Electrónica Analógica – Livro

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– Curso Profissional de Técnico de Electrotecnia (Disciplina: Electricidade Electrónica)
– Curso Profissional de Técnico de Electrónica, Automação e Computadores (Disciplina: Electricidade Electrónica)
– Curso Profissional de Técnico de Electrónica, Automação e Comando (Disciplina: Electricidade Electrónica)
– Curso Profissional de Técnico de Gestão de Equipamentos Informáticos (Disciplina: Electrónica Fundamental)
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17 Capítulo 1
Instrumentos
1.1 Osciloscópio analógico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
1.2 Composição de movimentos. . . . . . . . . . . . . . . . .22
1.3 Tensão dente de serra. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23
1.4 Osciloscópio padrão. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
1.5 Medição de tensão contínua. . . . . . . . . . . . . . . . . 28
1.6 Medição de tensão alternada. . . . . . . . . . . . . . . . .29
1.7 Gerador de funções. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30
1.7.1 Ciclo de trabalho. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30
1.8 Offset de tensão. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32
1.9 Multímetro. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32
1.9.1 Instrumentos True RMS. . . . . . . . . . . . . . . . 33
35 Capítulo 2
Semicondutores
2.1 Classificação dos materiais. . . . . . . . . . . . . . . . . . .36
2.2 Semicondutor intrínseco. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36
2.3 Semicondutor extrínseco. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39
2.3.1 Semicondutor tipo N. . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
2.3.2 Semicondutor tipo P . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
2.4 Junção PN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42
2.4.1 Junção PN com polarização reversa . . . . . .43
2.4.2 Junção PN com polarização direta. . . . . . . .43
2.5 Diodo de junção. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
2.5.1 Curva característica do diodo. . . . . . . . . . .45
2.5.2 Diodo polarizado diretamente . . . . . . . . . . 47
2.5.3 Diodo polarizado reversamente. . . . . . . . .48
2.5.4 Modelos (circuitos equivalentes) para
diodo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48
2.5.5 Análise gráfica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
2.5.6 Teste de diodos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53
2.6 Diodo varicap. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .54
2.7 Diodo Schottky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .56
59 Capítulo 3
Aplicações de diodos semicondutores
3.1 Retificador de meia onda. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .60
3.2 Retificador de meia onda com filtro capacitivo. . .63
3.3 Retificador de onda completa. . . . . . . . . . . . . . . .65
3.3.1 Retificador de onda completa com
center tap. 65
3.3.2 Retificador de onda completa em ponte. . .68
3.4 Retificador de onda completa com filtro
capacitivo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .70
3.5 Ponte retificadora como componente. . . . . . . . . . 71
3.6 Dobrador de meia onda. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .72
3.7 Grampeador de tensão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .73
3.8 Limitadores. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .73
3.9 Diodo Zener. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .75
81 Capítulo 4
Transistores bipolares
4.1 Construção básica e princípio de funcionamento.82
4.1.1 Funcionamento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .83
4.2 Operação do transistor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .84
4.3 Curvas características de coletor. . . . . . . . . . . . .87
4.4 Regiões de operação: reta de carga. . . . . . . . . . . .88
4.5 Potência dissipada: dissipadores. . . . . . . . . . . . . . .92
4.6 Conexão Darlington. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
4.7 Teste de transistores. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .94
4.8 Leitura dos códigos em semicondutores. . . . . . . .95
4.8.1 Pro-Electron. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .96
4.8.2 Joint Electron Device Engineering
Council (Jedec). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .97
4.8.3 Japanese Industrial Standard (JIS) . . . . . . . .97
4.8.4 Outras formas de especificação. . . . . . . . . .98
4.9 Circuitos de polarização. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100
4.9.1 Polarização por corrente de base
constante. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
4.9.2 Polarização por divisor de tensão na base.101
4.10 Reguladores de tensão. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .104
4.10.1 Regulador de tensão em série . . . . . . . . .104
4.10.2 Reguladores integrados de três
terminais. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
111 Capítulo 5
Amplificadores
5.1 Capacitores de acoplamento. . . . . . . . . . . . . . . . 112
5.2 Capacitores de desacoplamento. . . . . . . . . . . . . 113
5.3 Amplificador emissor comum de pequenos
sinais. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
5.3.1 Modelo simplificado do transistor em
baixas frequências. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
5.4 Análise de amplificadores. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
5.4.1 Circuito equivalente CC de um
amplificador emissor comum. . . . . . . . . . . 116
5.4.2 Circuito equivalente CA de um amplificador
