Eletrnica do Bsico ao avanado por Josmar Queiroz Silva: http://www.josmar.net

Eletrnica do bsico ao avanado TELEVISORES, MONITORES, PLASMA, LCD E COMPUTADORES

CONTEUDO AVANADO Resistores, + Capacitores, Indutores,

Diodo, Transistores, Televisores,

Display LCD e Plasma, Computadores.

Edio: Revisada www.josmar.net 2 Edio - 2014

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Sumrio PGINA Sumrio....................................................2 Apresentao...............................................3 Agradecimento..............................................4 Advertncia................................................5 Prefcio...................................................5 Apresentao...............................................6 Bibliografias..............................................6 CAPTULOS PGINA I - RESISTORES, CAPACITORES, BOBINAS E TRANSFORMADORES____________06 II - Estrutura da Matria_____________________________________24 2 - Condutores e Isolantes..................................25 3. Semi-Condutores..........................................26 01. Estrutura Cristalina...................................27 02. Recombinao ..........................................28 03. Cargas Permanentes.....................................29 04. Cristais do tipo N....................................30 05. Cristais do tipo P.....................................31 06. Combinao de Impurezas de Doadores e Receptores.............32 07. Condutibilidade em Semi-Condutores Tratados............33 08. Difuso de Cargas.....................................34 09. A Barreira da Funo P-N...............................35 10. Correntes nas funes P-N no polarizadas.......................36 11. Funo P.N.com polarizao-inversa.......................37 12. Funo P:N. com polarizao direta....................38 13. Funo dos condutores de juno ......................39 14. Levantamento da reta de carga de um diodo .............39 15. Caracterstica do diodo P.N. ........................41 16. Efeito avalanche - Break Down.........................41 17. Capacidade da Barreira de Potencial....................43 18. Diodo.de Contato .....................................44 19. Varicap ...........................................44 20. Diodos de Referncia (Zenner).........................44 21. Diodo Tunel ..........................................44 22. Aplicao............................................44 III Televisor___________________________________________________________45 IV Display LCD e Plasma________________________________________________52 V Monitores de Vdeo___________________________________________________53 VI Memrias Eeprom___________________________________________________62 VII Computador_______________________________________________________63

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APRESENTAO Eletrnica do bsico ao avanado

Eletrnica, Televisores, Monitores, Plasma, LCD e Computador. Este livro, foi elaborado por: Josmar Queiroz Silva, com a finalidade de oferecer o conhecimento dos componentes e contem uma orientao voltada para os tcnicos em televisores que tem a necessidade de se adaptar para as novas tecnologias de televisores que j incorporou a funo de uso continuo de computadores, estas funes esto nos ajuste de setup que j est em uso nos novos televisores e com a Televiso Digital haver uma transio rpida do Televisor para o computador em pouco tempo haver a unio em um nico aparelho.. Tambm orientar o raciocnio de forma a compreender melhor o funcionamento de cada componente facilitando o reparo de aparelhos eletrnicos e ajudar ao pessoal que concluir curso de Montagem e Manuteno de Computadores e se depara com defeitos e no tem nenhum conhecimento de eletrnica para diagnosticar defeito. O contedo atual, dando assim uma viso geral do conhecimento desde o resistor e a fsica da matria a descoberta do transistor at a atualidade com componentes integrados. Acredito que este livro seja de grande valia para todos os colegas que se interessam em melhorar seus conhecimentos e tambm para principiantes interessados em adquirir a capacidade de reparar aparelhos eletrnicos.

Agradecimentos

A DEUS o meu criador: Que permitiu a minha existncia neste mundo maravilhoso e justamente neste perodo de tempo de tecnologias vulnerveis como os aparelhos eletrnicos, e me deu esta capacidade de editar este contedo que pode ser de utilidade por muitos anos aos nossos amigos leitores. Aos meus saudosos pais: Severino Vicente da Silva e Clotildes Queiroz Silva, por ter me criado e educado. A minha mulher: Neuza Maria da Costa Silva, por me apoiar nesta empreitada. Dando-me o entusiasmo em criar mais este livro. E que DEUS a abenoe a todos os meus leitores. Hiper link Suporte : http://www.josmar.net/forum E mail: josmarqs@gmail.com

ADVERTNCIAS As informaes e todo material contido neste livro fornecido sem nenhuma garantia, de que o uso conduzir ao resultado desejado. Os leitores devem, por sua prpria conta e risco, utilizar estas informaes. O editor e Autor no podem ser responsabilizados por qualquer impreciso nas informaes ou material aqui fornecido, e em nenhuma hiptese pode ser incriminado direta ou indiretamente por qualquer dano, perda, lucros cessantes, etc. Devido ao uso destas informaes. Este amparado pela LEI N 9.610, DE 19 DE FEVEREIRO DE 1998. Artigo 46, pargrafos III e VIII.

Josmar Queiroz Silva

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Prefcio No contedo deste livro foi reunido todo o estudo necessrio ao entendimento da fsica e da qumica da matria para que se possa entender o resistor, capacitor, transistor display de LCD e Plasma, com isto se pode ter um raciocnio bem avanado dos componentes e funcionamento de cada um. Foi dividido em sete captulos para melhor entendimento. Primeiro capitulo, estuda resistncias, capacitores e indutores, segundo capitulo, a fsica dos materiais at o estudo do transistor. Terceiro capitulo, estuda o que e como funciona o televisor, cinescpio, LCD e Plasma. Quarto capitulo, estuda os circuitos e seu funcionamento tanto do televisor monitor quanto do computador. BIBLIOGRAFIAS 1 - Transistor Circuit Analysis Alfred D. Gronner Simon and Schuster - tech outlines 2 - Transistores - Curso Intensivo George C. Stanley Jr. 3 - Television Transistor and Eletronics (Japo) 5 - Boletim de Informaes Tcnicas Dept de Transistores da PHILCO -FORD-BRASIL 1974 - 1975 6 Boletim GRADIENTE DIAGRAMA EM BLOCO TV DE PLASMA. 7 Manual de servio DAEWOOD Vista explodida. 8 Manual de servio SANSUNG - Diagrama em bloco Monitor LCD. 9 Instalando HD ATA MICROSOFT - WINDOWSXP 10 ASUS = http://br.asus.com/news_show.aspx?id=3539 11 http://www.intel.com/portugues/products/motherbd/index.htm 12 youtube.com - Vdeos 12 Olhar digital = http://olhardigital.uol.com.br/video

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Introduo

Ler um livro sobre Principio bsico da eletrnica at o avanado sobre Televisores, Monitores computadores uma tarefa at que interessante. O pior quando na pratica se tem que retirar a tampa traseira do equipamento, um susto com tantos componentes a sua frente, ai que comea a duvida como partir para localizar o defeito, por onde comear, pois a leitura do livro por mais que explicita no o suficiente para entender o funcionamento de cada componente e dos circuitos que compe o Televisor, monitor e computador. E o medo, pois dito popular que a alta tenso mata e onde localizar as partes perigosas. Este livro para retirar estas duvidas e encaminhar o leitor com uma orientao tal que no tenha mais nenhuma duvida deste tipo e possa localizar os defeitos com mais facilidade. Foi includo um contedo com a teoria que ir retirar quase todas as duvidam sobre funcionamento de cada circuito e dos componentes eletrnicos, enriquecendo com conhecimentos que ir ajudar no raciocnio pratico do dia a dia do reparador. De inicio iremos estudar resistncias e capacitores a seguir a estrutura dos materiais com isto entendermos como funcionam todos os componentes e no final iremos saber um pouco de computador para os tcnicos em televisores.

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Capitulo __________________________________________I RESISTORES, CAPACITORES, BOBINAS E TRANSFORMADORES.

Os componentes que vamos inicialmente estudar fazem parte de todos os computadores, perifricos. Componentes importantes sero examinados e circuitos eletrnicos de uso geral como, televisores, monitores, impressoras, amplificadores, etc. O conhecimento de suas funes essencial para reparao de qualquer aparelho eletrnico ou para sua montagem. Alm disso, conheceremos o princpio de funcionamento de alguns transdutores, ou seja, dispositivos que convertem energia como os alto-falantes, fones e microfones. Teremos finalmente, uma apresentao do mais importante de todos os instrumentos eletrnicos, o multmetro, com as aplicaes bsicas que voc precisa conhecer para us-lo na descoberta de problemas dos computadores e de muitos outros equipamentos eletrnicos: 1) - Resistores

2) - Potencimetros e trimpots 3) - Capacitores 4) - Bobinas e indutores 5) - Corrente contnua alternada e transformadora. 6) - Transdutores: alto-falantes, fones e microfones. 7) - Os galvanmetros e os multmetros

Resistncia Eltrica e a lei OHMS. A resistncia uma medida da oposio que a matria oferece passagem de corrente eltrica. Os materiais so designados por condutores, semicondutores ou isoladores conforme a oposio que oferecem seja reduzida, mdia ou elevada. V = R.I V=voltagem R=resistncia ( ) I=Corrente eltrica Lei de Ohm. Estabelece a relao existente entre a corrente e a tenso eltrica aos terminais de uma resistncia. O parmetro R, designado resistncia eltrica, expresso em ohm ( ) . A resistncia eltrica dos materiais pode ser comparada ao atrito existente nos sistemas mecnicos. Por exemplo, e ao contrrio do vcuo, a aplicao de um campo eltrica constante (fora constante) sobre uma carga eltrica conduz a uma velocidade constante nos materiais, situao qual corresponde uma troca de energia potencial eltrica por calor. Esta converso designada por efeito de Joule, cuja expresso da potncia dissipada p = Ri2 A resistncia um dos elementos mais utilizados nos circuitos. Existem resistncias fixas, variveis e ajustveis, resistncias integradas e resistncias discretas, resistncias cuja funo a converso de grandezas no eltrica em grandezas eltrica, etc. Relativamente a estas ltimas, existem resistncias sensveis temperatura, como sejam as termo-resistncias e os termstores, resistncias sensveis ao fluxo luminoso, designadas por foto-resistncia, magneto-resistncia, piezo-resistncia, qumio-resistncia, etc.

