ELETROniCflTELECOMUNICAÇÕES - MEDIDORES SELETIVOS

SIRENE AUTOMÁTICA DE 2 TONS

FONTE DE ALIMENTAÇÃO 1,5 a 12 V X 1

A

CIRCUITOS IMPRESSOS —CUIDADOS AOPROJETAR

ETROniCRGB/umófio

diretor Savério

superintendente: Fittipaldi

diretor Élio Mendesadministrativo: de Oliveira

diretor Hélio

de produção: Fittipaldi

Amplificador Estéreo de 30 Watts para Auto 2

Sirene Automática de 2 Tons 16

Rádio Controle-XI 25

REVISTASABERELETRÔNICA

Telecomunicações - Medidores Seletivos . 31

Circuitos Integrados - Fabricação

técnico:

NewtonC. Braga

gerente de

publicidade: Cazarim

e Funcionamento - II (conclusão) 37

ASSINATURAS - Atenção 46

Fonte de Alimentação para Bancada

serviços

gráficos:

W. Roth& Cia. Ltda. de 1,5 a 12 Volts x 1 Ampère 47

distribuição

nacional:

ABRIL. S.A. -

Cultural e

Industrial

diretor

responsável

:

Élio Mendesde Oliveira

<

Operadores Lógicos - Características-ll (conclusão) . . 53

Circuitos Impressos - Cuidados ao Projetar 60

Curso de Eletrônica - Lição 18 65

Revista Saber

ELETRÔNICA é

uma publicação

mensal

da Editora

Saber Ltda.

REDAÇÃOADMINISTRAÇÃOE PUBLICIDADE:Av. Dr. Carlos de

Campos, n« 275/9

03028 - S. Paulo - SP.Te!.: 93-1497

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Endereçar à

REVISTA SABERELETRÔNICACaixa Postal, 50450

03028 - S. Paulo - SP.

J

TIRAGEM: 66.000 exemplares

CAPA:' Protótipo do Amplificador Estéreo de 30 Wattspara auto.

Os artigos assinados são de exclusiva responsabilidade de seus autores.É totalmente vedada a reprodução total ou parcial dos textos e ilustrações desta Revista, sob pena das sançõeslegais, salvo mediante autorização por escrito da Editora.

NUMEROS ATRASADOS: Pedidos à Caixa Postal 50.450— São Paulo, ao preço da última edição em banca,mais despesas de postagem. SOMENTE A PARTIR DO NUMERO 46 (ABRIL/76).

AMPLIFICADORESTÉREO DE 30 WATTS

PARA AUTO

JOSÉ CARLOS J. TELLES E ADILSON AMÉRICO DE SOUZA

Em virtude de haver um grande interes-se por parte dos que gostam de "curtir"um som, em aumentar a potência dos tocafitas e receptores de FM instalados nosautomóveis, resolvemos construir e publi-car neste artigo um amplificador estéreode 1 5 Watts por canal, de simples constru-ção, baixo custo e fácil instalação noscarros.

0 amplificador em foco, tem seu estágiode saída montado em ponte.Embora estetipo de montagem não seja novidade,achamos que seria bom explicarmos o seufuncionamento para os que ainda não oconhecem.Em principio para melhor entendermos,

vamos imaginar dois amplificadores classeB montados um de frente para o outro,sendo que, uma carga (RL) comum aosdois está ligada em suas saidas. (Veresquema da Figura 1)

Fig. 1 - Diagrama esquemático do estágio de sal-

da de um amplificador em ponte.

Quando em repouso, em virtude dosdois circuitos serem idênticos e estarem

Revista Saber Eletrbnica

ligados na mesma fonte, vamos notar queo nível de tensão nos pontos A e B é omesmo não havendo assim corrente atra-vés da carga (RL).

Quando excitados os amplificadores, osinal de áudio aplicado às bases dos tran-

sistores de saída dos mesmos aparece emcontra-fase, conforme observa-se nos dia-

gramas da figura 2. Assim sendo, enquan-to o potencial na saída A desloca-se paraum lado (na figura 2 (a) lado positivo), opotencial na saída B vai para o outro lado(na mesmafigura2(a)lado negativo) haven-do dessa forma, uma diferença de poten-cial sobre a carga (RL) igual ao dobro doque seria um só amplificador.

Fig. 2 - Diagrama dos fluxos de correntes através dos transistores e carga (a) semi-ciclo positivo nas

bases Amp. A. (b) semi-ciclo negativo nas bases Amp. A.

De acordo com o já exposto acima, apotência sobre a carga será quadruplicada

conforme será demonstrado a seguir:

Para tornar mais clara a nossa demons-tração, vamos aplicar valores numéricosprimeiramente à fórmula usada para o cál-culo da potência máxima fornecida por umamplificador em classe B e em seguida,por um amplificador montado em ponteusando naturalmente para os dois casos, omesmo nível de tensão de alimentação e omesmo valor de carga (RL). Assim sendo,vamos considerar a tensão de alimentaçãocomo 12 Vcc. a carga (RL)4í2 e os resisto-res de emissor (RE) 0,2 fi .

Para o cálculo da potência fornecidapelo amplificador classe B temos:

Pmax. =

14433,6

(Vcc)2

8 (RL + RE)

=* 4,2 W

122.

8 (4 + 0,2)

Calculando a potência fornecida pelo

amplificador em ponte temos:

Pmax. =. (2 Vcc)2

8(RL+2 RE)

= . 57§.^ 16,3 W35,2

4 (12)2 _8(4+2x0,2)

Nota:- Os valores usados na demonstra-

ção acima, são os mesmos do nosso caso.É importante lembrar que nas fórmulasvistas nos exemplos não são consideradoscertos fatores como por exemplo: tensãode joelho dos transistores, não uniformida-de nas características dos transistoresetc... que se considerados, fazem com quea potência de saída seja menor que a cal-culada. Por essa razão, não foram obtidosos 1 6 Watts na saída mais sim 1 5 Watts.Com relação à inversão de fase do sinal

a fim de consegui-lo em contra fase nasbases dos transistores dos amplificadores,no nosso caso foi usado um transistor para

Fig. 3 - Diagrama esquemático de um circuitoinversos de fase.

Outubro/77

desempenhar essa função tendo sido apli-

cado em sua base o sinal de áudio e retira-do ao mesmo tempo no emissor e coletordo mesmo. (Ver diagrama da figura 3).

Concluindo a nossa explicação apresen-

tamos um diagrama de blocos do conjunto(figura 4) onde se pode visualizar o funcio-

namento do amplificador em ponte.

Fig. 4 - Diagrama de blocos do amplificador em ponte.

VANTAGENS DO CIRCUITOEM PONTE

1’) Exige tensões de alimentação bemmais baixas que usadas em amplificadoresclasse B com a mesma potência.

29) Não exige fontes reguladas em virtu-

de dos transistores de saída trabalharem

em oposição de fase, com isso, a tensãode "Ripple" é anulada.

39) Têm dimensões menores.49) Dispensa o capacitor de acoplamen-

to entre o amplificador e a carga normal-

mente usados nos amplificadores classe B.

Revista Saber Elstrbnica

MONTAGEM DO AMPLIFICADOR

A construção do amplificador deve seriniciadapela confecção da placa de circuitoimpresso que mede 10 cm x 14 cm. Vejano desenho da figura 5 a fiação impressa

da placa. 0 traçado dos caminhos deveráser feito com muita atenção a fim de seevitar curto circuito entre eles.Comosugestão, recomendamos que tais cami-

nhos, sejam feitos com adesivos própriospara confecção de impressos tipo "De-

cadry".Notem que o desenho do impresso

é simétrico; isto foi feito para que o monta-

dor que desejar montar um só amplificadortenha facilidade em fazê-lo cortando a pla-ca ao meio.

Depois de confeccionada a placa, deve-

rão ser feitos os 8 dissipadores dos tran-

sistores de saída em alumínio de 1,5 mmde espessura. As medidas dos mesmosestão nos desenhos da figura 6. Depois de

construídos, os dissipadores deverão ser

pintados de preto fosco. É importante

lembrar, que a tinta deverá ser raspada no

lugar onde for colocado o transistor para

que o mesmo tenha um bom contato tér-mico.

DIMENSÕES DO DISSIPADOR DOSTRANSISTORES DE SAIDA

Fig. 6 - Dimensões do dissipador dos transistoresde saida.

Com a placa impressa e dissipadoresprontos, poderá ser iniciada a montagemdos componéntes. Esta etapa poderá ser

iniciada pela colocação dos transistores desaída com seus dissipadores. Aconselha-

mos neste caso, usar pasta de siliconeentre os transistores e dissipadores para

um melhor contato térmico. Veja os deta-lhes desta primeira parte da montagem nafigura 7.

Fig. 7 - Vista da montagem do transistor de saídaem seu dissipador.

Fixados os transistores de saída, a mon-tagem poderá ser prosseguida através da

colocação dos demais componentes.Observe que praticamente todas as peças

deverão ser colocadas na posição verti-

cal. Após terem sido montados todos oscomponentes, deverão ser colocados os

fios de ligação. Os fios deverão ser do tipo

flexível, bitola 24 AWG os quais aconse-lhamos colocar com aproximadamente 20cm de comprimento. Veja no desenho dafigura 8 a posição dos componentes na

placa.

CONSTRUÇÃO DA CAIXA

A caixa do nosso amplificador foi dividi-da em três partes: base, tampa e suportede fixação. Todas as peças deverão ser

confeccionadas em alumínio de 1 ,5 mm deespessura. Antes de ser iniciada a constru-

ção das partes da caixa, aconselhamos queo artigo seja lido até o fim em virtude dehaver duas sugestões nossas com relaçãoà comutação dos alto-falantes, havendo

em função disso dimensões e furaçõesdiferentes na caixa.

Uma vez lido o artigo até o fim e esco-lhida a sugestão, inicie a construção das

Outubro/77

Fig. 8 - Vista dos componentes sobre a placa de fiação impressa.

partes da caixa verificando as dimensões efuracões nos desenhos que seguem.

Feitas as peças da caixa deverá ser pro-

cedida a pintura da mesma que sugerimosser cor preto fosco.

Com tudo isso feito, resta somente aconfecção do painel que deverá ser deacrílico "fumê" sendo as inscrições feitascom letras tipo "Decadry" ou “Letraset" eposteriormente protegidas com uma cama-da de verniz incolor. Neste caso aconse-

lhamos que o verniz incolor seja do tipo"Spray". Observe as medidas e furaçõesnos desenhos das figuras que seguem.

SUGESTÕES PARA MONTAGEM DACOMUTAÇÃO DOS ALTO-FALANTESNo protótipo por nós construído, a

comutação dos alto-falantes entre o ampli-ficador original do toca-fitas e o nossoamplificador, é feita através de um relêtipo miniatura o qual é comandado poruma pequena chave instalada no painel.

Em virtude desta solução ser cara pois énecessário adquirir o relê com soquetealém da chave, fazemos aqui uma segundasugestão mais econômica onde no lugardo relê mais chave é usada uma chave de 2posições e 8 secções (tipo chave deondas).

