito
impresso, da imagem abaixo, temos do lado esquerdo vrios
componentes electrnicos j inseridos e conectados e do lado direito,
um exemplo das ligaes (ou pistas) que fazem a conexo entre os vrios
componentes.
Nos dias de hoje, os circuitos electrnicos tm uma complexidade
muito maior. O circuito electrnico passou a ser encarado todo ele
como um componente electrnico. Simbologia electrnica Componentes
mais usuais
COMPONENTE Amplificador operacional
SMBOLO
Bobina
Condensador
Diac
Dodo
Dodo emissor de luz
Dodo Zener
Fonte de alimentao de corrente contnua (por exemplo : pilha ,
acumulador)
Fonte de alimentao de corrente alternada
Fotododo
Fototransistor
Lmpada de incandescncia
LED
LDR
Massa
NTC
Potencimetro
PTC
PUT
Resistncia
Resistncia com coeficiente de temperatura negativo
Resistncia com coeficiente de temperatura positivo
Resistncia varivel com a luz
Resistncia varivel com a tenso
Tirstor
Transstor de unijuno programvel
Transstor JFET
Transstor unijuno
Transstor NPN
Transstor PNP
Triac
VDR
populares e versteis circuitos integrados jamais produzidos, ele
composto por 23 transstores, 2 diodos e 16 resistncias num chip de
silcio em um encapsulamento de 8 pinos duplo em linha DIP. 1. Tenso
alimentao: 5 a 18V. 2. Corrente de sada de, no mximo, 200mA. 3.
Consumo aproximado: 4. 10mA no estado alto 5. 1mA no estado de
repouso.
Tipos de cpsulas do C.I.
Os principais tipos de cpsulas utilizadas para envolver e
proteger os chips so basicamente quatro: Cpsulas com dupla fila de
pinos (DIL ou DIP Dual In Line).
Cpsulas planas (Flat-pack)
Cpsulas metlicas TO-5 (cilndricas)
Cpsula SIL Single In Line
Cpsulas QIL Quad In Line
Cpsulas especiais
Enquanto as cpsulas TO-5 so de material metlico, as restantes
podem utilizar materiais plsticos ou cermicos.Circuitos Integrados
de Potncia
Alguns integrados de potncia tm uma cpsula extremamente parecida
com a dos transstores de potncia.
1. Algumas observaes importantes a respeito das aletas de
acoplamento aos dissipadores de calor: 2. As aletas podem ser
fixadas a dissipadores de alumnio em mtodo idntico ao utilizado nos
transstores de potncia. 3. Acoplar-se as aletas prpria caixa (se
for metlica) que contm o circuito. As aletas podem ser soldadas a
uma das faces de cobre do circuito impresso (no caso de uma dupla
face). 4. As aletas, quase sempre esto ligadas electricamente por
dentro do c.i., ao pino correspondente ao negativo da alimentao
(massa).
Cpsulas de C.I. em SMT
Existem trs tipos bsicos de cpsulas de circuitos integrados em
SMT (Surface Mount Technology): SOIC Small-Outline Integrated
Circuit semelhante a um DIP em miniatura e com os pinos
dobrados.
PLCC Plastic-Leaded Chip Carrier tem os terminais dobrados para
debaixo do corpo.
LCCC Leadless Ceramic Chip Carrier no tem pinos. No seu lugar
existem uns contactos metlicos moldados na cpsula cermica.
Simbolos BobinasBobina com ncleo de ar Bobina com ncleo de ferro
Bobina com ncleo de ar com derivaes Bobina com ncleo de ferrite
Bobina com ncleo de ar
Bobina com ncleo de ferrite
Simbolos Condensadores (Capacitores)Condensador Varivel
Condensador Ajustvel
Condensador fixo sem polaridadde
Condensador electrolitico Polarizado
Condensador Chassis
Condensador electrolitico derivao
Condensador Polarizado Sensvel Temperatura
Condensador Polarizado Sensvel Tenso
Tipos de Condensadores
Condensador cermica
Condensador Tantalum
Condensador polipropileno
Condensador electroltico
Condensador Polyester
Condensador Ajustvel
Capacidade ou capacitnciaUm condensador (capacitor) bipolar (ou
um elemento passivo bipolar qualquer de circuito elctrico) tem a
capacidade de 1(um) farad se, carregado com uma carga elctrica de
1(um) coulomb, apresenta uma diferena de potencial elctrico de
1(um) volt entre os seus terminais.Capacitncia
Capacitncia a relao entre a diferena de potencial e a energia
armazenada nas placas. dado pela seguinte formla:
C= Capacidade em Farad; Q= Carga elctrica em Coulomb; V= Tenso,
em Volt.