emissor comum para pequenos sinais. . . . 117
5.4.3 Amplificador EC com realimentação
parcial. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
5.4.4 Mais sobre amplificador EC com resistência
de fonte e carga. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
5.5 Amplificador coletor comum. . . . . . . . . . . . . . . . 128
5.6 Amplificadores de potência. . . . . . . . . . . . . . . . . 131
5.6.1 Amplificador classe A. . . . . . . . . . . . . . . . . 132
5.6.2 Amplificador classe B. . . . . . . . . . . . . . . . . 132
5.6.3 Amplificador classe AB. . . . . . . . . . . . . . . 134
5.6.4 Amplificador classe C. . . . . . . . . . . . . . . . . 135
5.6.5 Amplificador classe D . . . . . . . . . . . . . . . . 136
139 Capítulo 6
Transistor efeito de campo
6.1 Transistor efeito de campo de junção. . . . . . . . . 140
6.1.1 Curvas características de dreno. . . . . . . . . 143
6.1.2 Curva característica de transferência . . . . 144
6.1.3 Transcondutância. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
6.1.4 O princípio de funcionamento como
amplificador. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
6.1.5 Polarização do JFET. . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
6.1.6 Amplificador de pequenos sinais. . . . . . . . 155
6.2 Transistor MOSFET. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
6.2.1 Funcionamento do MOSFET tipo
crescimento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
6.2.2 Funcionamento do MOSFET tipo
depleção. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
6.2.3 Polarização e amplificador. . . . . . . . . . . . . 163
6.2.4 Inversor CMOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
6.2.5 MOSFET de potência. . . . . . . . . . . . . . . . . 164
167 Capítulo 7
Amplificadores diferenciais e operacionais
7.1 Amplificador diferencial. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
7.1.1 Amplificador diferencial com fonte de
corrente simples. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
7.1.2 Amplificador diferencial com
realimentação. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
7.2 Amplificador operacional integrado. . . . . . . . . . . 176
7.2.1 Amplificadores básicos. . . . . . . . . . . . . . . . 179
7.2.2 Características de um amplificador
operacional real . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192
7.2.3 Erros de offset . 197
7.2.4 Aplicações lineares. . . . . . . . . . . . . . . . . . .200
7.2.5 Aplicações não lineares . . . . . . . . . . . . . . . 231
245 Capítulo 8
Temporizador 555
8.1 Circuito integrado 555 como monoestável. . . . . 249
8.1.1 Aplicações do monoestável . . . . . . . . . . . . 251
8.1.2 Cadeia de monoestáveis. . . . . . . . . . . . . . .254
8.2 Circuito integrado 555 como astável. . . . . . . . . .255
8.3 Circuito integrado 555 como biestável. . . . . . . . 259
261 Capítulo 9
Transistor unijunção
9.1 Oscilador de relaxação. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .264
9.2 Gerador de dente de serra. . . . . . . . . . . . . . . . .265
269 Capítulo 10
Tiristores
10.1 SCR. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
10.1.1 Modos de operação . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
10.1.2 SCRs comerciais. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .273
10.1.3 Teste do SCR. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274
10.1.4 Disparo por CC e carga CC. . . . . . . . . . . 275
10.1.5 Disparo por CC com carga CA. . . . . . . .277
10.1.6 Disparo CA com carga CA . . . . . . . . . . . 278
10.1.7 Retificador de onda completa
controlado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280
10.1.8 Circuitos de disparo em CA. . . . . . . . . . .283
10.1.9 Disparo por pulso. . . . . . . . . . . . . . . . . . .285
10.1.10 Transformador de pulsos . . . . . . . . . . . .286
10.2 DIAC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
10.2.1 DIACs comerciais. . . . . . . . . . . . . . . . . . .289
10.3 TRIAC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
10.3.1 Modos de operação. . . . . . . . . . . . . . . . .290
10.3.2 TRIACs comerciais. . . . . . . . . . . . . . . . . .292
10.4 Aplicações do DIAC e do TRIAC . . . . . . . . . . 292
10.4.1 Chave estática CA assíncrona . . . . . . . . 292
10.4.2 Chave estática CA síncrona . . . . . . . . . . 293
10.4.3 Controlador de luminosidade – dimmer 294
10.4.4 Luz automática . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295
10.5 PUT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295
10.6 Circuito integrado TCA 785 . . . . . . . . . . . . . . 298
10.7 IGBT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300
10.7.1 Corrente de cauda . . . . . . . . . . . . . . . . . 302
10.7.2 Diodo em antiparalelo . . . . . . . . . . . . . . 302
10.7.3 IGBT ligado em paralelo . . . . . . . . . . . . . 303
305 Capítulo 11
Optoeletrônica
11.1 Sensores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
11.1.1 Fotorresistor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
11.1.2 Fotodiodo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308
11.1.3 Fototransistor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310
11.1.4 Célula solar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .311
11.2 Emissores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .313
11.3 Acoplador óptico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .314
11.4 Interruptor óptico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318
11.5 Refletor óptico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318
321 Referências bibliográficas