1) RESISTORES A dificuldade que os eltrons encontram em atravessar determinados materiais, clamada de resistncia, e a perda e transformada em calor, e quando a corrente eltrica no encontra dificuldade em atravessar os matrias conhecido como curto circuito. E quando ocorre um curto circuito pode provocar uma converso de energia em

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calor em uma quantidade alm do previsto: e temos uma produo descontrolada de calor, com efeitos destrutivos. Exemplo: quando queima um fusvel. Para reduzir, de maneira controlada, a intensidade da corrente, oferecendo-lhe uma oposio ou resistncia, ou ento para fazer cair a tenso num circuito a um valor mais conveniente a uma determinada aplicao, usamos componentes denominados resistores. Os resistores mais comuns so os de pelcula ou filme de carbono ou metlico, que tem o aspecto mostrado na figura 1.

FIG 1 1/8W

1/4W

1/2W

R

SIMBOLOS

A quantidade de resistncia que um resistor oferece corrente eltrica, ou seja, sua resistncia nominal medida em ohms ( ) e pode variar entre 0,1 e mais de 47 000 000 . Tambm usamos nas especificaes de resistncias os mltiplos do ohms, no caso o quilohm (k ) e o megohm (M ). Assim, em lugar de falarmos que um resistor tem 5600 comum dizermos 5,6 k ou simplesmente 5k6, onde o k substitui a vrgula. Para um resistor de 4 700 000 ohms falamos simplesmente 4,7 M ou ento 4M7. A aplicao de resistores, leia mais no capitulo IV Item: a) Como os resistores so componentes em geral pequenos, os seus valores no so marcados com nmeros e letras, ou atravs de um cdigo especial que todos os praticantes de eletrnica devem conhecer. Neste cdigo so usadas faixas coloridas conforme explicamos a partir da tabela:

TABELA 1 Cor 1 faixa 2 faixa 3 faixa 4 faixa Preto - 0 x1 - Marrom 1 1 x10 1% Vermelho 2 2 x100 2% Laranja 3 3 x1000 3% Amarelo 4 4 x10000 4% Verde 5 5 x100000 - Azul 6 6 x1000000 - Violeta 7 7 - - Cinza 8 8 - - Branco 9 9 - - Prata - - x0,01 10% Dourado - - x0,1 5%

Saiba mais no link: http://www.dicasdigital.net/site/index.php/calculo-resistor-4-cores http://www.dicasdigital.net/site/index.php/calculo-resistor-5-cores

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Partindo desta tabela, o valor de um resistor dado por 4 ou 5 faixas coloridas que so lidas da ponta para o centro, conforme mostra a figura 2.

(figura 2).

1Faixa=marrom2Faixa=laranja3Faixa=vermelho

4Faixa=dourado

Sentido de leitura

Fig 2

Resistor de carvo normal

Vamos supor que estejamos de posse de um resistor cujas cores na ordem so: marrom, laranja, vermelho e dourado. Qual ser o seu valor? A primeira e a segunda faixa fornecem os dois algarismos da resistncia, ou seja: Marrom = 1 Laranja = 3 Formamos assim, a dezena 13. A terceira faixa nos d o fator de multiplicao, ou quantos zeros devemos acrescentar ao valor j lido. No caso temos: 1300 ohms. Vermelho = 00 ou x 100 Temos ento 13 + 00 = 1300 ohms ou 1k3. Para resistores normais a quarta faixa nos diz qual a tolerncia no valor do componente, quando ela existe. Se esta faixa no existe, temos um resistor de 20%, ou seja, que pode ter at 20% de diferena entre o valor real da resistncia que ele apresenta e o valor que temos na marcao. No nosso caso, a faixa dourada diz que se trata de um resistor com 5% de tolerncia. Existem resistores de fio que por serem maiores, tm a marcao de resistncia feita diretamente com nmeros e outras indicaes.

Como viremos na tabela 2.1 abaixo existem resistores de cinco faixas que so usados em aparelhos de preciso, o significado de cada uma das cinco faixas o seguinte:

A 1, 2 e 3 faixa indicam os trs primeiros algarismos do valor nominal da resistncia, N1, N2 e N3, respectivamente;

A 4 faixa indica o fator multiplicador do valor nominal da resistncia, que pode ser 10-2, 10-1, 1, 10, 100, . . ., 109;

A 5 faixa indica a tolerncia do valor nominal da resistncia, que neste caso pode ser 0.5%, 1%, 2% e 5%. Na tabela 2.1 na parte superior temos o exemplo de resistor de 4 faixas, temos: Verde, 5 Azul, 6 Amarelo 0000 = 560000Mil = 560kohms 1% Marrom= 1% Na tabela 2.1 na parte inferior temos o exemplo de resistor de 5 faixas, temos:

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Vermelho, 2 Laranja, 3 Violeta, 7 Preto, 1 = 237 = 237ohms 1% Marrom= 1%

Figura 2.1 - Tabela de comparao resistores de 4 para 5 Faixas.

Note que a 3 faixa no utilizada neste resistor.

(A aplicao do cdigo de cores em resistores leia mais no capitulo IV Item: b) Vimos anteriormente que, quando uma corrente eltrica fora uma passagem por um meio que lhe oferea oposio ela despende energia na forma de calor. No caso do resistor, se o componente no for capaz de transferir este calor para o meio ambiente, ele acaba por aquecer demais e queimar. A capacidade de um resistor de transferir calor para o meio ambiente est diretamente ligada ao seu tamanho (superfcie de contato com o ar). Esta capacidade dada pela potncia (dissipao) do resistor, a qual expressa em watts (W). Assim, os menores resistores so de 1/8 um pouco maior 1/4 W enquanto que os maiores podem chegar a 20 ou mais watts (alguns fabricantes especificam as potncias em valores decimais como 0,125 W ). Estes resistores de grandes potncias so de material resistente alta temperatura e em lugar do carbono ou filmes metlicos so feitos fios de nquel cromo (uma liga de metal). So chamados tambm de resistores de fio (figura 3).

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ATENO Os resistores de grande porte fsico so do tipo resistor de fio, e este usado em circuito que consome corrente elevada. Exemplo: Encontramos na fonte de alimentao dos Computadores, televisores e monitores. CIRCUITO SERIE DE RESISTORES Quando ligamos resistores em srie, conforme mostra a figura 4, a resistncia resultante que obtemos equivale soma das resistncias dos vrios resistores. Na figura 4 temos a associao de resistores de 100, 20 e 30 ohms, que resulta numa resistncia total de 150 ohms FORMULA R equivalente = R1+R2+R3 ....Rn R total = R1+R2+R3 R total = 150 CIRCUITO PARALELO DE RESISTORES Na associao (ou ligao) em paralelo, a resistncia equivalente dada pela frmula:

R1 x R2R1 + R2Reg = ou 1 / R = 1 / R1 + 1 / R2

Para o caso da figura 5, a resistncia equivalente ligao de um resistor de 20 ohms com um de 30 em paralelo de 12 . Observe que na ligao em srie obtemos resistncias maiores do que os dos resistores associados e na ligao em paralelo obtm resistncias menores. Frmula para duas resistncias.

30 x 2030 + 20Reg = =

600 50 = 12

ATENO Quando em uma montagem de circuito no temos um determinado valor de resistor, podemos substituir por dois ou mais resistores em paralelo ou em srie.

Nota: A maior parte destes componentes j no mais utilizados. Foram substitudos por circuitos digitais A aplicao do cdigo de cores em resistores leia mais no capitulo IV, computadores Item: c)

R1 R2 R3

R1 R2 R3100 20 30

R = R1 + R2 + R3R = 100 + 20 + 30R = 150

FIG 4

2R2 5% 7Watts

2R2 10% 10Watts

15R 5% 10Watts FIG 3

R1

R2

R1=30

R2=20

1/R = 1/20 + 1/30 3 + 2 60

Fig 5

1 / R =

1 = 5R 60

5R = 60 R = 12

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PotencimetroDuplo de uma pista

PotencimetroDuplo de duas pistas

Fig 8A

a) POTENCIMETROS E TRIMPOTS So resistores variveis, ou seja, dispositivos que podemos usar para variar a resistncia apresentada na circulao de corrente eltrica. Na figura 6-A e 6-B temos alguns tipos mais usados destes componentes. So constitudos por um elemento de resistncia, que pode ser de carbono ou fio de nquel cromo, sobre o qual corre uma parte mvel denominada cursor. Conforme a posio do cursor temos a resistncia apresentada por este componente.

TRIMPOT Resistor de ajuste localizado geralmente nos circuitos. Para ajuste interno do equipamento. ATENO Os novos equipamentos no possuem mais este tipo de componente foram substitudos por micro controladores. POTENCIMETRO -Resistor de ajuste, localizado geralmente na parte frontal dos equipamentos mais antigos.

Veja a figura 7, medida que o cursor vai de A para B, aumenta a resistncia entre A e X ao mesmo tempo em que diminui a resistncia entre X e B. A resistncia total entre A e B a resistncia nominal do componente, ou seja, o valor mximo que podemos obter. Podemos encontrar potencimetros e trimpots com valores na faixa de frao de ohms at milhes de ohms. Se o mesmo eixo controlar dois Potencimetros, diremos que se trata de um potencimetro duplo figura 8 A. Alguns potencimetros incorporam um interruptor que controlado pelo mesmo eixo, como Acontece com os controles de volume de Rdios e amplificadores. No mesmo controle Podemos aumentar e diminuir o volume e Ligar e desligar o aparelho (figura 8)

At pouco tempo os potencimetros eram usados em diversas funes, como por exemplo, controles de volume, controle de tonalidade, sensibilidade, j que permitem o ajuste, a qualquer momento, das caractersticas desejadas. J os trimpots eram usados quando se desejasse um ajuste nico, ou seja, somente num determinado momento, levando o

aparelho a um comportamento que deve ser definitivo ( claro que o ajuste pode ser refeito sempre que necessrio, mas o trimpot normalmente fica dentro do aparelho, que nesse caso precisa ser aberto). Na figura 9 mostramos um trimpot de preciso, do tipo multivoltas, muito usado em equipamentos de preciso. Nos Novos aparelhos se som Encontramos controles de volume manual com aparncia externa de potencimetros. um disco de fibra com furos e contatos quando se atua no eixo o contato varia (desliga e liga ) enviando um pulso que faz com que o micro controlador ajuste o som. Este um tipo de funo digital.

Trimmpot de diversos formatose o simbolo eltrico 6-A

Potencimetro

Simbolo eltrico

6-B

Terminais doInterruptor

Terminais doPotencimetro

Fig-8

FIG 9

TRIMPOT "MULTVOLTAS"

XA B

A B

X Fig 7

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A aplicao de potencimetros leia mais no capitulo IV computadores Item: d) CAPACITORES Os capacitores (que tambm so chamados de condensadores) so componentes formados por conjuntos de placas de metal entre as quais existe um material isolante que define o tipo. Assim, se o material isolante for a mica teremos um capacitor de mica, se for uma espcie de plstico chamado polister, teremos um capacitor de polister.