Os condensadores tm inscrito a sua capacidade de vrias formas.
para alm da capacitncia ou capacidade, existe um factor importante
a tenso de trabalho ou dielectrico. Se aplicarmos uma tenso muito
grande s armaduras de um capacitor, a ddp (diferena de potencial)
entre as armaduras pode ser suficiente para provocar um arco que
atravessa o dieltrico e causa a destruio do componente.
Os capacitores cermicos de disco tm dois tipos de especificaes
que no devem ser confundidas. Para os pequenos valores, temos a
especificao directa em picofarad (pF) em que existe uma ltima letra
maiscula que indica a sua tolerncia (variao que pode exitir entre o
valor real e o valor indicado).F = 1% J = 5% M = 20% H = 2,5% *K =
10% - "K" maisculo, no deve ser confundido com "k" minsculo que
indica quilo ou x 1 000.
Para os valores acima de 100 pF pode ser encontrado o cdigo de 3
algarismos
A capacitncia pode ainda ser dada pelo cdigo de cores dos
condensadores. Unidade de Capacidade A unidade do condensador o
Farad. Esta unidade utilizada sobretudo pelos seus mltiplos.
MLTIPLO 100 NOME farad F SMBOLO MLTIPLO NOME SMBOLO
101 102 103 106 109 1012 1015 1018 1021 1024
decafarad daF hectofarad hF quilofarad kF megafarad MF gigafarad
terafarad petafarad exafarad GF TF PF EF
101 102 103 106 109 1012 1015 1018 1021 1024
decifarad
dF
centifarad cF milifarad mF
microfarad F nanofarad nF picofarad pF
femtofarad fF attofarad aF
zettafarad ZF yottafarad YF
zeptofarad zF yoctofarad yF
Diac
Um diac um comutador de onda completa ou bidireccional que
dispara nos dois sentidos e ambas as polaridades. Diac significa
(diode AC switch diodo comutador AC). O diac usado normalmente para
activar um Triac ou um Tiristor. composto por trs camadas (PNP), a
sua construo assemelha-se a de um transstor bipolar, porm difere na
dopagem do cristal N. O circuito equivalente de um diac um par de
dodos de quatro camadas em paralelo. O diac colocado tipicamente em
srie com a porta (GATE) de um TRIAC. Os Diacs so usados
frequentemente em conjunto com TRIAC porque estes
dispositivos no disparam simetricamente em consequncia das
ligeiras diferenas entre as duas partes do dispositivo.O DIAC um
diodo de avalanche bi-direccional, composto por trs camadas e
possuindo dois elctrodos, que pode passar do corte para a conduo
para ambos os sentidos da tenso aplicada. A figura mostra o
diagrama da estrutura e a caracterstica tenso-corrente.
Estruturalmente o diac assemelha-se a um transistor bipolar. A
principal diferena consiste em que no diac a concentrao de
impurezas idntica em ambas as junes. No diac no existe ligao de
base. O facto de a concentrao de impurezas ser idntica em ambas as
junes resulta numa caracterstica simtrica bi-direcional. No possvel
ter entre os terminais uma tenso maior que VBR+ e VBR- sem o risco
de o componente se destruir. Quando se aplica atravs do diac uma
tenso positiva ou negativa que se faz aumentar progressivamente,
verifica-se a existncia de uma pequena corrente
de fuga. Esta corrente mantm-se em baixo valor at se atingir a
tenso de ruptura. Quando esta tenso atingida inicia-se a avalanche
e para alm deste ponto o componente apresenta uma caracterstica de
resistncia negativa, isto , a corrente atravs do diac aumenta
substancialmente com a reduo da tenso aplicada.
Funcionamento:Para passar do estado de bloqueio para o estado de
conduo, preciso ultrapassar a tenso de ruptura (VR), rompendo
assim, a juno polarizada inversamente, podendo a corrente fluir em
ambos sentidos. Para voltar ao estado de bloqueio, basta remover a
tenso por alguns instantes. Para interromper a conduo de um diac,
reduz-se a corrente para um valor abaixo do valor de manuteno,
especifico do componente.Aplicao Diac O diac vulgarmente utilizado
como dispositivo de disparo de triacs e tiristores em circuitos de
controlo de intensidade luminosa, aquecimento, velocidade de
motores e aplicaes semelhantes. Uma das aplicaes do diac so os
circuitos Dimmer(regulao de intensidade luminosa).
