Nao Lineares

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Caderno Universitrio1 semestre de 2008

Eletroeletrnica Industrial ICircuitos no-linearesPor

Joo Carlos Vernetti dos Santos

CONTEDO 1 2 INTRODUO..........................................................................................................................6 CIRCUITOS NO LINEARES................................................................................................7 2.1 Diodos semicondutores .............................................................................................. 7 2.1.1 Aspectos construtivos ..................................................................................................8 2.1.2 Polarizao direta.........................................................................................................9 2.1.3 Polarizao reversa ....................................................................................................10 2.1.4 Curva caracterstica do diodo.....................................................................................11 2.1.5 Tipos de diodos ..........................................................................................................11 2.1.6 Reta de carga..............................................................................................................12 2.1.7 Aproximaes do diodo .............................................................................................14 2.1.8 Diodo emissor de luz (LED) ......................................................................................17 2.1.9 Fotodiodo ...................................................................................................................18 2.1.10 Retificadores ..............................................................................................................19 2.1.11 Diodo Zener e estabilizao de tenso.......................................................................24 2.1.12 Exerccios...................................................................................................................27 2.2 Transistores de juno bipolares (TJB).................................................................... 29 2.2.1 TJB - Aspectos construtivos ......................................................................................29 2.2.2 TJB - Princpio de funcionamento e curva caracterstica ..........................................30 2.2.3 TJB - Configuraes bsicas......................................................................................32 2.2.4 TJB - Polarizao .......................................................................................................33 2.2.5 TJB - Outras caractersticas .......................................................................................35 2.2.6 Exerccios...................................................................................................................36 2.3 Transistores de efeito de campo............................................................................... 38 2.3.1 JFET - Aspectos construtivos ....................................................................................38 2.3.2 JFET - Curva caracterstica e funo de transferncia...............................................40 2.3.3 MOSFET Aspectos construtivos.............................................................................44 2.3.4 MOSFET tipo depleo Curvas caractersticas e curva de transferncia ...............46 2.3.5 MOSFET tipo intensificao Aspectos construtivos ..............................................48 2.3.6 MOSFET tipo intensificao Curvas caractersticas e curva de transferncia .......49 2.3.7 JFET Polarizao ....................................................................................................53 2.3.8 Exerccios...................................................................................................................57 2.4 Amplificadores operacionais.................................................................................... 60 2.4.1 Amplificador no-inversor.........................................................................................61 2.4.2 Amplificador inversor ................................................................................................62 2.4.3 Amplificador diferena ..............................................................................................63 2.4.4 Amplificador somador inversor .................................................................................64 2.4.5 Amplificador somador no-inversor ..........................................................................66 2.4.6 Seguidor de tenso .....................................................................................................66 2.4.7 Fontes Controladas.....................................................................................................67 2.4.8 Exerccios...................................................................................................................68 CONSIDERAES FINAIS ..........................................................................................................71 REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS...........................................................................................72

ELETROELETRNICA INDUSTRIAL I

Prof. Joo Carlos Vernetti dos Santos

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NDICE DE FIGURAS Figura 2.1 - Diagrama simplificado do cristal do silcio......................................................................7 Figura 2.2 - Silcio tipo N. ...................................................................................................................8 Figura 2.3 - Silcio tipo P. ....................................................................................................................8 Figura 2.4 Juno PN. ........................................................................................................................9 Figura 2.5 Smbolo do diodo. ...........................................................................................................9 Figura 2.6 Diodo (juno PN) com polarizao direta. ..................................................................10 Figura 2.7 - Diodo (juno PN) com polarizao reversa..................................................................10 Figura 2.8 - Curva caracterstica do diodo.........................................................................................11 Figura 2.9 - Tipos de diodos e simbologia.........................................................................................12 Figura 2.10 - Circuito com diodo para determinao da reta de carga. .............................................13 Figura 2.11 - Pontos de saturao e de corte para um diodo. ............................................................13 Figura 2.12 Primeira aproximao do diodo...................................................................................15 Figura 2.13 Segunda aproximao do diodo...................................................................................15 Figura 2.14 Terceira aproximao do diodo. ..................................................................................15 Figura 2.15 - Circuito de polarizao de LED. ..................................................................................17 Figura 2.16 Aspecto fsico de LED.................................................................................................18 Figura 2.17 Retificador de meia onda.............................................................................................19 Figura 2.18 Formas de onda do retificador de meia onda...............................................................20 Figura 2.19 Retificador de meia onda com capacitor. ....................................................................20 Figura 2.20 Forma de onda da tenso de sada do retificador de meia onda com filtro. ................21 Figura 2.21 Retificador de onda completa com dois diodos...........................................................21 Figura 2.22 Formas de onda do retificador de onda completa com dois diodos.............................22 Figura 2.23 Retificador de onda completa com quatro diodos em ponte. ......................................22 Figura 2.24 - Formas de onda do retificador de onda completa com quatro diodos..........................23 Figura 2.25 Retificadores de onda completa com filtro..................................................................23 Figura 2.26 Forma de onda da tenso de sada de retificadores de onda completa com filtro. ......24 Figura 2.27 Curva caracterstica de um diodo Zener. .....................................................................25 Figura 2.28 Fonte estabilizada. .......................................................................................................26 Figura 2.29 Estgio regulador de uma fonte estabilizada. ..............................................................26 Figura 2.30 Smbolo do transistor...................................................................................................30 Figura 2.31 - Curva IC em de VCE traada com IB constante. ............................................................31 Figura 2.32 Regies de corte e saturao de um transistor.............................................................32 Figura 2.33 Dados selecionados de transistores BD 135, 137 e 139 da Motorola..........................33 Figura 2.34 - Transistor representado como dois diodos contrapostos..............................................33 Figura 2.35 - Um transistor PNP polarizado adequadamente............................................................34 Figura 2.36 Um transistor NPN polarizado com uma nica fonte de tenso..................................34 Figura 2.37 Diferena bsica entre transistores TJB e FET............................................................38 Figura 2.38 - Esquema simplificado de um transistor de efei