apost eletronica analogica

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CENTRO FEDERAL DE EDUCAO TECNOLGICA DE SERGIPE UNIDADE DE ENSINO DESCENTRALIZADA DE LAGARTO COORDENADORIA DO CURSO TCNICO DE INDSTRIA COM HABILITAO EM ELETROMECNCIA

APOSTILA DE ELETRNICA ANALGICA

Prof. Ivanildo de Souza Maciel Jnior

2006 / 2 SUMRIO

CAPTULO 1...............................................................................................................................1 DIODO SEMICONDUTOR............................................................................................................1 1.1. INTRODUO.....................................................................................................................1 1.2. ESTRUTURA QUMICA DOS MATERIAIS SEMICONDUTORES...............................................1 1.3. PRINCIPIO DE FUNCIONAMENTO DO DIODO......................................................................2 1.4. REGIMES MXIMOS DO DIODO EM CC...............................................................................3 1.5. TESTE DE DIODOS SEMICONDUTORES...............................................................................4 1.6. EXERCCIOS PROPOSTOS...................................................................................................5 1.7. DIODO EMISSOR DE LUZ E FOTODIODO............................................................................7 1.7.1. LED.................................................................................................................................7 1.7.2. FOTODIODO....................................................................................................................7 1.8. DIODO ZENER....................................................................................................................7 1.8.1. CARACTERSTICAS DO DIODO ZENER..............................................................................8 1.8.2. TENSO ZENER: VZ. TENSO QUE SER MANTIDA CONSTANTE ENTRE CATODO E ANODO, QUANDO O DIODO ALCANAR A REGIO TIVER A REGIO ZENER....................................................8 1.8.3. POTNCIA ZENER: PZ.......................................................................................................8 1.8.4. CORRENTE ZENER MXIMA: IZM = PZ/VZ. ESTA CORRENTE NO DEVE SER ULTRAPASSADA PARA QUE O DIODO NO SEJA DANIFICADO..............................................................................................8 1.8.5. CORRENTE ZENER MNIMA: IZM. A CORRENTE MNIMA NECESSRIA PARA QUE O DIODO ZENER ENTRE NA REGIO DE CONDUO, OU REGIO ZENER. QUANDO NO ESPECIFICADO NO MANUAL DO FABRICANTE, UTILIZA-SE COMO IGUAL A 10% DO VALOR DA CORRENTE MXIMA IZM. ..................8 CAPTULO 2...............................................................................................................................9 PARMETROS DA CORRENTE ALTERNADA.................................................................................9 2.1. INTRODUO.....................................................................................................................9 2.2. ONDA SENOIDAL................................................................................................................9 2.3. O TRANSFORMADOR..........................................................................................................9 CAPTULO 3.............................................................................................................................11 RETIFICADORES DE MEIA ONDA E ONDA COMPLETA..............................................................11 3.1. RETIFICAO DE MEIA ONDA...........................................................................................11 3.1.1. RETIFICADOR DE MEIA ONDA COM DIODO SEMICONDUTOR........................................11 3.1.2. RETIFICAO DE MEIA ONDA COM TRANSFORMADOR..................................................14 3.2. RETIFICAO DE ONDA COMPLETA..................................................................................15 3.2.1. RETIFICAO DE ONDA COMPLETA COM TRANSFORMADOR EM CENTER-TAP...............16 3.2.2. RETIFICAO DE ONDA COMPLETA EM PONTE..............................................................17 3.3. COMPARAO ENTRE OS TIPOS DE RETIFICAO...........................................................19 3.4. EXERCCIOS PROPOSTOS.................................................................................................19 CAPTULO 4.............................................................................................................................22 FILTRAGEM CAPACITIVA.........................................................................................................22 4.1. FILTROS CAPACITIVOS PARA FONTES RETIFICADORAS....................................................22 4.2. CAPACITOR......................................................................................................................22 4.2.1. CARGA E DESCARGA DO CAPACITOR.............................................................................23 4.3. RETIFICADORES COM FILTRO CAPACITIVO......................................................................24 4.4. CORRENTE DE SURTO......................................................................................................26 4.5. EXERCCIOS PROPOSTOS.................................................................................................26 CAPTULO 5.............................................................................................................................28 REGULADORES........................................................................................................................28 5.1. ESTABILIZAO................................................................................................................28 5.2. REGULADOR EM CIRCUITO INTEGRADO...........................................................................29 5.3. EXERCCIOS RESOLVIDOS................................................................................................29 5.4. EXERCCIOS PROPOSTOS.................................................................................................32 CAPTULO 6.............................................................................................................................33 TRANSISTORES BIPOLARES.....................................................................................................33 6.1. INTRODUO....................................................................................................................33 6.2. ESTRUTURA BSICA E SIMBOLOGIA..................................................................................33 6.3. ENCAPSULAMENTO DO TRANSISTOR.................................................................................34 6.4. PRINCPIO DE FUNCIONAMENTO.......................................................................................35 6.5. CONTROLE DA CORRENTE DE BASE SOBRE A CORRENTE DE COLETOR.............................36 6.6. O CIRCUITO DE COLETOR.................................................................................................37 6.7. REGIES DE OPERAO DO TRANSISTOR.........................................................................38 BIBLIOGRAFIA.........................................................................................................................40

