sumário - escolaelectra.com.br · aba por des gir uma tens a tensão a emplo, 5,1 v. o valor in...
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1. Dio1.1 P1.2 1.3 1.4
2. Dio2.1 F
3. Tir3.1 R3.2 3.3 3.4 3.5
3.53.53.53.53.53.5
3.6 A3.7
3.73.7
3.8 4 DIA5 TR
5.1 F5.15.1
6 Tra
odo Zener olarização d
ReguladorDiodo ZenEfeitos Ze
odo LED ...uncionamenristores .....
Retificador CSCR IdeaPolarizaçãPolarizaçãModos de
5.1 Corre5.2 Corre5.3 Sobr5.4 Sobr5.5 Degr5.6 Luz o
Analogia comBloqueio
7.1 Comuta7.2 Comuta
CaracterísAC ............
RIAC ..........uncionamen1.1 Corte ..1.2 Circuitoansistores
..................do Zener ....r de Tensãoner ideal e dener ..............................nto ...............................
Controlado l .................ão Direta ....ão Reversa .e disparo deente de gaente de retretemperatretensão ...rau de tensou radiaçãm 2 transistou comutaçação naturação Forçasticas estátic....................................nto do TRIA..................os e AplicaEspeciais
..................
..................o .................diodo Zener........................................................................de Silício (S...................................................... um SCR ...
atilho ..........tenção e ctura ..............................são dv/dt (o ...............
tores ...........ção do SCRral ..............ada ............cas do SCR....................................
AC ...............................
ações......... ..................
2
Sumário
...................
...................
...................r real ......................................................................................SCR) ........................................................................................................corrente de......................................( Δv/ Δt) .............................................
R ........................................................
R ....................................................................................................................................
o
...................
...................
...................
...................
...................
...................
...................
...................
...................
...................
...................
...................
...................
...................e manutenç.............................................................................................................................................................................................................................................................................................
E
...................
...................
...................
...................
...................
...................
...................
...................
...................
...................
...................
...................
...................
...................ção .........................................................................................................................................................................................................................................................................................................
Eletrônica In
..................
..................
..................
..................
..................
..................
..................
..................
..................
..................
..................
..................
..................
..................
..................
..................
..................
..................
..................
..................
..................
..................
..................
..................
..................
..................
..................
..................
..................
..................
ndustrial
........... 4
........... 6
........... 7
........... 8
........... 9
........... 9
......... 11
......... 12
......... 12
......... 15
......... 16
......... 17
......... 18
......... 18
......... 20
......... 20
......... 20
......... 21
......... 21
......... 22
......... 22
......... 23
......... 23
......... 24
......... 25
......... 27
......... 29
......... 29
......... 30
......... 32
6.1 F6.2 M6.3 T
6.36.36.36.3
6.4 IG6.4
6.5 T6.56.56.5
7 Am7.1 A7.2 7.3 7.4 C
7.47.47.47.47.4
8 Bib
ET .............MOSFET ....Tipos de MO3.1 MOSFE3.2 MOSFE3.3 Caracte3.4 AplicaçGBT ...........4.1 Aplicaç
Transistor de5.1 Constit5.2 Princíp5.3 CaractemplificadorAmplificado
AmplificaTerra Virt
Circuitos Bá4.1 Configu4.2 Configu4.3 Amplifi4.4 Amplifi4.5 Compabliografia ..
..................
..................OSFET .......ET de depET de enrierísticas dções dos F..................
ção do IGBe Unijunçãotuição Intepio de Funcerísticas Tes Operacr Operacio
ador Operactual ............sicos ..........uração invuração nãocador Somcador Sub
arador ..........................
..................
..................
..................leção ........quecimentos FETs ...
FETs ............................
BT – Inverso(UJT) ........rna ............cionamento
Técnicas ....cionais .......nal Ideal ...
cional Real .....................................ersora.......o inversora
mador .........trator ............................................
3
...................
...................
...................
...................to ........................................................................sor de tens......................................o .....................................................................................................................................................a .............................................................................................
...................
...................
...................
...................
...................
...................
...................
...................são ..........................................................................................................................................................................................................................................................................................................
E
...................
...................
...................
...................
...................
...................
...................
...................
...................
...................
...................
...................
...................
...................
...................
...................
...................
...................
...................
...................
...................
...................
...................
...................
Eletrônica In
..................
..................
..................
..................
..................
..................
..................
..................
..................
..................
..................
..................
..................
..................
..................
..................
..................
..................
..................
..................
..................
..................
..................
..................
ndustrial
......... 32
......... 33
......... 34
......... 35
......... 35
......... 36
......... 37
......... 37
......... 42
......... 42
......... 43
......... 43
......... 44
......... 45
......... 46
......... 47
......... 48
......... 49
......... 49
......... 50
......... 51
......... 52
......... 53
......... 55
1.
O di
seus ter
tensão, d
é pouco
regulado
As a
até circu
(silício o
semicon
A dif
região ze
Diodo Zene
odo Zener é
minais. O no
diodos de re
o usado dev
or de tensão
aplicações e
uitos digitais
ou germânio)
ndutor.
ferença entr
enerrá mostr
r
é um diodo s
ome diodo ze
eferência de
vido a exist
e como refe
m eletrônica
s. Um díodo
) e por dois t
F
e eles é que
rada na figur
semiconduto
ener está as
tensão e dio
tência dos v
rência de ten
a industrial sã
zener é co
terminais, o
Figura 1 - Sim
e o zener atu
ra abaixo:
4
r que polariz
ssociado a tr
odos supress
varistores. N
nsão.
ão diversas:
onstituído po
Ânodo (A) e
mbologia do
ua na região
zado reversa
rês tipos de
sores de tran
Neste curso
desde aplic
or uma junçã
e o Cátodo (
o diodo zen
o de polariza
E
amente mant
aplicação: d
nsientes. O ú
o o zener s
cações em fo
ão PN de m
(K) da mesm
er
ação reversa
Eletrônica In
tém a tensão
iodos regula
último item n
será analisad
ontes de alim
material sem
ma forma que
a, que é cha
ndustrial
o fixa em
adores de
na prática
do como
mentação
icondutor
e o diodo
amada de
O
polarizad
seus term
pouco e
tensão.
Um díod
inversa,
de carga
entre os
inversa,
corrente
díodo Ze
e manté
díodo) c
vários tip
mW, alé
tensão d
resistênc
Tens
O diodo Ze
do diretamen
minais for inf
depois cada
Por esse fat
do vulgar po
chamada de
a espacial, à
s dois tipos
cujo valor
elevada ac
ener, ao atin
m constante
como, por ex
pos de díodo
ém de outros
de Zener. É
cia em série,
são Zener
ener pode f
nte , funcion
ferior a 0,7 V
a vez mais d
to, a sua ten
olarizado inv
e saturação
à temperatur
de díodo é
depende do
caba por des
gir uma tens
e a tensão a
xemplo, 5,1 V
o. O valor in
s valores. O
É por isso q
, destinada p
Figura 2 -
funcionar po
na como out
V (díodo de s
depressa, sen
nsão de con
ersamente p
e devida uni
ra ambiente.
é que, no d
o díodo, est
struir o díodo
são chamada
os seus term
V e 6,3 V. Q
ndicado é o
valor da co
que o díodo
precisamente
5
- Gráfico dio
olarizado di
tro díodo qu
silício) e a pa
ndo não line
dução não é
praticamente
icamente à g
. No díodo Z
íodo conven
te aumenta
o, não send
a de Zener, o
minais. Exist
Quanto ao va
da potência.
orrente máxim
o Zener se
e a limitar a c
odo zener
iretamente o
ualquer. Não
artir desta ten
ear a curva d
é única, sen
e não condu
geração de p
Zener aconte
ncional, ao
bruscament
o possível in
o díodo aum
em várias te
alor da corre
. Por exemp
ma admissív
encontra no
corrente a um
Corrente
Corrente
E
ou indiretam
o conduz enq
nsão começa
e crescimen
do considera
z. Existe um
pares de elét
ece a mesm
atingir uma
te a conduç
nverter o pro
menta a cond
ensões de Ze
ente máxima
lo, existem d
vel depende
ormalmente
m valor admi
direta
reversa
Eletrônica In
mente. Quan
quanto a ten
a a conduzir
nto da corren
ada de 0,6 o
ma pequena
tron-lacuna n
ma coisa. A
determinad
ção (avalanc
ocesso, enq
dução sem se
ener (uma p
a admissível
díodos Zene
desta potên
associado c
issível.
ndustrial
ndo está
nsão aos
, primeiro
nte com a
ou 0,7 V.
corrente
na região
diferença
a tensão
che) e a
uanto no
e destruir
para cada
, existem
er de 400
ncia e da
com uma
1.1 Pola
O dí
cátodo)
na estab
A
P D
ruptura s
M
diodo po
o
S
especific
I
corrente
danificar
arização do Z
íodo zener q
permite man
bilização/regu
A potência d
Por exemploDesde que a
sem ser dest
Muitas veze
ode suportar,
onde:
Se quiserm
cação de pot
Isto significa
de zener ab
r.
Zener
quando polarnter uma ten
ulação da te
Figura 3
dissipada por
o, se VZ = 6,2a potência nã
truído.
s na especi
, em função
IZM =
os saber a
tência de 500
a que, se ho
baixo de 80,
rizado inversão constan
nsão nos circ
- Exemplo d
r um diodo ze
2V e IZ = 12mão seja ultra
ficação do f
da máxima p
= máxima co
PZM
V
a corrente e
0mW, então:
IZM = 500
uver uma re
6mA, o diod
6
rsamente (â
nte aos seus
cuitos.
de um circu
ener é dada
PZ = VZIZ
mA, então: Papassada, o
fabricante in
potência que
IZM = PZM / V
orrente de ze
M = potência e
VZ = tensão
especificada
:
0mW / 6,2v =
esistência lim
do zener pod
ânodo a um p
terminais (U
uito com Dio
pela fórmula
Z = 6,2V x 12diodo zener
nclui-se tamb
e o mesmo p
VZ
ener especific
especificada
de zener
a de um di
= 80,6mA
mitadora de c
de operar de
E
potencial neg
UZ) sendo po
odo Zener
a:
2mA = 74,4mpode operar
bém a corre
ode suportar
cada
a
odo zener
corrente sufi
ntro da regiã
Eletrônica In
gativo em re
or isso muito
mW. r dentro da r
ente máxima
r. Assim:
de 6,2V c
ciente para
ão de ruptura
ndustrial
elação ao
o utilizado
região de
a que um
com uma
manter a
a sem se
L
6,2V, en
Q
um ligeir
também
medir VZ
20mA e
uma cor
1.2
O
regulaçã
deve ma
que o va
excesso
opere de
o circuito
Apela fórm
Pe 12V re D0. a) obtenb) obten Para ob a b
Levando-se
ntão é aconse
Quando um
ro aumento
é denomina
Z. Assim por
ZZT = 5Ω, in
rente de 20m
Regulador
Os díodos z
ão/estabilizaç
anter-se entre
alor mínimo,
de corrente
entro da reg
o abaixo:
A corrente qmula:
Para entendespectivamenDevemos en
ção de q1 (Vção de q2 (V
ter o ponto
a) obtenção b) obtenção
em conta u
elhável para
diodo Zener
na tensão.
ada impedân
exemplo, pa
ndica que o
mA.
de Tensão
zener são de
ção de tensã
e os valores
não permite
e. Para que
ião de ruptu
que circula p
er como funcnte. ntão obter o
VZ = 0), temoVZ = 0), temo
de ruptura
de q1 (IZ = 0de q2 (IZ = 0
ma tolerânc
maior segur
IZM = 500mW
r está operan
Isto significa
ncia zener (
ara um diodo
diodo zener
efinidos pela
ão aos seus
de corrente
e a regulação
ocorra o efe
ra, respeitan
por RS que é
IRS
ciona a regu
o ponto de s
os: I = 9/500 os: I = 12/500
(interseção
0), temos: VZ0), temos: VZ
7
cia de 10% (
rança recorre
W / 6,2V(x 1,
ndo na região
a que o diod
(ZZT), també
o fictício 1NZ
r tem uma te
a sua tensão
s terminais a
zener defini
o da tensão
eito regulado
ndo-se as es
é a própria c
S = (VE - VZ) /
ulação de ten
saturação (i
= 18mA 0 = 24mA
horizontal)
Z = 9V Z = 12V
(por exemplo
er ao proced
,1) = 73,3mA
o de ruptura
do zener tem
m referencia
ZX45, com a
ensão de 12
o de zener (
a corrente q
dos como m
e, se é maio
or de tensão
specificações
corrente que
/ RS
nsão, suponh
interseção v
, fazemos IZ
E
o), acima ou
imento abaix
A
, um aument
m uma pequ
ada à corren
as especificaç
2V e uma res
(UZ) mas pa
que circula p
áximo e mín
or, pode rom
é necessári
s da corrente
circula pelo
ha que a ten
vertical), faz
Z = 0.