Relê: 12 VEntretanto, em função desta segunda

sugestão tivemos que alterar as dimen-sões da caixa para permitira colocação dachave de onda.Assim sendo, o leitor terá que optar por

uma das sugestões antes de começar aconstrução da caixa e painel.

MONTAGEM DA FIAÇÃOAntes de começar a montagem da fia-

ção é necessário prender a placa impressaà base da caixa através de quatro parafu-sos e porcas. Quatro distanciadores de 5mm. de altura deverão ser intercaladosentre a placa e a base a fim de evitar que

Revista Saber Eletrínica

Outubro/77

Fig. 1 1 - Medidas e furaçôes da base da caixa {sugestão chave de onda) Nota.- A tampa da caixa paraa sugestão "chave de onda" é igual â mostrada na fig.10 havendocomo diferença somente as medidasdas laterais que no caso é 1 cm. maior que a anterior.

r10

52 ,

20

. 30

0 t

1

V V

\ h1 A c

\rt 7—

r T

Fig. 12 - Medidas e furaçôes do suporte da caixa.

Revista Saber Eletrônica

Fig. 13 - Vista explodida da montagem do amplificador na caixa.

120 '

8

s

OESL.

-4

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&- 4-1

J20 ro >

Fig. 15 - Medidas, furações e inscrições do painel de acrílico (sugestão chave de ondas).

Outubro/77

os pontos de solda da placa dêem contatocom o fundo da caixa. Deverão ser fixados

também, a chave, o soquete do relê, a

tomada "DIN", a borracha de passagem

dos fios e o diodo "Led”. (Observe a polari-

dade na ligação deste último)

Uma vez tudo montado poderá ser pro-cedida a montagem da fiação seguindo oesquema da figura 16 se foi escolhida asugestão "relê". Entretanto se foi escolhi-da a sugestão "chave de onda" substituaos contatos da chave mais os do relê peloscontatos da chave de onda.

Fig. 16 - Circuito da fiação dos amplificadores (sugestão Relê).

AJUSTE DO AMPLIFICADOR

0 ajuste deste amplificador é bastantefácil bastando para tal o leitor dispor deum simples multímetro.

Inicialmente, alimente o amplificadorcom uma fonte de 12 Vcc.

Em seguida, ligue o voltímetro entre amassa e a saída de um dos amplificadoresclasse B (ver esquema da figura 17). Umavez ligado a voltímetro, ajuste o "trim-pot"(Potl ou Pot 2 dependendo do amplifica-dor que está em ajuste) para que a tensãoobservada no instrumento seja exatamen-te a metade da tensão da fonte (no caso6Vcc.).

Complete o ajuste fazendo o mesmoprocedimento para o outro amplificador.

Obs: Durante o ajuste a carga não deverá

ser ligada no amplificador.Fig. 17 - Esquema para medida e ajuste do ampli-

ficador em ponte.

10 Revista Saber Eletrônica

LISTA DE MATERIAIS DIVERSOS

RESISTORES

RI 82 kO 1/8WR2 47 kO 1/8 WR3 1 kO 1/8 WR4 1 kO 1/8 WR5 3,9 kO 1/8 WR6 22 kO 1/8 WR7 68O 1/8 WR8 220 1/8 WR9 100O 1/8 WRIO 2200 1/8 WR 1

1

0,220 1 WR12 0,220 1 WR13 3,9 kO 1/8 WR14 0,220 1 WRI 5 0,220 1 WR16 68 0 1/8 WRI 7 220 1/8 WR18 100o 1/8 WR19 2200 1/8WR20 22 kO 1/8WR21 6800 1/5 W

TRIM-POT

Pot 1 - 1 kOPot 2 - 3,9 kOPot 3- 3,9 kO

CAPACITO R ES

Cl 4,7 pF 63 V EletrolíticoC2 4,7 pF 63 V EletrolíticoC3 100 pF 100 V CerâmicoC4 100 pF 16 V EletrolíticoC5 100 pF 16 V EletrolíticoC6 100 pF 16 V CerâmicoC7 4,7 pF 63 V EletrolíticoC8 470 pF 25 V Eletrolítico

TRANSISTORES

TI BC238T2 BC338T3 BC238T4 BD433T5 BD434T6 BD433T7 BD434T8 BC.238T9 BC338

Led - VermelhoQuant.

* Relé - Tipo miniatura c/ 4 secções 1Reversíveis - Tensão de operação 1 2 Vcc

ç/ soquete 1* Chave de Alavanca - 3 secções reversí-veis 1

Tomada "DIN" - Conjunto macho e fê-mea 1Borracha - passante 1** Chave - 2 posições - 8 secções - tipochave de onda 1**Botão - pequeno 1

* Peças usadas por nossa sugestão "Relê”** Peças usadas por nossa sugestão "cha-

ve de onda"

Nota: Para montagem do amplificadorestéreo é necessário o dobro das peças dis-criminadas na lista de material, com exce-ção do resistor R21 (limitador da correntedo Led) e dos componentes citados noitem Diversos.

MONTAGEM DO AMPLIFICADOR NOCARRO

O amplificador foi projetado para serinstalado sob o painel dos automóveis.

Assim sendo, inicial mente deverá ser fixa-

do o suporte embaixo do painel e emseguida a caixa do amplificador no supor-te.

A fixação da caixa do amplificador nosuporte deverá ser feita com quatro para-fusos auto-atarrachantes que deverão pas-

sar através das borrachas passantes pre-

viamente colocadas nos furos laterais dosuporte. (Ver detalhes na Fig. 19).

A alimentação para o amplificador etoca-fitas deverá ser feita através do pinocentral da tomada "DIN" (ver figura 16). Aconexção entre o amplificador e o toca-fi-tas poderá ser feita com a própria tomadacomumente usada nos mesmos.

Importante:- Não ligue à massa um doslados do alto-falante. Se isto for feito,estará aterrada a saída de um dos amplifi-cadores classe B podendo neste caso dani-ficá-lo.

Finalizando, apresentamos algumascaracterísticas do amplificador através dosgráficos das figuras 20 e 21.

Outubro/77

,Fig. 21 - Curva de distorção harmônica em função

Fig. 20 - Curva de resposta de Audio do Amp. errt da potência de saída (medida â 1 Kttz)Ponte. do Amp. em Ponte.

12flevislB Saber Eletrônica

ORIENTAÇÃO PARA O MONTADOR

AMPLIFICADOR DE 30 WATTS ESTÉREO

Para a montagem deste amplificador,- o leitornão terá dificuldades em vista da riqueza de por-menores fornecida pelo autor. É claro que além deexigir uma certa habilidade para a confecção deplaca de circuito impresso, o leitor também deveestar apto a fazer corretamente a instajação doaparelho no veículo. Os transistores da série BDde potência de encapsulamento plástico, são bas-tante comuns em nosso mercado não oferecendoportanto dificuldades para sua obtenção. Seu pre-ço, da ordem de Cr$ 20,00 por unidade (depen-dendo da localidade e procedência) faz com que ocusto total do projeto seja bastante bom em rela-ção aos modelos Comerciais que eventualmentepossam ser adquiridos prontos. Os demais tran-

sistores da série BC além de bastante comuns,admitem uma série de equivalentes como porexemplo em lugar do BC238.0 BC548 è em lugardo BC238 o BC558. 0 custo de cada transistordeste, está em torno de Cr$ 6,00. Com relaçãoaos capacitores eletrojíticos, observamos que astensões para os quais são especificados na listade material, não precisam ser exatamente asmesmas.’ Na realidade, o que é preciso lembrar éque o capacitor deve estar apto a suportar a ten-são máxima existente no circuito que no caso nãodeverá ultrapassar 1 6 V. 0 tempo de montagemdependerá da habilidade do montador, enquantoque o custo total do aparelho não deve superar osCr$ 600,00.

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Outubro/77 13

TRANSISTORESAplicações Tipicas

BC107BC108BC109BC177BC178BC179BC237BC238BC239BC307

BC327BC328BC337BC338BC368BC369BC546BC547BC548BC549BC550BC556BC557BC558BC559BC560BC635BC636BC637

BC640BCY58BCY59BCY78BCY79BD115BD135BD136BD137BD138BD139BD140BD181BD182BD183BD232BD233B0234BD235BD236BD237BD238BD262BD262ABD262BBD263BD263ABD263BBD291BD292BD293BD294BD329BD330BD331BD332BD333BD334BD335

0,1000,1000,1000.1000,1000,1000,100

0,3000,3000,3000.3000,3000,3000.3000,3000,3000,3000,3000,3000,8000,8000,8000,800

0,5000,5000.5000,5000,5000,5000,5000,5000,5000,500

0,3300,3300,3450,345

110-450110-800200-80075-26075-500

125-500110-800110-800200-80075-47575-475125-475100-600100-600100-60010060085-37585-375

1 1 0450110800110800200-800200-80075-25075-47575-475

125-475125-4754025040250401604016040-16040160120630120630125-700125-50022-6040-25040250401604016040160401602070207020-7025-150402504025040250402504025040250

750750

SOT-18/1SOT-18/1SOT-18/1SOT-18/1SOT-18/1SOT-18/1SOT-54/2SOT-54/2SOT-54/2SOT-54/2SOT-54/2SOT-54/2SOT-54/2SOT-54/2SOT-54/2SOT-54/2SOT-54/8SOT-54/8SOT-54/2SOT-54/2SOT-54/2SOT-54/2SOT-54/2SOT-54/2SOT-54/2

SOT-54/2SOT-54/2SOT-54/8SOT-54/8SOT-54/8SOT-54/8SOT-54/8SOT-54/8SOT-18/1SOT-18/1SOT-18/1SOT-18/1TO-39SOT-32/2SOT-32/2SOT-32/2SOT-32/2SOT-32/2SOT-32/2TO-3TO-3TO-3SOT-32/2SOT-32/2SOT-32/2SOT-32/2SOT-32/2SOT-32/2SOT-32/2SOT-32/2SOT-32/2SOT-32/2SOT-32/2SOT-32/2SOT-32/2SOT-82SOT-82SOT-82SOT-82SOT-32/2SOT.-32/2SOT-82SOT-82SOT-82SOT-82SOT-82SOT-82SOT-32/2SOT-32/2

AF-veja BC549AF-veja BC557AF-veja BC558AF-veja BC559AF-excitador e salda até 2.5WAF-excitador e salda até 2,5WAF-complementar do BC327AF-complementar do BC328AF-estágio de salda até 3 WAF-complementar do BC368AF-amplificador; TV-uso geralAF-amplificador; TV-uso geralAF-amplificador; TV-uso geralAF-pré-amplif. (baixo ruído)

AF-pré-amplif.(ruldo ultra

AF-amplificador; TV-uso geraiAF-amplificador; TV-uso geralAF-amplificador; TV-uso geralAF-pré-amplif. Ibaixo ruído)AF-pré-amplif. (rui