DodoO diodo convencional composto por dois blocos de material
semicondutor um do tipo N outro do tipo P.
A sua sua representao esquemtica a seguinte:
Caractersticas de um DodoO dodo um componente electrnico
fundamental que tem como caracterstica mais importante, permitir
que a corrente circule apenas num sentido. Quando o dodo est
polarizado directamente, conduz e permite circular a corrente.Se
est polarizado inversamente no permite circular corrente.
Polarizaco inversa A lmpada no acende
Polarizao directa A lmpada acende
Podemos comparar um dodo a uma vlvula hidrulica que possibilite
passar a gua num sentido e impedindo no sentido contrrio.
Barreira de Potencial
A regio prxima da superfcie de separao torna-se deficiente de
lacunas do lado P da juno, e deficiente de electres do lado N. O
resultado final uma acumulao de cargas positivas do lado N da
juno,e de cargas negativas do lado P. Estas cargas so constitudas
por ies positivos e negativos. Quando o dipolo formado por estas
duas cargas atinge alguns dcimos de volt., os electres do lado N no
conseguem passar para o lado P por serem repelidos pela barreira de
ies negativos. Do mesmo modo as lacunas do lado P no conseguem
passar para o lado N por serem repelidas pelos ies positivos. A
barreira que ocupa o espao contguo juno e se ope aos deslocamentos
das cargas de um e para o outro lado da juno designada por barreira
de potencial, a zona onde surge esta barreira denomina-se zona de
depleo.
Para saber a polaridade do dodo, no dodo tem uma marca de uma
flecha que indica a extremidade correspondente ao ctodo.
Comprovador de dodos
Utilizao prtica dos diversos Dodos:Rectificao
Simbologia DodosDodo Rectificador Diodo varicap Diodo Zener
Diodo tnel Diodo com caracterstica dependente da temperatura
Diodo Schottky
Fotododo
Diodo emissor de luz (LED)
Diodos Gunn
Diodo PIN
O dodo - Caractersticas e aplicaesINTRODUO TERICA 1.1Principio
de funcionamento - Caractersticas de um dodo
Um dodo um dispositivo constitudo por uma juno de dois materiais
semicondutores (em geral silcio ou germnio dopados), um do tipo n e
o outro
do tipo p, ou de um material semicondutor e de um metal, sendo
usualmente representado pelo smbolo da Figura 1. Aos terminais A e
K do-se respectivamente os nomes de nodo e Ctodo.
Figura 1: Smbolo do dodo.
LED (Light Emitting Diode, ou Dodo Emissor de luz)O LED um dodo
semicondutor (P-N) que quando sujeito a energia emite luz visvel. A
luz monocromtica e produzida pelas interaes energticas dos eltres.
O processo de emisso de luz pela aplicao de uma fonte eltrica de
energia chamado eletroluminescncia. Em qualquer juno P-N polarizada
diretamente, dentro da estrutura, prximo juno, ocorrem recombinaes
de lacunas e eltres.
Identificao e Ligaes do LEDUm LED deve ser ligado de forma
correcta, o circuito de ligao deve ter o + para o anodo e - para o
ctodo. O ctodo a ponta mais curta e deve ter um
corte no lado da cpsula do LED. Se olharmos para o interior do
led o anodo o electrodo maior (embora no seja uma forma standard de
identificao pode ser utilizada)
Os leds podem ficar danificados por ligao incorrecta ou na
soldadura. O risco a soldar baixo excepto se demorar demasiado
tempo). No so necessrias precaues especiais para soldar a maior
parte dos leds
Espectro Cor LED
Cores dos Leds
Os leds esto disponveis nas cores, Vermelho, Laranja, Amarelo,
Verde, Azul e Branco. As cores branca e azul so mais caras que as
restantes cores. A cor da luz emitida pelo LED determinada pelo
material semicondutor no pela cor da cpsula plstica que o rodeia.
LEDs coloridos esto disponveis com cpsulas brancas, difusas ou
transparentes. Em funo do material semicondutor utilizado o LED
produz uma ou outra cor: LED Vermelho: Fosfoarsenieto de Glio; LED
Amarelo e Verde:Fosforeto de Glio; LED infra vermelho:Arsieneto de
Glio.