Eletrônica In
u abaixo do
xo:
to na corrent
uena resistên
nte de teste
ções VZT = 1
sistência de
ara que pos
pelo díodo z
nimo, pois se
mper a junçã
io que o dio
e máxima. C
o diodo Zene
nsão VE varie
zendo com
ndustrial
valor de
te produz
ncia, que
e IZT para
12V; IZT =
5Ω para
sa existir
zener (IZ)
e é menor
o PN por
do Zener
Considere
er é dada
e para 9V
que VZ =
O gráfico ent
Analisando
vamente, ha
a tensão VE
Basta para
eceu praticam
ação de tens
Diodo Zene
primeira apro
er que a ten
, o que equ
r substituído
tão fica com
o gráfico ac
verá mais co
tenha variad
isso compar
mente const
são.
er ideal e di
oximação, po
nsão de saíd
ivale a ignor
por uma fon
Fig
o aspecto a
Figura
cima, observ
orrente no di
do de 9 a 12V
rar a diferenç
tante mesmo
odo Zener r
odemos con
a (VZ) será s
rar a resistê
nte de tensão
gura 5 - Grá
8
a seguir:
a 4 - Gráfico
rva-se que e
iodo zener im
V, a tensão z
ça entre q1 e
o que a tens
real
nsiderar a reg
sempre cons
ncia zener.
o com resistê
áfico do Dio
o Zener
embora a te
mplicando na
zener ainda
e q2, onde o
são de entra
gião de rupt
stante, embo
Isto significa
ência interna
do Zener Id
E
ensão VE va
as interseçõe
é aproximad
bserva-se qu
da tenha va
ura como um
ora haja uma
a que num c
a nula.
eal
Eletrônica In
arie para 9V
es q1 e q2.
damente igua
ue a tensão
ariado. Essa
ma linha ver
a grande var
circuito o dío
ndustrial
V e 12V
Portanto
al a 6V.
de saída
é a idéia
rtical. Isto
riação de
odo zener
Na segunda
a bateria ide
e tensão ma
r dizer que n
uma variação
erá tanto men
Efeitos Zen
de zener – a
a atómica do
eito verifica-s
do grau de d
de avalanchamente pelo
a velocidade
electrões dos
dos libertam
he.
nsões invers
itos (efeito de
Diodo LED
D é a sigla em
ndutor (junçã
uz não é mo
V
aproximaçã
eal. Isto sign
aior.
na região de
o, embora m
nor quanto m
F
ner
ao aplicar ao
o díodo e ve
se geralment
dopagem (pe
he – Para
o efeito de a
e das cargas
s átomos se
outros, orig
as VR, entre
e zener e efe
m inglês para
o P-N) que q
onocromática
o deve ser le
ifica que qua
e ruptura a li
muito pequen
menor for a re
Figura 6 - G
o díodo uma
encida a zon
te para tens
ercentagem d
tensões inv
avalanche. Q
s eléctricas (
micondutore
inando uma
e 5V e 7V, a
eito de avala
a Light Emitt
quando ener
a (como em u
9
evada em co
anto maior f
inha é ligeira
na, da tensã
esistência de
Gráfico Diodo
a tensão inv
na neutra, o
sões inversas
de impurezas
versas VR >
Quando se a
(electrões). A
es, através d
reacção em
a condução
anche).
ting Diode, o
rgizado emit
um laser), m
onsideração
for a corrente
amente inclin
o de saída (
e zener.
o Zener Rea
ersa de dete
riginando as
s VR <5 Vol
s) do silício o
>7 Volt, a c
aumenta o v
A velocidade
o choque. E
m cadeia, à
do díodo é e
ou Diodo Em
te luz visível
as consiste d
E
a resistência
e, esta resist
nada, isto é,
(VZ). Essa va
al
erminado va
ssim a corre
t e o seu va
ou do germâ
condução do
alor da tens
atingida pod
stes novos e
qual se dá
explicada cu
missor de Luz
por isso LE
de uma band
Eletrônica In
a zener (RZ)
tência produ
, ao variar a
ariação da te
alor (VZ) é ro
nte eléctrica
alor pode se
nio.
o díodo é e
são inversa,
de ser suficie
electrões libe
o nome de
umulativame
z. O LED é u
ED (Diodo Em
da espectral
ndustrial
em série
uzirá uma
corrente
ensão de
ompida a
a inversa.
er variado
explicada
aumenta
ente para
ertados e
efeito de
nte pelos
um diodo
missor de
relativam
de luz pe
junção P
lacunas
era livre,
No silíci
compone
a luz e
capacida
manuten
Já em o
fótons de
A forma
O mater
de valên
"aceitado
portanto
contém
Portanto
semicon
Os semi
e N). Ne
Por exem
tipo P. Is
A Mobilid
estrutura
dos porta
Na regiã
praticam
íons "do
portador
mente estreit
ela aplicação
P-N polarizad
e elétrons. E
, seja liberad
io e no germ
entes eletrôn
mitida (devi
ade de corre
nção dessa t
outros materi
e luz emitido
simplificada
rial dopante d
ncia em relaç
ores") remo
, o semicon
átomos com
o, na ligaçã
ndutor do tipo
condutores t
este caso, o d
mplo, se exis
sso implicará
dade dos Po
a cristalina d
adores, men
ão de conta
mente isenta
oadores" da
res de carga
a e é produz
o de uma fon
da diretamen
Essa recomb
da, o que oco
mânio, que
nicos, a maio
do a opacid
ente chegam
emperatura
iais, como o
o é suficiente
a de uma jun
de uma área
ção ao mate
vem elétron
ndutor torna-
m um elétro
ão esse elé
o N.
também pod
dopante em
stem mais do
á, contudo, n
ortadores é a
do material s
nor será a pe
ato das área
de portadore
região N e
"isolam" as
zida pelas int
nte elétrica d
nte, dentro da
binação exige
orre na forma
são os elem
or parte da e
dade do ma
m a precisar
em um patam
arseneto de
e para constit
nção P-N de
a do semicon
erial semicon
ns de valênc
-se do tipo
n a mais do
étron fica d
em ser do ti
maior conce
opantes que
a redução da
a facilidade c
sem colidir c
erda de energ
as, elétrons
es de carga,
e os íons "
demais lacu
10
terações ene
e energia é c
a estrutura, p
e que a ener
a de calor ou
mentos bási
energia é libe
aterial), e o
r de irradiad
mar toleráve
e gálio (GaA
tuir fontes de
um led dem
ndutor contém
ndutor. Na li
cia do semi
P. Na outra
o que o se
disponível so
po compens
entração dete
e levariam ao
a Mobilidade
com que car
com a vibraç
gia, portanto
e lacunas
a chamada
"aceitadores
nas do mate
ergéticas do
chamado ele
próximo à jun
rgia possuída
u fótons de lu
cos dos dio
erada na for
os compone
ores de calo
el.
As) ou o fosf
e luz bastant
monstra seu p
m átomos co
gação, os ío
condutor, de
a área do se
micondutor
ob a forma
sados, isto é,
erminará a q
o P do que d
e dos Portad
rgas n e p (e
ção da estru
mais baixa
se recombi
barreira de
" da região
erial P dos ou
E
elétron. O pr
etroluminesc
nção, ocorre
a por esse el
uz.
odos e trans
rma de calor
ntes que tr
or (dissipado
eto de gálio
e eficientes.
processo de
om um elétro
ons desse m
eixando "lac
emicondutor
puro em su
a de elétron
possuem am
que tipo perte
do tipo N, o s
ores.
elétrons e bu
tura. Quanto
será a resist
nam, criand
potencial, on
P, que po
utros elétrons
Eletrônica In
rocesso de e
cência. Em qu
em recombina
létron, que a
sistores, entr
r, sendo insig
rabalham co
ores) para a
(GaP), o nú
eletrolumine
on a menos n
material dopa
cunas" (ou b
r, o material
ua faixa de
n livre, form
mbos os dop
ence o semic
semiconduto
uracos) atrav
o maior a m
tividade.
do uma fina
nde temos a
or não apres
s livres do m
ndustrial
emissão
ualquer
ações de
até então
re outros
gnificante
om maior
ajudar na
úmero de
escência.
na banda
ante (íons
buracos),
dopante
valência.
mando o
pantes (P
condutor.
or será do
vessam a
mobilidade
camada
penas os
sentarem
material
N. Um e
energia
semicon
(níveis d
os elétro
A região
"banda
chamada
barreira
recombin
área pela
Como a
conduçã
exibirem
específic
2.1 Func
A
portanto
que utiliz
pode se
dopagem
materiais
os leds b
de fósfo
branca.
tornam-s
prazo. E
"chips", u
létron livre o
externa (p
ndutor: nesse
discretos), se
ons ocuparem
o compreend
proibida". S
a "proibida")
de potencia
nação ocorre
a introdução
a recombina
ão, pode-se
m bandas ad
co).
cionamento
A luz emitid
, dependente
za o arsenet
er vermelha o
m de nitrogê
s, consegue
brancos, ma
ro do mesm
Com o bara
se ótimos su
Existem tamb
um vermelho
ou uma lacun
polarização
es materiais
endo as band
m.
dida entre o
Se o materia
). A recomb
al, pode aco
er na banda
o de outras im
ção ocorre
escolher ad
dequadas p
o
a não é mo
e do cristal e
to de gálio e
ou amarela,
nio, a luz em
-se fabricar
s esses são
mo tipo usado
ateamento do
ubstitutos pa
bém os leds
o (R de red),
na só pode a
direta da j
s, os elétron
das de valên
topo da de v
al semicondu
binação entre
ntecer na ba
proibida se
mpurezas no
mais facilm
equadament
para a emis
onocromática
e da impurez
emite radiaçõ
de acordo
mitida pode s
leds que em
geralmente
o nas lâmpa
o preço, seu
ara as lâmp
brancos cha
um verde (G
11
atravessar a
unção). Aq
ns só podem
ncia e de con
valência e a
utor for pur
e elétrons e
anda de val
deve à criaç
o material.
mente no nív
te as impure
ssão da co
a, mas a ba
za de dopage
ões infra-ver
com a conc
ser verde ou
mitem luz azu
leds emisso
adas fluoresc
u alto rendim
padas comun
amados RG
G de green)
barreira de p
ui é precis
m assumir
ndução as de
a parte inferio
ro, não terá
e lacunas, q
ência ou na
ção de estad
vel de energ
ezas para a
r de luz de
nda colorida
em com que
rmelhas. Dop
centração. U
u amarela. H
ul, violeta e a
ores de cor a
centes, que
mento e sua
ns, e devem
B (mais caro
e um azul (B
E
potencial med
so ressaltar
determinado
e maiores nív
or da de con
elétrons ne
que ocorre d
a proibida. A
dos eletrônic
gia mais pr
confecção d
esejada (co
a é relativam
o componen
pando-se com
tilizando-se
Hoje em dia,
até ultra-viole
azul, revestid
absorve a lu
grande dura
m substituí-la
os), e que sã
B de blue). U
Eletrônica In
diante a apli
um fato f
os níveis de
veis energét
ndução é a
essa banda
depois de v
A possibilidad
cos de energ
róximo da b
dos leds, de
omprimento
mente estreit
nte é fabrica
m fósforo, a
fosfeto de g
com o uso d
eta. Existem
dos com uma
uz azul e em
abilidade, es
as a médio
ão formados
ma variação
ndustrial
cação de
físico do
e energia
icos para
chamada
(daí ser
vencida a
de dessa
gia nessa
banda de
e modo a
de onda
ta. A cor,
do. O led
emissão
gálio com
de outros
m também
a camada
mite a luz
sses leds
ou longo
s por três
o dos leds
RGB são
de luzes
3. T
O Tjunções,
Como ex
porque m
ocorrer u
e MOSF
corrente
o tiristor
3.1 Retif
O
terminal
conduçã
adequad
um pulso
A
potência
deve à s
corrente
A
S
c
c
o leds com u
s utilizando a
Tiristores
iristor é um
que permit
xemplo, pod
mesmo quan
um pulso na
FETs), os tiris
, tiristores D
continua liga
ficador Con
Os Tiristore
conhecido
ão (disparo).
damente (ten
o.
A principal a
a em sistema
sua ação de
e tensão em
Algumas car
São chaves
condução, co
Em muitas
característic
um microcont
penas um le
m dispositivo
em o chave
emos citar o
ndo o dispos
porta. Ao in
stores são lig
B-GTO usam
ado enquant
ntrolado de S
s SCR’s fun
como Gatilh
Em condiçõ
nsão positiva
aplicação que
as CC e CA
e chaveame
m que podem
racterísticas
s estáticas b
om a possib
aplicações
as na prática
trolador integ
ed.
Figu
semicondut
eamento do
o SCR e o TR
sitivo está di
nvés de prec
gados por um
m um pulso d
to o dispositiv
Silício (SCR
ncionam an
ho (Gate ou
ões normais d
a no Ânodo),
e os SCR têm
A, utilizando
ento rápido,
m operar.
dos SCR’s:
bi-estáveis, o
ilidade de co
s podem se
a. 12
grado, o que
ura 7 - Diodo
tor multicam
estado de c
RIAC. Um tir
iretamente p
isar de um s
m pulso. Par
de tensão e o
vo estiver dir
R)
alogamente
u Porta). Es
de operação
deve recebe
m é a conve
apenas uma
ao seu peq
ou seja, tra
ontrole.
er considera
e permite que
o LED
mada biestáv
corte para es
ristor é funci
polarizado el
sinal continua
ra os SCRs,
os LASCRs
retamente po
a um diod
ste terminal
o, para um S
er um sinal d
ersão e o con
a pequena p
ueno porte
abalham em
ados chaves
E
e se obtenha
el, composto
stado de con
onalmente d
e não irá co
amente na p
o sinal de co
um pulso de
olarizado.
o, porém p
é responsáv
SCR conduzir
de corrente n
ntrole de gra
potência para
e aos altos
dois estado
s ideais, m
Eletrônica In
a um verdade
o de quatro
ndução e vi
diferente de
onduzir enqu
porta (como n
ontrole é um
e luz. Uma ve
possuem um
vel pelo co
r, além de p
no gatilho, ge
andes quantid
ra o controle
valores nom
os: não con
mas há limit
ndustrial
eiro show
ou mais
ce-versa.
um diodo
uanto não
nos TBJs
pulso de
ez ligado,
m terceiro
ntrole da
olarizado
eralmente
dades de
e. Isso se
minais de
ndução e
tações e
(
S
A
q
S
d
a
As fi
estrutura
São compo
(Ânodo, Cáto
São semicon
potência e c
Apresentam
Possuem re
que estivere
São aplicado
Choppers (v
de freqüênci
aquecedores
iguras abaixo
a para as cam
stos por 4 c
odo e Gatilho
ndutores de
apacidade d
alta velocida
esistência elé
m conduzind
os em contro
variadores de
ia), carregad
s e controles
o apresentam
madas do SC
Figura
camadas sem
o).
silício. O us
e suportar a
ade de comu
étrica variáv
do.
oles de relés
e tensão CC)
dores de bate
s de fase, ent
m a simbolog
CR e o tipo d
8 - SCR: Sim
13
micondutoras
so do silício
ltas tempera
utação e elev
vel com a te
, fontes de te
), Inversores
erias, circuito
tre outras.
gia utilizada
de encapsula
mbologia, C
s (P-N-P-N),
foi utilizado
aturas.
vada vida úti
mperatura, p
ensão regula
CC-CA, Cic
os de proteç
e as camad
amento:
Camadas e J
E
três junções
devido a sua
l;
portanto, de
adas, controle
clo-conversor
ção, controle
as, junções
Junções
Eletrônica In
s (P-N) e 3
a alta capac
ependem da
es de motore
res (variador
es de ilumina
e terminais,
ndustrial
terminais
cidade de
potência
es,
res
ação e de
o tipo de
Fig
Fig
gura 9 - Est
gura 10 - En
14
trutura inter
capsulamen
na de um SC
nto para o S
E
CR
SCR
Eletrônica In
ndustrial
3.2
Um
de corre
como rev
represen
F
SCR Ideal
SCR ideal s
ente no gatilh
versa. Bloqu
ntada pelas r
igura 11- SC
se comportar
ho, seria cap
ueado, o SCR
retas 1 e 2 n
CR com enc
ria com uma
paz de bloque
R ideal não c
a Figura 12.
