Aulas de técnico em eletronica

Aulas de técnico em eletronica

ENGºMARIO TENANI ntenani @b ol.co m.br

EMENTA EMENTA ––4hs4hs

◦Sua MajestadeA válvula!
◦Novo ReiO Semicondutor!

Introdução

Se micondutores

◦Bandas de Energia;◦Bandas de Energia; ◦ Materiais;

◦Condução Elétrica;

◦Semicondutores tipo N e P;

Diodos Semicondutor

◦Junção PN; ◦ Si mbologia;

◦Polarização da Junção PN;

◦ Curva Característica;

◦Conceito de Reta de Carga;

EMENTA EMENTA ––4hs4hs

Circuitos com Retificadores (Diodo Semicondutor)

◦Transformador ◦Retificador de Meia Onda

◦Retificador de Onda Completa com Derivação Central

◦Retificação de Onda Completa em Ponte

◦Filtro Capacitivo

Transistores

◦A Revolução ◦O Transistor Bipolar

◦Funcionamento dos Transistores NPN e PNP

◦Efeito de Amplificação

◦ Configurações Básicas

EMENTA EMENTA ––4hs4hs

Transistores

◦Polarização em EC ◦Influência da Temperatura

◦Transistor como chave◦Transistor como chave

Avaliação Teórica s/ Consulta Conteúdo: Aulas de 8 a 10

Finalização da Unidade Curricular!

Exame Final

Sua majestade... A Válvula !Sua majestade... A Válvula ! Criada em 1904 por John AmbroseFleming

Sua majestade... A Válvula !Sua majestade... A Válvula !

I. VlvDiodo: Permitiu conduzir a i em único sentido.

I. VlvTriodo: Permitiu controlar o fluxo de eletrons, possibilitando a amplificação de sinais.

Novo Rei... O Semicondutor !Novo Rei... O Semicondutor !

Com a utilização de materiais semicondutores, surge na década de 40 o diodo semicondutor e logo em seguida o transistor.

Semicondutores: Silício(Si) e Germânio(Ge)

Silício: é mais utilizado devido sua abundancia na natureza, pode ser obtido através do quartzo que é encontrado na areia da praia e na terra.

Semicondutor Semicondutor Bandas de EnergiaBandas de Energia

Modelo Atômico de Bohr Níveis de Energia de um Átomo

Semicondutor Semicondutor Bandas de EnergiaBandas de Energia

Isolantes, Condutores e Semicondutores

Semicondutor Semicondutor MateriaisMateriais

Silício (Si) Ger mânio(Ge)

Tetravalentes

Semicondutor Semicondutor Dopagem: Tipo NDopagem: Tipo N

Material Pentavalente: Arsênio (As), Antimônio (Sb) e o Fósforo (P)

Semicondutor Semicondutor Dopagem: Tipo PDopagem: Tipo P

Material Trivalente: Alumínio (Al), Boro (B) e o Gálio (Ga)

Diodo SemicondutorDiodo Semicondutor Junção PNJunção PN

Diferença de Potencial: Silício=0,7V e Germânio=0,3V (25°C)

Diodo SemicondutorDiodo Semicondutor Junção PNJunção PN

Diferença de Potencial: Silício=0,7V e Germânio=0,3V (25°C)

Diodo SemicondutorDiodo Semicondutor Si mbologiaSi mbologia

Diodo SemicondutorDiodo Semicondutor Polarização da Junção PNPolarização da Junção PN

Direta:

Diferença de Potencial: Silício=0,7V e Germânio=0,3V (25°C)

Diodo SemicondutorDiodo Semicondutor Polarização da Junção PNPolarização da Junção PN

Direta:

Diferença de Potencial: Silício=0,7V e Germânio=0,3V (25°C)

Diodo SemicondutorDiodo Semicondutor Polarização da Junção PNPolarização da Junção PN

Reversa:

Diferença de Potencial: Quanto maior a tenção da fonte maior a barreira de potencial.