AF-complementar do BC635AF-estágio excitadorAF-complementar do BC637AF-estágio excitadorAF-complementar do BC639Amplificação e comutaçãoAmplificação e comutaçãoAmplificação e comutaçãoAmplificação e comutaçãoAF-TV-salda até 2W p/alta tensãoAF-excitador e salda em TV e ’

AF-complementar do BD135AF-excitador e salda em TV eAF-complementar do BD137AF-excitador e salda em TV eAF-complementar do BD139AF-salda Hi-Fi até 20WAF-safda Hi-Fi até 40WAF-salda Hi-Fi até 60WTV- Estágio excitador p/alta tfAF-salda; TV-saída verAF-safda; TV-salda verAF-salda; TV-salda verAF-salda: TV-salda verAF-safda; TV-safda verticalAF-salda; TV-salda verticalDarlington p/salda áudio até 25WOarlington p/salda áudio até 25WDarlington p/safda áudio até 25WComplementar do BD262Complementar do BD262 AComplementar do BD262 BAF-salda Hi-Fi até 35WComplementar do B0291AF-salda Hi-Fi até 35WComplementar do 8D293AF-salda auto rádio e Hi-Fi até 10

AF-complementar do BD329Darlington p/salda áudio até 35WComplementar do BD331Darlington p/salda áudio até 35WComplementar do BD333Darlington p/salda áudio até 35WComplementar do BD335_AF-Sc e Hi-Fi

Complementar do BD433

Ufhfe«"l21 ± VDS rr3) lDSS em

4) lCM pico (f> 1 MHz)51 VCBO máx. -6) lCM pico (t = IOajs)

r3

U(*n

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2 °)

0,500®)

0,500 )2,5

2,5

2,5

554

10620,5000,8000,8000,8000.8000,6000,6000,6000,600

15

36 25*

36 25*

36 25’36 25*90 25*90 25*90 25*90 25"

90 25*90 25*0,145 450,130 450,260 450,150 250.150 250,150 250,150 250,145 450,145 450,500 250,500 250,150 250,300 750,300 250,300 250,250 450,830 250,830 256 90*6 90*6 90*0,140 550,500 250.500 250,300 250,300 250,300 250,150 1100,200 250,200 250,500 250,500 250,800 250,800 250,800 250,800 250,360 250,360 25

10 90*

10 90*

10 90*

12,5 95*12,5 95*12,5 95*

100 40*

60 50*40 50*20 60*

0,500 250,500 250,500 250.500 250,400 250,400 250,400 250,400 25

115 25*

> 3> 3> 3

100 )' 100 )

100 )100 )100

1

)

230350550675600650800300220400550650

lYfsimáx.-260

'

200450

> 60> 60

909090

1600260200

iyfsi -i'

IVfsl máxIVfsl - 2120014001000*50

35035010001000

18*21*7,57.5

7.5777662020

250285*250285*100*100*100*100*

> 0,8

85-47585-47585-37585-375

10001000100010001000100045-16526381313101075-75034-140273715

6,5mA/V1156725505026262610

11567

mA/V=6,5mA/V=6,5mA/VmA/V

20-15025-1502030

2000200020002000

20-6040-12022

1,8

2,252,50

2,25,

0,8 ps ’)

1 ’}

40-120*

40-120100-300100-30040-12040-120100-300100-30020-70

SOT-32/2SOT-32/2SOT-32/2SOT-32/2TO-3TO-3TO-3TO-3TO-3TO-3SOT-18/2SOT-18/2SOT-18/2SOT-18/1

1

SOT-18/11SOT-18/1

1

SOT-18/11SOT-1 8/2SOT-1 8/2SOT-54/4SOT-54/4SOT-18/11SOT-54/16SOT-54/4SOT-54/4SOT-54/2SOT-54/8SOT-54/8SOT-32/2SOT-32/2SOT-32/2SOT-37/4SOT-54/4SOT-54/4SOT-1 8/1

7

SOT-1 8/9SOT-1 8/9SOT-1 8/9SOT-1 8/1

1

SOT-18/11SOT-54/2SOT-54/2SOT-54/8SOT-54/8SOT-54/8SOT-54/8SOT-18/1SOT-18/1TO-3TO-3TO-3TO-3TO-3TO-3TO-3TO-3SOT-82SOT-32/2SOT-18/1SOT-18/1SOT-18/1SOT-18/1SOT-18/1SOT-18/1SOT-18/1SOT-18/1TO-3

AF-satda auto rádio e Hi-Fi atá 15WComplementar do B0435AF-safda auto rádio e Hi-Fi até 15WComplementar do BD437Darlington p/salda áudio até 45WDarlington p/salda áudjo até 45WDarlington p/salda áudio até 45WComplementar do BDX62Complementar do BDX62AComplementar do BDX62BRF-uso geralTV-veja BF198TV-veja BF199TV-estágio RF sintoniz.(UHF)TV-oscilador/misturador (UHF)TV-misturador em seletor(VHF-UHF)TV-oscilador em seletorlVHF-UHF)AM-FM-veja BF494AM-FM-veja BF495TV-FI video controlada por CAGTV-FI vídeo (último estágio)TV- FM-estágio RF sintoniz.c/CAGFET junção - uso geral; inclusive VHFANI-FM-veja BF494AM-FM-veja BF495TV-FM-estágio de RF sint./osciladorTV-salda de videoComplementar do BF422TV-salda de videoTV-saída de videoTV-salda de vídeoTV-estágio RF linear sintoniz.AM-FM-conversor e amplif. RF/FIAM-FM-conversor e amplif. RF/FIMOS-FET-tetrodo para VHF/UHFFET de junçãoFET de junçãoFET de junçãoAmplificador faixa larga VHF/UHFAmplificador faixa larga VHF/UHFComutação-alta velocidadeComutação-alta velocidadeDarlington p/aplicações industriais

Darlington p/aplicações industriais

Darlington p/aplicações industriais

Darlington p/aplicações industriais

Comutação altíssima velocidadeComutação altíssima velocidadeTV-salda horizontal B&PTV-salda horizontal B&PTV-salda horizontal B&PTV-salda horizontal cores

TV-salda horizontal coresTV-saída horizontal cores

Comutação-alta velocidade-alta tensãoComutação-alta veloc.-alta tensãoComutação-alta veloc.-alta tensãoComutação-alta veloc.-alta tensão

Cbmutação-alta velocidadeComutação-alta velocidade

Comutação-alta velocidadeComutação-alta velocidade

ComutaçãoComutaçãoAF-salda Hi-Fi até 60W

DISPARADORES PNPNTipo VGA IV

1

Vqk IV) aRM IA) 9 ) Ptot (mWI Invólucro Aplicação

BPX66P 708 ) 2,5 1 ,5*0

) SOT-1 8/ 14 c/janelaBR101 50 5 2,5 275 SOT-1 8/ 14BRY39 70 5 2,5 275 SOT-1 8/148RY56 70 2.5 300 SOT-54/12 Disparador multifuncional

8)

VAK.VKAemv0 lts9) t = 10/us; 5= 0,0110) Irradiação necessária para disparo do dispositivo (mW/cm )

SIRENE AUTOMÁTICADE DOIS TONS

Um sirene de dois tons que produz sons que imitam desde o ganir deum cão ferido, ao som alternado de uma sirene de carro de polícia podeconstituir-se num projeto bastante atraente para quem deseja uma

NEWTON C BRAGA "maquininha de fazer muito barulho ". Na realidade, considerando-seque a alimentação do circuito pode ser feita com tensões entre 6 e 1

2

volts, o projeto torna-se muito mais interessante por motivos óbvios.

Um simples oscilador de audio acopladoa um amplificador de potência que fossecapaz de fornecer uns 5 ou 10 watts desaída a um alto-falante já seria muito maisdo que suficiente para se fazer muito baru-lho. Entretanto, como o que queremos émuito mais do que simples barulho, comoo que seria conseguido nessas condições,apresentamos um projeto que usa doisosciladores de modo que não só teremosmuito barulho, como também teremosbarulho variado. Em suma, teremos umasirene que produz um som alto que éacompanhado de variações tonais que ofazem imitar desde o latido de um cachor-ro, o ganir desse mesmo animal, gritos, echega mesmo a aproximar-se das sirenesde dois tons dos carros de polícia e bom-beiros. Com uma alimentação de 12 V ocircuito entrega a um alto-falante umapotência da ordem de 10 watts o que émais do que suficiente para se obter osefeitos desejados (figura 1).0 leitor poderá usar esta sirene com

diversas finalidades: em sistemas de alar-me teremos um volume mais do que sufi-

Figura 1

ciente para alertar a segurança mesmo emambientes de boas dimensões; em festaspode servir para chamar a atenção detodos, e finalmente pode ser colocada emmotos ou automóveis, é claro devendo serobservadas as restrições impostas pelalegislação para o uso de tais dispositivos.0 circuito utiliza 5 transistores e osdemais componentes acessórios nãooferecem dificuldades de obtenção nem deinstalação. Assim, acreditamos que os lei-tores que possuam alguma experiência nomanejo do ferro de soldar e em montagenssimples não terão dificuldades em execu-tar esta interessante sirene de dois tons.

COMO FUNCIONA:Para analisar 0 funcionamento deste cir-

cuito faremos sua divisão em três partes:

Revista Saber Eletrónica

os dois circuitos osciladores, o circuito quedetermina a dependência dos sinais dososciladores e o amplificador de audio.Comecemos por analisar o circuito oscila-dor, já que os dois são iguais, bastandoportanto explicar um deles.A base deste circuito é um transistor

unijunção (TUJ) cujo símbolo e aspectoreal aparecem na figura 2. Este componen-te, já conhecido de nossos leitores deoutras montagens, caracteriza por operarcomo um interruptor acionado por tensão,ou seja, trata-se de um semicondutor que" dispara" quando a tensão em seu emissor(E) atinge certo valor.

VB0 -- 35 V

>V=.0 *5 *

Figur

Deste modo, podemos ligá-lo numaconfiguração de oscilador, ou seja demodo a produzir pulsos de corrente ou ten-são de determinada freqüência da faixa deáudio, polarizando as duas bases conformemostra a figura 3 com dois resistores, eligando no emissor um resistor em sériecom um capacitor.

e 1 8 volts para o tipo de transistor empre-gado, o capacitor inicialmente descarrega-do começa a se carregar através do resis-tor, de modo que a tensão em sua armadu-ra ligada ao emissor, começa a subir.Quando a tensão no capacitor atinge ovalor que dispara o transistor unijunção ele"liga" colocando em curto as armadurasdo capacitor que então se descarrega, con-forme mostra a figura 4.