Tipos de LEDs
LEDs so produzidos com diferentes formas e tamanhos. O LED de
5mm cilndrico (o ltimo da imagem) o mais comum, estima-se em 80% a
produo mundial. A cor da cpsula de plstico muitas vezes igual cor
real da luz emitida, mas nem sempre. Por exemplo, cpsulas roxas so
usadas frequentemente para diodos emissores de luz infravermelha. H
tambm LEDs para montagens de superfcie utilizados nos painis
avisadores da maior parte dos equipamentos eletro-eletrnicos. Podem
ainda ser encontrados: Bicolores:So compostos por dois leds em
anti-paralelo; Tricolores: So compostos por dois leds ligados com
ctodo comum Intermitentes: Usam um circuito integrado interno que
provoca a intermitncia
Display 7 Segmentos
Display 7 segmentos
Um display de sete segmentos composto por 8 LED, 7 formam o
algarismo a apresentar e 1 para gerar o ponto decimal. A sua ligao
pode ser feita com o nodo ou ctodo comum a todos os LED, depender
do tipo de ligao interna. A sua utilizao efetuada por um circuito
integrado driver que converte a informao para ser visualizada, pode
ser utilizado com conversores BCD (Ver contadores Binrios) ou com
microcontroladores
Tipos de Resistncias (Resistores)
Resistncias Carvo (carbnicas)Funo Resistncia de carvo ou
carbnica, juntamente coma resistncia metlica a mais utilizada em
circuitos electrnicos. Simbolo Foto
Resistncias metlicasFuno Resistncia metlica, juntamente com a
resistncia carvo a mais utilizada em circuitos electrnicos. Simbolo
Foto
ReostatoFuno um resistncia varivel com dois terminais, sendo um
fixo e o outro deslizante. Geralmente so utilizados com altas
correntes. Variao Contnua: O reostato de variao contnua, comumente
denominado potencimetro, apresenta uma resistncia que pode ter
qualquer valor entre zero e um valor mximo Simbolo Foto
Funo especfico. Potencimetro Funo um tipo de resistncia varivel
comum, sendo normalmente utilizado para controlar o volume em
amplificadores de udio, variadores de tenso, tudo o que ajustvel em
funo de um valor varivel de uma resistncia.
Simbolo
Foto
Simbolo
Foto
Metal xido Varistor ou M.O.V. / VaristoresFuno um tipo especial
de resistncia que tem dois valores de resistncia muito diferentes,
um valor muito alto em baixas voltagens (abaixo de uma voltagem
especfica), e outro valor baixo de resistncia se submetido a altas
voltagens (acima da voltagem especfica do varistor). usado
geralmente para proteco contra curtos-circuitos em extenses ou
pra-raios usados nos postes de ruas. Simbolo Foto
PTC
Funo um resistncia dependente de temperatura com coeficiente de
temperatura positivo. Quando a temperatura se eleva, a resistncia
do PTC aumenta. PTCs so encontrados em televisores, em srie com a
bobina desmagnetizadora, onde so usados para fornecer uma curta
(tempo) corrente na bobina quando o aparelho ligado. Uma verso
especializada de PTC o polyswitch que age como um fusvel
auto-rearmvel.
Simbolo
Foto
NTCFuno Tambm um resistncia dependente da temperatura, mas com
coeficiente negativo. Quando a temperatura sobe, sua resistncia
cai. NTC so frequentemente usados em detectores simples de
temperaturas, e instrumentos de medidas. Simbolo Foto
R : Valor da resistncia a determinada temperatura T T :
Temperatura [K] R0 : Valor da resistncia a determinada temperatura
T0 T0 : Temperatura de referncia [K] B : Coeficiente *Temperatura
de referncia=25C,
Funo Unidade de referncia ZERO ABSOLUTO (-273C)
Simbolo
Foto
Resistor(resistncia) AjustvelFuno Simbolo Foto
uma resistncia ajustvel, colocada no interior dos circuitos
electrnicos, permite ajustes que se vo manter no funcionamento do
circuito.
LDR - Foto ResistnciaFuno LDR (Light Depended Resistor) uma
resistncia sensvel luminosidade exterior, pode ser ligada a
circuitos que actuem com ausncia de luz, ou com luminosidade. O
valor da resistncia diminui com o aumento de luminosidade, pode ser
usado um multmetro para medir a resistncia em funo da luminosidade.
Resistncia Mnima(100): Luz muito brilhante Resistncia
Mxima(>10M): Escurido Simbolo Foto
TransstorTransistor Darlington | Fototransistor
O transstor bipolar o transstor mais importante do ponto de
vista histrico e o de utilizao mais corrente. No entanto, convm
referir os transstores de efeito de campo (FET, Field Effect
Transistor),nomeadamente, os transstores FET de juno unipolar, os
transstores MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect
Transistor), e os CMOS (complementary MOSFET), os quais so muito
usados na electrnica integrada de alta densidade.