Duas placas, tendo um material isolante entre elas (chamado genericamente dieltrico), adquirem a propriedade de armazenar cargas eltricas e com isso energia eltrica. Na figura 10 mostramos um capacitor com dieltrico de ar e as placas, chamadas armaduras so planas. Quando encostamos uma placa na outra ou oferecemos um percurso para que as cargas se neutralizem, interligando as armaduras atravs de um fio, o capacitor se descarrega. A capacidade de um capacitor em armazenar cargas, melhor chamada de capacitncia, medida em Farad (F), mas como se trata de uma unidade muito grande, comum o uso de seus submltiplos. Temos ento o microfarad (F) que equivale milionsima parte do Farad ou

0,000 001 F. Em capacitores muito antigos encontramos o microfarad abreviado como mFd. Um submltiplo ainda menor o nanofarad, que equivale a 0,000 000 001 F ou a milsima parte do microfarad e abreviado por nF. Temos ainda o picofarad (pF) que a milsima parte do nanofarad ou 0,000 000 000 001 F. comum a utilizao de potncias de 10 para expressar nmeros com muitos zeros. Assim temos as indicaes da tabela 2:

TABELA 2 1F = 10-6F 1nF = 10-9 F 1pF = 10-12F

Veja ento que 1 nF equivale a 1 000 pF e que 1 F equivale a 1 000 nF ou 1 000 000 pF. Os capacitores tubulares, que so formados por folhas de condutores e dieltricos enrolados so usados em circuitos de baixas freqncias enquanto que os possuem armaduras e dieltricos planos so usados em circuitos de altas freqncias. O porqu ser visto posteriormente. Um tipo importante de capacitor o eletroltico, cuja estrutura bsica mostrada na figura 12 e 12A.

Este o componente mais utilizado em Televisor e Monitor de plasma e LCD.

Uma de suas armaduras de alumnio que, em contato com uma substncia quimicamente ativa, se oxida formando uma finssima camada de isolante que vai ser o dieltrico. Desta forma, como a capacitncia tanto maior quanto mais fino for o dieltrico, podemos obter capacitncias muito grandes com um componente relativamente pequeno. preciso observar que os capacitores eletrolticos so componentes polarizados, ou seja, a armadura positiva ser sempre a mesma. Se houver uma inverso, tentando-se carregar a armadura positiva com cargas negativas, o dieltrico ser destrudo e o capacitor inutilizado. Na famlia dos capacitores eletrolticos temos um tipo que emprega uma substncia que permite obter capacitncias ainda maiores que as obtidas pelo xido de alumnio. Trata-se do xido de tntalo, o que nos leva aos capacitores de tntalo (figura 13A).

Eletrolticos

Fig 12

Tantalo

Fig 10

ArmaduraPositiva

ArmaduraNegativa

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Cermica

PlatePoliesterMetalizado

Fig 13

SMD

Estes capacitores podem ser encontrados na faixa de 0,1 F at de 100 000 F. Simbologia Capacitor eletroltico (smbolo)

a)

+

c)

+

b) Existem capacitores que seu valor vem marcado por cdigo de cores exemplo: capacitores de polister metalizado e de Plate veja na figura 13. A aplicao de capacitores leia mais no capitulo IV Computadores Item: f ) Alm da capacitncia os capacitores possuem ainda uma outra especificao muito importante: a tenso de isolao ou de trabalho. Se aplicarmos uma tenso muito grande s armaduras de um capacitor, a ddp (diferena de potencial) entre estas armaduras pode ser suficiente para provocar uma centelha que atravessa o dieltrico e causa a destruio do componente. Assim, nunca devemos usar um capacitor num circuito que mantenha uma tenso maior do que a especificada. Na figura 14 mostramos a maneira como normalmente especificada esta tenso mxima. Para alguns tipos de capacitores tambm existem cdigos especiais para especificaes de valores. Os cermicos de discos, conforme mostra a figura 13, por exemplo, possuem dois tipos de especificaes que no devem ser confundidas. Para os pequenos valores, temos a especificao direta em picofarad (pF) em que existe uma ltima letra maiscula que indica a sua tolerncia, ou seja, a variao que pode haver entre o valor real e o valor indicado. F = 1% J = 5% M = 20% H = 2,5% K = 10% Observe que o K maisculo neste caso, 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, conforme mostra a figura 16. Simbologia Capacitor simples

a) b) c) Neste caso, multiplicam-se os dois primeiros algarismos pelo fator dado pelo terceiro. Por exemplo, se tivermos um capacitor com a indicao 104: Temos que acrescentar 4 zeros ao 10 obtendo 10 0000 pF ou ento 10 por 10 000 = 100 000 pF o que a mesma coisa. E, claro que devemos considerar a diviso por 1000 se quisermos obter os valores em nanofarad. Assim, 410 (104) que resulta em 100 000 pF o mesmo que 100 nF.

Poliester10k 250 Volts

Fig 14

Eletroliticos3300 MF 10 Volts

1nF1k 1KV

100Pf5%

100nF104

10nF.01

6,6 pF5,6JNPOFig 15

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Para os capacitores cermicos temos tambm a marcao direta, conforme mostra a figura 16 em que os valores so dados em microfarad (F). Para obter o equivalente em nanofarad basta multiplicar por 1 000: assim 0,01 F equivale a 10 nF.

Capacitor de disco de pequena capacitncia. ATENO: Quando o capacitor est descarregado, e aplicamos uma tenso (DC) neste capacitor, neste instante passa a existir uma corrente instantnea, e em seguida com o capacitor carregado, a corrente deixa de existir, ou seja, a corrente igual a zero.

Saiba mais no link: http://www.dicasdigital.net/site/index.php/compara-valor-de-capacitores Isolamento de capacitores leia mais no capitulo IV Computadores Item: g ) Como nos casos dos resistores, tambm existem capacitores variveis. Os trimmer miniatura ainda utilizado em placa de croma, e transcorder de televisores, e os capacitores variveis no so mais utilizados nos novos aparelhos pois foram substitudos por diodo tuner que ser estudado no capitulo sobre transistor. Na figura 18 mostramos os tipos mais comuns. Os trimmers so capacitores de ajuste com valores pequenos, normalmente de alguns picofarad. So especificados pela faixa de valores que podem adquirir. Um trimmer de 2-20 pF um trimmer que pode ter sua capacidade ajustada entre estes dois valores. Os variveis so usados em sintonia e podem ser especificados pela capacitncia mxima, ou seja, quando esto com o eixo todo fechados.

Trimmer

Simbolo

Varivel Duplo

Simbolo

Varivel

Simbolo

Fig 18TrimmerMiniatura

Tambm podemos associar capacitores em srie e paralelo, conforme indica a figura 19.

SrieParalelo

C1

C2

C1

C2

1C =

1C1

1C2+ C = C1 + C2

Fig 19

102 =1000pF=1nF= 0,001mF

1000

222 =2200pF=2,2nF= 0,0022mF

2200

Fig 16

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Na associao em paralelo, todos os capacitores ficam submetidos mesma tenso e o valor final obtido a soma das capacitncias associadas. Na associao em srie, os capacitores ficam submetidos a tenses diferentes, mas adquirem a mesma carga em suas armaduras. A capacitncia equivalente (C) dada pela frmula:

1 / C = 1 / C1 + 1 / C2 + 1 / C3 + 1/cn Se tivermos mais capacitores basta acrescentar a expresso 1/Cn onde Cn a capacitncia destes capacitores adicionados soma. Associao de capacitores leia mais no capitulo IV Computadores Item: h )

Tabela do cdigo de cores para capacitores

2) BOBINAS OU INDUTORES Muitas (ou poucas) voltas de fio enroladas de modo a formar uma bobina nos levam a um importante componente eletrnico. As bobinas ou indutores apresentam propriedades eltricas principalmente em relao s variaes rpidas de corrente. Estas propriedades so dadas pelo que chamamos de indutncia. A indutncia de uma bobina medida em Henry (H) e tambm comum o uso de seus submltiplos: o milihenry (mH) que vale a milsima parte do henry e o microhenry (uH) que equivale milionsima parte do henry. Na figura 20 temos alguns tipos de bobinas e indutores encontrados nos computadores e em muitos circuitos eletrnicos. As bobinas de poucas espiras, sem ncleos ou com ncleo de ferrite (que aumentam sua indutncia) so usadas em circuitos de altas freqncias ou que trabalham com variaes muito rpidas de corrente. J as bobinas de muitas espiras, os choques de filtro, por exemplo, que podem ter ncleos de ferrite ou mesmo ferro laminado trabalham com correntes de mdias e baixas freqncias.

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Sem Ncleo

Ncleo de Ferrite

Ncleo de Ferro

Com Tap (Tomada)

Simbolos Aspectos

NcleoLaminado

Ncleo deFerrite

NcleoAjustavel

NcleoAjustavel

Leia mais sobre bobinas, no capitulo IV computadores item: i)

CIRCUITOS DE TEMPO, INDUTORES E CAPACITORES EM CA, SOM E ONDAS DE RDIO Neste capitulo analisaremos o que ocorre com os capacitores e os indutores tanto em circuito de corrente contnua como em circuitos de corrente alternada. Estudaremos tambm um pouco da natureza dos sons e das ondas de rdio, que so utilizados em diversos tipos de aparelhos eletrnicos inclusive nos computadores. Distinguiremos bem estes dois tipos de vibraes para que os leitores no tenham dvidas sobre todas as suas aplicaes e propriedades. Teremos os seguintes itens a estudar: a) Circuito RC b) Circuito LC c) Capacitores em circuitos de corrente alternada d) Indutores em circuitos de corrente alternada e) O som f) Ondas de rdio a) CIRCUITO RC Quando associamos um resistor e um capacitor em srie, conforme mostra a figura 21. Obtemos um circuito RC srie que apresenta propriedades bastante interessantes que sero analisadas a partir de agora. Supondo que inicialmente a chave S1 esteja aberta e que o capacitor esteja completamente descarregado, bvio que a tenso entre as suas armaduras ser nula (zero volt).