Quando ligamos este circuito a umafonte de alimentação, geralmente entre 3

um "pulso" na saída do circuito e um novociclo se inicia. O número de pulsos que sãoproduzidos em cada segundo, ou seja, afreqüência da carga e descarga do capaci-tor depende fundamentalmente de doisfatores: do valor do resistor ligado em sériecom o capacitor, e do valor do capacitor.Normalmente nos circuitos práticos esco-lhe-se o capacitor de um valor fixo quedetermina a freqüência central dos sinaisproduzidos, e para o resistor, coloca-se umvariável (potenciômetro). Assim, temos osseguintes pontos a observar na escolhados componentes:

a) Quanto maior for o valor do capacitor,mais graves serão os sinais produzidos, ouseja, mais baixa será a sua freqüência.

b) Quando giramos o ponteciômetro demodo que a sua resistência no circuitoaumente, a freqüência do sinal diminui, ouseja, os pulsos tornam-se mais intervala-dos.

No nosso circuito prático, teremos doisosciladores: um que utiliza um capacitorde pequeno valor (C2) cuja função é geraros sinais audíveis do tom principal, e ooutro de grande valor (Cl) cuja função éproduzir as variações ritmadas de tonalida-de do som emitido.

Outubro/77

A etapa seguinte a ser analisada é justa-mente a que determina a influência de umóscilador sobre o outro.

Esta etapa consta de um único poten-ciômetro em série com um resistor, con-forme mostra a figura 5, o qual é ligado de

modo a controlar simultaneamente a cargade descarga dos dois capacitores dos cir-

cuitos osciladores.

Com isso, quando o capacítor Cl secarrega lentamente, a tensão de carga docircuito de C2 aumenta na mesma propor-ção e com isso se obtem uma variação detonalidade do som produzido por este cir-cuito.

O potenciômetro PI controla portanto a"profundidade" das variações de tonalida-

de. Quanto maior for a sua resistência,maior será a profundidade das variações

de tonalidade. 0 potenciômetro P2 contro-la a frequência do primeiro oscilador, o

mais lento, e portanto a velocidade comque ocorrem as variações de tonalidade,

enquanto que o terceiro potenciômetro P3,controla a frequência fundamental do somem torno da qual ocorrem as variações.A última etapa consiste no amplificador,

cujo diagrama simplificado é dado na figu-

ra 6. 0 sinal para o amplificador é retiradodo emissor do transistor Q2, ponto em quesua amplitude é maior e portanto mais

apropriada para a nossa finalidade. 0 sinal

também poderia ser retirado de R5, masos resultados obtidos não seriam tão satis-fatórios.

Aplicado ao transistor Q3 o sinal produ-zido e misturado pelos osciladores é ampli-

ficado após o que é transferido para umaetapa Darlington por meio do capacitorC4. Esta etapa consta de um transistorimpulsor de pequena potência que é Q4 eum transitor de grande potência que deveexcitar com o máximo volume possível oalto-falante.

O resistor R9 atua como um limitadorpara a corrente de excitação enquanto que

o alto-falante é ligado ao emissor do tran-sistor em vista de sua baixa impedância.Como a corrente drenada pelo transis-

tor em funcionamento é muito elevada,este componente deve ser montado emdissipador de calor pois tende aquecer-sebastante. Na realidade, recomenda-se quea sirene não seja utilizada continuamente,de modo a não forçar o transitor Q5.A alimentação de 6 a 12 Volts precisa

vir de uma potente fonte que pode ser porexemplo constituída por 6 pilhas grandes

I2+I2V-2A

Revista Saber Eletrônica

de lanterna para o caso mínimo, bateria de6 ou 12 V de automóvel, ou ainda a fontede alimentação dada na figura 7. É impor-tante observar que a corrente drenada pelocircuito para uma alimentação de 12 Voltsé da ordem de 1 ,5 A, e que para uma ten-são de 6 V, seu consumo de corrente é daordem de 500 mA.

MONTAGEMPara a montagem desta Sirene o leitor

deve possuir as ferramentas básicas con-vencionais utilizadas neste tipo de traba-lho: um soldador de pequena potência(máximo de 30 watts), solda de boa quali-dade, um alicate de corte, um alicate deponta e chaves de fenda.

Existem duas possibilidades para a reali-zação prática do aparelho, que dependerãoda experiência do montador, do grau deminiaturização que ele deseja e de outrosfatores que não vem ao caso: o leitor poderealizar a montagem numa ponte de termi-nais que é a versão indicada aos menosdotados de experiência em eletrônica, masque ocupa maior espaço e portanto exigeuma caixa maior para alojar o conjunto, oupode realizar a montagem numa placa decircuito impresso cujo aspecto em tama-nho natural é dado na figura 8. Essa mon-tagem em placa apresenta a vantagem deocupar menor volume e esteticamente serbem melhor apresentável.

Como visamos sobretudo favorecer osprincipiantes, damos pormenores para amontagem em ponte de terminais: paraesta montagem o leitor deve guiar-sepelo diagrama da figura 9 e pela disposi-ção real das peças na ponte, dada na figu-ra 10. O alto-falante, o transistor Q5 emseu irradiador, os três potenciômetros decontrole, o fusível e o interruptor SI queaciona a sirene são os componentes nãosoldados na ponte de terminais.A ponte de terminais deve então ser

fixada na caixa que alojará o conjuntotomando-se cuidado em isolá-la completa-

mente desta, principalmente se for do tipometálico.

Para a soldagem de todos os compo-nentes na ponte observe cuidadosamente:

a) A posição dos transistores Q1 e 02que devem ficar com o ressalto para cimae ligeiramente para a esquerda.

b) À posição de Q3 e Q4 que devemficar com os lados chatos voltados paracima.

c) A Polaridade de Cl que deve ficarcom o lado positivo ligado em Q1

.

Somente depois de soldados todos oscomponentes, faça as interligações com

Outubro/77

fios rigidos ou flexíveis conforme mostra a

figura 10. Confira bem para não ligá-lasem lugar errado ou deixar faltar alguma.

Completada a montagem na ponte, fixeos demais componentes na caixa confor-

me sugere a figura 1 1 . Para esta finalidadecomece pelo transistor Q5 que deve sermontado num irradiador de calor. Essetransistor é montado conforme mostra a

figura 1 2 de modo a ficar com o seu cole-tor completamente isolado do dissipador e

do chassi do aparelho. Para esta finalida-

20Revista Saber Eletrônica

de, entre o transistor e o dissipador é colo-cada uma folha isolante de mica ou plásti-co especial (que pode ser adquirida juntocom o transistor), e nos orifícios em quepassa o parafuso de fixação são colocadasduas arruelas isolantes. Num dos parafu-sos é preso o terminal de ligação do cole-

tor que corresponde ao próprio corpo dotransistor.

O irradiador com o transistor é fixado naparte posterior da caixa e os fios de ligaçãodo transistor passam para seu interior porum orifício de dimensões apropriadas.

Para a fixação dos potenciômetros, do

suporte do fusível e do interruptor nãoexistem recomendações especiais.A ligação do alto-falante pode ser feita

com fio flexível, comum cujo comprimentodepende do local onde este componentedeverá ficar. Recomenda-se que o fio nãotenha mais do que 2 metros de compri-mento para não haver perda de potência.Com relação a ligação na fonte de alimen-tação deve ser feita com fio flexível, cujocomprimento também não deve exceder 2metros.

Completada a montagem confira asligações procurando se possível compararcom o diagrama da figura 9, de modo a sefamiliarizar desde já com a simbologia ele-trônica.

PROVA, USO E POSSÍVEIS FALHASCompletada a montagem, confira cuida-

dosamente toda a montagem, verificando

as ligações. Se tudo estiver em ordemcoloque um fusível de 3A no suporte eligue a unidade a uma fonte de alimenta-ção. Essa fonte pode ser a bateria de seucarro, a fonte cujo diagrama é dado nafigura 7, ou ainda, 6 pilhas de lanternaligadas em série.

Aperte o interruptor de pressão SI eajuste o potenciômetro P3 até ouvir umapito contínuo no alto-falante. 0 potenciô-metro PI, se possível deve estar todoaberto.

A seguir, vá girando vagarosamente P2de modo a observar variações de tonalida-de no som emitido pelo alto-falante. Quan-do as variações ocorrerem na velocidadedesejada, ajuste PI que controla a sua pro-fundidade. Ajustando experimentalmenteos três potenciômetros o leitor obterá efei-tos sonoros bastante interessantes.

Outubro/7721

Caso nãohaja emissão alguma de som,

damos algumas sugestões para a localiza-ção de uma possível falha: para esta finali-dade utilize um fone de cristal que seráconectado a um jaque no qual serão liga-dos dois fios para as provas, conforme

mostra a figura 13.

As provas com o fone devem ser feitasda seguinte maneira:

a) Com a ponta de prova 1 no terminal 8da ponte a ponta 2 no terminal 6, gire o

potenciômetro P2. Você deve ouvir "cli-

ques" ou estalidos intervalados. Isso indi-

cará que o conjunto Q1 , RI, R2, R3, Cl e

P2 se encontra ligado corretamente. Se

isso não ocorrer confira as ligações neste

setor da ponte.

b) Com a ponta de provai no terminal1 3 da ponte e o terminal 2 no terminal 1

1

da ponte, aperte SI e gire P3. Você deve

ouvir um zumbido no fone indicando que osegundo oscilador se encontra perfeito.

Isso significa que os componentes Q2, R4,

R5, C2 e P3 se encontram em perfeito fun-cionamento. Se não houver som no fone,verifique este setor da ponte.

c) Ligue o terminal de prova do fone 1

no ponto 1 7 da ponte e toque com o ter-minal 2 do fone no terminal 1 5 da ponte.

Você deve ouvir o som característico dasirene ao mexer em seus controles (aper-tando SI e girando PI, P2 e P3). Se isso

não ocorrer verifique as ligações de Q3,

R6, R7 e principalmente C3.

d) Ligue o terminal de prova do fone 1

no terminal 18 da ponte e o terminal de

prova 2 do fone no terminal 21 da ponte

Você deve ouvir normalmente o som da

sirene. Se isso não ocorrer verifique asligações de Q4, R8, C4 e R9.

e) Se o sinal característico estiver pre-sente nesta última prova, ou seja, em R9no terminal 21, e ainda assim o falantepermanecer mudo, verifique o transistor

Q5, se sua ligação está correta e principal-

mente a conexão do seu coletor (C) e asligações do alto-falante.

OBS: para tensões anormalmente bai-xas como na prova com 4 pilhas, o sompode soar algo rouco. Para torna-io mais

"limpo" reduza o valor de C3 para 4,7 kpF.