Diodo SemicondutorDiodo Semicondutor Polarização da Junção PNPolarização da Junção PN

Reversa:

Diferença de Potencial: Silício=0,7V e Germânio=0,3V (25°C)

Diodo SemicondutorDiodo Semicondutor Curva CaracterísticaCurva Característica

Vbr=Tensão de Ruptura.

Vγ=Barreira de potencial.

Idm=Corrente Direta Máxima. Ir= Corrente de fuga.

Diodo SemicondutorDiodo Semicondutor Reta de CargaReta de Carga

Ponto de trabalho ou ponto quiescente( Q) são os valores Vd e Id que o diodo está sub metido no circuito.

Diodo SemicondutorDiodo Semicondutor Reta de Carga: iReta de Carga: i

Diodo SemicondutorDiodo Semicondutor Reta de Carga: iReta de Carga: i

Diodo SemicondutorDiodo Semicondutor Reta de Carga: iReta de Carga: i

Diodo SemicondutorDiodo Semicondutor Reta de Carga: ivReta de Carga: iv

Diodo SemicondutorDiodo Semicondutor Reta de Carga: vReta de Carga: v

Diodo SemicondutorDiodo Semicondutor Reta de Carga: vReta de Carga: v

Dados: RL=50Ωe Vcc=2,2V Como a tensão de corte Vc=Vcc=2,2V e a corrente de saturação Is=Vcc/RL=2,2/50=4 mA Portanto, VD=1,2 e ID=20mA Logo, PD=VD*ID=1,2*20E- 3=24 m W

Diodo SemicondutorDiodo Semicondutor

Reta de Carga: vReta de Carga: v

Dados: RL=50Ωe Vcc=2,2V Como a tensão de corte Vc=Vcc=2,2V e a corrente de saturação Is=Vcc/RL=2,2/50=4 mA Portanto, VD=1,2 e ID=20mA Logo, PD=VD*ID=1,2*20E-3=24 m W

Como tem uma Como tem uma queda de tensão no diodo(0,7(Si))

Diodo SemicondutorDiodo Semicondutor Re tificaçãoRe tificação

Corrente Alternada

Diodo SemicondutorDiodo Semicondutor Re tificaçãoRe tificação

I.Reduzir a tensão I. Retifica-la

Diodo SemicondutorDiodo Semicondutor Transformador Abaixador de TensãoTransformador Abaixador de Tensão

Abaixador de Tensão

Num transformador ideal a redução ocorre sem perda de potência.

Perdas Efeito Joule e por corrente Foucault.

Diodo SemicondutorDiodo Semicondutor Transformador com Derivação Central no Secundário (Center Transformador com Derivação Central no Secundário (Center TapTap))

Tensões defasadas 180°

Diodo SemicondutorDiodo Semicondutor Retificador de Meia OndaRetificador de Meia Onda

Semiciclopositivo: diodo conduz; Semiciclonegativo: diodo corta.

Diodo SemicondutorDiodo Semicondutor Retificador de Onda Completa com DerivaçãoRetificador de Onda Completa com Derivação

Diodo SemicondutorDiodo Semicondutor Retificador de Onda Completa em PonteRetificador de Onda Completa em Ponte

Utilizado devido a fornecer o dobro de tensão com o mesmo transformador.

Diodo SemicondutorDiodo Semicondutor Filtro CapacitivoFiltro Capacitivo

Utilizado devido a fornecer o dobro de tensão com o mesmo transformador.

Diodo Semicondutor: Diodo Semicondutor: LEDLED Em Diodos de Si e Ge: libera energia em forma de calor.

Em compostos de arsenetode gálio (GaAs) existe a liberação de energia em forma de luz.

LED –Light EmittingDiode Tipo de LUZ: Visível, infravermelho e ultravioleta.Tipo de LUZ: Visível, infravermelho e ultravioleta.

O fósforo faz com que se possa irradiar luz vermelha, laranja, amarela, verde ou azul.