S1

0

+VeR

C V

Fig 21 Circuito RC SrieDiagrama

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No instante em que fechamos a chave, estabelecendo assim uma corrente no circuito, como o capacitor est completamente descarregado, comea a fluir uma corrente que tende a carreg-lo. Neste instante inicial, o capacitor se comporta como uma resistncia praticamente nula, de modo que a corrente que circula pelo circuito limitada apenas pelo valor do resistor. Esta corrente ento mxima no instante em que ligamos a chave S1. medida que o capacitor se carrega a tenso entre suas armaduras comea a subir (lembre-se que ele estava com zero volt no momento em que ligamos o circuito), o que significa que existir uma diferena de tenso menor entre a bateria e o prprio capacitor para bombear mais cargas. Em outras palavras, medida que o capacitor se carrega ele passa a representar uma resistncia maior para a circulao da corrente, diminuindo assim a velocidade com que as novas cargas so transferidas para as suas armaduras. Fazendo um grfico do que ocorre temos ento uma subida inicialmente rpida da tenso nas armaduras, mas medida que o capacitor se carrega a carga vai se tornando mais lenta, conforme mostra a figura 22.

V (v)

100%+ Ve

63% SUBIDAINICIALMENTE RPIDA

SUBIDA LENTA( CURVA EXPONENCIAL )

RCT (s)

Observe que, como a velocidade da carga diminui medida que a tenso nas armaduras se eleva, ela nunca chega a ser igual estabelecida pela bateria. Em outras palavras, temos uma curva exponencial que se aproxima infinitamente da tenso aplicada ao circuito, mas que na verdade nunca chega a ela. A curva exponencial que o grfico mostra pode ser estabelecida atravs de uma frmula que muito usada nos clculos que envolvam circuitos de temporizao, osciladores, e importante para se determinar as velocidades mximas em que podem operar os circuitos de computadores. No entanto, para os nossos leitores que procuram um conhecimento bsico existe um valor que pode ser calculado de maneira simples e que aparece muito nas especificaes de circuitos que envolvam tempo e em centenas de projetos de circuitos eletrnicos. Trata-se da constante de tempo de um circuito RC e que abreviada normalmente por t. A constante de tempo, de um circuito RC obtida multiplicando-se o valor do resistor (R) em ohms pelo valor do capacitor (C) em Farad, obtendo-se um valor em segundos.

t = R x C Mas, o que significa este valor? O valor RC nos diz quanto tempo decorre entre o instante em que a chave S1 fechada at que a tenso no capacitor cheque a 63% do valor da tenso aplicada pela bateria ou fonte externa. Veja o leitor que o mesmo raciocnio tambm vlido para a descarga de um capacitor, conforme mostra a figura 23.

RC

Fig 23 - Circuitopara descarga deum Capacitor

Diagrama

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Assim, partindo de um capacitor completamente carregado, em que a tenso entre as armaduras mxima, no momento em que fechamos a chave S1, a descarga comea atravs do resistor R. medida que a tenso cai, entretanto, a corrente de descarga tambm diminui de modo que a descarga se torna cada vez mais lenta, obtendo-se um grfico conforme mostrado na figura 24.

V (v)

+ Ve

SUBIDA LENTA( CURVA EXPONENCIAL )

RCT (s)

37%

DESCARGA INICIALMENTE RPIDA

Fig. 24 - Descarga de um capacitor atravs de um resistor.

Este grfico tambm nos fornece uma curva exponencial que nunca encontra com a horizontal de zero volt, o que quer dizer que teoricamente o capacitor nunca se descarrega completamente. Aplicando a mesma frmula da constante de tempo T = R x C obtemos um ponto muito importante neste grfico: o instante em que a tenso nas armaduras do capacitor de 37% da tenso com que ele estava inicialmente carregado. Os circuitos de tempo so muito importantes na eletrnica. Um exemplo dado na figura 25 em que temos um dispositivo que sente quando a tenso na sua entrada atinge um determinado valor, por exemplo, 2/3 da tenso de alimentao, o que est bem prximo dos 63% da constante de tempo do circuito RC.

R

C

Neste circuito, depois de decorrido o tempo determinado pelos componentes RC da rede de tempo, quando a tenso atinge 2/3 da tenso de alimentao, o dispositivo sente este valor e realiza alguma funo ligando ou desligando uma carga externa. Trata-se de um temporizador. Leia mais sobre redes RC no capitulo IV computadores item: j) b) CIRCUITO LC Uma bobina (Indutor) e um resistor ligados em srie, conforme mostra a figura 26, formam um circuito LC.

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S1

1VL

R

1V

0V

Supondo inicialmente que neste circuito a chave S1 esteja aberta, a corrente circulante ser nula. No haver campo magntico criado pelo indutor. No instante em que o interruptor fechado, a corrente tende a se estabelecer circulando pelo resistor e pelo indutor onde vai criar um campo magntico. No entanto, o campo magntico que a corrente tende a criar, tem linhas de fora que se expandem e que cortam as espiras do prprio indutor de modo a induzir uma corrente que se ope quela que est sendo estabelecida, conforme mostra a figura 27.

CORRENTE INDUZIDA

CORRENTE ESTABELECIDA

Fig. 27 - A corrente induzida pela expanso das linhas do campo se ope corrente estabelecida

O resultado disso que inicialmente a corrente no indutor encontra uma forte resistncia que diminui consideravelmente sua intensidade. Fazendo um grfico para visualizar melhor o que ocorre, vemos que no instante em que a chave (S1) fechada, a corrente praticamente nula. Somente medida que as linhas do campo magntico criado pela bobina vo se expandindo que sua oposio corrente diminui e ela pode aumentar de intensidade. Como no caso do capacitor, temos para a corrente uma curva de crescimento exponencial que mostrada na figura 28.

I ( A )

100 %

SUBIDA LENTA

T (s)

63 %

SUBIDA RPIDA

RLFig. 28 - Carga de um indutor atravs de um resistor.

Tambm neste caso teoricamente a corrente nunca atinge o mximo, que o valor dado apenas pelo resistor. A constante de tempo de circuito obtida quando multiplicamos o valor da indutncia do indutor em henry (H) pelo valor do resistor em ohms ().

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t = L x R Numericamente este valor nos diz, depois de quanto tempo a partir do instante em que fechamos a chave que a corrente atinge 63% do valor mximo. Do mesmo modo, partindo do circuito em que a corrente seja mxima no indutor e que momentaneamente seja comutada, conforme mostra a figura 29, a constante de tempo RL tambm nos d uma informao importante.

I MAX

+

RL

Fig. 29 - Circuito para descarga de um indutor.

Com a interrupo da corrente, as linhas do campo magntico se contraem induzindo uma corrente que vai circular pelo resistor, dissipando assim a energia existente no circuito na forma de calor. A corrente induzida inicialmente alta e gradualmente vai caindo, obtendo-se um grfico conforme mostra a figura 30.

I (A)

100 %

RLT (s)

37%

Fig. 30 - Descarga de um indutor atravs de um resistor.

Neste grfico o ponto que corresponde ao produto L x R nos fornece o instante em que a corrente cai a 37% do valor mximo. Trata-se da constante de tempo do circuito LR. Nas aplicaes prticas, dada a dificuldade de se obter indutores de valores muitos altos (o que no ocorre com os capacitores) os circuitos RL no so usados seno nos casos em que se necessitam de tempos muito pequenos de retardo para temporizao ou outras aplicaes. Acima de alguns milihenries, a obteno de um indutor j se torna problemtica, pois estes componentes comeam a se tornar volumosos, caros e pesados. Leia mais sobre indutores no capiutulo IV computadores item: l) c) CAPACITORES EM CIRCUITOS DE CORRENTE ALTERNADA No item (a) desta lio vimos o que ocorre com um capacitor, associado com um resistor, num circuito de corrente contnua, ou seja, em que estabelecemos uma corrente num sentido nico para a carga ou descarga do capacitor. O que aconteceria com um capacitor se ele fosse usado num circuito alimentado por corrente alternada?

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Conforme j vimos na lio anterior, numa corrente alternada o fluxo de cargas inverte-se rapidamente e de forma constante, no nosso caso a razo de 60 vezes por segundo. Isto , em cada segundo a corrente circula 60 vezes num sentido e 60 vezes noutro. A inverso no se faz de maneira rpida, mas sim suave, de modo que, partindo de um instante que a corrente nula, ela cresce suavemente at atingir o mximo num sentido, para depois diminuir at se tornar nula novamente. Depois, ela inverte crescendo suavemente at o mximo no sentido oposto para depois diminuir, isso num processo contnuo que nos d um grfico conforme mostra a figura 31.

I (A)

100 %

RLT (s)

37%

Fig. 31 - Descarga de um indutor atravs de um resistor.

A curva representada neste grfico recebe o nome de senide, de modo que a corrente que obtemos nas tomadas de nossas casas senoidal de 60hertz. (Alguns pases usam correntes de 50 hertz). O que acontece se ligarmos um capacitor a um circuito que fornea uma corrente desta conforme mostra a figura 32?

1 CICLO

SEMICICLONEGATIVO

PONTO DEINVERSO

+ MAX (+ )

0 0

MAX (-)-

Fig. 32 - Representao de uma corrente alternada senoidal

Partindo de um instante em que a tenso seja nula, medida que ela aumenta de valor numa certa polaridade, ela bombeia cargas para o capacitor, que comea a carregar com a mesma polaridade. Quando a tenso alternada atinge o mximo num sentido, o capacitor tambm atinge sua carga mxima. Depois, quando a tenso diminui, as cargas se escoam do capacitor at que, quando a tenso na rede atinge zero, o capacitor tambm estar descarregado. No semiciclo (metade do ciclo) seguinte, a corrente comea a aumentar, mas no sentido oposto, carregando assim as armaduras do capacitor com a polaridade oposta, tudo conforme mostra a seqncia da figura 33.