LISTA DE MATERIAL:

Q1 , Q2 - transistor unijunção do tipo2N2646 (duas unidades)Q3, Q4 - BC548, BC338,BC238,ou qual-quer equivalente NPN de silício para usogeral, (duas unidades)

Q5 - 2N3055 - transistor de potênciaPI - 22 kíí - potenciômetro comumP2 - P3 - 1 00 kí2- potenciômetro comumRI - 1k£2x 1/4 W-resistor (marrom, preto,vermelho)

R2, R4 - 470 ohms x 1/4 W - resistor(amarelo, violeta, marrom)R3, R5 - 100 ohms x 1/4 W - resistor(marrom, preto, marrom)R6 - 1 ,5kS2x 1/4W - resistor (marrom, ver-de, vermelho)

R7 - 2,2 x 1/4 W - resistor (vermelho,vermelho, verde)R8 - 100 kfi x 1/4 W - resistor (marrom,preto, amarelo)

R9 - 33 ohms x 1/4 W - resistor (laranja,laranja, preto)

Cl - 4,7 pF x 1 2 ou 1 6V - capacitor eletro-iítico

C2 - 0,05 pF ou 47 kpF - capacitor depoliester (amarelo, violeta, laranja)

C3 - 1 5 kpF - capacitor de poliester (mar-rom, verde, laranja)

C4 - 4,7 kpF - capacitor de poliester (ama-relo, violeta, vermelho)

F1 - fusível de 3 AFTE - alto-falante de 8 ohms para 1 0 wattsSI - interruptor de pressão:

Diversos: ponte de terminais, dissipador

de calor para o transistor, botões para ospotenciômetros, suporte para o fusível,material para isolar o transistor de potên-cia, porcas, parafusos, fios, solda, caixa

para abrigar o conjunto, etc.

22 Revista Safcer Eletrônica

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RÁDIO-CONTROLE - XI

Os relês utilizados nos sistemas de rádio controle devem apre-

sentar características bem definidas. Como em alguns casosexiste certa dificuldade em se poder utilizar tipos comuns noscircuitos práticos, faremos algumas considerações sobre esse

importante componente, analisando seu funcionamento, falare-

mos dos tipos comerciais que normalmente podem ser usados

nos projetos práticos e, finalmente ensinaremos como os reed-

-switches, componentes bastante compactos, possibilitam a

construção de relês simples e sensíveis pelos próprios hobistas,

sem dificuldades.

A função básica de um relê num circuitode rádio controle é atuar como um inter-ruptor acionado pelo sinal recebido pelo

rádio-receptor, ligando ou desligando umservo, ou qualquer outro dispositivo de

controle. Em suma, podemos dizer que umrelê consiste basicamente num interruptoracionado por um sinal elétrico que podeser uma corrente alternada, contínua, umatensão ou ainda um pulso.

Como nos modelos dirigidos por contro-le remoto existe o problema da disponibili-

dade de espaço os relês utilizados neste

tipo de equipamento devem ser os meno-res possíveis. Assim, quando o modelo aser controlado é um barco, ou ainda algumdispositivo fixo, em lugar dos relês espe-ciais miniaturizados para rádio-controle,

podem ser utilizados relês comuns cujoaspecto é mostrado na figura 1. Para os

Outubro/7725

figura 1

casos em que a disponbilidade de espaço éimportante como no caso de um aero-mo-delo, devem ser utilizados relês especiaisdo tipo mostrado na figura 2.

figura 2

Infelizmente nosso comércio de materialeletrônico específico para rádio-controleainda é muito pobre. Assim, existem aque-les que têm acesso aos componentesimportados, que podem contar com osrelês especialmente fabricados para estafinalidade (cujo preço, diga-se de passa-gem não é dos menores); existem aquelesque conhecendo as características dosrelês nacionais para aplicações gerais emequipamentos eletrônicos podem usá-los,sacrificando um pouco o projeto no que serefere à miniaturização, e finalmente osque possuem habilidade para construirseus próprios relês miniaturizados paraas aplicações que desejarem.

Neste artigo falaremos dos três tipos derelês.

Mostraremos como funciona um relêcomum, quais são as suas especificações eequivalências, que tipos comerciais podemser usados em modelos rádio-controladose finalmente ensinaremos como se podefazer um sensível reed-relê miniaturizadopara aplicações em circuitos de rádio-con-trole.

COMO FUNCIONA UM RELÊUm relê consta basicamente de uma

bobina de fio esmaltado (cuja espessurapode variar) e de um conjunto de contac-tos colocados nas proximidades, conformesugere a figura 3.

figura 3

O contacto móvel, normalmente, naausência de corrente na bobina, se encon-tra encostado no contacto superior, demodo que nestas condições o circuitoentre este contacto móvel e o contactosuperior se encontra fechado. Se ligarmosentre esses contactos uma lâmpada e umapilha conforme mostra a figura 4, a lâmpa-da permanecerá acesa nas condições denão excitação do relê.

ACESA

No momento em que circular umacorrente através de bobina do relê serácriado um campo magnético que atrairá oscontactos do relê de modo que o contactomóvel na posição inicial se deslocaráencostando no contacto inferior. O relê

26Rsvista Sabw Elatrònica

"fecha" portanto o contacto do circuito

inferior. Se houver uma lâmpada ligada emsérie com uma pilha a estes contactos elaacenderá, enquanto que a lâmpada supe-

rior apagará conforme mostra a figura 5.

APAGADA

Em suma, podemos utilizar os dois con-tactos de cima ou "normalmente fecha-

dos" de modo que desligamos o circuito

externo quando a bobina é percorrida por

uma corrente, ou seja, recebe um sinal, epodemos utilizar os dois contactos de bai-

xo ou "normalmente abertos" de modo

que ligamos o circuito externo quando a

bobina é percorrida por uma corrente ou

recebe um sinal.A espessura do fio usado e o número de

voltas da bobina determinam a sensibilida-

de da bobina de um relê, ou seja, a corren-

te que deve passar por ela para que os

contactos sejam acionados. Como acorrente depende da tensão existente

entre os extremos da bobina e como as

duas grandezas dependem da resistência

apresentada por essa bobina é comumfazer-se muita confusão no momento de

se especificar um relê com relação à suasensibilidade.

Uma maneira de se especificar um relêé dando-se a resistência de seu enrola-

mento e a tensão que deve ser aplicada

em seus terminais para que seus contactossejam fechados.

Assim, um relê de 600 ohms para 6

volts é um relê que fecha seus contactosquando uma tensão de 6 volts é estabele-

cida em seus terminais. Por meio de umarelação matemática simples vemos que a

corrente circulante na bobina nestas con-

dições é de 1 0 mA. Observe o leitor que

esse relê não é obrigatoriamente de 6 V.

Num circuito eletrônico, esse relê pode serusado com tensões algo maiores e ele fun-cionará perfeitamente. A única condiçãoque deve ser satisfeita é que haja pelo

menos 6 volts nos extremos de sua bobina

para que os contactos sejam fechados.

Para eliminar essa dificuldade quanto ao

uso, alguns fabricantes especificam seus

relês de modo diferente: são dadas asfaixas de tensão em que o relê pode operare a corrente necessária para seu aciona-

mento.

Assim, um relê de 6-1 8 V x 10 mA podeser usado em circuitos de 6 a 18 V,

fechando seus contactos quando a corren-

te em sua bobina for de 10 mA.

Assim, na aquisição do relê o leitor deve

observar ele pode fechar seus contactos

com a corrente disponíveis no circuito e atensão nele manifestada. Um relê de 6V x10 mA pode ser usado com vantagemnum circuito de rádio controle para 9 V x

1 0 mA. Este relê possuindo uma tensão defechamento pouco menor apresentará

maior sensibilidade que o original.

Na figura 6 temos as aparências de

alguns relês comuns disponíveis no nosso

mercado que podem ser usado em circui-

tos de rádio-controle com bastante eficiên-

cia por sua sensibilidade.

figura 6

AS LIGAÇÕES DOS RELÊS

Na ligação de um relê num circuito ele-trônico deve-se observar a disposição de

seus terminais. Teremos normalmente dois

terminais para a bobina e podemos terdiversos pares ou trios de ligação para os

contactos. Para a utilização correta do relê

deve ser obtida a identificação desses ter-

minais diretamente do fabricante.A bobina é ligada ao circuito eletrônico,

conforme sugere a figura 7, e os contactos

Outubro/7727

figura 7

escolhidos aos diversos circuitos de con-trole. Para um relê simples de um únicocontacto, apenas um circuito de controle,enquanto que, para relês de diversos con-tactos, diversos circuitos de controle.

OS REED-SWITCHES

Um reeed-switch é um interruptor acio-nado por um campo magnético, ou seja,um interruptor que pode ser acionado pelaaproximação de um imã ou pelo campomagnético criado por uma bobina percorri-da por uma corrente.

Na figura 8 temos um reed-switch vistode modo a se poder explicar seu funciona-mento. Num tubo de vidro cheio de gásinerte existem duas lâminas, as quais seaproximam, sem porém se tocarem. Nes-

AMPOLA DE VIDRO

I

TERMINAL CONTATOSt

figura 8

tas condições, intercalando num circuito, oreed-switch em condições de ausência deinfluência interna não dá condução àcorrente. Se agora aproximarmos externa-mente um pequeno imã, ou seja, se asduas lâminas forem submetidas à ação deum campo magnético elas se vergarão e,encostando uma na outra, fecharão o cir-cuito (figura 9).

0 tipo de campo magnético, ou seja, aintensidade do imã, e a direção de suaslinhas de força influem na sensibilidade doreed-switch.

CONTATOS FECHADOS

ATUAÇÃO DO CAMPOMAGNÉTICO

figura 9

Em suma, na ausência de campo mag-nético o reed-switch mantém seus contac-tos abertos e na presença de um campomagnético de intensidade suficiente, seuscontactos são fechados.

Se o campo magnético que acionar oreed-switch for proveniente de uma bobinapercorrida por uma corrente e não de umimã comum, teremos um comportamentoanálogo ao apresentado pelos relês.

Podemos então a partir desse compor-tamento construir dispositivos sensíveisdenominados "reed-relês".

Basta então, em torno de um reed-switch enrolarmos uma bobina de fioesmaltado. Quando uma corrente de inten-sidade suficiente percorrer essa bobina, oscontactos do reed switch fecharão, acio-nando o circuito externo (figura 10).

Como os reed switches são bastantesensíveis aos campos magnéticos, e comosão também bastante pequenos, comesses dispositivos não só obtemos relêsbastante sensíveis, como também bastan-te compactos sendo ideais para aplicaçõesem circuitos de rádio controle.

Se bem que o leitor possa contar emalguns casas especializadas com reed-re-

28Revista Saber Eletrônica

lês já prontos, ensinaremos a seguir comofazer a construção de um. Na figura 1

1

temos o aspecto externo de um reed-relêcomum, do tipo encontrado no comércio.

TERMINAIS

CONSTRUA UM REED-RELÊPara a aplicação num sistema de rádio

controle, o principal ponto a ser observado

nesse reed-relê é a sua sensibilidade.

Como este reed-relê deve ser acionadopor uma etapa dotada de um transistor debaixa potência que não pode fornecer

correntes maiores que 100 mA, devemosobrigatoriamente ter uma sensibilidadeboa para termos os resultados esperados.

O relê que descrevemos apresenta umasensibilidade bastante boa, podendo serutilizado sem problemas no sistema quedescrevemos nos artigos anteriores desta

série e em outros que descreveremos futu-ramente.

Este reed-relê é acionado quando acorrente circulante em sua bobina é de 1

5

mA sob tensão de 1 ,5 V, o que correspon-de a uma resistência de 100 ohms. Esserelê pode então ser usado em circuitos apartir de 1 ,5 V que disponham de umacorrente de pelo menos 1 5 mA.

