Componentes eletrónicos

Apresentação em tema: "Componentes eletrónicos"— Transcrição da apresentação:

1 Componentes eletrónicos

2 Resistência elétrica A resistência eléctrica é um componente que opõe uma certa dificuldade à passagem da corrente eléctrica. Funções que podem ser desempenhadas por resistências num circuito: limitadores de corrente, divisores de tensão, atenuação, filtragem, polarização, carga, etc. Tipos de resistências fixas: resistências aglomeradas (de grafite), resistências de camada ou película (de carvão ou liga metálica) e resistências bobinadas (de fio de liga de metais: cobre-níquel ou cobre-magnésio).

3 Resistência elétrica fixa linear

4 Resistência elétrica fixa linear

5 Resistência elétrica fixa linear

6 Resistência elétrica fixa linear

7 Resistência elétrica fixa linear
Potências de dissipação mais usuais das resistências.

8 Resistência elétrica variável
Os potenciómetros mais usados são os lineares e os logarítmicos. Para a regulação do volume do som utilizam-se potenciómetros logarítmicos, para as correcções de frequência (tonalidade) são preferidos os lineares.

9 Resistência elétrica variável

10 Resistência elétrica variável

11 Resistências elétricas não lineares
São resistências cujo valor varia com factores externos (temperatura, luz…).

12 Resistências elétricas SMD
As resistências para montagem em superfície (SMD ou Surface Mounting Devices) da tecnologia SMT (Surface Mounting Technology) possuem um código de 3 ou 4 dígitos na sua configuração mais comum, conforme mostra a figura. Nesse código, os dois primeiros números representam os dois primeiros dígitos da resistência. O terceiro dígito significa o factor de multiplicação ou número de zeros que deve ser acrescentado. Resistência de 22 Ω Resistência de 100 Ω Fio condutor (jumper) 220 1000 000

13 Condensadores elétricos
São basicamente constituídos por duas armaduras metálicas entre as quais existe um material isolador ou dieléctrico. As funções que pode desempenhar num circuito são as de bloqueio (da componente contínua de um sinal), filtragem (de determinadas frequências), armazenamento de cargas eléctricas, acoplamento ou desacoplamento (entre partes do circuito electrónico), correcção do factor de potência do circuito, eliminação de ruídos, etc.

14 Condensadores elétricos

15 Condensadores elétricos

16 Condensadores elétricos

17 Condensadores elétricos
Coeficiente de temperatura

18 Condensadores elétricos
Coeficiente de temperatura

19 Condensadores eletrolíticos
São condensadores com polaridade e de grande capacidade. O valor indicado no componente é expresso geralmente em microfarad. Os condensadores electrolíticos podem ser de óxido de alumínio ou de óxido de tântalo. O valor da capacidade e da tensão máxima de funcionamento estão geralmente escritos no corpo do componente. Condensadores electrolíticos de óxido de alumínio.

20 Condensadores eletrolíticos

21 Condensadores de capacidade variável
Condensador variável metálico Condensadores variáveis Ajustes feitos através de um botão giratório e que geralmente necessitam de serem efectuados frequentemente. O dieléctrico usado no condensador variável metálico é o ar e no condensador variável mini é usada uma finíssima película de plástico. Condensador variável metálico Condensador variável mini (plástico)

22 Condensadores de capacidade variável
Condensadores ajustáveis (Trimmer) Ajuste técnico feito através de uma chave de fendas e que se realiza geralmente uma só vez.

23 Condensadores SMD Os condensadores não electrolíticos não têm os valores marcados. Só se pode saber o seu valor medindo-o com um capacímetro. Existem dois tipos de condensadores electrolíticos: Aqueles que têm o corpo metálico (semelhante aos comuns) e os que têm o corpo em epóxi, parecido com os díodos. Alguns têm as características indicadas por uma letra (tensão de trabalho) e um número (valor em pF). Ex: A225 = pF = 2,2 μF x 10 V (letra "A").

24 Bobinas elétricas O valor do coeficiente de auto-indução de uma bobina pode ser indicado de várias formas diferentes: Por indicação escrita (Ex:120H ou 120). Por abreviaturas, que indicam o valor nominal em H sob a forma de um código: Para valores menores que 100H, são usados três algarismos com a letra R para indicar a posição da vírgula decimal (Ex: R120=0,12H; 35R0=35H). Para valores superiores a 100H, são identificadas por quatro algarismos. Os três primeiros indicam o valor do coeficiente de auto-indução e o quarto algarismo o número de zeros necessários para completar o valor (Ex.: 1200=120H; 1501=1500H; 1502=15000H). NOTA: Às vezes aplica-se este código apenas com três algarismos, sendo o terceiro o número de zeros que se seguem ao valor indicado pelos dois primeiros algarismos (Ex: 121=120H)

25 Bobinas elétricas http://www.prof2000.pt/users/lpa Código de cores
Código com quatro anéis: os dois primeiros anéis indicam os algarismos significativos, o terceiro anel o factor de multiplicação e o quarto anel a tolerância. O código será AABC. Código com três anéis: a tolerância não é indicada por uma cor, podendo sê-lo através de uma letra. O código será AAB. Código com cinco anéis: tem um anel largo prateado num extremo que indica por que ponta começa a contagem. O segundo, terceiro e quarto anel indicam o valor com um anel dourado (se estiver presente) indicando a vírgula decimal. O quinto anel representa a tolerância (Ex: prateado-vermelho-dourado-violeta-sem cor=2,7H,  20%; prateado-vermelho-violeta--preto-dourado=27H,  5%)

26 Díodo retificador O díodo rectificador é constituído por uma junção PN de material semicondutor (silício ou germânio) e por dois terminais, o ânodo (A) e o cátodo (K). É um componente que só conduz num sentido, sendo por isso usado na rectificação da corrente alternada.