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~ C

Fig. 33 - Capacitor num circuito de corrente alternada

A carga e descarga acompanhadas o ritmo de inverso de polaridade da rede ocorre indefinidamente. A quantidade de cargas que bombeada e extrada do capacitor depende no s da tenso aplicada, mas tambm do prprio tamanho do capacitor, ou seja, de sua capacitncia. Esta capacitncia determina ento a corrente mdia que circula por este componente no processo de carga e descarga, j que no podemos falar num valor em cada instante, pois ela varia, conforme vimos. Podemos dizer que o capacitor se comporta como uma resistncia neste circuito, permitindo que uma corrente varivel circule. Como o termo resistncia no se aplica neste caso, pois o que temos corrente de carga e descarga circulado, adota-se um outro termo para indicar o comportamento do capacitor no circuito de corrente alternada. Este termo adotado reatncia e no caso do capacitor temos uma reatncia capacitiva representada por Xc. O valor de Xc dado em ohms e depende basicamente de dois fatores: a freqncia da corrente alternada e o valor do capacitor. Para calcular a reatncia capacitiva apresentada por um capacitor utilizamos a seguinte frmula:

)2(1

CfXc

=

Onde: Xc = reatncia capacitiva em ohms () x = constante que vale 3,14 f = freqncia em hertz (Hz) C = capacitncia em farad (F) Onde: XL = reatncia capacitiva em ohms () x = constante que vale 3,14 f = freqncia da corrente em hertz (Hz) L = indutncia em henry (f) Observe que a frmula nos mostra claramente que quanto maior for a freqncia da corrente, maior ser a oposio encontrada para ela se estabelecer num circuito que exista um indutor. Dizemos que os indutores oferecem uma oposio maior aos sinais de freqncia mais altas. Seu uso em combinao com os capacitores nos circuitos de filtros permite a separao de sinais de freqncias diferentes, conforme veremos oportunamente. Leia mais sobre indutncias no capiutulo IV computadores item: m)

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Capitulo ________________________________________II I-Estudo dos materiais semicondutores I - INTRODUO Em Setembro de 1939, no inicio da segunda guerra mundial, a Inglaterra j desenvolvia em laboratrios, o seu sistema de radar. o segredo desse sistema, era conseguir obter microondas em forma de feixe e detectar sinais. Houve a necessidade de pesquisar novos meios de conseguir operar com estas freqncias, pois as vlvulas convencionais no eram capazes de operar Satisfatoriamente com esses sinais. Dai adveio o estudo de como se obter um monocristal com processo de fabricao artificial e que tivesse funcionamento, parecido com os cristais naturais como o galena por exemplo. Para isso foram escolhidos o germnio e o silcio e somente em Junho de 1940, nasceu dos laboratrios da Bell Telephone a primeira. publicao sobre um dispositivo chamado Transfer-Resistr (Resistor de Transferncia), originando dai, o nome transistor, que comeou a ser usado comercialmente, apenas em 1951. Come j conhecido, estes pequenos dispositivos so capazes de realizar quase tudo o que realizam as vlvulas a vcuo com maior eficincia, menor consumo de energia e durante um perodo muito maior de tempo, pois, sendo slido, o transistor no necessita de um invlucro especial, em cujo interior seja mantido o vcuo; alm disso, dispensa o processo antigo de uma fonte de calor para produzir a emisso de eltron a o que representa uma enorme reduo na energia consumida. Em vista dessas vantagens, e mais ainda, da quase: completa substituio das vlvulas por estes componentes, de interesse amplo, aprender alguma coisa sobre eles, o que so, para que servem como construdo como funcionam e principalmente, como devem ser usados. O funcionamento das vlvulas a vcuo, baseia-se no fluxo de eltrons do ctodo para a placa, fluxo este controlado pela presena de uma grade. O funcionamento do transistor baseia-se tambm num fluxo eletrnico, embora exista uma grande diferena entre eles. Para uma melhor compreenso destas diferenas interessante fazer-se um resumo do que se conhece a respeito da matria e o que representa o eltron e sua estrutura e dentro da estrutura cristalina de um cristal. 2- ESTRUTURA DA MATERIA Qualquer substancia ou material que se conhece, pode ser subdividido em partes cada vez menores, at que se chegue menor delas, a molcula. Definimos ento, como molcula, a menor partcula, a qual pode dividir um corpo, sem que ele perca as suas propriedades fundamentais.

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Subdividindo a molcula, chegamos ao tomo, mas desta feita no mais possvel que o material conserve as suas propriedades fundamentais. Definimos ento que, o tomo a menor partcula que constitui a molcula". Nos primrdios da fsica, pensou-se realmente que o tomo fosse indivisvel; porm, a fsica moderna mostrou que o tomo formado por um grande numero de partculas, que giram ao redor do ncleo em rbitas concntricas, assim como (analogamente) os planetas giram em torno do sol. A essas partculas deu-se o nome de eltrons, que possuem carga eltrica negativa (-). 0 ncleo por sua vez formado de prtons e nutrons, sendo que os prtons (como o nome j diz, positivo), possuem carga eltrica positiva (+) e os nutrons ( como o nome j diz; neutro ) no possuem carga eltrica nenhuma. Os eltrons dispe-se em camadas ou nveis, sucessivos apartir do ncleo, num total de 7 camadas, cada, qual com determinado nmero de eltrons. primeira camada, deu-se o nome de K, segunda o nome de L e assim, sucessivamente, at a ltima. Cada camada tem um numero mximo de eltrons que passamos a descrever:

Camadas

Quando uma camada se apresenta com o seu nmero caracterstico de eltrons, diz-se que a mesma est completa.

1a. 2a. 3a. 4a. 5a. 6a. 7a. K L M N O P Q 02 08 18 32 32 18 08

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Como exemplo, mostramos na figura 2.2. a estrutura atmica do tomo mais simples da natureza que tem a primeira camada coincidindo com a ltima e possue apenas um eltron.

Como curiosidade, podemos citar que existem na natureza apenas seis substancias os chamados gases nobres ou inerte cujos tomos apresentam a camada perifrica completa. Estes tomos no se combinam com nenhum elemento conhecido na natureza at hoje. Os eltrons que se encontram na camada perifrica so chamados de eltrons de valncia (Valncia=Elo unio). As camadas inferiores completas, no cedem nem recebem eltrons para efeito de ligao de tomos. Logo, os eltrons de valncia so os nicos que - possuem liberdade para participar de fenmenos qumicos ou eltricos. Quando um grupo de tomos est disposto simetricamente entre si (como pode acontecer numa molcula) um eltron de valncia, muitas vezes gira em torno de dois ncleos ao invs de um s, unindo tomos entre si. A este fenmeno d-se o nome de Cadeia de Valncia. Citamos a ttulo de informao tipos de reaes, qumicas para um melhor entendimento do que sejam as cadeias de valncia. Valncia Um tomo se diz quimicamente instvel quando apresenta a ltima camada completa, ou seja, a camadas com dois eltrons e as demais com um nmero mnimo de 8 eltrons.

Eletrovalncia Ocorre devido a troca de eltrons entre os tomo de eltrons diferentes. Exemplo: Reao do sdio com cloro (sal de cozinha (Na e Cl ).

2 8 7K L MCl

2 8 1K L MNa

0 sdio monovalente, pois cede um eltron. 0 Cloro tambm monovalente, pois recebeu um eltron.

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Covalncia Ocorre devido a existncia de pares de eltrons que participam simultaneamente de dois tomos. Exemplo: Reao do carbono com oxignio (C e 0).

2 4K LC

2 6K LO

Oxignio bivalente, pois cada eltron participa de 2 pares. Carbono tetravalente pois cada eltron participa de 4 pares.

Denominam-se "Eltrons Livres" todos aqueles eltrons que no possuem unio firme, mesmo depois de se terem formado as "Cadeias de Valncia": Quanto maior for o nmero de eltrons livres na substancia, maior ser o fluxo da corrente de eltrons para cada tenso, ou seja, maior a condutividade.

3 - CONDUTORES E ISOLANTES Se ligarmos. Um pedao de fio de cobre a uma bateria, os eltrons livres so atrados pelo positivo. Quando isso acontece, os eltrons livres abandonam certa regio do fio, dando, lugar a novos eltrons, que fornecidos pelo plo negativo da bateria iro suprir esta falta, estabelecendo dessa maneira uma corrente. Podemos ento definir trs tipos de matria: condutor, isolante e semicondutor.

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Leia mais sobre material isolante no capitulo IV computadores item n) Os tomos de um material isolaram, quando aquecidos desprendem muito .poucos eltrons na sua ultima camada, porque eles esto solidamente vinculados em suas ligaes covalentes no permitindo assim circulao de corrente. Num condutor, isso no acontece porem, com o aumento da temperatura, o condutor tem a sua resistncia, aumentada, devido ao movimento cada vez mais, crescente nos seus eltrons, o que dificulta a passagem da; corrente que por ele dever passar. No material semicondutor ocorre fenmeno inverso: com o aumento da temperatura, sua resistncia Interna diminui, devido quantidade de impurezas. Com a diminuio da resistncia, tem-se um aumento de corrente, ocasionando assim um aumeto da temperatura esta por sua vez ocasionando um decrscimo da resistncia e assim sucessivamente at a ruptura da juno. Lembramos que a quantidade de eltron na ltima camada do tomo que define se ele bom condutor ou no. Suponhamos dois tomos diferentes: O primeiro com quatro eltrons na ltima camada, e a segundo com apenas um, o melhor condutor deles ser o segundo tomo, porque a ltima camada se estabiliza com 8 eltrons; devido a isso, quanto ao nmero de eltrons tendendo a oito, maior ser a estabilidade do tomo, consequentemente, quanto menor estabilidade o tomo tiver, melhor as suas possibilidades de conduo. 4 - SEMI- CONDUTORES Existem materiais com estruturas moleculares especiais, que se situam entre os dois grupos (condutores e isolantes) e no so nem bons condutores nem bons isolantes. Chamam-se Semicondutores e so materiais que possuem eltrons livres, mas em quantidade determinada pelo tipo de impurezas do material. Destes materiais os mais conhecidos so o Silcio o Germnio (Si) ou (Ge) e so tambm usados na construo de diodos, transistores e outros dispositivos eletrnicos. 0 tomo de silcio tem 14 prtons e 14 eltrons; o tomo de germnio, 32 prtons e 32 eltrons, contudo os dois tomos tem o mesmo numero de eltrons na ltima camada (nmero de valncia) que igual a 4. Como o nmero de valncia igual, dizemos que os dois tomos podem ser considerados semelhantes no ponto de vista eltrico. Como o tomo de Ge ou Si possui 4 eltrons, na ltima camada, e o nmero mximo de eltrons que pode comportar a ltima camada oito, eles podem ser somados dois a dois para formarem o que chamamos de Estrutura Cristalina. 5 - ESTRUTURA CRISTALINA

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Cada tomo da estrutura est unido por uma ligao covalente aos quatro tomos vizinhos, tomados a mesma distncia. Tal cristal no pode ser um transistor. Poderia ser um isolante, no um semicondutor, j que todos os eltrons estavam agregados a cadeias de valncia e no haveria eltrons livres para deslocar-se. Aplicando-se uma tenso atravs de um cristal perfeito, no resultaria uma corrente. Existem muitas maneiras para se deslocar ou libertar eltrons mediante a aplicao de um foco de luz, aplicao de uma fonte de calor, etc... A quantidade de energia necessria para romper uma ligao covalente (libertar um eltron) deferente de uma substncia para outra. Por exemplo: H uma quantidade de eltrons livre no germnio, maior que no silcio, capazes de produzir uma corrente. Um eltron livre no a nica conseqncia da ruptura de uma cadeia de valncia na rede cristalina. De maior significado no que se refere aos transistores, o fato de que o espao vazio criado pela separao de um eltron de ligao covalente se comporta como uma carga positiva mvel. O espao vazio pode se mover de um lado para o outro dentro do cristal, contribuindo para a circulao da corrente quando aplicada uma tenso. Obseve a figura 5.2

Em A temos um eltron sendo atrado pelo plo positivo da bateria provocando com isto um vazio. Em B temos a carga positiva mvel (lacuna provocada pelo desvio do eltron ) se deslocando para o polo negativo da bateria devido a fora de atrao que ele oferece. Cada vez que um novo eltron retirado do material pelo positivo da bateria, o negativo supre esta falta com outro, fazendo com que se preencha com ele, um novo vazio mostrado em C . Deste modo, formou-se no material duas correntes: uma corrente de eltrons que caminha do plo negativo da bateria, para o positivo e outra corrente de lacunas (vazio), que caminha do plo positivo para o negativo mostrado em D.