Para a sua construção precisaremos de:

1 reed-switch miniatura (2,5 cm de com-primento) - micro-reed-switch para corren-

tes de pelo menos 500 mA1 5 metros de fio esmaltado 32 AWGDiversos: fita isolante, fio encapado, pape-

lão.

Com relação ao reed-switch, como nãose trata de componente crítico, qualquer

um de dimensões apropriadas ou seja,entre 2,5 e 4,0 cm podem ser usados.

A sensibilidade nos casos de variaçõesdependerá do tipo de reed-switch usado.

do número de espiras de fio esmaltado e

da habilidade do contrutor. Em geral,podemos dizer que ela estará, na pior dashipóteses, entre 10 e 30 mA o que estáperfeitamente dentro dos limites exigidos

para a maioria dos projetos de rádio-con-

trole.

CONSTRUÇÃOPrepare, com papelão fino, um tubo

de aproximadamente 1 cm a mais do com-primento do reed-switch e com diâmetrotal que o reed-switch possa encaixar-seperfeitamente em seu interior (figura 12).

TUBO 0E PAPELÃO

Descasque (raspe) cerca de 1 ou 2 cmda ponta do fio esmaltado e solde-a na

ponta de um pedaço de aproximadamente1 0 cm de fio de capa plástica fino, pren-

ESMALTADO

DETALHE DA EMENDA00 FIO

FIO

figura 13

Outubro/77 29

dendo esse fio como mostra a figura 1 3,inicie o enrolamento da bobina.

A bobina consiste em cerca de 600 a800 espiras de fio esmaltado (quantomais, melhor a sensibilidade) enroladasde modo não obrigatoriamente ordenadono tubo de papelão.

Completando seu enrolamento raspe aponta do fim do enrolamento e solde-anum fio de capa plástica conforme mostra afigura 1 4. Proteja o conjunto com umacamada de fita crepe ou fita isolante.

0 reed-switch será introduzido no inte-rior da bobina e em seus terminais serãosoldados fios de ligação.

Na figura 1 5 temos o reed-relê pronto.

CIRCUITO DE PROVA

Na figura 16 temos um circuito quevisa obter uma prova do reed-relê no quese refere â sua sensibilidade.

Com o potenciômetro todo para adireita o reed-relê não deve ser acionado,ou seja, a lâmpada deve permanecerapagada. Vá girando-o lentamente para aesquerda até a lâmpada acender. Quantomenos você girar, maior será a sensibili-dade do reed-relê.

Por exemplo, para o potenciômetro de1 k, o disparo do circuito externo a 1/4 dogiro (da esquerda para a direita) corres-ponde a uma sensibilidade da ordem de15 mA (alimentação de 6 volts).A escala dada na figura 1 6 ajuda o leitor

a ter uma idéia do funcionamento de seucircuito.

30Revista Seber Eletrônica

FP8 ISMIST. FPB 2- MIST. FPFI.SKHl

W][MMEDIDORES

SELETIVOS

Francisco Bezerra Filho

INTRODUÇÃO

Os medidores seletivos são muito usa-dos atualmente para medir respostas e/ou

nível em sistemas que operam com médiaou alta capacidade de canais telefônicos.Praticamente todos os medidores seletivos

partem do mesmo princípio, não importa ofabricante ou a origem do mesmo. Nesteartigo vamos tomar por base o conjunto degerador e medidor PS-3 e SPM-3 da S &G (§). Esse conjunto ó muito usado porquase todas as concessionárias queoperam no território nacional. Neste artigodamos uma explanação geral do uso esuas aplicações mais comuns assim comodados técnicos e especificações em geraldo conjunto gerador + medidor de sinais.

PORQUE O USO DO VOLTÍMETROSELETIVO?

Quando desejamos medir o nível de umsinal telefônico transmitido via rádio ou

linha física e junto com ele existem diver-sos sinais de interferência, se usarmos o

voltímetro de banda larga convencional

obviamente obteremos uma leitura falsa,devido aos sinais indesejáveis ou interfe-

rentes presentes no ponto a ser medido.

Como sabemos, o voltímetro de banda lar-ga não distingue níveis, mede na realidadeos níveis de todos os sinais que estão dis-

tribuídos ao longo do espectro do BB, não

sendo possível distinguir os níveis indivi-

dualmente, como podemos ver na figura 1

.

0 nivel lido pelo voltímetro de bandalarga é uma somatória de todos os níveisdistribuídos ao longo do espectro. Ao con-trário deste, o voltímetro seletivo só mede

figura 1

o nível dos sinais que estão dentro de umafaixa muito estreita, determinada através

da banda passante do filtro do medidor e,rejeitando os demais sinais que estão fora

de sua banda passante, como podemosver na figura 2.

0 funcionamento do voltímetro seletivoestá baseado no mesmo princípio do fun-cionamento do receptor heterodino de AMconvencional.

Partindo desse princípio podemos sinto-nizar qualquer freqüência ao longo doespectro. Na figura 2, temos o diagramade blocos de um voltímetro seletivo quepode medir tanto seletivamente como embanda larga. O sinal recebido na entrada é

(§)W & G—Wandel & Goltermann - alemã

Outubro/7731

aplicado a um misturador onde é feito obatimento com o sinal gerado por um osci-lador variável, convertendo o sinal recebi-do em uma frequência intermediária. A fre-quência resultante é filtrada por um filtrocom banda passante bem estreita, geral-mente de 1 740 Hz em torno da freqüên-cia central. Assim, podemos concluir que,com o voltímetro seletivo é possível medir--se qualquer sinal desejado ao longo doespectro e rejeitar os demais.

MEDIDOR SELETIVO SPM-3

É um medidor capaz de medir níveis desinais em milivolts ou em dBm tanto embanda larga como em banda estreita,cobrindo uma ampla gama de freqüências;desde 0,3 até 612 kHz.

Sendo muito útil para levantar a respos-ta de frequência ponto por ponto ou paramedir níveis de potência dos sinais em sis-

temas de portadoras com capacidade até120 canais telefônicos multiplexados.

Devido ao seu baixo nível de ruídointrínseco interno associado â sua altaseletividade, pode ser usado como medi-dor de distorsão harmônica ou como anali-sador de espectro. Geralmente esse tipode medidor é leve e compacto, alimentadopor energia da rede e/ou com bateria inter-na do tipo recarregável com capacidade deuso continuo por 8 horas; sendo por issoapropriado para uso no campo.O medidor SPM-3 pode ser usado em

conjunto com o gerador de sinais PS-3 for-mando um completo sistema de medidas,ambos podem ser sintonizados simulta-neamente a partir do medidor, através deligação externa (ver figura 3). Com esserecurso torna-se a operação bem simples erápida, sendo muito usado para medir res-posta de freqüência em amplificadores debanda larga ou para levantar resposta defiltros ponto por ponto.

FREQ. DE SINTONIA DO MEDIDOR —GERADOR.GERADOR OPERANDO ESCRAVIZAOO PELO MEDIDOR

figura 3

0 medidor seletivo SPM-3 tem diversasimpedâncias de entrada como 75, 150 e600 ohms, todas elas balanceadas. Alémdessas, há uma entrada de alta impedân-cia Zj > 5kO usada para medir níveissobre uma linha já carregada ou sobre umponto de alta impedância.

DESCRIÇÃO DO CIRCUITONa figura 4 temos o diagrama de bloco

do medidor seletivo de maneira bem sim-plificada. 0 sinal de entrada é aplicado aoprimário de TI através dos terminaisbalanceados A-B. Com a chave SI, pode-mos selecionar a impedância de entradadesejada. No secundário de TI temos umatenuador resistivo em passos de 10 dB,onde podemos atenuar o sinal de entradade -80 a +20 dB. O sinal na saída do ate-nuador vai a um amplificador de banda lar-

32Revista Saber Eletrónica

DIAGRAMA EM BLOCO DO MEDIDOR SELETIVO SPM-3

figura 4

ga. Na saída deste, o sinal tem dois cami-nhos, podendo ser medido em banda larga(posição 2 de S3) ou seletivamente (posi-ção 1 de S3).

No caso de medida seletiva na saída doamplificador, o sinal vai a um filtro passafaixa, com frequência de corte em 650K Hz, rejeitando-se todas as frequênciasque estão acima desta, 0 sinal é aplicado aentrada do primeiro misturador; na outraentrada é aplicada a frequência gerada por

um oscilador local, variável, do tipo LC,com frequência de operação de 652 KHz a1262 KHz, resultando na saída a I 9 fre-quência intermediária de 650 KHz. Essa,depois de ser filtrada e novamente aplica-da a um segundo misturador e na outraentrada é aplicada uma frequência fixagerada pelo segundo oscilador controladoa cristal com freqüência de 648,5 K. Hz. Nasaída, temos a 2? Fl com freqüência cen-tral de 1,5 K Hz, sendo esta selecionadapor um filtro passa-faixa com freqüênciacentral de 1,5 KHze banda passante de ±840 Hz, dando uma banda passante totalde 1740 Hz.

Quando a chave S3 está na posiçãoSELETIVA, o sinal de 1,5 K. Hz é aplicadoao amplificador linear de banda larga e daíao medidor Ml.Em paralelo com o medidor temos uma

saída, onde podemos ligar um registradorgráfico e monitorar a variação do nível deentrada em função do tempo, podendo-secontrolar em banda larga com freqüênciade 0,3 a 1 612 KHz ou em seletivo na fre-qüência de 1,5 KHz.A vantagem de usar-se dupla conversão

reside no fato do medidor tornar-se maisseletivo e isento de sinal interferente. Na

entrada temos um oscilador de onda qua-drada com freqüência de 14 KHz e com ní-vel de 0 dBm. Com a chave S2 na posição2 podemos calibrar a sensibilidade domedidor variando-se o ganho do amplifica-dor linear na saída.

DADOS TÉCNICOS1 . Freqüência de entrada

de 2 kHz a 612 kHzdivisão em 4 faixas;a) de 2 kHz a 1 50 kHzb) de 1 50 kHz a 300 kHzc) de 300 kHz a 450 kHzd) de 450 kHz a 612 kHz

2. Impedância de entrada

75, 1 50 e 600 ohms

3. Nível de entrada:a) seletivo de -80 a + 20 dB/dBmb) Banda larga: -40 a +20 dB/dBm

GERADOR DE SINAIS PS-3O gerador quanto às dimensões tem a

mesma configuração do medidor vistoanteriormente. É capaz de gerar frequên-cias de 300 Hz â 612 kHz com baixa dis-torsão e baixo nível de distorsão harmôni-ca sendo por isso recomendado para testede sistemas telefônicos via rádio ou linhafísica com capacidade de até 120 canaistelefônicos. A freqüência de saída é dividi-da em 4 faixas com variação contínua sen-do lida sobre uma escala graduada de fácilleitura e com ótima precisão de freqüência.0 gerador PS-3 pode operar separada-mente ou em conjunto com o medidorseletivo SPM-3 através do sistema de

Üutubro/77 33

escravização como podemos ver na figura3.