27 Díodo retificador

28 Díodo retificador

29 Fotodíodo O fotodíodo é um díodo semicondutor no qual a corrente inversa varia com a iluminação que incide sobre a sua junção PN. A corrente que existirá sem nenhuma iluminação aplicada é geralmente da ordem dos 10A nos fotodíodos de germânio e de 1A nos fotodíodos de silício. + - A K O fotodíodo é polarizado inversamente aproveitando a variação da corrente inversa que se verifica quando a luz incide nele.

30 Fotodíodo

31 Fotodíodo Curva caraterística típica de um fotodíodo (Corrente inversa) (Tensão inversa de polarização) Para uma mesma tensão inversa de polarização, a corrente inversa aumenta de valor ao aumentar o fluxo luminoso incidente. Quando incide luz no fotodíodo, a corrente inversa varia quase linearmente com o fluxo luminoso.

32 Fotodíodo Características de um fotodíodo:
Comprimento de onda () da luz que accionará o dispositivo. Área sensível do componente que deverá receber o feixe de luz. Aplicações dos fotodíodos: Sistemas de segurança anti-roubo. Abertura automática de portas. Regulação automática de contraste e brilho na TV. NOTA: O nível de corrente gerada pela luz incidente sobre um fotodíodo não é suficiente para que ele possa ser usado num controle directo, sendo necessário para isso que haja uma etapa de amplificação.

33 Díodo emissor de luz (led)
O díodo emissor de luz é constituído por uma junção PN de material semicondutor e por dois terminais, o ânodo (A) e o cátodo (K). A cor da luz emitida pelo led depende do material semicondutor que o constitui. Há leds de 3, 5, 8 e 10mm de diâmetro, cilíndricos, rectangulares, triangulares, etc. No mercado existem leds bicolores, tricolores e intermitentes.

34 Díodo emissor de luz (led)

35 Díodo emissor de luz (led)
Polarização de um led

36 Display de sete segmentos
Aplicação dos led

37 Display de sete segmentos

38 Díodo zener O díodo zener é constituído por uma junção PN de silício e por dois terminais, o ânodo (A) e o cátodo (K). O díodo zener quando polarizado inversamente permite manter uma tensão constante aos seus terminais (UZ) sendo por isso muito utilizado na estabilização/regulação da tensão nos circuitos.

39 Díodo zener

40 Díodo zener Os díodos zener são definidos pela sua tensão zener (UZ) mas para que possa existir regulação/estabilização de tensão aos seus terminais a corrente que circula pelo díodo zener (IZ) deve manter-se entre os valores de corrente zener definidos como máximo e mínimo, pois se é menor que o valor mínimo, não permite a regulação da tensão e, se é maior, pode romper a junção PN por excesso de corrente. Para que o díodo zener estabilize a tensão nos seus terminais deve-se ter em atenção o seguinte: O díodo zener tem que se encontrar polarizado inversamente (A   e K  ). A tensão de alimentação do circuito tem que ser superior à tensão de zener (UZ) do díodo. A carga ou cargas do circuito têm que estar ligadas em paralelo com o díodo zener.

41 Díodo zener http://www.prof2000.pt/users/lpa Caraterísticas técnicas
É um díodo de silício optimizado para trabalhar na região de ruptura. É o componente mais importante dos reguladores de tensão, circuitos que mantém a tensão da carga praticamente constante apesar das variações na tensão da linha e da resistência de carga. Variando-se o nível de dopagem dos díodos de silício, o fabricante pode produzir díodos zener com tensões de ruptura de 2 até 200V. NOTA: Vimos que o díodo rectificador se comportava quase como isolador quando a polarização era inversa. O mesmo se passa com o díodo zener até um determinado valor da tensão (VZ), a partir do qual ele começa a conduzir fortemente. Qual será então o facto que justifica esta transformação de isolador e condutor? A explicação é-nos dada pela teoria do efeito de zener e o efeito de avalanche. Efeito de zener – ao aplicar ao díodo uma tensão inversa de determinado valor (VZ) é rompida a estrutura atómica do díodo e vencida a zona neutra, originando assim a corrente eléctrica inversa. Este efeito verifica-se geralmente para tensões inversas VR <5 Volt e o seu valor pode ser variado através do grau de dopagem (percentagem de impurezas) do silício ou do germânio. Efeito de avalanche – Para tensões inversas VR >7 Volt, a condução do díodo é explicada exclusivamente pelo efeito de avalanche. Quando se aumenta o valor da tensão inversa, aumenta também a velocidade das cargas eléctricas (electrões). A velocidade atingida pode ser suficiente para libertar electrões dos átomos semicondutores, através do choque. Estes novos electrões libertados e acelerados libertam outros, originando uma reacção em cadeia, à qual se dá o nome de efeito de avalanche. Para tensões inversas VR, entre 5V e 7V, a condução do díodo é explicada cumulativamente pelos dois efeitos (efeito de zener e efeito de avalanche).