15
capsulament
a chave idea
ear tensões
conduziria q
to tipo rosc
al, ou seja, e
de valor infi
ualquer valo
E
a e tipo disc
nquanto não
nito, tanto co
r de corrente
Eletrônica In
co
o recebesse
om polarizaç
e. Tal caract
ndustrial
um sinal
ção direta
erística é
Figura 1
3.3 A figura
12 - (a) Polar
Polarizaçã
13 apresent
Tensão do Â
J1 e J3 pola
J2 polarizad
Flui pequen
Bloqueio Di
rização dire
o Direta
a um circuito
Ânodo positiv
arizadas dire
da reversame
na Corrente d
reto – DESL
eta (b) Carac
o de polariza
va em relaçã
tamente
ente: aprese
de Fuga Dire
IGADO
16
cterísticas e
ação direta de
ão ao Cátodo
enta maior ba
eta de Ânodo
estáticas de
e um SCR o
o
arreira de pot
o para Cátod
E
e um SCR id
nde podemo
tencial
o, IF (Forwar
Eletrônica In
deal.
os verificar:
rd Current).
ndustrial
Figura 1Polariza
3.4
A fig
J
J
13 - (a) SCRação direta n
Polarizaçã
gura 14 apres
Tensão de C
J2 diretamen
J1 e J3 reve
Flui pequena
Bloqueio Re
R bloqueadnas junções
o Reversa
senta um circ
Cátodo posit
nte polarizad
rsamente po
a Corrente d
everso – DES
do em polars
cuito de pola
tiva em relaç
da
olarizadas: ap
e Fuga Reve
SLIGADO
17
rização dire
arização dire
ção ao Ânodo
presentam m
ersa de Cáto
eta (b) Analo
eta de um SC
o
maiores barre
odo para Âno
E
ogia com D
CR onde pod
eiras de pote
odo, IR (Reve
Eletrônica In
Diodos (c) E
emos verific
encial
erse Current
ndustrial
Efeito de
ar:
t).
Figura 1polariza
3.5
Um
seguinte
3.5.1
É o
de um si
14 - (a) SCRação reversa
Modos de
SCR é dispa
es maneiras:
1 Corrent
procediment
inal de corre
R bloqueadoa nas junçõe
disparo de u
arado (entra
e de gatilho
to normal de
nte de gatilh
o em polaries
um SCR
em conduçã
o
e disparo do
ho para o cát
18
ização rever
ão) quando a
o SCR. Quan
todo (IG ou IG
rsa (b) Ana
aumenta a Co
ndo estiver p
GK), geralme
E
logia com d
orrente de Ân
polarizado di
nte na forma
Eletrônica In
diodos (c) E
nodo IA nas
iretamente,
a de um puls
ndustrial
Efeito da
a injeção
so, leva o
SCR ao
tensão dA Figura
começa
em seu
formado
E
cortado
de poten
voltar ao
P
corrente
C
0,7V. De
circuito d
o estado de c
de bloqueio a 15 apresen
a conduzir s
terminal de
pelas cama
Enquanto tiv
(bloqueado)
ncial formam
o estado de c
Polarizado r
, mesmo qua
Como entre
esta forma,
de disparo do
condução. A
direta diminta um circui
se receber u
e gatilho (G
da N e P” e
vermos corre
somente qu
m-se novame
condução.
reversament
ando efetuad
Figu
o gatilho e o
analisando
o SCR.
A medida qu
inui até que to para disp
um comando
ate ou Port
possibilita a
ente entre â
uando a mes
ente e o SCR
e o SCR fu
do um pulso
ura 15 - Circ
o cátodo há
o circuito d
Figura 16
19
ue aumenta
o SCR pasparo do SCR
o através de
ta). Esse pu
condução.
ânodo e cáto
sma for pratic
R precisará d
unciona com
em seu Gati
cuito de disp
uma junção
da figura 5.2
6 - Circuito d
a corrente d
sa ao estado. Enquanto d
um sinal de
ulso polariza
odo o SCR
camente exti
de um novo
mo um diod
ilho.
paro de um
PN, temos u
2. podemos
de Disparo
E
de gatilho p
o de conduçdiretamente
e corrente (g
a diretament
continua co
nta. Nesta c
sinal de cor
do, bloquean
SCR
uma tensão d
determinar
Eletrônica In
para cátodo,
ção. polarizado o
geralmente u
te o “segun
onduzindo, s
condição, as
rrente no gat
ndo a passa
de aproxima
os requisito
ndustrial
, a
o SCR só
um pulso)
do diodo
sendo ele
barreiras
tilho para
agem de
adamente
s para o
3.5.2
Para
o nome
Corrente
Retençã
Uma
conduçã
menor q
entrará e
A Co
de duas
e vice-ve
É po
uma vez
Corrente
3.5.3
O au
provocan
aumento
3.5.4
Se a
VDRM (V
Isto acon
na junçã
avalanch
órbitas d
corrente
O dispar
A
valor da
2 Corrent
a entrar em c
de Corrent
e de Gatilho
ão IL.
a vez retirad
ão é chamad
que a Corren
em Bloqueio
orrente de R
a três vezes
ersa.
or este motiv
z em conduç
e de Manuten
3 Sobrete
umento brus
ndo maior co
o de tempera
4 Sobrete
a tensão dire
VBO), fluirá um
ntece porque
ão J2 que es
he e dispara
dos átomos
de fuga no S
ro por sobret
A aplicação
tensão de ru
e de retençã
condução o S
e de Retenç
IGK for supr
a a corrente
da Corrente
nte de Manu
.
Retenção é m
s a corrente
vo que dizem
ção, perman
nção (IA > IH
emperatura
co da tempe
orrente de fu
atura deve se
ensão
eta ânodo-cá
ma corrente
e o aumento
stá reversam
ar o SCR. Es
do semicond
SCR e levan
tensão direta
de uma sob
uptura revers
ão e corrent
SCR deve co
ção IL (Latc
rimida antes
e de gatilho,
de Manuten
utenção, as
maior que a C
de manutenç
mos que o S
ece neste e
), mesmo se
eratura aume
uga, o que p
er evitado.
átodo VAK fo
de fuga sufic
da tensão V
mente polariz
ste fenômeno
dutor ficando
ndo-o ao esta
a diminui a vi
bretensão re
sa máxima (V
20
te de manut
onduzir uma
ching Curren
que a Corre
a mínima C
nção IH (Ho
barreiras de
Corrente de M
ção IH. Amb
CR é uma Cstado enqua
em corrente n
enta o númer
pode levar o
or maior que
ciente para le
VAK em pola
zada, poden
o faz com q
o disponíveis
ado de cond
ida útil do co
eversa, ou s
VRRM ou VB
tenção
corrente suf
nt). O SCR
nte de Ânod
Corrente de Â
olding Curren
e potencial
Manutenção
bas diminuem
Chave de Reanto a Corre
no gatilho (IG
ro de pares e
SCR ao est
e o valor da
evar o SCR
rização diret
do atingir en
ue muitos e
s para cond
ução.
omponente e
seja, uma te
BR) danificar
E
ficiente, cujo
não entrará
o IA atinja o
Ânodo IA par
nt). Se a Co
formam-se n
(IL > IH). O v
m com o aum
etenção (ou
nte de Ânod
GK).
elétrons-lacu
tado de cond
tensão de ru
ao estado de
a acelera os
nergia suficie
létrons choq
ução e perm
, portanto, de
nsão ânodo
rá o compon
Eletrônica In
o valor mínim
á em conduç
valor da Co
ra manter o
orrente de Â
novamente e
valor de IL é
mento da tem
Travamento
do IA for ma
unas no sem
dução. O dis
uptura direta
e condução.
s portadores
ente para pr
quem-se e sa
mitindo o aum
eve ser evita
o-cátodo mai
nente.
ndustrial
mo recebe
ção se a
orrente de
SCR em
Ânodo for
e o SCR
em geral
mperatura
o) porque
ior que a
icondutor
sparo por
a máxima
de carga
rovocar a
aiam das
mento da
ado.
ior que o
3.5.5
Se a
tensão V
reversam
figura 17
N
A
corrente
no gatilh
O valor
ser evita
proteção
3.5.6
Se fo
prótons,
elétrons-
5 Degrau
a taxa de cre
VAK) pode le
mente polariz
7.
Num capacit
Assim, quan
no gatilho ta
ho pode ser s
máximo de d
ado pois po
o é chamado
6 Luz ou r
or permitida
elétrons ou
-lacunas, pro
de tensão d
escimento da
evar o SCR
zada e se c
Figura
tor a corrente
ndo for aplica
anto maior q
suficiente pa
dv/dt é dado
ode provoca
o de Snubber
radiação
a penetraçã
u raios X) n
ovocando ma
dv/dt ( Δv/ Δt
a tensão âno
R ao estado
omporta com
17 - SCR di
e de carga re
ada uma ten
quanto maior
ra disparar o
o pelo fabrica
ar queima d
r e será estu
o de energia
nas junções
aior corrente
21
t)
odo-cátodo V
de conduçã
mo um capa
sparado po
elaciona-se c
nsão VAK a
r for a variaç
o SCR.
ante em catá
do compone
dado adiante
a luminosa (l
do semicon
e de fuga, o q
VAK no tempo
ão. Em pola
acitor carrega
or degrau de
com a tensão
capacitância
ão da tensão
álogos. O dis
nte ou disp
e.
uz) ou radian
ndutor, have
que pode lev
E
o for alta (su
rização diret
ado, como p
e tensão
o pela expres
a da Junção
o no tempo (
sparo por de
paro intempe
nte (fótons, r
erá maior co
ar o SCR ao
Eletrônica In
ubida muito r
ta a Junção
podemos obs
ssão:
J2 fará circ
(∆v/∆t). Esta
egrau de ten
estivo. O ci
raios gama,
ombinação d
o estado de
ndustrial
rápida da
o J2 está
servar na
cular uma
a corrente
são deve
rcuito de
nêutrons,
de pares
conduçãControlle
3.6 Anal
A
permitem
devido à
injeção d
aumento
conseqü
Q2 e ass
O de
retenção
bloquear
manuten
Devemo
c
c
u
d
ão. É o caso ed Rectifier).
logia com 2
A figura 18
m uma analo
à realimentaç
de um sinal
o da corrente
üentemente,
sim sucessiv
Figura
3.7 Blo
esligamento
o, ou seja, u
r um SCR é
nção IH duran
os portanto le
Diodos e SC
cátodo e não
Para um SC
condução, ta
um valor ab
desligamento
do SCR ativ.
transistore
apresenta u
ogia ao func
ção positiva
de corrente
e na base de
a corrente d
vamente até
a 18 - Modelo
oqueio ou co
de um SCR
uma vez dis
reduzir a co
nte um certo
embrar:
CR’s soment
o por aplicaç
R comutar, o
ambém cham
aixo do valo
o tq).
ado por luz,
es
m circuito co
cionamento
no circuito.
no gatilho d
e Q2 aument
de coletor de
ambos os tra
o de um SCR
omutação d
R é chamad
parado e co
orrente de â
o tempo. Este
te bloqueiam
ção de tensão
ou seja, pass
mado de bloq
or da corrent
22
chamado fo
om dois tran
do SCR e d
De uma ma
do circuito pr
ta a corrente
e Q1. Esta, p
ansistores en
R com dois
do SCR
o de Bloque
onduzindo, o
nodo IA para
e é o tempo
m quando pra
o reversa.
sar do estad
queio, a Corr
te de manute
to-SCR ou L
nsistores com
demonstra a
aneira simpli
rovoca um e
de fuga no c
por sua vez,
ntrarem em s
transistore
eio ou Comu
o gatilho per
a um valor m
necessário p
aticamente é
o de conduç
rente de Âno
enção IH, du
E
LASCR (Ligh
mplementare
a ação de re
ficada, com
efeito de real
coletor de Q
realimenta a
saturação.
s compleme
utação. O S
de o control
menor que o
para o deslig
é extinta a c
ão para o es
odo IA deve s
rante um ce
Eletrônica In
ht-Activated S
es (PNP e N
etenção (trav
polarização
limentação e
Q2 e da base
a corrente de
entares
CR é uma c
le. A única
valor da co
amento do S
corrente entr
stado de não
ser reduzida
erto tempo (t
ndustrial
Silicon
NPN) que
vamento)
direta, a
em que o
de Q1 e,
e base de
chave de
forma de
rrente de
SCR, toff.
re ânodo-
o
a
tempo de
O
3.7.1
A Co
Corrente
nominal
Em circu
I
19 apres
chave C
zero no c
3.7.2
Em
diminui
Forçada
Há duas
O tempo de
para os SCR
1 Comutaçã
omutação Na
e de Manuten
do SCR.
uitos de corre
Isso já é sufi
senta um cir
h2 o SCR en
ciclo alternad
2 Comutaçã
circuitos de
naturalmente
.
s formas para
Desviando-
desligamen
R rápidos.
ão natural
atural aconte
nção IH. A C
ente alternad
iciente para o
rcuito em qu
ntra em cond
do. Nesse m
Figura 19
ão Forçada
corrente con
e, deve-se p
a isso:
-se a corrent
nto é da orde
ece quando a
Corrente de M
da a corrente
o bloqueio d
ue ocorre a C
dução e perm
momento IA <
9 - Circuito
ntínua a tens
provocar a
te por um ca
23
em de 50 a
a Corrente d
Manutenção
e passa por z
o SCR em fr
Comutação
manece até
< IH e o SCR
para comut
são permane
redução da
minho de me
100µs para
de Ânodo IA f
é cerca de 1
zero em algu
reqüências c
Natural. Fec
que o mome
bloqueia.
tação natura
ece positiva
Corrente de
enor impedâ
E
os SCR no
for reduzida
1000 vezes m
um momento
comerciais (5
chada a chav
ento em que
al do SCR
no ânodo. C
e Ânodo atr
ncia provoca
Eletrônica In
ormais e de
a um valor a
menor que a
o do ciclo.