O gerador funciona baseado no princípiode batimento de freqüências. A frequênciade saída é obtida através de batimentoentre dois osciladores. sendo um de fre-qüência fixa e outro de freqüência variável.No caso de ambos operarem em sincronis-mo, o segundo oscilador do gerador desinais é desligado e usamos o oscilador domedidor através de ligação externa, como

podemos ver na figura 3. Qualquer queseja o caso, ambos os osciladores operamem freqüência acima dá freqüência final.

O primeiro oscilador é formado por umamalha LC oscilando em uma freqüênciafixa de 550 kHz. 0 segundo oscilador éformado por uma malha LC variável comfreqüência variável de 650,3 kHz â 1262kHz, como podemos ver na figura 5. Nasaída do filtro passa-baixo FPB (figura 6),

figura 6

temos a freqüência final do gerador resul-tante do batimento entre os dois oscilado-res, indo de 300 Hz à 6 1 2 kHz. O filtro temfreqüência de corte (ponto de -3 dB) em

figura 5

630 kHz, só deixando passar para a saídaas freqüências que estão abaixo desta erejeitando as demais, inclusive os harmô-nicos resultantes do batimento. Após o fil-tro, o sinal é amplificado, sendo o nível desaída ajustado para um valor desejadoatravés do atenuador S3 com a atenuaçãode 50 dB (-40 a + 1 0 dB) em passo de 1

0

dB. 0 potenciometro PI permite umavariação contínua de -20 a + 1 dB; essenível é graduado sobre á escala do medi-dor Ml. O medidor mede a tensão de saí-da sobre a fonte, ou seja, gerador de forçamatriz, medindo o nível de saída tanto emtensão como em dB/dBm.

No secundário de TI temos diversasimpedâncias de saída: 0, 75, 150 e 600

34.Revista Saber Eletrfinica

ohms, podendo ser ambas balanceadas ounão. Na figura 6 apresentamos o esquema

de saída para diversas impedâncias; as

impedâncias da direita são não-balancea-

das, e as da esquerda são balanceadas. Asprimeiras são dadas em dB Volts (dBV) eas demais em dBm. O osciladorfixo permi-te uma pequena variação de ± 4 kHz emtorno da freqüência central, variando-se

C2. Essa variação é muito útil quandovamos medir resposta do canal de voz oubanda passante de filtros.

O oscilador fixo é modulado por um tomde 800 Hz gerado internamente ou por umsinal modulante externo com freqüênciade 0,3 a 4 kHz.Além da saída I temos uma segunda saí-

da com impedância de 75 ohms (II) desba-lanceada, sendo que o nível nesta saída

não sofre influência do atenuador; seu ní-

vel só é controlado por PI e lido direta-

mente no medidor Ml . Esta saída pode serusada para ligar um contador externo paramonitorar a freqüência de saída.

DADOS TÉCNICOS

1 . Freqüência de saída (em 4 faixas) .

.

300 Hz a 612 kHz2. Impedância de saída

0, 75, 500 e 600 ohms3. Nível de saída

- 40 a +10 dB/dBm4. Tensão de saída

8 mV à 2,7 V5. Escala do medidor:

a) nível de tensão 0 - 850 mV 0 -2,7 Vb) Nível de potência :de-20 a 1 dB/dBm

Além desse medidor, há diversos outroscom diversos alcances, mas todos elestporém, do mesmo princípio.

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CIRCUITOS INTEGRADOS

FABRICAÇÃO E FUNCIONAMENTO

Carlos A. Nicolini

Componentas do Circuito Integrado:

Os elementos que constituem um Clmonolítico são os mesmos que se tem soba forma discreta, ou seja, transistores, dío-dos, resistores, capacitores. A única exce-ção são os indutores, cuja integração demodo prático ainda não é satisfatória.— Transistor integrado:

Transistor NPN: a principal diferençaestrutural entre o discreto e o integrado éque o primeiro parte de um substrato tipol\l que já é o coletor, e o integrado utilizamaterial P que será o suporte para todos

os elementos do Cl, e por isso não podeser utilizado como coletor. Assim, o tran-sistor precisa ter uma camada N, que éobtida por crescimento epitaxial sobre osubstrato e que será o coletor. Com umadifusão de material P (boro) se obtem aregião da base, e finalmente, material N=(fósforo de alta concentração) formando o

emissor. Portanto temos uma estrutura dequatro camadas e três junções, no lugardas três camadas e duas junções quecaracterizam o elemento discreto (fig. 8).

a) transistor discreto. b) transistor integrado.

Fig. 8 - Estruturas básicas de um transistor discretoe de um integrado.

No transistor integrado, o coletor, tipoN, está isolado dentro do substrato P e seucontato ôhmico N+ está na superfície enão na parte inferior do substrato, como éo caso de seu análogo convencional.Difunde-se material N+ para o coletor eemissor para que se tenha resistência ôh-mica de contato extremamente baixa coma rede de interligação que se depositasobre o cristal.A construção do transistor integrado se

faz acompanhar de elmentos paraslticos(fig. 9) que não encontram similares nosconvencionais. A resistência em série com

Outubro/77 37

o coletor e o substrato (rsc ) se deve ao fatoda corrente ter que atravessar a estreita

Fig. 9 - Circuito equivalente do transistor integrado.

região do coletor antes de atingir o contatona superfície, o que não ocorre com ocomponente discreto que tem a área docoletor, bastante grande. 0 diodo introdu-zido para isolamento, é responsável pela

capacitância e a resistência entre o subs-trato e a região ativa do transistor.

Para se contornar o problema da resis-tência rsc, utiliza-se uma "camada oculta”de material N+ (no caso, arsênio) localiza-da entre a camada epitaxial N e o substra-to P (fig. 1 0), que oferece condução de baixaresistência em paralelo com a região do

I EMISSOR 1 1 » | T

SUBSTRATO TIPO p

Fig. 10 - Corte transversal de um transistor mos-trando a camada oculta N+

coletor, reduzindo-se assim a resistênciarsc . A camada oculta N+ é difundida nosubstrato P antes do crescimento epitaxialN do coletor e por isso se utiliza arsêniocomo material N+ , pois este possui tem-peratura de difusão muito superior ao boroe fósforo, além de menor coeficiente dedifusão. Tais exigências são necessárias

para que, uma vez difundida a camadaoculta, não venha a sofrer alterações quan-

do da difusão das demais camadas con-tendo fósforo ou boro. A fig. 11 mostra otransistor integrado bipolar NPN visto decima e seu corte transversal.— Transistor PNP: o substrato P, o cole-

tor N e a base P de uma transistor NPN,formam um transistor PNP parasítico dequalidade e ganho muito baixos, que,geralmente, não pode ser utilizado. Comoem muitos circuitos há necessidade de

Fig. 1 1 - Transistor bipolar integrado NPN visto decima e em corte.

transistores de ambas as polaridades, umasolução, seria uma difusão adicional.Poderíamos difundir material P+ na regiãoN+ do emissor, transformando este embase e criando um novo emissor (fig. 12).

Mas isso seria antieconômico, pois seriamnecessárias todas as fases de oxidação,aplicação de máscaras, etc. Para superar oproblema criou-se o transistor PNP "hori-zontal" ou "lateral" (fig. 13). Assim designa-do por comparação com o anterior (fig. 12)onde as camadas estavam ordenadas deforma vertical. Possui o emissor e o coletor(ambos P) formados pela difusão da baseP de um transistor NPN, sendo que o cole-tor envolve completamente o emissor. Acamada epitaxial N é a base que se ligacom o contato na superfície através daregião N+.A vantagem do transistor lateral está no

fato de não necessitar nenhum processoadicional ao já usado para os NPN, mastem também algumas desvantagens,

38 Revista Saber ElBtrinica

Fig. 13 - Transistor integrado PNP lateral ou hori-zontal

como por exemplo a formação do transis-'tor PNP parasítico, através do substrato P,da camada epitaxial N e do próprio coletorP. 0 efeito parasítico surge porque as lacu-nas que saem do emissor para a base sãoabsorvidas tanto pelo coletor como pelosubstrato, reduzindo o ganho. Para atenuar

o efeito, utiliza-se uma camada oculta N +que cria um potencial positivo, servindo debarreira às lacunas.— Diodo Integrado: Basicamente todas asestruturas de componentes integrados,

são a do transistor, uma vez que é econo-micamente inviável construir, principal-

mente dentro do mesmo Cl, estruturasdiferentes com todos os seus passos defabricação, para elementos diferentes.

O diodo não foge à regra, e é simples-mente uma junção PN de um transistorNPN. Na fig. 14 têm-se os dois modos deutilizar o transistor como diodo num Cl:

a) diodo coletor-base, onde o coletor Né o cátodo e a base P, o anodo;

b) diodo emissor-base, onde o cátodo é

o emissor e o anodo, a base.O primeiro tem uso limitado, pois com a

polarização direta da junção coletor-base

(catodo-anodo) aparece a ação parasítica

do transistor PNP formado pelo substratoP, pela camada epitaxial N e pela difusão Pda base do transitor NPN (para se fazer oisolamento, o substrato deve ser ligado ao

potencial mais negativo do circuito). Osegundo é o mais utilizado. Recorrendo-se

a um curto-circuito entre a base e o cole-

Fig. 14 -Diagramas dos transistores usados comodiodos e suas estruturas correspondentes-

tor, evita-se o funcionamento parasíticodos transistores NPN ou PNP, este último,devido a potenciais induzidos na camadaepitaxial (coletor do NPN).A camada oculta N+ , aqui encontrada,

tem o mesmo efeito (reduzir a resistênciarsc) daquela encontrada em transistores.— Capacitor integrado: 0 efeito capacitivoparasítico das junções PN, é aqui aprovei-tado, não como parasítico mas como efei-to principal. Tem-se assim capacitores quepraticamente são diodos inversamentepolarizados e com duas formas básicas:

Outubro/77 39

a) junção base-emissor, de elevadacapacitância por unidade de superfí-cie e baixa tensão de ruptura ( - 7V);

b) junção coletor-base, de baixa capaci-tância por unidade de superfície, eelevada tensão de ruptura (-45V)(fig. 15).

Em qualquer caso, as capacitâncias sãomuito baixas (da ordem de 100 pF) exigin-do grande áreas do Cl, motivo pelo qual,para valores maiores prefere-se usar com-ponentes discretos externos. Mas o princi-pal inconveniente é o fato da capacitânciadepender diretamente da tensão inversaaplicada, obrigando a manutenção de umatensão de polarização adequada.— Resistor integrado: Este é o componenteque tem menor semelhança com seu aná-logo convencional. A técnica básica con-siste na modificação da resistividade deuma região da placa de silício, através dadifusão de materiais que alterem a con-centração dos portadores (tanto de elé-trons como lacunas), de modo que o valordo resistor passa a depender da profundi-dade da difusão, da concentração, domaterial e obviamente da área do resistor.Apesar de três variáveis, duas estão presasa outros fatores: a concentração e a pro-fundidade estão vinculadas aos transisto-res, pois o processamento do resistor ésimultâneo com a difusão da base ou doemissor. A única variável que realmentedeterminará o valor final do resistor, passaa ser a área na superfície da placa. Nova-mente por questões econômicas não seconstuma incorporar resistores maioresque 50kft .