O material semicondutor mais usado no fabrico de transstores o
silcio. Contudo, o primeiro transstor foi fabricado em germnio. O
silcio prefervel porque possibilita o funcionamento a temperaturas
mais elevadas (175 C, quando comparado com os ~75C dos transstores
de germnio) e tambm porque apresenta correntes de fuga menores. O
transstor bipolar formado por duas junes p-n em srie, podendo
apresentar as configuraes p-n-p e n-p-n . Os transstores n-p-n so
os mais comuns, basicamente porque a mobilidade dos electres muito
superior das lacunas, isto , os electres movem-se mais facilmente
ao longo da estrutura cristalina o que traz vantagens
significativas no processamento de sinais de alta frequncia. E so
mais adequados produo em massa. No entanto, deve-se referir que, em
vrias situaes, muito til ter os dois tipos de transstores num
circuito.
O transstor de juno bipolar um dos componentes mais importantes
na Electrnica. um dispositivo com trs terminais. Num elemento com
trs terminais possvel usar a tenso entre dois dos terminais para
controlar o fluxo de corrente no terceiro terminal, i.e., obter uma
fonte controlvel. O transstor permite a amplificao e comutao de
sinais, tendo substitudo as vlvulas termo-inicas na maior parte das
aplicaes. A figura da pgina seguinte mostra, de forma esquemtica,
um transstor bipolar p-n-p. Este transstor formado por duas junes
p-n que partilham a regio do tipo n (muito fina e no representada
escala). Neste aspecto, o dispositivo corresponde sanduche de um
material do tipo n, entre duas regies do tipo p. Existe tambm a
estrutura complementar (npn). Dependendo da polarizao de cada junes
(directa ou inversa), o transstor pode operar no modo
activo/linear, estar em corte ou em saturao. Verifique e simule a
polarizao e funcionamento de um transstor bipolar . Um transstor
bipolar (com polaridade NPN ou PNP) constitudo por duas junes PN
(juno base-emissor e juno base-colector) de material semicondutor
(silcio ou germnio) e por trs terminais designados por Emissor (E),
Base (B) e Colector (C).
Smbolos Transstores
Tiristor - Triac Tiristor (SCR)
O tiristor mais vulgarmente utilizado tambm conhecido pela
designao de SCR (Retificador de Silcio Controlado). basicamente
constitudo por quatro camadas de semicondutor, formando uma
estrutura p-n-p-n que possui 3 eltrodos (um nodo, um ctodo e um
eltrodo de controle "comando",
vulgarmente designado por gate). A fig.1 mostra o esquema das
junes, a caractersticas tenso-corrente e o smbolo utilizado em
esquemas eltricos que utilizam o tiristor. O seu funcionamento
assemelha-se em alguns aspetos ao de um dodo pelo fato da corrente
fluir pelo componente apenas em um sentido, entrando pelo terminal
do nodo e saindo pelo terminal do ctodo.
Transformadores SimbologiaDescrio Simbolo Imagem
Transformador com ncleo de ar
Descrio
Simbolo
Imagem
Transformador com ncleo de ferrite
Transformador com ncleo de ferro
Placas de Circuito ImpressoExistem vrias formas de fazer
circuitos impressos.
Circuitos Impressos a partir de impressora laser.Desenho
Circuito Impresso - Desenhe o circuito utilizando qualquer software
para circuitos eletrnicos; Se tiver o desenho em qualquer formato
de imagem, pode utilizlo normalmente. Imprima com impressora laser
o desenho em uma folha de papel fotogrfico, (papel normal
funciona). Verifique se o tamanho e as pistas esto correctas.
(Todas as impressoras produzem uma ligeira ampliao, at pela dilatao
do papel ao passar pela rea de fuso do toner, antes de imprimir o
desenho definitivo verifique qual a ampliao produzida pela
impressora.
Prepare a placa de circuito impresso limpando a superfcie de
cobre de sugidade, impurezas, oxidao e gordura. Coloque o papel com
a face impressa sobre a placa j cortada no tamanho exacto.
Com um ferro de engomar bem quente, pressione o papel sobre a
placa, no necessrio friccionar, fazer presso durante 2 minutos.
Escolha bem a superfcie onde vai apoiar a placa, evite estragar
alguma superfcie com o calor do ferro.