50 ou 60Hz).
ve Ch1 e pu
a corrente p
Como a corr
ravés da Co
ando IA < IH;
ndustrial
5 a 10µs
abaixo da
a corrente
A Figura
ulsando a
passe por
rente não
omutação
A Figura
que dren
A
Quando
Devemo
esteja to
por exem
Exis
caracter
caracter
caracter
então, v
distintas
Aplicando-s
Note que iss
a 20 apresen
nará a corren
A Figura 21
a chave Ch
os lembrar q
otalmente ca
mplo).
3.8 Car
tem limites
ísticas está
ísticas para
ísticas para
verificar na F
:
se tensão re
so também f
nta um circuit
nte do SCR l
Fig
apresenta um
h1 for fechad
que o SCR d
rregado e qu
Figur
racterísticas
de tensão e
áticas reais
a o SCR n
o SCR com
Figura 22, q
eversa e forç
fará IA < IH.
to para Com
evando-o ao
ura 20 - Com
m circuito pa
da, o capaci
deverá cond
ue a chave p
ra 21 - Comu
s estáticas d
e corrente q
como mos
o estado d
m Corrente d
que a curva
24
çando-se a
mutação Forç
o bloqueio.
mutação for
ara Comutaç
itor aplicará
duzir durante
pode ser outr
utação força
do SCR
que um SCR
stra a Figur
de bloqueio,
de Gatilho I
característi
operação na
çada onde a
rçada por ch
ão Forçada a
tensão reve
e o tempo n
ro semicond
ada por cap
R pode supo
ra 22. As
enquanto
GK, para am
ca de um S
E
a região de
chave Ch1 p
have
através de u
ersa levando
necessário p
utor (outro S
acitor
ortar. Tais li
curvas 1 e
as curvas
mbas as pola
SCR real ap
Eletrônica In
polarização
permitirá um
m capacitor.
o o SCR ao
para que o
SCR ou um t
imites const
e 2 aprese
1 e 3 mos
arizações. P
presenta três
ndustrial
reversa.
caminho
.
bloqueio.
capacitor
ransistor,
tituem as
entam as
stram as
Podemos,
s regiões
C
4 DIA
O D
apenas
abaixo d
nas dua
maioria d
controlad
normalm
Bloqueio em
Bloqueio em
Condução e
AC
IAC, ou DIod
após a tens
de um valor
as direções d
destes dispo
do e ocorren
mente usado
m Polarização
m Polarizaçã
m Polarizaçã
Figura 22
de for Alterna
são de dispa
característic
de condução
ositivos. Este
ndo em men
para dispara
o Reversa –
o Direta – cu
ão Direta – c
2 - Caracterís
ating Curren
aro ser ating
co, chamada
o de corrent
e comportam
nor valor, ao
ar TRIACs e
25
curva 1
urva 2
curva 3
sticas estát
t, é um gatilh
gida, e pára
a de corrente
te. A tensão
mento é de c
o comportam
SCRs.
icas reais d
ho bidirecion
a de conduz
e de corte. E
de disparo
certa forma s
mento de um
E
e um SCR
nal, ou diodo
ir quando a
Este compor
é por volta
similar, porém
ma lâmpada
Eletrônica In
que conduz
corrente elé
rtamento é o
dos 30 volt
m mais prec
de neon. O
ndustrial
z corrente
étrica cai
o mesmo
ts para a
cisamente
O DIAC é
SIMB
Com
catodo m
justapos
responsá
Aplic
está apt
diretame
bloqueio
região P
ao atingi
atingir 0
A po
região P
também
BOLOGIA:
mo um DIAC
mas a maior
sição de duas
ável pela con
cando-se ao
ta a condu
ente polariza
o. A junção
P1 resultante
ir a região P
contacto me
olarização di
P2: a passag
polariza a ju
C é um gatil
ria é marcad
s estruturas
ndução num
o dispositivo
zir é PlNlP
ada e a J2,
J4 esta lige
e da passage
P2 se bifurca
etálico e outr
reta dessa j
em de uma
unção J3 dire
Figura 23
ho bidirecion
da como A1
PNPN em or
sentido, qua
uma tensão
2N2. Nessa
inversamen
eiramente po
em de uma p
em 2 compo
ra que atrave
unção é um
corrente (lat
etamente.
26
- Símbolo d
nal, seus te
ou MT1 e A
rdens invers
ando dispara
o com a pola
a hipótese,
nte polarizad
olarizada no
pequena cor
onentes: um
essa a junção
a conseqüên
teral) e acom
de um DIAC
erminais não
A2 ou MT2.
sas (PlN1P2N
ada.
aridade indic
na região
da, sendo e
sentido inve
rrente de fug
a que atrave
o J3, diretam
ncia da resis
mpanhada de
E
o são marca
O DIAC po
N2 e P2NlPlN
cada na figu
de bloqueio
essa a junçã
erso devido
ga pelo dispo
essa lateralm
mente polariz
stividade não
e uma difere
Eletrônica In
ados como a
ode ser visto
N3). Cada es
ura 2 a estru
o, a junção
ão responsá
à queda ôh
ositivo. Essa
mente a regiã
zada.
o-nula do ma
ença de pote
ndustrial
anodo ou
o como a
strutura é
utura que
J1 está
ável pelo
hmica na
a corrente
ão P2 até
aterial da
ncial que
A
que atra
Para dis
emissor
outro se
O
de um v
todos os
P
Se a cor
ser acele
de cond
sentido.
5 TRIA
Um
retificado
gate liga
conduzir
potência
A relação en
vessa latera
sparar o DIA
do transisto
ntido seriam
O processo c
valor (dito) d
s tiristores (e
Para perman
rrente cai ab
erado pela p
dução. Essa
AC
TRIAC , ou
ores controla
ados juntos.
r a corrente
a.
Fig
ntre essas 2
lmente a reg
AC então, ba
or NlP2N2 (c
o transistor
convenciona
de disparo.
levação de t
necer em co
baixo desse v
passagem de
corrente, co
TrIode for
ados de silíci
Este tipo d
elétrica no
gura 24 - Est
componente
gião P2 e par
sta elevar a
corrente atra
N1P1N3 e a
al de disparo
Ele também
emperatura,
ondução a co
valor o dispo
e uma corre
ontudo é lim
Alternating C
io (SCR/tirist
de ligação re
s dois senti
27
trutura inter
es de corren
ra níveis ma
corrente qu
avés da junç
a junção J4).
o do DIAC co
m pode ser d
incidência d
orrente deve
ositivo comut
nte de recup
mitada pois e
Current é um
tores) ligado
esulta em u
idos. O TRI
rna de um D
te não e fixa
is elevados,
ue o atravess
ão J3) e, po
onsiste na ele
disparado pe
de luz, etc).
e ser maior d
ta para o blo
peração no s
existe o risc
m componen
s em antipar
ma chave e
IAC faz part
E
IAC
a: para baixo
a que atrave
sa. Assim el
ortanto o val
evação da te
elos outros p
do que um v
oqueio. O pro
sentido inver
co de dispar
nte eletrônic
ralelo e com
electrónica b
te da família
Eletrônica In
os níveis pred
essa a junçã
eva-se a co
lor de N1P2
ensão aplica
processos c
valor de man
ocesso de co
rso ao sentid
ro do DIAC
co equivalen
o terminal d
bidirecional q
a de transis
ndustrial
domina a
o J3.
rrente de
N2 α (no
da acima
comuns a
nutenção.
orte pode
do prévio
no outro
te a dois
e disparo
que pode
stores de
Um
eletrodo
elétrica
corrente
corrente
corrente
SIMBOL
Tam
ponto pr
que esta
O T
lâmpada
com car
desligad
potência
controlan
O d
transisto
fazendo
Essa
estrutura
independ
terminal
TRIAC pod
de disparo
caia abaixo
alternada.
alternada o
s da ordem d
LOGIA:
mbém podem
ré-determina
ará alimentan
RIAC de ba
as dimmers,
rgas indutiva
do corretame
a, podemos u
ndo um sem
isparo da e
or NPN da e
com que a s
a elevação
a auxiliar,
dentemente
PORTA.
de ser dispa
(gate). Uma
do valor de
Isto torna o
ou C.A, que
de miliamper
mos controla
do do ciclo d
ndo a carga
aixa potência
controles de
as, como mo
ente, no final
utilizar dois
i-ciclo indepe
strutura prin
estrutura de
soma dos α ’
da corrente
injetando-se
da tensão n
arado tanto
a vez dispara
e corte, com
o TRIAC um
e permite ac
re.
Figura 25 -
r o início da
de corrente a
(também cha
a é utilizado
e velocidade
otores elétri
l de cada se
SCRs ligado
endente, não
ncipal, a sem
4 camadas
s tenda à un
através do
e ou remov
no terminal M
28
por uma te
ado, o dispo
mo o valor d
m convenien
cionar grand
- Símbolo de
a condução
alternada, o
amado de co
em várias a
e para ventila
cos, é nece
emi-ciclo de
os em antipa
o importando
melhança do
que estiver
nidade.
o TRIAC pod
vendo-se u
MT2. Existem
ensão positiv
sitivo continu
da tensão fi
nte dispositiv
des potência
e um TRIAC
do disposit
que permite
ontrole de fas
aplicações c
adores entre
essário que
alimentação
aralelo, o qu
o a natureza
o DIAC, elev
diretamente
de ser obtid
uma corrent
m, portanto 4
E
va quanto n
ua a conduz
nal da meta
vo de contro
as com circu
ivo, aplicand
controlar a p
se).
como control
e outros. Con
se assegure
elétrica. Pa
ue garante q
da carga.
va-se a corr
e polarizada
da como no
te pelo ter
modos de d
Eletrônica In
negativa apl
zir até que a
ade do ciclo
ole para circ
uitos accion
do um pulso
percentagem
les de potên
ntudo, quand
e que o TR
ara circuitos
que cada SC
rente de em
sofre uma e
DIAC ou,
rminal POR
disparo do T
ndustrial
icada no
corrente
o de uma
cuitos de
ados por
o em um
m do ciclo
ncia para
do usado
RIAC seja
de maior
CR estará
missor do
elevação,
graças a
RTA (G),
TRIAC via
a) Quad
b) Quad
c) Quadr
d) Quad
P
MT1) po
disparo é
ou P2N3
A
i) uma pe
ii) outra
E
permane
(IMT2) s
manuten
5.1 Func N
e um DIA
tende a
Suponha
rede apa
tensão s
momento
provoca
corta e
porque e
5.1.1 Co
U
chave A
(maior d
intervalo
valores d
rante I; VMT
rante IV; VM
rante II; VMT
rante III; VM
Para injetar
ositiva ou ne
é pequena (
3 (remoção).
A corrente q
ela região P2
pela junção
Essa segund
ecer em cond
seja inicialm
nção. O proc
cionamento
Nesse circui
AC. O TRIAC
inverter. O fu
a o TRIAC c
arece sobre
sobre o cap
o o DIAC di
o seu dispa
a descarga
existe uma p
orte
Uma diferen
AC é que cad
do que um se
o de tempo a
de manutenç
T2 positivo e
MT2 positivo e
T2 negativo e
T2 negativo
ou remover
egativa respe
(≈ 0,8 V), ap
ue circula en
2 no “canal”
diretamente
da compone
dução uma v
ente maior d
cesso de cort
o do TRIAC
to o controle
C é disparad
uncionament
conduzindo.
e ele e o de
acitor cresce
ispara e circ
aro e descarr
do capacito
equena tens
nça fundame
da SCR só c
emiciclo). Co
ao redor do c
ção (IH) (no s
IG positivo.
e IG negativo
e IG positivo
e IG negativ
uma corrent
ectivamente.
enas o sufic
ntre os termin
formado ent
polarizada (
ente é respo
vez cessado
do que um
te é idêntico
e do ângulo d
do no I e III q
to é simples:
Quando a c
efasador RC
e até atingir
cula um puls
rega parcialm
r prossegue
são sobre o T
ental entre a
conduz num
om o TRIAC
cruzamento d
sentido prév
29
o.
.
vo.
te pela porta
. A amplitud
ciente para p
nais G e MT
tre as regiõe
P2N2 ou P2
onsável pelo
o o pulso de d
valor de “lat
ao do DIAC
de condução
quadrantes; a
:
corrente tend
C (desprezan
r (se atingir)
so de corren
mente o cap
e através do
TRIAC em co
a operação d
sentido, disp
C isso não é
de zero da s
vio de conduç
a é preciso a
de dessa ten
polarizar dire
1 é formada
s N2 e N3 e,
N3).
o disparo. Ta
disparo é pre
tching” e de
.
o e feito a pa
alternando-s
der a inverte
ndo-se a pe
a tensão d
nte intensa p
acitor. Quan
potenciôme
ondução.
de um TRIA
pondo de um
possível: ele
sua corrente
ção) e de “la
E
aplicar uma te
nsão necess
tamente a ju
por duas co
,
al coma no
eciso que a c
epois, maior
artir de um d
se, e é cortad
er, o TRIAC
quena impe
e disparo do
pela porta do
ndo a sua int
etro e do TR
AC e de um
m longe temp
e precisa se
enquanto el
tching” (IL) (
Eletrônica In
tensão de po
sária para pr
unção P2N2
omponentes:
SCR, para
corrente atra
do que um
efasador RC
do quando a
corta e a te
edância da c
o DIAC (VD
o TRIAC. Es
tensidade ca
RIAC. Ela nã
par de SCR
po para se r
recuperar n
la é menor d
no outro sen
ndustrial
orta (VG–
rovocar o
(injeção)
o TRIAC
avés dele
valor de
C variável
a corrente
ensão de
carga). A
D). Nesse
sse pulso
ai o DIAC
ão e total
R’s como
recuperar
no exíguo
do que os
ntido). Se
isso nãocorrente
i) uma de
ii) outra
J1 ou J2
devido a
5.1.2 Cir A
o ocorre, o TR através do T
e recuperaçã
de deslocam
2,
ao seu alarga
rcuitos e Ap
Abaixo tem-s
Figur
RIAC comutaTRIAC é form
ão (remoção
mento (dv/dt;
amento).