42 Díodo zener Caraterísticas técnicas

43 Díodo zener http://www.prof2000.pt/users/lpa
O gráfico de funcionamento do zener mostra-nos que, directamente polarizado (1º quadrante), ele conduz por volta de 0,7V, como um díodo comum. Porém, na ruptura (3º quadrante), o díodo zener apresenta um joelho muito pronunciado, seguido de um aumento de corrente praticamente vertical. A tensão é praticamente constante, aproximadamente igual a Vz em quase toda a região de ruptura. As folhas de dados (data sheet) geralmente especificam o valor de Vz para uma determinada corrente zener de teste Izt. O díodo zener é às vezes chamado de díodo regulador de tensão por manter uma saída constante, mesmo que a corrente que passe por ele varie. Em funcionamento normal, o zener deve ser inversamente polarizado e a tensão aplicada aos seus terminais deve ser maior que a tensão especificada Vz. É usada sempre uma resistência em série com o zener para limitar a corrente evitando que se queime por dissipação de potência excessiva. Gráfico de funcionamento

44 Transístor bipolar Constituição Um transístor bipolar (com polaridade NPN ou PNP) é constituído por duas junções PN (junção base-emissor e junção base-colector) de material semicondutor (silício ou germânio) e por três terminais designados por Emissor (E), Base (B) e Colector (C). N – Material semicondutor com excesso de electrões livres P – Material semicondutor com excesso de lacunas

45 Transístor bipolar http://www.prof2000.pt/users/lpa
Junções PN internas e simbologia

46 Transístor bipolar Princípio de funcionamento Para que o transístor bipolar conduza é necessário que seja aplicada na Base uma corrente mínima (VBE ≥ 0,7 Volt), caso contrário não haverá passagem de corrente entre o Emissor e o Colector. Se aplicarmos uma pequena corrente na base o transístor conduz e pode amplificar a corrente que passa do emissor para o colector.

47 Transístor bipolar O transístor bipolar pode ser utilizado:
Utilização O transístor bipolar pode ser utilizado: - como interruptor electrónico. - na amplificação de sinais. - como oscilador.

48 Transístor bipolar Polarização de um transístor bipolar Para o transístor bipolar poder ser utilizado com interruptor, como amplificador ou como oscilador tem que estar devidamente polarizado através de uma fonte DC. Para o transístor estar correctamente polarizado a junção PN base – emissor deve ser polarizada directamente e a junção base – colector deve ser polarizada inversamente. Regra prática: O Emissor é polarizado com a mesma polaridade que o semicondutor que o constitui. A Base é polarizada com a mesma polaridade que o semicondutor que a constitui. O Colector é polarizado com polaridade contrária à do semicondutor que o constitui.

49 Transístor bipolar http://www.prof2000.pt/users/lpa
Polarização de um transístor bipolar

50 Transístor bipolar http://www.prof2000.pt/users/lpa
Representação de tensões e correntes

51 Transístor bipolar Relação das correntes Considerando o sentido convencional da corrente e aplicando a lei dos nós obtemos a seguinte relação das correntes num transístor bipolar IE = IC + IB

52 Transístor bipolar Caraterísticas técnicas Utilizando o código alfanumérico do transístor podem-se obter as suas características técnicas por consulta de um data book ou de um data sheet do fabricante. IC É a máxima corrente de colector que o transístor pode suportar. Se este parâmetro for excedido o componente poderá queimar. VCEO Tensão máxima colector – emissor com a base aberta. VCBO Tensão máxima colector – base com o emissor aberto. VEBO Tensão máxima emissor – base com o colector aberto. hFE ou  Ganho ou factor de amplificação do transístor. hFE = IC : IB Pd Potência máxima de dissipação. fT Frequência de transição (frequência para a qual o ganho do transístor é 1 ou seja, o transístor não amplifica mais a corrente).

53 Transístor bipolar Substituição de transístores por equivalentes Num circuito não se pode substituir um transístor de silício por um de germânio ou vice – versa. Também não se pode trocar directamente um transístor NPN por um PNP ou vice – versa. A letra (A, B, C…) que pode aparecer no fim do código alfanumérico indica sempre aperfeiçoamentos ou melhorias em pelo menos um dos parâmetros, limites ou características do transístor. Exemplo: O BC548A substitui o BC548. O BC548A não substitui o BC548B

54 Transístor bipolar Dissipadores de calor O uso de dissipadores ou radiadores externos de calor são quase que obrigatórios nos transístores que trabalham com potências elevadas de modo a evitar o sobreaquecimento do componente e a sua possível destruição.