O toner impresso no papel ficar preso no cobre da placa. NO puxe
o papel nesse momento; calma, ainda restam alguns passos. Prepare
uma pequena recipiente com gua quente e um pouco de detergente,
quantidade suficiente para cobrir a placa. Mergulhe a placa na gua
e aguarde 30 minutos. O papel amolece e facilitando a sua
retirada.
Retire o papel. Friccione as pontas dos dedos, o papel molhado
fcil de sair. Se for preciso molhe algumas vezes a placa na gua e v
fazendo o movimento com os dedos at retirar todo o papel.
Depois de termos a imgem na placa, teremos que remover o cobre
excedente com um material corrosivo. Coloque a placa num banho de
Percloreto de Ferro, (pode adquirir nas lojas de
electrnica ou solicitar numa farmcia), para apressar a libertao
dos excedentes de cobre, aquea ligeiramente o liquido, para isso
coloque uma lampda por cima da placa. Aps a remoo do cobre
excedente passe uma fina camada de verniz protetor, colocar o
verniz antes de colocar os componentes pode dificultar a soldadura
de estanho entre os componentes e a placa, tenha ateno se ao
colocar verniz as zonas que vo ser perfuradas ficam limpas de
verniz.
Para placas de dupla face, primeiro faa um lado seguindo os seis
passos anteriores, porm na altura da corroso proteja o lado sem
toner com adesivo tipo papel contact, perfure a placa para ter
referncias na outra face e proceda novamente os seis passos,
protegendo durante a corroso a face j pronta. Ateno: Este processo
s funciona com impresses feitas a partir de uma impressora laser,
pois utilizam o toner na impresso que possui partculas metlicas que
aderem ao cobre durante o aquecimento com o ferro de passar;
portanto impressoras jacto de tinta no funcionam. Uma cpia num
fotocopiador tem o mesmo resultado, j que o processo de impresso
utiliza tambm o toner. Nas impressoras laser e nos copiadores o
toner passa para o papel por aquecimento (rolo fusor), se conseguir
retirar a folha antes da passagem pela rea de fuso os resultados so
ainda melhores.
Banho de prata para a placaEste banho de prata evita que o cobre
oxide criando cortes nas pistas dos circuitos.
A frmula:(para 50 mL de soluo: recalcule para quantidades
maiores.) 50 ml de gua destilada (H2O). 2 g de nitrato de prata
(AgNO3) 1 g de cloreto do amnio (NH 4Cl) 5 g de carbonato do clcio
(CaCO3) 4 g de tiosulfato do sdio (Na2 S2O3)
Como fazer a soluo: Dissolva 2 gramas do nitrato de prata em 50
ml de gua desmineralizada ou destilada. Misture 1 grama do cloreto
do amnio, 5 gramas de carbonato de clcio e 4 gramas de tiosulfato
de sdio num recipiente e adicione-os soluo. O carbonato do clcio
necessrio quando existe a necessidade de friccionar um objeto com a
soluo em vez de mergulhar na soluo ( a opo ideal para as placas de
circuito impresso).
Utilizao: Com a soluo pode pratear o cobre, o bronze ou objetos
de zinco. Limpe o objeto que pretende pratear completamente com um
pedao de pano (um objeto muito oxidado pode ser limpo com o cido
nitrico) Deixe o objeto num tanque com a soluo aproximadamente por
2 minutos (ou friccione com um pano embebido por alguns minutos).
Ateno: A soluo no muito estvel, devendo ser preparada e usada no
mesmo dia. Cuidado ao preparar a soluo pois o nitrato de prata, em
contato com a pele,
reduz a prata metlica produzindo mancha escuras. No txico mas
corre o risco de ter suas mos cheias de pintas pretas que
desaparecem aps alguns dias.
Solues Corrosivas Percloreto FerroNo txico usado em medicina
para estancar hemorragias, apresenta o inconveniente de manchar
todos os objectos exteriores se existir um acidente)
Soluo gua oxigenada com cido clordrico ou cido muriticoNesta
soluo tem de existir uma cuidado extremo com os cidos na sua
preparao. 1 parte de gua oxigenada (perxido de hidrognio)130
volumes. Caso no encontre, utilize a gua oxigenada encontrada nas
farmcias mas no use a cremosa. 1 parte de cido clordrico ou cido
muritico 4 partes de gua. Se utilizou a gua oxigenada da farmcia,
no adicione gua.
Iniciao soldadura em estanhoA soldadura a base de todas as
aplicaes em electrnica porque permite uma ligao eficiente entre os
componentes e os condutores. A soldadura em estanho consiste em
cobrir dois contactos de estanho permitindo uma ligao estanque
entre ambos. O processo manual, exige alguma prtica mas uma vez
dominada os princpios nunca mais se esquecem.