plicações
se exemplos
Figura 26 -
a 27 - Circu
a para condumada pela so
o dos portado
; remoção de
s de circuitos
- Circuito co
ito de lumin
30
ução no outrooma de dois
ores acumula
e portadores
s com TRIAC
ontrolador d
nosidade pa
o sentido. Ducomponente
ados nas reg
s da junção
C:
de potência
ara lâmpada
E
urante o proces:
giões centrais
responsável
com TRIAC
s incandesc
Eletrônica In
cesso de cor
s), e
pelo bloque
centes
ndustrial
rte, a
eio direto,
Figura
Figu
a 28 - Interru
ura 29 - Circ
31
uptor de pot
cuito sequen
tência com
nciador de l
E
TRIAC
uzes
Eletrônica Inndustrial
6 Tran 6.1 FET O
terminais
pelo ajus
Existem
semicon
mobilida
das curv
A figura
com os
material
interligad
do extre
(source
mostrado
controla
Q
dreno se
do mate
será lim
aplicada
polarizad
figura 30
depleção
estreitan
depleção
dreno-fo
nsistores Es
O transistor
s. O nome e
ste da tensão
três tipos pr
ndutor de óx
ade eletrônica
vas de corren
30 (a) mostr
quais fazem
tipo n tem
das e o fio c
mo da barra
– S). A reg
o na figura é
o fluxo de co
Fig
Quando uma
eja positivo e
rial n da fon
mitada pela r
a entre a po
das reversam
0(b). Observ
o,
ndo o canal n
o também cr
onte (VDS) fix
speciais
de efeito d
efeito de cam
o aplicada ex
rincipais de F
xido metálic
a (HEMT – h
nte versus te
ra um diagra
mos as conex
regiões de
ondutor que
tipo n é cha
ião de mate
é então cham
orrente do d
gura 30 - (a)
a tensão ext
em relação à
nte para o dr
resistência d
orta e a font
mente. Porta
ve-se na fig
n e, portanto
rescem e, po
xa (veja figura
de campo (
mpo deriva-s
xternamente
FET: o trans
co (MOSFET
high-electron
ensão num d
ma da estrut
xões elétrica
material tip
sai delas é
amado de dre
erial n situad
mado de JFE
reno para fo
Estrutura d
terna (VDS)
à fonte, uma
reno. Portant
do material
te de tal mo
anto a porta
ura 30(b) q
o aumentand
ortanto a co
a 2). Se a te
32
FET – field
se do fato d
e.
sistor de efei
T – metal-o
n-mobility tra
ispositivo JF
tura de um J
as externas.
po p incrusta
chamado te
eno (D) e o o
da entre as
ET canal n. C
nte.
de um JFET
for aplicada
corrente ser
to a corrente
n. Em uma
odo que as
fica negativ
ue a tensão
do a sua res
rrente ID dev
nsão reversa
effect trans
e que a cor
to de campo
xide-semico
nsistor). Ana
FET.
JFET e identi
Conforme m
ado em cad
rminal da po
outro termina
regiões p é
Conforme ve
(b) Regiõe
entre o dre
rá estabelec
e convencion
a operação
junções pn
va em relaçã
o reversa (V
sistência. Ass
verá diminui
a (VGS) é ma
E
sistor) é um
rente no dis
o de junção (
nductor FET
alisaremos aq
fica os três t
mostrado na
da lado. As
orta (Gate – G
al do extremo
chamada d
remos, a ten
es de depleç
no e a fonte
ida pelo fluxo
nal fluirá do
normal do J
de cada lad
ão à fonte, c
VGS) cria um
sim, se VGS
r para uma
antida fixa, à
Eletrônica In
m dispositivo
spositivo é co
(JFET), o FE
T) e o FET
qui o compo
terminais
figura, uma
duas regiõe
G). Um dos
o é chamado
e canal. O
nsão aplicad
ção
e, de tal mod
xo de elétron
dreno para
JFET uma
do do cana
conforme ilus
m par de re
cresce, a re
tensão nos
à medida que
ndustrial
o de três
ontrolada
ET com o
T de alta
ortamento
barra de
es p são
terminais
o de fonte
transistor
a à porta
do que o
s através
a fonte e
tensão é
l n ficam
strado na
egiões de
egiões de
terminais
e VDS
eleva-se
conforme
que VDS
(potencia
já criada
devido a
chamado
6.2 MOS O
já em 19
pois a re
A Fig. 3
tecnológ
semicon
semicon
condutân
obteve-s
mostra u
dispositiv
complem
e ligeirament
e mostrado
S continua a
al positivo no
as pela tens
ao aumento
o corrente de
SFET
O princípio b
928, por Lilie
ealização físi
2 ilustra um
gica da época
ndutor. Esta
ndutor, impe
ncia entre os
se sucesso n
um desenho
vo de 4 te
mentar ao nM
te acima de
na figura 2.
aumentando,
o terminal dr
são VGS. Qu
de VDS, a c
e saturação
Figura 31 -
básico do tra
enfeld, um ho
ica do ransis
desenho es
a refere-se a
a alta dens
edindo assim
s contatos d
na fabricação
esquemático
rminais, sen
MOS, ou seja
0 Volts obs
Isto é esper
, as regiões
reno crescen
uando as du
corrente no c
(Veja a figur
Curvas cara
ansistor MOS
omem muito
stor MOS não
squemático d
ao não contro
sidade de
m uma mo
e fonte e dre
o do transisto
o do transist
ndo estes: f
a, é formado
33
erva-se que
rado em aco
s de depleçã
ndo gradativa
uas regiões
canal (ID) nã
ra abaixo):
acterísticas
S é na verda
o à frente do
o foi possíve
do transistor
ole e alta de
estados de
odulação da
eno, pela ten
or MOS, na
tor MOS tipo
fonte, dreno
por substrat
e a corrente
rdo com a le
ão sentem
amente) e pa
de depleção
ão mais cres
de um JFET
ade bem sim
seu tempo.
el na época,
r, como apre
nsidade de e
e superfície
a densidade
nsão de port
Bell Labs, p
o nMOS (sub
o, porta e s
to tipo n e re
E
ID aumenta
ei de Ohm. N
o efeito rev
assam a aum
o se tocarem
scerá, alcanç
T de canal n
mples e foi pr
Dizemos à
pela não ma
esentado na
estados e ca
produzia
e de portad
ta. Finalmen
por D. Kahng
bstrato p). O
substrato. O
giões de fon
Eletrônica In
na proporçã
No entanto, à
verso da ten
mentar além
m no meio d
çando um ce
n
roposto e pa
frente do se
aturidade tec
a patente. A
argas de sup
uma blinda
dores, porta
nte, apenas e
g e M. Atalla
transistor M
O transistor
nte e dreno ti
ndustrial
ão direta,
à medida
nsão VDS
daquelas
do canal,
erto valor
atenteado
eu tempo,
cnológica.
limitação
erfície do
agem do
anto, da
em 1960,
. A Fig. 2
OS é um
pMOS é
po p.
6.3 Tipo
Mos
MosFe
Fig
os de MOSFE
sFet de empdeple
et de enrique
Figu
ura 33 - Esq
ET
obrecimentoeção
ecimento
ra 32 - Dese
quema mode
o ou
34
enho básico
erno de uma
NMOS (cPMOS (cCMOS (t
o de um MOS
a estrutura d
canal tipo N)canal tipo P)transistor NM
E
SFET
de um MOS
)
MOS e PMOS
Eletrônica In
SFET
S no mesmo
ndustrial
o chip)
6.3.1 MO
Tal c
uma del
para form
O Dr
for zero
não é el
relação
são os p
depende
Simbolog
6.3.2 MO
A
e ao dre
de óxido
relação à
atrai, for
permite,
gate (VG
eletrostá
corrente
OSFET de d
como no J-F
icada capa d
mar a Porta o
reno é ligado
(VG= 0 Volt)
evada). Poré
à Fonte) for
portadores d
erá da tensão
gia:
OSFET de en
A zona P é m
eno. Tal como
o de silício.
à fonte, de m
rmando um c
então, a cir
G), já que a
ático. Se a te
de dreno (ID
epleção
Fet um dos ex
de óxido de
ou Gate.
o ao pólo po
) a corrente
ém, se aplic
rma-se um c
e corrente, f
o aplicada.
(b
nriquecimen
mais larga, s
o no Fet de e
Neste trans
modo que o
canal N entr
rculação da
profundidad
ensão gate –
D).
I
xtremos do c
silício (SiO2
sitivo da bate
de dreno (IDarmos uma
ampo eletro
formando-se
do MOS
b)
Figura 35 -
nto
sendo o cana
empobrecim
sistor, no en
campo eletro
re a fonte e
corrente de
de do canal
– fonte (VGS)
35
canal é a Fo
2) sobre a q
teria e a Fon
D) será limitad
tensão inver
ostático que
e, desta form
SFET de dep
(a)
al restrito a p
mento, o gate
ntanto, a por
ostático assi
o dreno (a t
e dreno (ID) c
entre a Fon
for nula não
nte, e o outr
ual é aplicad
te ao negativ
da apenas p
rsa entre o g
repelirá os e
ma, uma zona
pleção
pequenas po
ou porta é i
rta ou gate
im formado,
tracejado na
cuja intensid
nte e o Dren
se formará
E
o o Dreno; e
da uma cam
vo. Se a tens
pela resistivid
gate e a font
elétrons livre
a de depleçã
Fig
N
orções de ma
solada do ca
recebe uma
em vez de r
a figura). A fo
dade, irá dep
no será dete
o canal indu
Eletrônica In
e sobre o can
mada de alum
são na Gate
dade do can
te (Gate neg
es que no m
ão, cuja prof
gura 34 - Des
(a
NMOS (b) P
aterial N junt
anal por uma
a tensão pos
repelir os elé
formação de
pender da te
erminada pel
uzido logo nã
ndustrial
nal existe
mínio (Al)
ou Porta
nal n (que
gativa em
aterial N,
undidade
senho
a)
PMOS
to à fonte
a camada
sitiva em
étrons, os
ste canal
ensão de
lo campo
ão haverá
No caso
sendo a
tensão d
eletricam
necessid
6.3.3 Ca IDmáx
IGmáx
VGSmáx
VGSOmáx
VDGOmáx
IDSS
V(P)GS
PD
I
o do MosFet
gate ou port
da gate. É im
mente isolad
dade do divis
aracterística
Máxima co
Máxima co
Máxima ten
Máxima ten
Máxima ten
Corrente d
uma determ
Tensão de
determinad
Potência to
de funciona
V
I
de canal N o
ta ligada ao
mportante re
da do canal
sor.
as dos FETs
orrente de dre
orrente de ga
nsão permitid
nsão permitid
nsão permitid
de dreno com
minada tensã
e estrangula
da tensão VD
otal máxima
amento (PD=
V
o dreno deve
positivo atra
cordar que,
) o gate de
eno.
ate.
da entre dren
da entre gate
da entre dren
m o gate em
ão VDS.
amento (pin
DS e corrente
dissipável pa
= VDS x ID)
36
e ser ligado a
avés de um d
como a resi
e um MosF
Figura
Dese
Simbologia
no e fonte .
e e fonte com
no e gate co
m curto-circu
nch-off) ent
ID, para as q
ara uma det
ao positivo d
divisor de ten
stência de e
Fet não con
enho do MO
a:
m o dreno ab
om a fonte ab
ito com a fo
re o gate
quais se con
erminada tem
E
da bateria, e
nsão destinad
entrada é inf
nsome qualq
OSFET de en
berto.
berta.
onte (VGS= 0
e a fonte.
sidera o can
mperatura em
Eletrônica In
a Fonte ao
do a fornece
finita (já que
quer corrent
nriquecimen
0). Especifica
Especifica-
nal cortado.
m condições
ndustrial
negativo,
er a exata
o gate é
te, daí a
36 -
nto
a-se para
-se para
s normais
gm
6.3.4 Ap O
nomeada
aplicaçã
ocupam.
6.4 IGBT O
eficiente
O
entrada
velocida
são devi
entanto,
de deze
Ampères
J
se torna
velocida
A
semicon
operação
maiores
elevadas
maiores
e podem
a partir d
MOSFET
Transcond
gate-fonte
plicações do
Os MosFets
amente com
o nos circu.
T
Os IGBTs
es e relativam
O IGBT reú
com as peq
de de chave
idas às cara
nos últimos
enas de kHz
s.
Juntando o q
a cada vez m
de.
Abaixo, apre
ndutores de
o. Nesta fig
valores de
s. Como pod
tensões e p
m suportar m
deste gráfico
T e ao transi
utância (exp
G
D
VI
ΔΔ
=mg , ma
os FETs
tipo depleçã
mo amplificauitos digitais
(Insulated G
mente rápido
ne a facilida
quenas perda
eamento é d
cterísticas d
s anos tem c
z, nos comp
que há de b
mais recome
esentamos u
potência qu
gura, vemos
corrente e
demos ver a
odem opera
aiores tensõ
o, a região d
istor TBP, o
pressa a rela
antendo-se c
ão são seme
adores de ss por razões
Gate Bipolar
s.
ade de acio
as em condu
eterminada,
o TBP. Assi
crescido grad
ponentes pa
om nesses d
ndado para
um gráfico co
uanto às sua
que os tiris
tensão, ma
partir desta
r em mais al
ões e corrent
de operação
que era dese
37
ação entre o
constante VD
elhantes aos
inais. Os M
s ligadas ao
r Transistor
namento do
ução dos TB
a princípio,
m, a velocid
dativamente
ara corrente
dois tipos de
comutação
ontendo uma
as caracterí
stores são o
as não pode
a figura, os IG
ltas freqüênc
tes que os M
o segura do
ejado.
o aumento d
DS. A unidade
J-Fet, pelo q
osFets tipo
o baixo cons
r) são interr
os MOSFET’
BP (Transisto
pelas carac
ade dos IGB
, permitindo
s na faixa
e transistores
de carga de
a comparaçã
ísticas de te
os dispositiv
em operar e
GBT’s possu
cias que os t
MOSFET’s de
IGBT é maio
E
da corrente d
e é o Siemen
que têm apli
enriquecime
sumo e ao r
ruptores ele
s e sua ele
ores Bipolare
cterísticas m
BT’s é semel
a sua opera
de dezenas
s, o IGBT é
e alta corrent
ão entre os p
ensão, corre
vos que con
em freqüênc
uem uma cap
transistores b
e potência. C
or que as re
Eletrônica In
de dreno e
ns.
cações sem
ento têm a s
reduzido esp
etrônicos res
evada imped
es de Potên
ais lentas –
lhante à dos
ação em fre
s e até cen
um compon
te em regim
principais dis
ente e freqü
nseguem sup
cias de chav
pacidade de
bipolares de
Como podem
egiões reserv
ndustrial
a tensão
elhantes,
sua maior
paço que
sistentes,
dância de
cia). Sua
as quais
s TBP; no
eqüências
tenas de
nente que
e de alta
spositivos
ência de
portar os
veamento
e suportar
potência
mos notar
vadas ao
discussõ
P é anál
S
caso o IG
A
aplicaçã
para fazê
A
substrato
que o sí
(collecto
camada
arrastam
regiões
(SiO2) –
veremos
F
Na figura a
ões apresent
ogo e possu
Sua estrutur
GBT, teremo
Abaixo da r
o de uma ce
ê-lo entrar e
A principal d
o P+ (O símb
ímbolo “-” ind
or). Esta mud
P+ tem co
mento (Drift re
Na estrutura
– isoladas d
– ao invés d
s, o IGBT apr
Figura 37 - C
seguir, apre
tadas aqui e
ui uma opera
ra muito sem
os uma dupla
egião da po
erta tensão e
m condução
diferença ent
bolo “+” foi c
dica que a r
dança tem co
omo objetivo
region) como
a do IGBT,
do material
e ser apena
resenta form
Comparação
esentamos a
stão relacion
ção física du
melhante àqu
a difusão de
orta (Gate), u
entre a porta
.
tre essa estr
colocado par
região é frac
omo efeito a
o a inclusã
é feito em u
é importante
semiconduto
as uma regiã
mação de dois
38
o entre dispo
a estrutura d
nadas com o
ual àquela ap
uela aprese
uma região
uma camad
a e o emisso
rutura do IG
ra indicar que
camente dop
inclusão de
ão de portad
um transistor
e notar que
or através d
ão como co
s canais ao i
ositivos sem
e um típico
o dispositivo
presentada p
ntada por um
do tipo P e u
a de inversã
or (emitter), t
GBT e a de u
e esta regiã
pada) onde é
e característic
dores positiv
r bipolar do ti
o terminal d
de uma cam
stumamos v
invés de ape
E
micondutore
IGBT de ca
de canal tipo
para o de can
m transistor
uma do tipo N
ão pode ser
tal como é fe
um MOSFET
o é fortemen
é conectado
cas bipolares
vos – lacun
po pnp.
de porta est
mada isolante
ver em MOS
enas um.