Imáx: 10mA @ 50mA Tensões entre 1,5V e 2,5V

Diodo SemicondutorDiodo Semicondutor LEDLED

Imáx: 10mA @ 50mA Tensões entre 1,5V e 2,5V

Exe mplo:

Transistores BipolaresTransistores Bipolares A Revolução A Revolução ––23 de Dezembro de 194723 de Dezembro de 1947

Válvula Triodo: foi inserido um terceiro elemento na válvula diodo chamado GRADE que faz o controle da corrente na da corrente na carga Rl.

Transistores BipolaresTransistores Bipolares A Revolução A Revolução ––23 de Dezembro de 194723 de Dezembro de 1947

Nos laboratórios da Bell Telephones, nos EUA: Walter Brattain e John Bardeen mostraram ao mundo um novo conceito em eletrônica: o transistor bipolarou transistor de junção.

Dispositivo de estado sólido com a seguintes vantagens sobre a válvula:

•Menor tamanho; •Muito mais leve;

•Não precisa de filamento;

•Mais resistente;

•Mais eficiente, pois dissipa menos potência;

•Não necessita de tempo de aquecimento;

•Menores tensões de alimentação.

Transistores BipolaresTransistores Bipolares O transistor: aspectos construtivos e simbologia. O transistor: aspectos construtivos e simbologia.

Transistores BipolaresTransistores Bipolares O transistor: aspectos construtivos e simbologia. O transistor: aspectos construtivos e simbologia.

Emissor: fortemente dopado, tem como função emitir portadores Emissor: fortemente dopado, tem como função emitir portadores para a base(elétrons no NPN e lacunas no PNP).

Base:dopagem média e é muito fina, assim a maioria dos portadores lançados do emissor conseguem atravessá-la, dirigindose ao coletor.

Coletor: levemente dopado, tem como função coletar os portadores que vêm da base, ele é muito maior que as outras camadas, pois é nele que se dissipa a maior parte da potência gerada pelos circuitos transistorizados.

Transistores BipolaresTransistores Bipolares O transistor: aspectos construtivos e simbologia. O transistor: aspectos construtivos e simbologia.

Co mo nos diodos, nas junções PN (J1 e J2) surge m barreiras de potencial cujos valores a 25°C são Vγ=0,7V(Si).

Função: fazer o controle da passage m de corrente entre o e missor e o coletor através da base. Isto é conseguido, polarizando-se adequada mente suas duasjunções.

Transistores BipolaresTransistores Bipolares O transistor: aspectos construtivos e simbologia. O transistor: aspectos construtivos e simbologia.

Aspecto FísicoEncapsulamentoPotência Máxi ma

Transistores BipolaresTransistores Bipolares O transistor: funcionamento (NPN O transistor: funcionamento (NPN --PNP) PNP)

Análise fracionada: polarizando diretamente emissor-base

Obs.: Corrente convencional tem sentido contrario ao fluxo de elétrons e mesmo sentido que o do fluxo de lacunas.

Funciona como um diodo polarizado diretamente.

Transistores BipolaresTransistores Bipolares O transistor: funcionamento (NPN O transistor: funcionamento (NPN --PNP) PNP)

Análise fracionada: polarizando reversamente base-coletor

A barreira potencial aumenta, diminuindo drasticamente o fluxo dos portadores majoritários.

Como Vcb> Vbe(NPN) e Vbc> Veb(PNP), tem-se:

Transistores BipolaresTransistores Bipolares O transistor: funcionamento (NPN O transistor: funcionamento (NPN --PNP) PNP)

Análise fracionada: juntando as duas polarizações anteriores.

So mente u ma pequena parte dos portadores dirige-se para base devido ser muito pequena e pouco dopada, a maioria dos portados atravessa m ajunção base-coletor atraídos pela suatensão.

Transistores BipolaresTransistores Bipolares O transistor: funcionamento (NPN O transistor: funcionamento (NPN --PNP) PNP)

Através das Leis de Kirchhoff, obté m-se:

Tensões e Correntes:

Obs.: Correntes(fuga) de portadores minoritários serão desprezadas.

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