Ferro de Soldar, SoldadorO ferro de soldar o componente que
funde o estanho, permitindo por isso a correcta ligao entre os
conductores. Um dos factores importantes do soldador a
durabilidade, geralmente so compostos com uma ponta que aquece por
efeito de uma resistncia electrica ligada ao sector. No mercado e
para efeitos desoldadura de componentes electrnicos existem dois
fgrandes tipos de soldadores: Tipo Lpis - um ferro de soldar
clssico, na imagem um ferro de 30W comum para utilizaes frequentes
quando existe a necessidade de executar vrias soldaduras.
Tipo Pistola - utilizado maioritariamente quando se necessita de
efectuar uma soldadura espordica, quase todos incluem um
transformador que produz alguma interferencia electro-magntica.
Existem ferros de soldar tipo pistola profissionais, este tipo de
ferros normalmente tm grupos de resistncia isolados com cermica,
permitindo funcionamento permanente a potncias baixas 20W-30W
aumentando rapidamente em caso de necessidade.
Estao Soldadura - A estao de soldagem permite a execuo de
algumas funes (dessoldagem, limpeza, etc...), comum em todas, a
regulao de temperatura
Suporte do soldador: Existem vrios tipos de suportes, o suporte
tem como funo base isolar o ferro de locais e objectos que possam
sofrer danos quando sujeitos a temperaturas 250C350C. Alguns
suportes tm acessrios de limpeza de resduos, esponjas por exemplo,
que se destinam a limpar as reas de contacto de resduos de
soldaduras anteriores.
A soldadura consiste em unir as partes a soldar de maneira que
se toquem ficando cobertas com uma camada de estanho fundido que,
uma vez arrefecido, constituir uma verdadeira unio electrnica
Tenso: A maioria dos ferros funcionam directamente no sector
110/220V. Entretanto, a baixa tenso (por exemplo 12V ou 24V)
geralmente valor comum de uma estao de soldadura. Potncia:
Tipicamente, podem ter uma avaliao de potncia entre 15-25 watts,
suficiente para a maioria de trabalho. Uma potncia mais elevada no
significa que o
ferro fique mais quente - simplesmente meios que h mais calor de
reserva para lidar com as junes com uma rea maior. Isto depende em
parte da ponta do ferro. Devese no entanto considerar a utilizao de
um ferro de maior potncia quando se pretende fazer um trabalho
contnuo maior, uma vez que um ferro de maior potncia no arrefece to
rpidamente. Anti-esttica: Se pretende soldar directamente
componentes sensveis electricidade esttica (CMOS, MOSFET)
conveniente ter um ferro de soldar no indutivo, e antiestticos de
proteco ligados s reas juno (uma ligao a uma linha terra na maior
parte dos casos suficiente, se ligada directamente zona da
soldadura). Controlo de temperatura: Os modelos mais baratos no tm
controlo de temperatura, os modelos com controlo de temperatura
esto normalmente acoplados a estaes de soldadura. Se possui um
ferro com aquecimento resistivo pode fazer e adaptar um circuito de
controle de temperatura Estaes de soldadura: As estaes de soldadura
tm normalmente controlo de temperatura atravs de um LCD, a algumas
executam as duas funes, soldam e removem a solda. A Solda
A solda que geralmente chamamos de solda de estanho, na
realidade no composta apenas por estanho. A composio da solda varia
a mais comum composta aproximadamente por 60% de estanho e 40% de
chumbo. A percentagem de estanho pode aumentar, aumentando por isso
a qualidade da solda.
Para electrnica e montagem de circuitos, a solda mais utilizada
a que vem em fios de 0,8 a 1,2 mm de espessura e com proporo de
estanho-chumbo de 60/40.
Preocupaes Ambientais com a SoldaduraNo fabrico atual dos
equipamentos eletrnicos existe a preocupao de evitar o uso de
substncias nocivas ao meio ambiente. Uma das causas a utilizao do
chumbo nas ligas destinadas a soldar componentes, as novas ligas
desenvolvidas pelos fabricantes so designadas por LEAD FREE (Isenta
de chumbo).