Eletrônica In
es
anal tipo N. T
o N, pois o c
nal tipo N.
MOSFET. O
N.
r formada a
eito em um
T é a inclusã
nte dopada, e
o terminal d
s ao disposit
nas – na re
tá conectado
e de óxido
SFET’s. Assi
ndustrial
Todas as
canal tipo
Onde, no
partir da
MOSFET
ão de um
enquanto
de coletor
tivo. Esta
egião de
o à duas
de silício
im, como
O
(On-stat
MOSFET
S
figura an
No enta
campo e
substrato
abaixo d
E
haverá c
polarizad
a corren
U
pela ten
dispositiv
da junçã
deve ao
junção m
na regiã
implica n
pela qua
região d
tensão d
O IGBT é fr
te) e corte (
T.
Se aplicarmo
nterior ficará
nto, a aplica
elétrico na re
o tipo P e a
da porta.
Enquanto nã
condução de
da, bloquean
te de escape
Uma caracte
são breakdo
vos de potên
ão J2 é depen
fato de que
mais larga. U
o de depleçã
no fato de qu
al a região N
de corpo (Bo
de breakdow
reqüentemen
Off-state) os
os uma pequ
reversamen
ação de um
egião de óxid
atração de
ão houver c
e corrente e
ndo a corren
e (leakage).
erística desta
own da junçã
ncia onde gr
ndente da po
e a camada
Uma região d
ão que o dis
ue o disposit
N- da região
ody). Os dis
wn entre 600 V
Figura 38
nte utilizado
s quais são
uena tensão
nte polarizad
ma tensão po
do de silício
elétrons livre
ondução de
ntre o emiss
te. A única c
a região de
ão J2. Este é
randes tensõ
orção mais fr
mais fracam
e depleção m
positivo pode
tivo poderá s
o de arrastam
spositivos pr
V e 1200 V.
39
8 - Estrutura
como uma
controlados
de porta po
da e nenhum
ositiva no te
responsáve
es desse me
corrente na
sor e o cole
corrente que
operação é
é um fator e
ões e corrent
racamente d
mente dopad
mais larga im
erá suportar
suportar alta
mento é mai
ráticos geral
a do IGBT
chave, alter
s pela tensã
ositiva em re
ma corrente i
erminal de p
el pela repuls
esmo substr
a região aba
etor porque a
e poderá fluir
a tensão di
extremament
tes estão en
dopada da ju
da resulta em
mplica em um
r sem entrar
as tensões na
is levemente
lmente são
E
rnando os e
o de porta,
lação ao em
rá circular a
orta fará co
são das lacu
rato para a r
aixo dos term
a junção J2
r entre o cole
reta de brea
te importante
volvidas. A t
nção, isto é,
m uma regiã
m valor máxim
em breakdow
a região de
e dopada qu
projetados p
Eletrônica In
estados de c
assim como
missor, a junç
através dessa
om que se f
unas pertenc
região imedia
minais de p
estará rever
etor e o emis
akdown, dete
e, em partic
tensão de br
, a camada N
ão de depleç
mo de camp
wn mais baix
corte. Esta é
ue a região t
para possuí
ndustrial
condução
o em um
ção J1 da
a junção.
orme um
centes ao
atamente
orta, não
rsamente
ssor será
erminada
ular para
reakdown
N- . Isto s
ção desta
o elétrico
xo, o que
é a razão
tipo P da
rem uma
A
tensão p
circula p
semicon
elétrico a
campo e
n+ locali
Ao aume
elétrico e
de porta
Q
do dispo
quantida
abaixo d
– sendo
conhecid
C
região d
junção J
limiar. D
onde irã
com que
p+ cone
região d
atingem
modulaç
coletor e
ao fato
portador
potência
A
elétrons
recombin
um cam
junção. C
difusão
tipo p on
Ao aplicarmo
positiva com
pela porta de
ndutora logo
apareça ent
elétrico atrai
izadas dentr
entarmos a t
e mais porta
.
Quando a te
ositivo - c
ade de elétro
da porta acab
a camada q
da como can
Com a form
e arrastame
J1 que estava
Dessa forma,
o fazer parte
e o “diodo” fo
ctada ao col
Essa injeção
de arrastame
valores mu
ção de cond
e emissor do
de que a
res deste ma
a, assim com
Algumas das
livres desta
nam e alcan
mpo elétrico
Com este ca
pela região
nde está con
os uma tens
m relação ao
e forma a ca
abaixo do te
re o termina
alguns elétro
ro desse sub
tensão entre
adores negat
ensão entre a
conhecida co
ons livres at
ba por se tra
que sofreu o
nal.
ação deste
nto, tal cana
a reversame
elétrons se
e da corrente
ormado pela
etor injeta la
o de lacunas
ento onde a
uito mais ele
utividade qu
IGBT por ca
condutividad
aterial. Assim
mo o que ocor
s lacunas inj
a camada. No
çam a junçã
favorável ao
ampo elétrico
de arrastam
ectado o ter
ão entre por
emissor, um
arregar a ca
erminal de p
al de porta e
ons livres da
bstrato p, em
a porta e o
tivos serão a
a porta e o e
omo tensão
traídos pelo
ansformar do
o processo re
canal, temo
al permite a c
ente polarizad
erão transpor
e que circula
junção J3 en
acunas positiv
s da região d
as densidade
evados que
e dá ao IGB
ausa da redu
de de um
m, o IGBT p
rre em um tr
jetadas na r
o entanto, a
o J2 que est
o seu movim
o da junção
mento atraves
minal de cole
40
rta e emisso
ma corrente
apacitância p
porta. Como
a porção de
a própria regi
m virtude do f
emissor, con
atraídos para
emissor ating
o de limiar
campo elét
o tipo p para
ecebe o nom
s uma ligaçã
condução de
da antes de
rtados atravé
a pela junção
ntre em cond
vamente car
de arrastame
es de ambo
àquela que
BT sua baixa
uzida resistên
material sem
oderá drena
ransistor bipo
região n- são
a maior parte
tá reversame
mento, justam
J2, as lacun
ssando a jun
etor.
r do disposit
de pequena
parasita que
já foi dito, a
e semicondu
ão tipo p e a
fato de essa
nseqüenteme
a a região im
e um determ
(threshold v
rico é taman
o tipo n, fen
me de camad
ão do tipo ne corrente at
a tensão en
és deste can
o J3 que está
dução. Com
rregadas na
ento causa a
os os portad
e a região na tensão de
ncia da regiã
micondutor
ar correntes
olar.
o recombina
e das lacuna
ente polariza
mente por c
nas serão arr
nção J2 até
E
tivo, fazendo
a intensidade
existe entre
a tensão faz
utor p logo a
alguns elétro
a região esta
ente, aumen
mediatament
minado valor
voltage), sim
nha que a re
ômeno conh
da de invers
n entre a peq
ravés de um
tre porta e e
nal até a reg
á diretamente
este efeito,
região de arr
a modulação
dores, elétro
n- geralment
condução e
ão de arrasta
é proporcion
elevadas co
das nesta m
as que alcan
ada. Assim, a
causa da po
rastadas por
serem colet
Eletrônica In
o a porta pos
e e de curta
e a porta e
com que um
abaixo da po
ons livres das
ar fortemente
ntaremos ess
te abaixo do
limite – que
mbolizada po
região imedia
hecido como
são, mais co
quena regiã
ma pequena r
emissor ating
gião de arra
e polarizada
temos que a
rrastamento no da condutiv
ons livres e
te apresenta
entre os term
amento – isto
nal à densi
om poucas p
mesma região
çam a regiã
as lacunas e
olarização re
r meio da co
tadas pela r
ndustrial
ssuir uma
a duração
a porção
m campo
orta. Este
s porções
e dopada.
se campo
o terminal
depende
or Vth, a
atamente
inversão
mumente
o n+ e a
região na
gir o valor
stamento
, fazendo
a camada
n-. vidade da
lacunas,
a. É esta
minais de
o se deve
idade de
perdas de
o com os
ão não se
ncontram
versa da
rrente de
região do
A
An
deduzir
eletrônic
vemos q
que é a
os termin
figura, te
dreno é
que tem
Assim, p
A operação f
nalisando a f
um modelo
cos conectad
que temos a
mesma que
nais de colet
emos uma e
injetada na
os ao longo
podemos mo
física do IGB
Figura
figura acima
para descr
dos de forma
o longo do d
forma um tra
tor e emisso
estrutura que
região de a
do IGBT. Es
delar o IGBT
Figur
BT descrita a
39 - Esquem
e verificando
ever o func
a a funcionar
dispositivo tr
ansistor bipo
or são conect
e opera exata
rrastamento
ssa corrente
T pelo circuit
ra 40 - Circu
41
aqui é ilustrad
ma da opera
o como é a o
cionamento d
r de modo e
rês fatias de
olar de potên
tados do me
amente com
o que corresp
de dreno do
to equivalent
uito simplific
da na figura
ação física d
operação fís
do dispositiv
equivalente a
e semicondut
ncia cuja bas
esmo modo q
mo um MOSF
ponde à bas
o MOSFET a
te da figura a
cado de um
E
apresentada
do IGBT
ica do IGBT,
vo usando a
ao IGBT. Olh
tores forman
se é conecta
que no TBP.
FET de potên
se do transis
atua como o
abaixo.
IGBT
Eletrônica In
a abaixo:
, podemos fa
apenas com
hando a figur
ndo uma jun
ada à região
Na parte de
ncia cuja co
stor PNP de
disparo do t
ndustrial
acilmente
ponentes
ra acima,
ção PNP central e
e cima da
rrente de
potência
ransistor.
6.4.1 Ap
U
construç
Tal proc
transmis
Brasil e
energia
é gerada
parte da
em 60Hz
a ser tra
(o princi
aos tran
Este inv
Thyristor
ativos de
elevadas
O
esquema
6.5 Tran O
disparad
Simbolog
plicação do
Uma das a
ção de invers
cesso é mu
ssão HVDC (
ao Paragua
com o sistem
a em 60Hz e
a energia pro
z. O problem
ansmitida em
pal é a cidad
sformadores
versor de te
r) ou IGBT’s
e potência d
s freqüências
bloco básic
a abaixo:
nsistor de U
Os UJT (Un
dores, estabi
gia:
IGBT – Inve
plicações d
sores de tens
uito utilizado
(High Voltage
ai (que dura
ma de corren
e a outra me
oduzida pela
ma foi resolv
m tensão con
de de São P
s que irão ab
ensão pode
s. No caso d
á-se preferê
s.
co de constr
Figura 41
nijunção(UJ
nijunction Tra
lizadores, ge
S
A
ersor de tens
e IGBT que
são, os quais
o na constru
e Direct Curr
ante muitos
nte alternada
etade (perten
parte parag
ido instaland
ntínua e a en
Paulo) onde é
baixar a tens
geralmente
e inversores
ncia ao emp
rução de um
- Bloco func
JT)
ansistor) pod
eradores de s
42
são
e mais são
s produzem
ução de filt
rent) de ener
anos foi a
a, sendo que
ncente ao Pa
guaia é vend
do-se um ret
nergia é tran
é novamente
são para a di
ser constr
s de tensão
prego de IGB
m inversor d
cional de um
dem ser util
sinais dente
utilizadas
tensão alter
ros ativos d
rgia elétrica.
maior usina
e metade da
araguai) é g
dida ao Bras
tificador de p
nsmitida em
e alternada,
istribuição en
uído com o
que serão a
BT’s devido à
de tensão us
m inversor d
lizados em o
de serra e e
E
em eletrônic
nada através
de potência
A Usina de
a hidrelétrica
produção (p
erada em 50
il que conso
potência que
DC até os c
agora em 60
ntre os consu
o uso de GT
aplicados na
à sua possib
sando IGBT
de 6 pulsos
osciladores
em sistemas
Eletrônica In
ca de potên
s de tensão
e em siste
Itaipu perten
a do mundo
pertencente a
0Hz. No enta
ome tensão a
e transforma
centros cons
0Hz para ser
umidores de
TO’s (Gate
construção
bilidade de o
T’s é aprese
de baixa fre
temporizado
ndustrial
ncia é a
contínua.
emas de
ncente ao
o) produz
ao Brasil)
anto, boa
alternada
a tensão
umidores
r enviada
e energia.
Turn-Off
de filtros
perar em
ntado no
eqüência,
os.