ANEXOS...................................................................................................................................41 ANEXO A: TABELA DE DIODOS................................................................................................41

Captulo 1 Diodo Semicondutor

1

CAPTULO 1DIODO SEMICONDUTOR1.1. INTRODUO

Antes de falarmos do diodo semicondutor vamos entender o conceito de: Materiais Semicondutores: So aqueles que apresentam caractersticas de isolao e conduo da corrente eltrica, dependendo de sua estrutura qumica. Exemplo de material semicondutor: Carbono. As duas formas bem conhecidas de matria formada por tomos de carbono so: Diamante que possui seu arranjo de tomos de carbono em forma de estrutura cristalina e eletricamente isolante. Grafite que possui seu arranjo de tomos de carbono em forma triangular e condutor de eletricidade.

1.2.

ESTRUTURA QUMICA DOS MATERIAIS SEMICONDUTORES

Os materiais semicondutores se caracterizam por serem constitudos de tomos que tem 4 eltrons na camada de valncia (tetravalentes). Atravs de um processo conhecido como dopagem os cristais de silcio e de germnio ganham caractersticas eltricas, ou seja, condutor ou isolante. Dopagem Tipo P- Introduzindo-se tomos de substancias trivalente, o cristal de silcio ou germnio passa a ter caracterstica de isolante pela falta 1 (um) eltron para que o cristal ganhe estabilidade atmica, formando assim o que denominamos de lacuna. Dopagem Tipo N- Introduzindo-se tomos de sustncias pentavalentes, o cristal de silcio ou germnio passa a ter caracterstica de condutor pelo excesso de eltron , sobra um eltron formando o se chama eltron livre no cristal. A unio do cristal dopado N com o P forma uma juno P-N, dando origem assim ao diodo semicondutor. A figura 1.1 representa uma juno P-N. O lado positivo da juno denomina-se ANODO e o negativo CATODO (algumas literaturas tcnicas grafam KATODO)

A

P

NFigura 1.1: Juno PN

B

Devemos observar que aps a formao da juno P-N ocorre um processo de acomodamento qumico ente os cristais dopados, vamos ento entend-lo, pois a esta o ponto chave para a compreenso do principio de funcionamento do diodo semicondutor. Na regio da juno alguns eltrons (bolinhas pretas da figura 1.2) livres saem da do material N e passam a desloca-se para o material P, recombinando-se com as lacunas (bolinhas brancas) existentes nas proximidades.

P+

N-

Figura 1.2: Movimento dos eltrons

Captulo 1 Diodo Semicondutor

2

P+

N-