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Em resumo: Cada eltron atrado pelo plo positivo cria uma lacuna. Por sua vez outro eltron por de deslocar-se e ocupar essa lacuna, mas ao ocupada estar criando uma nova lacuna. Assim, na mesma velocidade que um eltron preenche uma lacuna, criada uma nova e assim sucessivamente. A lacuna tem carga igual a do eltron, mas com polaridade oposta e pode deslocar-se no cristal da mesma maneira que os eltrons livres, assim como, tambm responde a um potencial eltrico, dirigindo se para o plo negativo da fonte. Na realidade, as lacunas so apenas espaos criados quando os eltrons procedentes de ligao covalentes completas se introduzem noutras que tenham espaos vazios. Para simplificar a explicao do comportamento dos semicondutores considera-se as lacunas como cargas positivas. 6 - RECOMBINAO Quando acontece de eltrons livres e lacunas em movimento ficarem muito prximos um do outro, h possibilidade de eles se juntarem eliminando assim um eltron mvel e uma lacuna em movimento. A este fenmeno d-se o nome de Recombinao.

7- CARGAS PERMANENTES Num cristal puro ou perfeito, os eltrons livres e as lacunas podem se obtidos pela aplicao de energia suficiente para libert-los da cadeia de valncia. Contudo, nem os eltrons, nem as lacunas se conservam livres permanentemente; h sempre a possibilidade de uma recombinao. possvel libertar tantos eltrons e criar tantas lacunas quanto quisermos num cristal de germnio ou silcio por processos qumicos. Os eltrons e as lacunas assim obtidos permanecem no cristal e no desaparece com o tempo como acontece quando se rompe uma ligao covalente. 0 fato de se poder libertar uma ligao de eltrons e lacunas desta maneira e que permite construir transistores que satisfaam a determinadas caractersticas. 8- CRISTAIS DO TIPO N Os eltrons podem ser obtidos no germnio pela adio de pequenas quantidades de outros elementos tais como fsforo, arsnico e antimnio. A esse processo d-se o nome de "dopagem" do material. Estes trs elementos usados na dopagem do germnio so semelhantes, pelo fato de terem cinco eltrons de valncia. Associando-se um tomo de antimnio com cinco eltrons de valncia a um tomo de germnio com quatro eltrons, ocorre que o tomo de antimnio fornece eltrons de valncia que entram nas ligaes covalentes do cristal de germnio. Contudo, como o tomo de antimnio possui cinco eltrons de valncia, e o de germnio apenas 4, e - considerando tambm que a ltima camada de associao s comporta um numero mximo de 8 eltrons, temos a um eltron extra como na figura 8.1.

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Este eltron extra no se conserva to ligado como os outros na ligao covalente, podendo se mover dentro do cristal, respondendo a foras de atrao devido ao campo eltrico criado, quando aplicada ao cristal alguma tenso.

Os elementos de dopagem que fornecem eltrons mveis ao germnio ou ao silcio, denominam-se "doadores". Ao germnio ou ao silcio tratados para ter um excesso de eltrons mveis denominam-se "Germnio ou Silcio Tipo N". Esta designao "N" significa que os portadores de carga do cristal tem carga negativa. Estas pequenas quantidades de impureza que so acrescentadas no cristal, no podem ser detectadas por processos qumicos; a indicao mais segura da quantidade de impurezas presente no material sua resistncia hmica. A titulo de exemplo, a resistncia hmica de um centmetro cbico (1 cm3) de germnio puro de 60 Ohms. Um cubo do mesmo tamanho, dopado, (tratado com doadores) e pronto para ser usado nos transistores tem cerca de 2 Ohms. Esta grande mudana de resistncia produzida adio de impurezas na proporo de cem partes para dez milhes da substncia pura.

9 - CRISTAIS DO TIPO P As lacunas positivas ou "vazios" nas ligaes covalentes, do germnio ou silcio, podem ser obtidas por uma forma semelhante quela como se obtm os elementos livres. Os elementos que se misturam com a matria do cristal para se formar lacunas, so o alumnio, boro, glio e o ndio, possuindo os mesmos trs eltrons de valncia.

Do mesmo modo que os eltrons dos tomos doadores penetram nas ligaes covalentes para formar o material tipo N, essas novas impurezas podero penetrar com trs eltrons de valncia, na estrutura cristalina do germnio ou silcio. Mas, uma das ligaes de valncia assim formada, ter um eltron a menos.

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Isto acontece em virtude do tomo da impureza s fornecer trs eltrons. O espao criado pelo eltron que falta, constitui uma lacuna com carga positiva, onde poder entrar um eltron de outra unio, vide a figura 9.1. Para que um eltron entre na lacuna existente no material, dever ele formar uma nova lacuna na ligao de onde ele procede.

Assim, a adio de uma impureza, que tenha s trs eltrons, resulta numa lacuna mvel. Os elemento que criam lacunas mveis no germnio ou silcio chamam-se "Receptores ou Aceitadores", porque recebem eltrons das ligaes covalentes. Ao material tratado com tomos receptores, d-se nome de "Material tipo P", o que significa que os transportadores de corrente so as lacunas'. 10- COMBINAAO DE IMPUREZAS DE DOADORES E RECEPTORES O efeito da introduo de tomos receptores no material do tipo N, o de neutralizar os eltrons livres. Obtm-se este efeito, porque as lacunas provocadas pelos tomos receptores absorvem os eltrons doadores, e logo, as lacunas introduzidas e os eltrons livres desaparecem como portadores permanentes de cargas. Obtm-se o mesmo efeito, quando se juntam tomos doadores ao material tipo P. A medida que se juntam tomos receptores ao material do tipo N, a resistncia eltrica aumenta, em conseqncia de serem preenchidas cada vez mais lacunas. Quando o nmero de tomos receptores igual ao de doadores, a resistncia mxima, podendo-se comparar o material a um isolante. Quando o nmero de tomos receptores excede o nmero de doadores, o material torna-se tipo "P" e apartir desse momento, a resistncia passa a diminuir. Assim, na fabricao de transistores, o material do tipo N, pode converter-se no tipo P, e vice-versa, sem a necessidade de purificar-se o cristal. Esta tcnica, contudo, tem certas limitaes, pois necessrio germnio e silcio extremamente puros para a preparao de cristais prprios para transistores. A porcentagem de pureza exigida no cristal de germnio est em torno de 99,99999999% - Ten-Nine (dez noves). 11 - CONDUTIBILIDADES EM SEMI CONDUTORES TRATADOS Suponhamos que exista num cristal com uma superfcie igual ao tamanho da ponta de um alfinete, um bilho de tomos de germnio e algumas centenas de tomos de arsnico. Os tomos de arsnico contm algumas centenas de eltrons livres. Na temperatura ambiente, os tomos no cristal esto em tumultuoso movimento. O ncleo e seus eltrons associados vibram nos seus lugares, mas os eltrons mveis so impelidos atravs do cristal, primeiro numa direo e depois em outra sucessivamente.

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Esses movimentos desordenados de um eltron podem ser representados como se v na figura '11.1.A. Ao se aplicar uma tenso atravs de um cristal do tipo N, forma-se um campo eltrico, que tenta mover os eltrons para o outro lado como se v na figura.

O efeito resultante do movimento desordenado e de arrasto (movimento induzido pelo potencial eltrico) mostrado na figura 11.1.C. Os eltrons mveis aproveitam a energia aplicada, para convert-la em aumento de velocidade at que se chocam com outros eltrons. A cada coliso, os eltrons perdem parte da sua energia adquirida, na forma de calor, fazendo com que a resistncia diminua. O movimento das cargas, resultante de uma voltagem aplicada, no perturba o equilbrio de cargas no cristal. Assim como alguns eltrons, dirigem-se para o terminal positivo, outros chegam de outras partes do cristal, de tal maneira que o equilbrio de cargas se conserva. Salientamos que com o aumento de temperatura, devido coliso contnua dos eltrons, a resistncia do material semicondutor diminui o que no acontece nos materiais condutores. Observe estas diferenas no captulo 3. 12 - DIFUSES DE CARGAS A ttulo de exemplo, podemos dizer que difuso o.modo com que um gs ou fumaa enche um quarto ou a tinta se espalha na gua

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Para se dar uma idia de como ocorre a difuso no semicondutor, imagina-se todas as cargas esto agrupadas compactamente numa parte do cristal. Estas cargas esto em movimento contnuo e desordenado, em todas as direes. Geralmente, como metades das cargas afastam-se do conjunto; num dado momento, algumas delas sairo dos seus limites orbitais. Como no h cargas disponveis para vir do exterior, e ocupar o seu lugar, o material tende a expandir-se. Dessa forma, as cargas tendem a deslocar-se de regies de alta concentrao para regies de baixa concentrao a fim de estabelecer um grupamento uniforme de cargas. Podemos concluir ento, que a circulao de correu te pode tambm ocorrer nos transistores e em outros dispositivos semicondutores como resultado da difuso de cargas. 13- A BARREIRA DA JUNO P-N Se tomarmos unir material P e um material N e os juntar-mos, obtemos a chamada juno P.N. como na figura 13.1.