6.5.1 Co
B
do tipo N
semicon
pelo mat
semicon
Tudo se
série, ten
O termin
Figura
6.5.2 Pri O
entre 4 K
então, u
potencia
“cátodo”
não ating
linha de
do que 5
incapaz
forem at
E
onstituição I
Basicamente
N (de alta re
ndutoras, e a
terial semico
ndutora intern
passa como
ndo ligado n
nal do emisso
42 - Circuit
incípio de F
O valor resis
KΩ e 12 KΩ)
ma tensão d
al intrínseca
(5 Volts no
gir 5,6 Volt (
negativo da
5,6 Volts det
de originar p
tingidos, a co
Interna
e o transisto
esistividade)
ssim, entre B
ondutor N. O
na.
o se o bloco
o seu ponto
or (E) está m
o
Funcioname
stivo normal
). Assim, se
de entrada no
da junção P
exemplo). N
0,6V + 5V) n
a alimentaçã
terminará a
passagem d
orrente será
S
r de unijunçã
com termina
B2 (base 2) e
material do
do tipo N fos
central um d
mais próximo
nto
entre os te
ligarmos o t
o emissor (E
PN (≅ 0,6V)
Nesse caso,
não haverá p
o. Mantendo
passagem d
a corrente e
nula, como a
Ca
E
B1
B2
43
ão é constitu
ais nos extre
e B1 (base 1
tipo P como
sse formado
diodo (termin
da base 2 (B
erminais da b
terminal B2 a
30
corr
Ao
de t
tens
foi
têm
apli
entr
terá
E) do UJT, es
e, em segu
enquanto a
passagem de
o-se no exem
de uma corre
elétrica pelo e
através de um
uído por uma
emos. Tais c
1) temos, na
material do
por duas sim
nal E ou Emis
B2).
base 2 e 1
a um potenc
Volt), e o
rente muito
mesmo tem
tensão, em c
são menor,
aplicada a B
m valores igua
carmos (com
re B2 e B1,
á uma tensã
sta terá que,
ida, superar
a tensão apli
e corrente pe
mplo, uma te
ente; já qualq
emissor (E)
m interruptor
E
a barra de m
ontactos não
prática uma
tipo N forma
mples resistê
ssor).
equiva
é relativame
ial positivo (t
terminal B1
pequena circ
po, Rb2 e Rb
cujo ponto in
porém prop
B2. Suponha
ais, de 5 KΩ
m a polarida
o “cátodo” d
ão de 5 Vo
inicialmente
a própria te
icada ao term
elo emissor a
ensão de em
quer tensão
e por Rb1. E
r aberto. Alca
Eletrônica In
material sem
o constituem
a resistência,
am a única ju
ências (Rb2 e
alente de um
ente alto (tip
tipicamente
1 ao negat
culará por R
b1 formam u
ntermédio su
porcional àq
amos que R
Ω cada um. A
ade indicada
do “diodo” do
olts. Ao ap
e vencer a ba
ensão que p
minal do em
através de R
missor igual
inferior (a 5
Enquanto os
ançando os
ndustrial
icondutor
m junções
, formada
unção PN
e Rb1), em
m UJT
icamente
entre 6 e
ivo, uma
Rb2 e Rb1.
m divisor
urge uma
uela que
Rb2 e Rb1
Assim, se
a) 10 Volt
o emissor
plicarmos,
arreira de
polariza o
missor (E)
Rb1 para a
ou maior
,6V) será
5,6V não
5,6V,
tudo se
unicame
Como a
de form
consider
6.5.3 Ca • T
• Ten
dois
• Res
• Cor
bas
• Raz
b
b
RR
η =
η é a ch
divisor d
A faixa t
Por exem
Se este
alimenta
V1 = η x
V1 = 0,65
V1 = 6,5V
V1 é a
polarizaç
Se V1 fo
polarizar
passa como
ente pelo valo
transição de
ma abrupta
rar o UJT com
aracterística
Tensão entre
nsão entre e
s terminais.
sistência entr
rrente de pic
se 1 quando
zão intrínsec
1b
bb
amada razão
de tensão.
ípica de vari
mplo, o
UJT for
ação de
V
5 x 10
V
chamada t
ção inversa p
or igual a 6,
r diretamente
o se o tal int
or resistivo in
e corrente nu
(quando a
mo um simp
as Técnicas
e bases (Vbb
missor e bas
re bases (Rb
co de emisso
o transistor é
ca de afastam
Rbb = Rb
o intrínseca
ação de η é
ensão intrín
para todas a
,5 Volt, entã
e a junção P
B2
terruptor est
ntrínseco de
ula, para cor
tensão de
les interrupto
b) – é a máx
se 1 (Vb1e)
bb) – é a res
or (Ie) – é a
é disparado.
mento (η)
b1 + Rb2
de afastame
de 0,5 a 0,8
nseca de af
s tensões ap
ão temos de
N e haver co
44
tivesse fecha
Rb1.
rrente total, e
emissor ch
or acionado
xima tensão q
– é a máxim
istência exis
corrente má
ento, que nad
8.
fastamento
plicadas ao E
e aplicar um
ondução entr
ado. A corre
entre emisso
ega à tens
por tensão.
que pode ser
ma tensão qu
stente entre o
áxima que p
da mais é
porque ela
Emissor, infe
m pouco mais
re Emissor e
E
ente que circ
r (E) e base
ão/limite de
r aplicada en
ue pode ser
os dois termi
pode circular
2N2646
usado
10 Volt
mantém o
eriores a V1.
s (≅ 0,6V) d
e a Base 1.
B1
Eletrônica In
culará estará
1 (B1) se dá
e disparo),
ntre as bases
aplicada en
nais de base
r entre o em
do que o
6 tem um η
com uma te
diodo emis
do que os 6
ndustrial
á limitada
á sempre
podemos
s.
tre esses
e.
missor e a
o fator do
de 0,65.
ensão de
ssor com
6,5V para
7 Am
Os a
de aplica
Os a
usam re
compone
constituí
represen
em que c
alimenta
O
onda sen
das funç
diferenci
analógic
sistemas
etc.
A
mostrada
mplificadores
amplificadore
ações em tod
amplificadore
ealimentação
ente, um b
ídos de amp
ntados pelo s
convenciona
ação.
Os amplifica
noidais ou n
ções clássic
iação, os a
cos. São útei
s de controle
A estrutura
a abaixo que
s Operacion
es operacion
da a eletrôni
es operacion
o para cont
loco fundam
plificadores
símbolo,
Figura 43 -
almente só e
adores opera
ão em freqüê
cas matemá
amplificadore
s ainda em i
e, sistemas d
interna de u
e é chamada
nais
nais são disp
ca.
nais são am
role de sua
mental na c
transistoriza
- Simbologia
ntradas e sa
acionais são
ências desde
ticas como
es operacio
númeras apl
de regulação
um amplifica
a de diferenc
45
positivos extr
mplificadores
as caracterís
construção d
ados em con
a de um am
aídas aparec
usados em
e C.C. ate vá
adição, sub
onais são o
licações em
de tensão e
ador operacio
cial.
remamente v
de acoplam
sticas. Eles
de circuitos
nexão série.
mplificador O
em e não as
amplificação
ários Megah
btração, mul
os element
instrumentaç
e corrente, pr
onal é forma
E
versáteis com
mento direto,
são hoje e
analógicos
. Extername
Operacional
s conexões d
o, controle, g
ertz. Com em
tiplicação, d
os básicos
ção,
rocessament
ada utilizand
Eletrônica In
m uma imen
, de alto ga
encarados c
s. Intername
ente, são ge
das fontes de
geração de fo
mprego na re
divisão, integ
dos comp
to de sinais,
do-se a conf
ndustrial
nsa gama
nho, que
como um
ente, são
eralmente
e
ormas de
ealização
gração e
putadores
figuração
O
tempo e
Há um
t
d
7.1 Amp A
a) ganho
b) ganho
c) tensão
d) imped
e) imped
f) faixa d
g) desloc
h) deriva
N
um contí
O Amplificad
fornecer um
m grande núm
Terminação
terra;
Terminação
Modo Comu
defasagem 0
plificador O
As proprieda
o de tensão d
o de tensão d
o de saída n
dância de en
dância de sa
de passagem
camento de
a nula da ten
Na prática, a
ínuo aperfeiç
Figura 44
dor Diferenc
ma saída com
mero de pos
Simples: é
Dupla: é qua
um: é quand
0º entre si, é
Operacional
ades de um c
diferencial in
de modo com
ula para tens
trada infinita
ída igual a z
m infinita
fase igual a
nsão de saída
as limitações
çoamento da
4 - Esquema
ial é um circ
m o resultado
sibilidades d
quando um
ando dois sin
o um mesm
aplicado na
Ideal
circuito ampl
nfinito
mum igual a
são de entra
a
ero
zero
a para variaç
s dos amplifi
as caracterís
46
a de um am
cuito eletrôn
o que será a
de se aplicar
sinal é aplic
nais de polar
mo sinal, pod
as entradas.
ificador oper
zero
ada igual a ze
ções de temp
icadores ope
ticas dos me
plificador d
ico capaz d
diferença am
sinais em su
cado numa e
ridades opos
dendo ser ta
racional idea
ero
peratura
eracionais sã
esmos pelos
E
iferencial
e receber do
mplificada de
uas entradas
entrada e a o
stas são aplic
mbém de m
l são:
ão muitas, o
seus fabrica
Eletrônica In
ois sinais ao
estes sinais.
s:
outra é cone
cados nas e
mesmo poten
ocorrendo, en
antes.
ndustrial
o mesmo
ectada ao
ntradas;
ncial e de
ntretanto,
7.2 A Algumas
Ganho freqüênc
variação
vão des
sofisticad
é, em co
Tensão estão em
dos disp
diferente
C.C. eq
amplifica
normalm
Correnteamplifica
entradas
de entra
campo e
Como, n
corrente
corrente
Faixas d
caso do
freqüênc
amplifica
operacio
para peq
permitem
Muito im
Essa faix
senoidal
Amplificado
s consideraç
de tensão
cias muito ba
o da tensão d
sde alguns
dos. Normal
ondições nor
de "offset"m curto circu
positivos de
e de zero qu
uivalente, na
adores come
mente dotado
e de "offsetadores opera
s. Essas cor
ada do amplif
em amplificad
na prática, o
s de entrada
de "offset" d
de passagem
os amplificad
cia em que
adores reais
onais monolí
quenos sinai
m, com o uso
, obte
mportante nos
xa de passag
l de sinal gra
or Operacion
ões:
- Normalme
aixas), é def
de entrada.
poucos milh
mente, Av0
mais, extrem
" - A saída
uito. Nos am
entrada, nor
ando ambas
a entrada, c
erciais estão
os de entrada
t" - O amplif
acionais rea
rrentes são,
ficador opera
dores dotado
os dispositiv
a são sempre
de entrada.
m - Existem v
dores opera
o ganho d
s, esta freqü
ticos aprese
s com o amp
o da express
er valores da
s amplificado
gem, muito m
ande pode se
nal Real
ente chamad
inido como a
Este parâme
hares até c
é o ganho d
mamente peq
de um amp
mplificadores
rmalmente d
s entradas es
chamada de
o situado na
as para ajust
icador opera
ais, entretant
geralmente
acional ou a
os de FETs à
vos simétrico
e ligeirament
várias manei
cionais é u
de tensão p
üência pode
entam fu na f
plificador ope
são:
a faixa de pas
ores operacio
menor que fu
er obtida à sa
47
do de ganho
a relação da
etro, notado
cerca de ce
de tensão dif
queno.
lificador ope
reais, devid
diferencial, a
stão no pote
e tensão de
faixa de 1
te da tensão
acional ideal
to, apresent
devidas às
inda corrente
à entrada.
os de entra
te diferentes
iras de defin
usual referir-
assa pelo g
estar na fa
faixa dos 0,5
eracional na
ssagem muit
onais é a faix
u é definida c
aída sem dis
o de malha
variação da
como A ou
m milhões
ferencial em
eracional ide
o principalm
a saída do a
ncial zero. S
"offset". O
a 100 mV. O
de "offset".
apresenta im
tam corrente
correntes de
es de fuga d
da não são
. A diferença
ir a faixa de
-se a "Unit-G
ganho unitár
aixa de 1 kH
5 a 5 MHz. M
configuraçã
to próximos a
xa de passag
como a máxi
storção aprec
E
aberta, med
a tensão de s
Avo, tem se
em amplific
C.C.. O gan
al é nula qu
mente a um c
mplificador o
Significa dize
valor da ten
Os compone
mpedância d
es C.C. de p
e base dos t
da porta do t
absolutame
a dessas cor
passagem d
Gain Crosso
rio e que c
Hz até 100
Medidas do
ão não invers
ao fu definid
gem a plena
ima freqüênc
ciável.