Composio solda:Solda comum com chumbo
Composio: 37% chumbo, 63% estanho; Ponto fuso: 183C;Fuso estanho
puro: 232C;Fuso chumbo puro:320C. O chumbo reduz a temperatura de
fuso, reduz o preo e o elemento de diluio. O estanho o elemento que
torna a liga fluida.Existem dois tipos de solda em fio, as com
ncleo de resina 60/40 (sn/pb) e as com ncleo de resina orgnica (no
clean). Soldas sem Chumbo (Lead-free)
Composio: 96,5% estanho, 3% prata, 0.5% cobre. Tem um ponto de
fuso mais elevado que a solda comum e uma aspecto fosco em vez de
brilhante da solda comum. A solda lead free no se mistura com a
solda comum, no caso de uma soldadura com estanho comum em
substituio de soldadura anterior lead-free recomendado que se
retire totalmente a solda, s posteriormente, executar a soldadura
com solda comum.Como identificar se o circuito impresso usa solda
lead-free isenta de chumbo?
Em algum local do circuito impresso encontrar o smbolo que
identifica o circuito impresso com soldadura isenta de chumbo.
Antes de efectuar uma soldadura dever assegurar-se de que:A
ponta do ferro deve estar limpa
Que os contactos a soldar devem estar limpos, sem impurezas e ou
xidos;
Que o ferro tem a potncia e ou temperatura adequada para o que
se vai soldar.
Aps a verificao e ou limpeza dos componentese do ferro,
aquece-se de uma forma uniforme os objectos que vo sofrer a
soldadura, encostando o ferro a ambos, geralmente em menos de 3
segundos ambos ficam com temperatura adequada para proceder
soldadura, dependendo da massa de ambos os objectos.
Como Soldar Componente Electrnico
Solda nos componentes
Para soldar os componentes coloque solda directamente sobre os
objectos aquecidos evitando tocar directamente na ponta do ferro. A
solda ao aquecer fica no estado semi-liquido preenchendo os espaos
vazios, unindo as duas peas a soldar.
Certifique-se de ter mo uma esponja hmida para efetuar a limpeza
da ponta do soldador. No deixe a ponta do soldador no terminal do
componente e/ou no orifcio mais do que o mnimo necessrio (mximo
10s). Existe o risco de danificar o componente e/ou a placa.
Retirar a solda, retirar o ferro de soldar, deixar que a solda
arrefea naturalmente. Nunca soprar directamente sobre a soldadura,
soprar produz o que se chama soldaduras frias que vo estalar mais
tarde. A solda deve ser colocada em contacto directo com o
componente electrnico a soldar e as pistas.
Soldaduras Correctas 1. 1-Mnimo 2. 2-ptimo 3. 3-Excessivo
Soldaduras Incorrectas
Soldaduras Partidas
1. 1-M soldadura do material a soldar, terminal pouco aquecido;
2. 2-M soldadura da placa, cobre da PCI pouco aquecido; 3. 3-M
soldadura do material e da placa, terminal do componente e PCI
pouco aquecidos.
Dessoldadores
No trabalho tcnico normal, existe a necessidade de retirar
componentes das placas de circuitos eletrnicos para substituio.
Existem vrios tipos de dessoldadores alguns incorporados em estaes
de soldadura outros mais ou menos sofisticados executam a funo de
remover o estanho de uma soldadura anterior.Dessoldador Manual
Dessoldador Vcuo Dessoldador Quente
Precaues na Soldadura de componentesComponentes Foto Avisos -
Precauo Soldadura Sem precaues especiais. Podem ser soldados sem
cuidado em Capacitores Condensadores Baixa Capacidade (abaixo de
1F) relao a polarizao. Cuidado com os componentes de polistireno
podem facilmente ser danificados pelo calor.
Capacitores(condensadores) Eletroliticos (acima de 1F) Tm de ser
soldados de forma correta em relao polarizao +/-. Soldados de forma
certa em relao polaridade nodo ctodo. Dodos Cuidado ao soldar dodos
de Germnio (ex: OA90) porque so facilmente danificados pelo calor.
Soldados de forma certa em relao LEDs polaridade nodo ctodo. O
ctodo(-) o pino mais curto.
Resistores - Resistncias
Componentes
Foto
Avisos - Precauo Soldadura Soldados de forma certa em relao
aos
Transistores
pinos EBC. Facilmente danificados pelo calor. Ao soldar
verificar a posio;
Suporte de circuitos integrados
No colocar os circuitos integrados antes de soldar, soldar
apenas o suporte. Ao soldar verificar a posio; Facilmente
danificados pelo calor e eletricidade esttica.Os CI sensveis
Circuitos integrados
a esttica devem ser deixados na embalagem at soldadura, o
suporte de CI prefervel em vez da