A seção transversal da fig. 16a mostra oresistor de difusão de base, que é o maiscomum, onde o isolamento é feito pelapolarização inversa da junção, substrato P,camada epitaxial N, e também pela junção

da camada epitaxial com a região P doresistor. A camada epitaxial é ligada aomais alto potencial positivo do circuito, oque assegura proteção contra os efeitos dotransistor parasítico PNP - Substrato P,camada epitaxial N e resistor, Na fig. 16btem-se o aspecto muito ampliado, de umresistor composto de outros, ligados emsérie.

figura 16

a) Corte transversal de um resistor de difusão debase.

b) Aspecto de um resistor formado de vários resis-tores ligados em série.

Formação simultânea dos elementos deum Cl monolítico: Na construção de um Clmonolítico, todos os elementos são forma-dos simultâneamente seguindo a técnicado transistor que é a mais extensa e com-plexa.

Para maior clareza vamos descrever ospassos de formação de um circuito hipo-tético (fig. 17) com os terminais de saidanumerados como se indica. Na fig. 18temos o corte da seção transversal emcada etapa. E na fig. 19, o aspecto final,antes e depois da aplicação dos conduto-res metálicos de ligação.

Fig. 1 7 - Circuito utilizado como exemplo de cons-trução. Processo é mostrado na fig. 18.

1 —Início do processo com a oxidação dasuperfície superior da placa de silícioque será o substrato tipo P de 0,25 mmde espessura.

2 —Pelo processo fotolitográfico, janelassão abertas nos lugares determinadospelas máscaras, e neías se difundem

40 Revista Saber Eletrônica

1

Fig. 18 Passos da formação simultânea dos componentes do circuito da fig. 17.

Outubro/77 41

6

7

Fig. 19 - Vista superior dos itens 6 e 7 da fig. 18. 0 óxido não foi eliminado.

DIFUSÃO

TRANSISTOR n-p-

TRANSISTOR n-ç.

arsênio para formar as camadas ocul-tas N dos transistores e do diodo.Após a difusão toda a superfície énovamente coberta por óxido para pro-teção, antes da próxima etapa.

3 —Eliminado todo o óxido, faz-se cresceruma camada epitaxial tipo N (por adi-ção de antimônio) áté a espessura de

10 microns. Cobre-se de óxido nova-mente.

4 -Novas janelas são feitas, agora para afase de isolamento, através da difusão

de boro de alta concentração (P+).Esta

difusão cria verdadeiras ilhas, onde

serão desenvolvidos os componentes.

Mais uma camada de óxido é deposita-da.

5 —Novo processo de abertura de janelaspara difusão de Boro (P) que formará

as regiões correspondentes à base dotransistor NPN, coletor e emissor doPNP, anodo (base) do diodo, ao resis-tor e ao eletrodo P do capacitor. Novacamada de óxido é depositada.

6 —As janelas desta etapa são feitas parapermitir a difusão do fósforo de altaconcentração (N+) para as regiões:

emissor e contato N+ do coletor dotransistor NPN; região de ligação dabase do transistor PNP; cátodo do dio-

do; contato do coletor do diodo E—B eo eletrodo N do capacitor. Torna-se aoxidar.

7 —Como última etapa, retira-se o óxidodas regiões que necessitam de liga-

ções e por vaporização se deposita

uma camada de alumínio da qual,mediante a técnica fotográfica das

máscaras e corrosão, obtém-se condu-.tores metálicos para as interligações

dos diversos elementos, bem como paraos terminais externos.

Na fig. 20, temos a representação de umtransistor NPN visto de cima, mostrandoos filetes metálicos que fazem as ligaçõesinternas e externas do componente, atra-vés das "regiões de contato", muito maio-res que os pontos de contato nos compo-nentes, para facilitar as ligações e os tes-tes de desempenho.

Fig. 20 - Aspecto de um transistor integrado NPNcom suas regiões de contato para o emissor, cole-tor, base e substrato.

Todas as pastilhas de circuito integradosão testadas individualmente ainda no dis-

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co, por um computador que possui pontasde prova destinadas a tocar as regiões decontato, medindo e comparando com asespecificações. Havendo discrepâncias, odispositivo de teste cobre a placa comuma tinta indelével para identificaçãoquando do corte do disco. As pontas deprova possuem tanta precisão e rapidezque se torna extremamente difícil acompa-

nhar o movimento de subida e descida daspontas sobre as placas.A fotografia da fig. 21 mostra um circuito

integrado típico, ampliado muitas vezes. Aárea real de uma Cl pode variar muito, porexemplo, um amplificador de três etapasnecessitará de 0,2 mm2 , mas um circuitodigital comum, de 1 5 portas precisa de4,55 mm2 .

Fig. 21 - Vista tipica da plaqueta de um circuito integrado.

O corte do disco contendo as placas éfeito com uma ponta finíssima de diaman-te e a separação, mediante pressão. Exata-mente como se faz para cortar um pedaçode vidro. As placas pintadas (defeituosas)são refugadas e as aprovadas passam paraa fase de encapsulamento. 0 processo seinicia ao fixar a placa do Cl a um suportemetálico por meio de um material de baixoponto defusãocomo ligas de ouro-germânio

formação da compressãoesfera

Fig. 22 - método de interligações por termo-c

ou ouro-silício, com o suporte previamenteaquecido a temperaturas entre 350 e400 9C.

As ligações entre as regiões de contatoda placa e os terminais externos são feitospor termo-compressão ou mais recente-mente por ultra-som. No sistema de ter-mo-compressão a técnica de "união poresfera" (fig. 22), é muito comum e empregaum fio de ouro de 25 microns de diâmetro,

conduzido por uma agulha capilar detungsténio. Com uma chama de hidrogê-nio, forma-se uma bolinha na ponta do fio(esta é a razão de se usar o fio de ouro,outro material não forma a bolinha). A

agulha leva a bolinha a tocar a região decontato, momentâneamente aquecida a300 9C, soldando o fio de ouro firmemen-te. Desloca-se a agulha até o terminalexterno que possui uma fina camada de

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ouro na região a ser soldada, onde se fixa ofio, também por termo compressão. O cor-te do fio é feito peia chama que já faz outrabolinha para a próxima ligação.Após ter sido soldado nos terminais, o

Cl é encapsulado em plástico - (fig. 23) com

os terminais de ambos os lados (DIL —"double in line") ainda curto-circuitados,depois cortados e dobrados para baixo (fig.24). Finalmente, a última série de testespara controle de qualidade do produtofinal.

r ífa jiifi;3 ; 'itf íl

cm UMLSuporte da placa com

o centro dourado.

placa termicamente

d suporte

ligações da placa aos

terminais, com fios de ouro

Fig. 24 - Circuito integrado no encapsulamento DIL(double in Line).

Numeração dos terminais: Os circuitosIntegrados, tal qual as válvulas a vácuo,possuem nos esquemas eletrônicos, umsímbolo com terminais indicados por nú-meros que correspondem às entradas ousaídas do circuito.

Em invólucros metálicos ou terminaissão numerados do mesmo modo que nasválvulas: visto de baixo, em sentido horá-rio, começando o np 1 depois do guia (fig.25).

to

Fig. 25 - Numeração dos terminas em encapsula-mento metálico visto de baixo.

Para os encapsulamentos plásticos (fig.

26)

os terminais são contados (vistos decima) em sentido anti-horário a partir damarca (rebaixo) existente numa extremida-de do Cl, de forma que se a colocarmos àesquerda, o terminal 1, será o imediata-mente abaixo desta marca. 0 que é exata-mente a mesma coisa com relação aosmetálicos, mas que se justifica uma vez

Revista Saber Eletrônica

Fig. 26 - Numeração dos terminais no encapsula-mento DIL visto de cima

que no encapsulamento DIL se tem acessoaos terminais também pelo lado de cima,mesmo depois de soldado ao circuitoimpresso. Visto o diagrama do circuitoimpresso (por baixo de todos os compo-nentes) a contagem de terminais para ume outro é a mesma.

Recomendações para o manuseio dosCIs: Fazendo-se a distinção entre os doisgrandes grupos de CIs, os digitais e oslineares, pelo fato dos digitais exigiremconhecimentos da teoria da lógica e a exis-tência de instrumentos especialmente prorjetados para reparos em circuitos ouaparelhos digitais, voltaremos nossa aten-ção para os CLs, lineares, no que tange areparos e manutenção de equipamentosque utilizam circuitos integrados.

Basicamente os lineares, operam comum sinal que varia com o tempo, em formade tensão ou corrente, que podem ou nãoestar modulados. Assim, quando necessi-tarmos reparar um aparelho com CIs,deveremos tomar alguns cuidados, devidoà complexidade das funções, e à sua fragi-lidade quanto a sobretensões, ou incre-mentos de temperatura, o que não é tãocrítico para os transistores e muito menospara as "enormes" válvulas eletrônicas.Em compensação, a confiabilidade e a vidaútil é muitas vezes maior para os CIs.

Todas as precauções já tomadas para omanejo dos transistores devem ser utiliza-das no caso de CIs, levando-se em contaainda estas observações:

1 —0 Cl pode deteriorar se um compo-nente do circuito externo, em mau fun-cionamento, provocar tensões excessi-

vas ou polarizações errôneas;

2 —Como um Cl não pode ser consertado.

não vale a pena tentar-se detectar odefeito específico deste componente;

3 —Antes de se substituir um Cl deve-seter certeza de que o defeito está real-mente localizado nele, pois a repetiçãodo processo de retirada e colocaçãopor meio de solda, prejudica os termi-nais e pode enfraquecer a união docobre com a placa de fenolite do circui-to impresso.

4 -Deve-se iniciar a verificação do circuitocom defeito pelo Cl, que será o pontode referência, pois com os valores detensão lidos, a comparação com osvalores recomendados pelo fabricante,é imediata. Havendo discrepânciasconsideráveis parte-se para o examecriterioso de todos os componentesdiscretos do circuito;

5 —Estando o circuito externo correto,efetua-se nova medição nos terminaisdo Cl, sempre tomando o máximo cui-dado para não medir o terminal erradoou tocar com a ponta de prova em doisterminais simultâneamente, o queobviamente ocasionará leitura errôneapodendo, dependendo do caso, danifi-car irremediavelmente o Cl;

6 —Também nos casos de falta de ganhoou perda de sinal, o procedimento é omesmo do item anterior, justificando-se as violentas variações, quando domau funcionamento, pelo fato de cadaseção do Cl estar acoplada por c.c.,desde a entrada até a saida;

7 —Finalmente constata