Eletrônica In
dido em C.C
saída para u
eus valores r
cadores ope
nho de modo
uando suas
casamento i
operacional
er que há um
nsão de "of
entes comer
de entrada in
polarização
transistores
transistor de
ente iguais,
rrentes é cha
de um dispos
over Freque
chamaremos
MHz. Ampli
tempo de su
sora a ganho
o.
potência.
cia em que u
ndustrial
C.(ou em
uma dada
reais que
eracionais
o comum
entradas
mperfeito
pode ser
ma tensão
ffset" nos
rciais são
nfinita. Os
em suas
bipolares
efeito de
as duas
amada de
sitivo. No
ency" - a
fu. Nos
ficadores
ubida (ts)
o unitário,
uma onda
Geralme
"Slew Roperacio
prefixado
o "slew r
Esta limi
ligado a
pode se
tipicame
Assim, d
consegu
vezes a
Em amp
Em amp
grande,
T
entrada
operacio
10¹³W e
saída nã
de algun
7.3 T
Para
sabemos
Pois
zero na
artifício m
ente a faixa d
Rate" - Este
onal é injetad
o, observa-s
rate”.
itação tem o
um element
er carregado
ente 30 pF,
dependendo
ue acompanh
taxa de varia
plificadores o
plificadores o
por exemplo
Tendo come
nos amplif
onais monolí
m operacion
ão é nula, ap
ns ohms a ce
Terra Virtua
a explicar m
s que a relaç
s VO
é finito e
expressão
matemático (
de passagem
e parâmetro
do um sinal
se a sua saíd
rigem nas ca
to, o chamad
o. Este capa
conta com
o da amplitu
har o sinal d
ação da tens
operacionais
operacionais
o, Sr = 2000 V
entado os p
ficadores op
ticos, da ord
nais construí
resentando o
erca de 3 kW
al
melhor este
ção ideal é V
e A = α. Porq
dada? – Ist
(formalmente
m à plena pot
está ligado
senoidal de
da uma onda
aracterísticas
do capacitor
acitor, que
fontes de co
ude do sina
e entrada". C
são (fórmula
I
Sr
=
=
monolíticos,
construídos
V/ms.
parâmetros a
peracionais
dem de 10¹²
ídos com dis
os operacion
W.
conceito as
VO
= A(V+
- V-
V + −
que se utiliza
to é feito pa
e, devemos d
48
tência é espe
o à faixa de
e alta freqüê
a triangular. A
s de construç
de compens
nos amplific
orrente de c
al desejado
Como a corr
abaixo), oco
Vct
Vt
Δ=
ΔΔ
= =Δ
, de uso ger
s pela técnica
acima, conv
não é infin
W em opera
spositivos di
nais práticos
ssumiremos
-) é sempre v
VV −− =
a o sinal de “
ara lembrar
dizer que A t
ecificada a u
passagem
ncia, de am
A inclinação
ção do dispo
sação de fas
cadores ope
cerca de 30
na saída, o
rente num ca
orre limitação
IC
=
ral, Sr vale a
a de C.I.s hí
vém lembrar
nita sendo
acionais com
iscretos. Da
, valores que
que o gan
válida. Portan
0 0VA
≈
“aproximadam
que estamo
tende a infin
E
uma dada sa
à plena pot
plitude supe
desta forma
ositivo e está
se e à máxim
eracionais m
mA disponív
o amplificad
apacitor é da
o chamada "s
alguns Volts
bridos, este
também qu
da ordem
m entradas d
mesma form
e podem ir
ho do AOP
nto podemos
mente igual”
os na realida
ito, mas não
Eletrônica In
ída, tipicame
tência. Qua
erior a um ce
a de onda tria
á diretamente
ma taxa com
monolíticos a
veis para ca
dor operacio
ada pela cap
slew rate":
por micross
valor pode s
ue a imped
de 1000000
dotadas de F
ma, a imped
P seja infinit
s afirmar que
” ao invés de
ade empreg
o o é – na prá
ndustrial
ente 10V.
ndo num
erto valor
angular é
e
que este
apresenta
arregá-lo.
onal "não
pacitância
egundos.
ser muito
ância de
00W em
FET e até
dância de
to. Então
e:
e “igual” a
ando um
ática A
situa-se entrada Esta téc
valor da
tensão d
curto cir
Denomin
pontos d
Pode
mesmo c
7.4 C Os a
diferenci
eB e a te
Figura 4
7.4.1 Co
I
o gerado
(note as
podemos
Temos a
com a e
entrada
S
do circui
tipicamente V
- igual (tend
cnica nos pe
entrada V- p
das entradas
rcuitado. Sab
nou-se o ter
distintos são
e-se empreg
com ideal se
Circuitos Bá
amplificadore
ial. A figura 4
ensão de saí
45 - Represe
onfiguração
Inicialmente
or de sinais
duas entrad
s considerar
ainda dois re
ntrada invers
inversora do
Seguindo a r
ito, denomina
entre 105
e 1dendo) ao va
ermite dizer q
para valores
s do AOP po
bemos tamb
rmo curto ci
idênticas (co
gar o conce
empre curto c
ásicos
es operacion
45 mostra as
ída eS.
entação das
inversora
vamos faze
VE
que está
das inversora
r ideais. A sa
esistores R1
sora do AOP
o AOP. Com
regra, a gran
ado de AV.
107
). Desta foalor de tensãque quanto
finitos de VS
is é como se
bém que não
ircuito virtua
omo em um c
ito de terra
circuitando, m
nais apresen
s entradas in
s entradas e
r um reconh
á alimentand
a e não inve
aída VO do
e RF, note q
P. , RF está f
isso concluím
ndeza mais i
49
forma podemão de saída. maior for A,
S. Em outras
e as entrada
o existe cor
al para desig
curto-circuito
virtual nos a
mas não fisic
ntam, geralm
nversora (-),
saídas de u
hecimento do
o o circuito.
ersora e a sa
AOP é a pró
que R1 está
fornecendo u
mos a analis
importante e
mos notar que
mais o valo
palavras, el
as inversoras
rrente por on
gnar este es
o) e suas cor
amplificadore
camente.
mente, circui
não inversor
um amplifica
os componen
Temos um
aída) e dema
ópria saída d
ligando elet
um caminho
se do circuito
em um circuit
E
e teremos um
or da entrad
a nos chama
s e não inver
nde tem um
stado onde
rrentes são n
es sempre q
tos de entra
ra (+), as ten
ador operac
ntes utilizado
AOP com u
ais caracterís
do circuito re
ricamente o
elétrico entr
o, agora vam
to analógico
Eletrônica In
ma tensão de
da V+
se apro
a a atenção
rsora estives
m curto mom
as tensões
nulas.
que conside
ada em conf
nsões de ent
cional
os no circuito
um ganho A
sticas que a
epresenta po
sinal de ent
re a saída(VO
mos analisá-lo
é o ganho d
ndustrial
e
oxima do
que pela
ssem sido
mentâneo.
em dois
rarmos o
figuração
rada eA ,
o. Temos
qualquer
principio
or VOUT.
trada(VE)
OUT) e a
o.
de tensão
A
O
entrada
entrada
entrada
tanto a
interna n
então as
portanto
7.4.2 Co O
deve,obv
saída at
intensida
A fórmula do
O amplificad
e da saída
inversora e
do amplifica
trajetória de
no amplificad
s tensões qu
, a tensão ge
onfiguração
O amplificad
viamente, ir
través de u
ade da realim
o amplificado
dor inversor
na entrada
a entrada n
ador operacio
e entrada qu
dor operacio
ue elas induz
eral no termi
não inverso
dor não-inve
para a entr
m divisor de
mentação e,
or inversor é
IV
V
Figura 46 - C
tem a entra
inversora. A
não inversora
onal, e as du
uando a de
nal. Portanto
zem através
nal inversor
ora
rsor envia a
rada inverso
e tensão. Aj
dessa forma
50
mostrada ab
1
1
in
out
in
I IVRVV
= −
= −
=
Configuraçã
ada não-inve
A forma de
a são iguais
uas tensões
realimentaç
o, se as duas
desse resis
é zero.
a entrada pa
ora. O ganho
Ajustando-se
a, mudar o ga
baixo:
2
2
2
1
out
IVRRR
−
−
ão Inversora
ersora ligada
se analisar
s e opostas,
de entrada s
ção estão al
s correntes s
stor interno t
ara o termina
o é ajustado
a razão de
anho.
E
a
a à terra e s
isso é perc
não há fluxo
serão iguais.
imentando a
são iguais m
ambém serã
al não-invers
o por amost
e R1 para R
Eletrônica In
soma as ent
ceber que, q
o de corrent
. Em outras
a mesma re
mas opostas
ão iguais e o
sor. A realim
tragem da te
R2, pode-se
ndustrial
tradas da
quando a
te para a
palavras,
esistência
em sinal,
opostas –
mentação
ensão de
variar a
Aqui, us
utilização
Nesse c
comum
impedân
A
7.4.3 Am A
digitais
instantan
Emprega
se a regra q
o da regra fo
aso, a fim de
colocar um
ncia efetiva n
A tensão de
mplificador SAmplificador
em tempo r
neamente em
ado em mistu
que diz que
ornece imedi
e evitar desv
resistor em
na entrada in
saída do am
Fig
Somador r somador te
real. Exemp
m tempo rea
uradores de
as tensões
atamente o g
vio em funçã
m série em
versora.
mplificador em
in
out
in
V
V
V
VV
+
−
=
=
=
=
gura 47 - Co
m a finalidad
lo pode-se
l.
sinal. Circuit
51
s de entrada
ganho.
ão de uma nã
linha com a
m função da
1
1
1
2
in
out
out
V
VR
VR
R RR+
=
onfiguração
de somar do
somar uma
to:
a devem se
ão-correspon
a entrada n
tensão de e
2
2
2
2
2
RR
RR
R
+
+
não inverso
is ou mais v
rampa, um
E
r as mesma
ndência de c
não-inversora
ntrada é mos
ora
alores de en
ma senoíde e
Eletrônica In
as. Mais um
corrente de e
a e ajustá-lo
strada abaix
ntradas analó
e um nível
ndustrial
ma vez, a
entrada, é
o para a
xo:
ógicas ou
contínuo
A equaç
7.4.4 Am O
entradas
Exemplo
quanto à
um amp
captado
dois fios
A tensão
qualquer
constant
ção da tensã
V
mplificador S
O Amplificad
s . Este circ
o se conecta
à interferênc
lificador de d
praticament
, ao passo q
o na saída d
r sinal comu
te de proporc
Figura
ão de saída
1
Fs
RVR
=
Subtrator
dor subtrato
cuito é extre
armos um tr
ia serão am
diferenças, s
te da mesm
que o sinal do
deste circuito
um as duas
cionalidade é
a 48 - Circuit
em função
11
FEV +
r tem a fina
emamente a
ransdutor em
plificados. P
só o sinal do
a forma pelo
o transdutor
o é proporcio
entradas nã
é dada simpl
52
to de um am
das entrada
21
FE
R VR
alidade de a
analógica, in
m um ampli
Por outro lado
transdutor é
o dois fios q
é uma difere
onal a difere
ão é amplific
lesmente pe
plificador so
as é mostrad
2 ...+ +
amplificar as
nclusive em
ficador inve
o , se conec
é amplificado
que carregam
ença de tens
ença entre a
cado, ou em
la razão entr
E
mador
da abaixo:
1
FEN
R VR
diferenças
circuito em
rsor, tanto o
ctarmos a sa
o, já que o si
m o sinal de
ão entre ess
s tensões da
m outras pal
re RF
/ R1.
Eletrônica In
N
de tensões
mpregando o
o sinal do tr
aída do trans
nal de interfe
e tensão com
ses dois fios.
a entrada (V
avras, é rej
ndustrial
entre as
os AOP’s
ransdutor
sdutor em
erência é
mum aos
V1
– V2) e
eitado. A
Equação
7.4.5 Co F
maior. T
tensões
inversora
entrada
resposta
A maiori
às vezes
também
o Geral:
omparador
Freqüenteme
Tudo o que
de entrada
a for maior
não inverso
a sim e a res
a dos circuit
s tendo sua
é utilizado c
Figura 4
ente precisa
precisamos
a (não invers
que a tens
ra for menor
posta não se
tos comparad
tensão de s
como tensão
49 - Circuito
sV = −
amos compa
é uma resp
sora e inve
ão inversora
r que a entra
erá mais baix
dores são co
saída limitad
de referênci
53
o de um Am
1(FR V
R
arar uma ten
posta sim/nã
rsora) e um
a, o compar
ada inversor
xa.
onstruídos po
da por diodo
ia.
plificador S
1 2)V V−
nsão com ou
ão. Um com
ma tensão d
rador produz
ra, a saída s
or AOP’s na
zener. Na m
E
ubtrator
)
utra para ver
parador é u
e saída. Qu
zirá uma alt
e baixa. A s
configuração
maioria dos
Eletrônica In
rificar qual d
m circuito c
uando a ten
ta tensão; q
saída alta sim
o de malha a
casos o dio
ndustrial
delas é a
com duas
nsão não
quando a
mboliza a
aberta ou
odo zener
Equação
N
diodos e
contra p
circuito a
Exercício
1) P
do
2) D
e
3) R
sim
4) C
o Geral:
Na prática q
em antiparale
possíveis so
abaixo:
os:
esquisar as
ois tipos de e
Desenhar o
executa.
Relacionar tr
mplificada ca
omo definim
quando se pr
elo, colocad
bretensões
Figura
diferenças e
eletrônicas tr
símbolo do
rês caracter
ada uma dela
mos o melhor
Figura 50
sV =rojetam circu
os entre os
ou sobrecor
a 51 Circuito
entre eletrôni
rabalham em
amplificado
ísticas de u
as.
amplificador
54
- Circuito co
(A V + −uitos compar
terminais da
rrentes que
o com diodo
ica analógica
m conjunto.
or operacion
um amplifica
r operaciona
omparador
)V −− radores, é m
a entrada pa
possam da
os em antipa
a e digital cit
al e escreva
ador operacio
al através de
E
muito comum
ara proteger
anificar o int
aralelo
tando três eq
a a função
onal ideal, e
seu SLEW R
Eletrônica In
m a utilização
o estágio d
tegrado. Con
quipamentos
matemática
explicando d
RATE?
ndustrial
o de dois
iferencial
nforme o
s onde os
que ele
de forma
5) P
e
6) C
7) C
8) C
9) C
10) C
8 Bib
2
c
esquisar a fo
crie uma tab
ite três aplic
omente sobr
ite aplicaçõe
ite aplicaçõe
Como funcio
bliografia
RASHID, Mu2ª ed. Prenthttp://www.http://www.http://www.http://www.http://sites.uc/eletronicaDispositivosLtda; Rober
Eletrônica, 4
olha de dado
bela de comp
ações para o
re o conceito
es para circu
es para circu
onam os circu
uhammad Htice Hall, Neelec.gla.ac.umathworks.coltec.ufmgmitsubishicuol.com.br/r
a/igbt.htm s eletrônicort Boylestad
4ª edição Vo
os dos ampli
paração entre
o amplificado
o de terra virt
itos somado
ito subtratore
uitos compar
Harunur. Pow Jersey: 1uk/groups/d.com/accessg.br/alunos/2chips.com/drick.machad
os e teoria dd e Lovis Na
ol. I e II, Mal
55
ificadores op
e eles.
or inversor co
tual
ores
es
radores?
ower Electro993.
dev_mod/pas/helpdesk/270/semiconatasheets/pdo/engenha
de circuitosashelsky.
lvino editora
peracionais 7
om realimen
onics – Circ
apers/igbt/ighelp/toolboxndutores/ig
power/power.htmlhttp://
, 6ª edição;
a Makron Bo
E
741 de dois f
tação negati
cuits, device
gbt.html x/powersys/bt.html rmos_index/orbita.starm
editora Pre
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Eletrônica In
fabricantes d
iva.
es and appl
s/igbt.shtml
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entice Hall d
ndustrial
diferentes
lications.
~tecnofa
do Brasil