Como o material tipo P, apresenta muitas lacunas e o material N muitos eltrons, h uma tendncia natural de difuso de lacunas de P para N e eltrons de N para P. A corrente de material tipo P, para a de tipo N chamada "Corrente de Difuso", enquanto que a do material tipo N para o tipo P, chamada "corrente de campo". A existncia da corrente de difuso, - faz com que aparea uma diferena de potencial junto ao contato de dois materiais, chamada "Barreira de Potencial". A corrente de difuso acontece devido a recombinao de majoritrios junto barreira de potencial.

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A corrente de campo originada pela gerao de minoritrios na barreira de potencial ou em suas proximidades. No material tipo N, os majoritrios so eltrons e os minoritrios lacunas. No material tipo P, os majoritrios so lacunas e minoritrios eltrons. No equilbrio do material, essas duas correntes - so iguais e opostas. Entretanto as lacunas e os eltrons que se difundem atravs da unio, deixam atrs de si, tomos receptores e doadores com carga positiva ou negativa respectivamente. Como se verifica alguma difuso e recombinao, h agora tomos positivos doadores no neutros da lado do tipo N e tomos receptores negativos no neutros no outro lado, tipo P. A dupla regio de tomos carregados, que se estabelece na juno, impede a posterior difuso de cargas atravs da unio. Suponhamos que uma lacuna positiva penetre na linha de diviso entre doadores e receptores no neutros. A lacuna repelida pelos tomos doadores, carregados positivamente da direita e ao mesmo tempo atrada pelos tomos receptores, carregados negativamente esquerda. Assim, a lacuna sujeita as foras que tendem a faz-la retroceder para o semicondutor tipo P a que pertence. A ao do eltron semelhante. O eltron repelido pelos receptores esquerda e atrado pelos doadores direita, e assim ficam restringidos ao semicondutor tipo N. 14 - CORRENTES NAS JUNES P-N NO POLARIZADAS Numa juno PN sem tenso externa aplicada, no pode haver circulao de corrente. Contudo, simplifica pensar em correntes iguais e opostas circulando na juno. Uma dessas correntes constituda pelo movimento de algumas lacunas do material tipo P para o material de tipo N, e a outra, constituda de eltrons que passam do material tipo N para o tipo P. As lacunas e eltrons que estabelecem esta corrente so aqueles que absorveram energia suficiente para ultrapassar a barreira de potencial. A outra corrente igual e oposta a primeira, resultam da ruptura de ligaes covalentes por agitao trmica. Em virtude da ruptura das ligaes, h sempre eltrons libertados no material do tipo N. As lacunas criadas no material tipo N e os eltrons libertados no material do tipo P, prximo da juno, passam facilmente atravs desta, resultando a chamada "corrente de saturao inversa". 15- JUNO P-N COM POLARIZAO INVERSA Quando se aplica uma bateria numa juno PN, com + (positivo) do lado N e - negativo) do lado P, teremos a chamada polarizao inversa como na figura 15.1.

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Neste caso, as lacunas do material tipo P sero tradas pelo plo negativo e os eltrons do lado N sero atrados pelo plo positivo da bateria. Em conseqncia, a largura da barreira de potencial aumentar, aumentando tambm a sua resistncia interna. Em virtude do aumento da barreira de potencial, a corrente de difuso diminuir bastante, enquanto que a corrente de campo aumentar um pouco por se tratar de uma corrente de minoritrios. Teremos ento como corrente total, uma corrente pequena no sentido negativo para o positivo; e portanto ser uma corrente predominante de minoritrios. Esta corrente aumenta com a variao da largura da barreira de potencial at o ponto em que chega em sua largura mxima e a partir desse ponto ela no aumenta mais. A esse valor de corrente mxima, damos o nome de corrente de saturao inversa". A juno polarizada neste sentido, apresenta uma resistncia muito grande, da ordem de mega-ohms e a corrente de saturao cerca de alguns nano amperes do silcio. 16- JUNO P-N COM POLARIZAO DIRETA Se polarizarmos uma juno P-N, com + (positivo) - do lado P e - (negativo) do lado N, temos a chamada polarizao direta, conforme a figura 16.1.

Desta forma, as lacunas do lado P sero repelidas pelo positivo da bateria e os eltrons do lado N por sua vez sero repelidos pelo negativo da bateria, provocando com isso, uma reduo da largura da barreira de potencial com a conseqente reduo da resistncia interna da juno. Em virtude disso, haver um aumento da corrente de difuso e uma diminuio da corrente de campo. A corrente de difuso aumentar bastante com um pequeno aumento na tenso de bateria pois se trata de uma corrente de majoritrios, enquanto que a corrente de campo diminui muito pouco por se tratar de corrente de minoritrios.

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Como resultado final, teremos uma corrente total, sendo predominantemente de majoritrios. A juno polarizada no sentido direto apresenta - uma resistncia baixa, da ordem de algumas dezenas de Ohms.

17- FUNO DOS CONDUTORES DE JUNO Com uma tenso polarizando diretamente a juno PN, as lacunas circulam continuamente atravs da unio da regio P, para a regio N. Em algum lugar da regio de transio do cristal para o metal dos condutores de ligao, os eltrons que entram para preencher as ligaes covalentes so fornecidos pelas outras ligaes covalentes. Forma-se assim uma transio da circulao das lacunas para a circulao de eltrons. As sim, as lacunas, ao alcanarem o contato metlico polarizado pelo terminal negativo, encontram eltrons do condutor e d-se a recombinao. Desta maneira, a corrente necessria circulao de lacunas no semicondutor transforma-se numa corrente originada pela circulao de eltrons no circuito externo. 18 -LEVANTAMENTO DA RETA DE CARGA DE UM DIODO Toda vez que for necessria a utilizao de um diodo para qualquer finalidade, sempre conveniente efetuar-se o levantamento da reta de carga deste diodo. Para tanto, indispensvel o manual fornecido pelo fabricante, onde mostrada a curva caracterstica do diodo conforme a figura 18.1. Suponhamos que o circuito onde se quer a utilizao diodo o mostrado na figura 18.2. Primeiramente, devemos supor o diodo como um curto circuito, a fim de analisar qual a mxima corrente

Para o entendimento deste exemplo deveremos primeiro saber o que e como funciona os resistores

que circular pelo circuito.

20V I max = = 200 mA100 Ohms

A seguir, coloca-se este valor no grfico, como sendo o primeiro ponto por onde passar nossa reta descarga conforme a figura 18.3.

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Faz-se a corrente negativa a um valor mnimo abrindo-se o circuito e calculando-se a tenso mxima a que chegar o valor de teso do circuito . No caso ser a prpria tenso da bateria. V Max = 20 Volts. Coloca-se tambm este valor no grfico, como sendo o segundo ponto por onde passar a nossa reta de carga, conforme a figura 18.3. Una-se este ponto ao outro, determinando-se a reta de carga do diodo. Na interseco desta reta, com a curva caracterstica do diodo; teremos o ponto: "Quiescente" ou "Ponto de Trabalho" Q, do diodo. Este ponto nos mostra exatamente quais sero as condies de trabalho do diodo, do seguinte modo: Pelo ponto "Q" traamos retas paralelas aos dois eixos (Id e Vd). Do ponto de interseo entre as retas assim obtidas e os eixos propriamente ditos, teremos leituras as condies de trabalho do diodo que no nosso exemplo so: Vd = 10 Volts Id = 80 mA 19 - CARACTERISTICAS DO DIODO PN A curva caracterstica de um diodo de juno P-N mostrada na figura 19.1. A curva mostrada e idntica para os diodos de germnio e silcio, com diferena somente na escala.

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Como j foi visto anteriormente, a corrente de saturao inversa no diodo de germnio muitas vezes maior que no diodo de silcio, isto para uma mesma temperatura. Para um diodo de germnio, necessrio uma polarizao direta de cerca de 0,1 Volts para se obter" uma corrente direta de 1,0 mA enquanto que para ode silcio necessrio uma tenso em torno de 0,7 Volts. Esta diferena devida s quantidades de energia necessrias para romper as ligaes covalentes no silcio e no germnio. A tenso inversa da juno P-N, origina alguma corrente, contudo se a tenso inversa torna-se demasiadamente grande, d-se a ruptura. A tenso a que se d essa ruptura chama-se: "Tenso Reversa da Ruptura da Juno" (Break Down = Avalanche). A tenso inversa de ruptura .uma propriedade caracterstica de cada diodo semicondutor. Pode-se obter qualquer tenso de ruptura entre 3 e 1000 - Volts, por exemplo. Ainda existem diodos tais como os "Diodos de Efeito Zenner" em que essa caracterstica - (tenso de Break Down) sumamente importante, sendo caracterstica primordial para o seu funcionamento, como veremos mais adiante. A tenso de ruptura estvel e no varia com a temperatura. 20- EFEITO AVALANCHE - BREAK DOWN Se em uma juno P-N, for aumentando a tenso reversa de polarizao, a largura da barreira de potencial aumentar e um eltron que se encontra nessa regio ser cada vez mais acelerado devido ao campo eltrico aplicado. Aumentando-se gradativamente esta tenso, poderemos chegar num ponto em que os eltrons acelerados adquiram energia suficiente para dar origem a outros eltrons livres os quais podero tambm ser a celerados podendo originar outros eltrons livres, e assim sucessivamente. Quando esse fenmeno ocorre, a corrente inversa do diodo cresce rapidamente e neste ponto dizemos que atingimos o potencial de ruptura. A esse fenmeno damos o nome de "avalanche". Para o entendimento deste exemplo deveremos primeiro saber o que e como funciona os capacitores 21-CAPACIDADE DA BARREIRA DE POTENCIAL O lado P da juno PN, est carregado positivamente por causa da presena de lacunas; o lado N, carregado negativamente, por causa da presena de eltrons.

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Ao se aplicar uma tenso na juno, forma-se a barreira de potencial. Como um lado da barreira est positivo, dizemos que se formou nesta rea um capacitor. Se aumentarmos as dopagens dos materiais, a barreira de potencial diminui, e sua capacidade aumenta. A capacidade de uma juno P-N assume importncia significativa quando se tratar de diodos para altas freqncias. Isto ocorre porque se a capacidade que se encontra em paralelo com o diodo no circuito equivalente, for grande, para freqncias altas, sua reatncia ser pequena deixando passar corrente nos dois sentidos, tirando ento as propriedades caractersticas dos diodos que so a de deixar passar corrente em apenas um sentido. Esta capacidade, a qual nos referimos no assume importncia em freqncias baixas. Em uma polarizao direta, a largura da barreira de potencial diminui, fazendo com que a capacidade aumente. Na polarizao inversa, a largura aumenta ocasionando um decrscimo da capacidade (vide figura - 21.1). Observe-se ainda que variando-se a tenso, variar tambm a largura da barreira de potencial e em conseqncia a sua capacidade; portanto o diodo poder ser usado como um capacitor, cuja capacidade depende da tenso aplicada. Este dispositivo chamado de "varicap" ou "varactor" e usado em controle automtico de freqncias.

22- DIODO DE CONTATO O diodo de contato difere do de juno P-N na construo, e nas caractersticas eltricas. O diodo de contato consiste num fio muito fino, comprimido contra a superfcie do fragmento do cristal semicondutor como se v na figura 22.1. O material usado o do tipo "P". 0 movimento das cargas neste diodo no e compreensvel facilmente ou explicvel como no diodo de juno P-N. Existe uma barreira de potencial entre o metal e o semicondutor e exatamente esta barreira a responsvel pelas propriedades retificadoras do dispositivo. A resistncia interna de um diodo de contato em geral mais elevada que a do diodo de juno, no podendo tolerar nveis de dissipao to altos como os tolerados no diodo de juno P-N. Por outro lado, tem vantagens para muitas aplicaes, visto que a sua capacitncia muito menor em virtude da rea de contato ser muito menor que na rea de juno P-N. Os diodos de contato podem ser muito menores e ainda terem propriedades eltricas mais estveis.

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23- VARICAP

Como j foi citado anteriormente, variando-se a tenso nos extremos de um "varicap", estamos variando a barreira de potencial da juno e consequentemente sua capacidade. A figura 23.1., mostra como exemplo, um diodo "varicap" usado no sintonizador de F.M. de um rdio receptor de FM. Suponhamos que a freqncia do oscilador local do sintonizador, esteja se deslocando em direo freqncia, abaixo do ideal. Devido presena de outros estgios existentes no circuito, este desvio de freqncia transformado. em aumento de tenso negativa de C.A.F. aplicado ao ando do diodo "D" que representa um capacitor ligado em paralelo com a bobina oscilados L. O aumento da tenso negativa aplicada ao diodo, faz com que sua capacidade diminua tendendo o circuito a oscilar sempre em direo oposta ao lado do desvio (que nesse caso de freqncia mais alta.)_

24 - DIODOS DE REFERENCIA-ZENNER um diodo cuja regio de avalanche ("break down") aproveitada para a estabilizao de tenso. A figura 24.1., mostra a caracterstica deste diodo. A figura 24.2., mostra um circuito usado para estabilizao em fontes reguladas, onde a tenso a ser estabilizada depende diretamente das caractersticas do diodo, e a diferena de potencial entre as tenses de entrada e sada, encontram-se nos extremos do resistor. Na figura 24.3., o efeito do diodo multiplicado pelos transistores T1 e T2. No emissor do transistor T2, encontra-se uma tenso.

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so estabilizada pelo diodo "Zenner". 0 aumento de carga aplicada na sada, provoca uma queda de tenso na base do T2. Esta queda de tenso faz com que o transistor fique polarizado em menor corrente, ou seja, maior resistncia interna. Como a corrente da base de T1, depende diretamente da resistncia interna a de T2 e R, e estando este ltimo fixo; a possvel queda de tenso na sada convertida na diminuio da resistncia interna do transistor T1. Com a diminuio da resistncia interna de T1, a tenso de sada permanece supre no mesmo valor. 25- DIODO TUNEL 0 semicondutor empregado para a fabricao deste diodo, possui uma resistncia especfica bem baixa, aproximada a dos metais.

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Alm daqueles fabricados com o Germnio e o Silcio, existem tambm aqueles fabricados com outros tipos de materiais Tas como o Ga (Glio), As (Arsnico) ou In (ndio) e Sb (Antimnio). A curva caracterstica do diodo tnel apresenta o aspecto dado na figura 25.1. Este diodo apresenta a particularidade de ter uma regio de resistncia negativa entre o pico e o

vale, propriedade que aproveitada para se construir osciladores e comutadores. A partir da tenso de pico de polarizao (direta) para a tenso de vale, a curva caracterstica toma um caminho inverso daquele que iria tomar um diodo convencional, isto , a corrente do diodo tnel tende a diminuir-se com o aumento da tenso. Com, isto, nota-se que a corrente percebida na regio de pico, maior que a da regue, de vale. A largura de sua barreira de potencial muito pequena, da ordem de 100 angstrons, e a velocidade da variao de corrente considerada equivalente velocidade da luz. Entre outras aplicaes deste diodo, podemos citar os osciladores de microondas de baixa potncia, em computadores eletrnicos como dispositivos de comutao, e em outros circuitos que operam com freqncias muito elevadas. A figura 25.2., mostra um circuito oscilador formado por um diodo tnel, associado a um circuito transistorizado.

No instante em que a chave ch ligada, o capacitor C se carrega atravs de RL e R.

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Durante o primeiro perodo, a tenso desenvolvida na extremidade do capacitor "C" faz com que o diodo atinja o ponto "B" da curva, e nesta situao o transistor entra em corte, devido ao fato da resistncia interna do diodo estar baixa, provocada por uma alta corrente. A partir do ponto (B), a tenso do capacitor continua aumentando, fazendo com que o diodo passe a ser polarizado na regio de vale (ponto C da curva) provocando uma queda instantnea de sua corrente interna, com um conseqente aumento de sua resistncia. Uma vez que a polarizao do transistor depende - dos valores de R e R interno do diodo, no instante C, o transistor passa para a saturao provocando a descarga do capacitor, e assim sucessivamente. 26- APLICAOES Os diodos semicondutores tm um emprego bastante grande em todos os campos das aplicaes eletrnicas. Um simples computador, por exemplo, pode utilizar milhes de diodos. Uma aplicao do diodo de contato no detector de freqncias extremamente altas, de transmisso e recepo de micro ondas por exemplo. Para este fim, o diodo semicondutor de contato pontual prefervel vlvula de vcuo terminico, devido ao tamanho, custo, etc Amplamente utilizadas em frnos de Microondas. Os diodos de silcio de contato pontual j operam em, frequncias da ordem de 60,000 MHz. O diodo de juno P-N tem muitas aplicaes em que se aproveitam as suas caractersticas especiais. Uma aplicao comum como retificador de potncia. O retificador de juno ideal para uso em fontes de tenso para equipamentos transistorizados. capaz, de trabalhar em correntes tenses usadas em instalaes de alta potncia. Sua eficincia nestes, dispositivos pode exceder aos 90%. Outras aplicaes baseiam-se nas diferentes propriedades dos diodos, de juno P-N. Os diodos zenner, por exemplo, com sua propriedade apresentar tenso inversa de ruptura permite us-los nos reguladores de voltagem, conjuntamente com transistores nos amplificadores, em alimentadores de energia regulveis. As tenses de ruptura que podem atingir vo de 3 a mais de 1000 Volts. A capacitncia variveis dos diodos de juno PN(varicaps), permitem usa em dispositivos especiais nos circuitos que constituem os controles automticos de freqncia. Esta aplicao tem vantagens particulares em televiso a cores por exemplo, onde se faz necessrio um. acurado controle de freqncia. Os diodos varicaps funcionam com uma capacitncia varivel atravs da variao de tenso em freqncias superiores a 1000 MHz. Podemos citar, tambm os varactores aplicados em circuitos multiplicadores de freqncias, os diodos tnel uzados nos circuitos osciladores em equipamentos de microondas de baixa potencia e sintonizadores de FM, usados tambm em circuitos de comutao em computadores por trabalhar com uma regio de resistncia negativa.

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Capitulo______________________________III O Televisor

Historia Parte I O Televisor evoluiu bastante nos ltimos anos chegou ao ponto que para se consertar no precisamos mais saber como funciona todos os circuitos como era antigamente por este motivo vamos estudar somente o que interessa para se ter a capacidade de determinar defeitos e poder resolver com facilidade qualquer problema. Vamos conhecer primeiro a estrutura do Televisor para que possamos ter uma idia do funcionamento e poder-mos resolver os defeitos com mais facilidade, tanto do Televisor quando do Monitor de vdeo . A estrutura da Televiso e do cinema A finalidade principal da Televiso aumentar o alcance da viso humana. Sendo assim a televiso deve ter a capacidade de reproduzir todas as propriedades de uma cena real. Algumas destas propriedades so: Luz, sombra, cromaticidade (cor), contraste, brilho, detalhes e movimentos contnuos. Estas cenas constituem a imagem. Ela se encarrega de transformar as variaes luminosas em sensaes (impulsos eltricos) que so levadas ao crebro por meio do nervo tico. E possue ainda a capacidade de persistncia que consiste em quando vemos uma imagem ela fica retida (gravada) na viso durante um certo tempo que equivale a cerca de um dcimo de segundo. Um exemplo de persistncia quando se olha um ventilador em baixa velocidade se consegue ver a hlice e quando aumentamos a velocidade no se ver a hlices. Devido a esta propriedade do olho humano que temos o cinema e a televiso. Tanto a televiso quanto o cinema as imagens esto paradas. Mais esta imagens so apresentadas nossa viso num tempo menor que o da persistncia visual, assim temos a sensao de movimento, conforme ilustra a figura 1

Figura1

No cinema, a projeo se faz com uma velocidade de 24 quadros por segundo, esta a freqncia de repetio ideal para nos dar a sensao de movimento. Pois o obturador que projeta cada imagem ou quadro na tela por duas vezes consecutivas aumentando assim a freqncia de repetio de 24 para 48 vezes por segundo. A vista recebe assim duas impresses luminosas, em vez de uma, durante a projeo da imagem ou quadro, e devido persistncia da viso isto resulta em uma impresso de luz constante com esta variao de luminosidade elimina a cintilao e a imagem fica com boa definio visual. Em televiso, adotou-se um numero maior de repeties que de 30 quadros por segundos, os quais so recompostos 60 vezes por segundos (2X30) porque 60 hertz (60 ciclos por segundos) a freqncia da rede eltrica de corrente alternada no Brasil. Isto facilitou o projeto da televiso: a prpria freqncia da rede eltrica sincroniza a imagem na tela do televisor. Na poca da criao da Tel