Curso: Eletrônica Básica

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1 Curso: Eletrônica Básica
Carga Horária: 80 horas Instrutor: Eng. Clovis Almeida Prof. Clovis Almeida

2 Válvulas e estado sólido
Prof. Clovis Almeida

3 Emissão termoiônica A emissão termoiônica é o princípio de funcionamento de uma válvula a vácuo. Prof. Clovis Almeida

4 Matéria e Energia O universo é constituído de matéria e energia.
Matéria é qualquer coisa que ocupe espaço e possua massa, como pedra, água e ar. Estados da matéria: sólido, líquido e gasoso. Pode ser encontrada na forma simples ou na forma de compostos. Prof. Clovis Almeida

5 Matéria e Energia. Um Elemento Químico é uma substância que não pode ser reduzida a uma forma mais simples por processos químicos. Exemplos: ferro, ouro, prata, cobre etc. Uma substância Composta é uma combinação química de dois ou mais elemento, como sal, água etc. Prof. Clovis Almeida

6 Matéria e Energia. Uma molécula é a menor parte de uma substância composta que ainda preserva suas características originais. Cada molécula contém átomos de cada elemento que forma o composto. Prof. Clovis Almeida

7 Matéria e Energia. O átomo é a menor partícula em que um elemento químico pode ser dividido mantendo suas características originais. Um átomo é formado por elétrons, prótons e nêutrons. O número e a distribuição das partículas acima determinam o tipo de elemento. Prof. Clovis Almeida

8 Matéria e Energia. O elétron transporta uma pequena carga negativa de eletricidade. O próton transporta uma pequena carga positiva de eletricidade, igual e de sinal oposto ao do elétron. A massa do próton é de cerca de 1837 vezes a do elétron. O nêutron é uma partícula sem carga elétrica e com massa mais ou menos igual à do próton. Prof. Clovis Almeida

9 Matéria e Energia. O nível de energia do elétron é a quantidade
de energia necessária para que permaneça em órbita. O movimento do elétron lhe dá energia cinética e a sua posição lhe dá energia potencial. A soma das energias permitem sua permanência na órbita. Na medida em que ganha ou perde energia, ficará mais próximo ou mais atastado do núcleo. Prof. Clovis Almeida

10 Matéria e Energia. Prof. Clovis Almeida

11 Matéria e Energia. As órbitas estão dispostas em camadas e subcamadas.
Cada camada contém um número máximo de elétrons em um átomo, determinado por 2n2. As camadas são rotuladas de K a Q, começando com K, que é a mais próxima do núcleo. As camadas são subdivididas em quatro subcamadas: s, com 2 elétrons; p, com 6; d, com ; f, com 14 electrons. Prof. Clovis Almeida

12 Matéria e Energia. Prof. Clovis Almeida

13 Matéria e Energia. Prof. Clovis Almeida

14 Matéria e Energia. Valência é a propriedade que o átomo possui para combinar com outros átomos. É determinada pelo número de elétrons na camada mais externa, denominada camada de valência. Os elétrons da camada de valência são chamados elétrons de valência. Prof. Clovis Almeida

15 Matéria e Energia. Ionização é o processo pelo qual um átomo ganha ou perde elétrons. Um átomo que perde algum dos seus elétrons no processo se torna carregado positivamente e é chamado íon positivo. Quando o átomo possui excesso de elétrons torna-se carregado negativamente e é chamado íon negativo. Prof. Clovis Almeida

16 Matéria e Energia. Bandas de energia são grupos de níveis de energia que resutam da grande proximidade dos átomos em um sólido. As bandas energia mais importantes são: banda de condução, banda proibida e banda de valência. Prof. Clovis Almeida

17 Matéria e Energia. Prof. Clovis Almeida

18 Matéria e Energia. Prof. Clovis Almeida

19 Matéria e Energia. Prof. Clovis Almeida

20 Matéria e Energia. Prof. Clovis Almeida

21 Elétrons e lacunas. Prof. Clovis Almeida

22 Dopagem Prof. Clovis Almeida

23 Dopagem Prof. Clovis Almeida

24 Dispositivos de estado sólido
São componentes que operam devido ao movimento de elétrons dentro de uma “peça” sólida de um material semicondutor. Prof. Clovis Almeida

25 Diodo a semicondutor Diodo de junção PN
Uma peça de material semicondutor tipo P ligada a outra peça de material semicondutor tipo N. Prof. Clovis Almeida

26 Diodo a semicondutor Fluxo de corrente – material N
Potencial positivo atrai os elétrons livres. Outro elétron vindo do negativo entra no cristal. Os portadores majoritários (elétrons) são repelidos pelo terminal negativo e atraídos pelo positivo, passando pelo cristal. Prof. Clovis Almeida

27 Diodo a semicondutor Fluxo de corrente – material P
As lacunas se movem para o potencial negativo. Elétrons vindos do circuito externo entram no material negativo e completam as lacunas. O terminal positivo atrai os elétrons removidos das ligações covalentes, criando novas lacunas. Prof. Clovis Almeida

28 Diodo a semicondutor Barreira de junção PN
Elétrons e lacunas se movem livremente pelo material. Elétrons do material N se difundem pela junção para dentro do material P para preencher lacunas. Prof. Clovis Almeida

29 Diodo a semicondutor Barreira de junção PN
Lacunas do material P se difundem pela junção para dentro do material N para serem preenchidas por elétrons. Este processo se denomina recombinação de junção. Ocorre redução de elétrons e lacunas na junção, que passa a se chamar região de depleção. Prof. Clovis Almeida

30 Diodo a semicondutor Polarização direta
Tensão aplicada à junção tal que se oponha ao campo elétrico da junção. Ocorre redução da barreira de junção. A junção oferece uma pequena resistência. Haverá corrente fluindo através da junção. Prof. Clovis Almeida

31 Diodo a semicondutor Polarização inversa
Tensão aplicada à junção tal que reforce o campo elétrico da junção. Ocorre aumento da barreira de junção. A junção oferece uma grande resistência. Haverá pouca corrente fluindo através da junção. Prof. Clovis Almeida

32 Diodo a semicondutor O aspecto singular da diferença de resistência com polarização direta ou inversa permite converter corrente alternada em corrente contínua. Este processo de conversão denomina-se retificação. Prof. Clovis Almeida

33 Retificador de meia onda
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34 Retificador de onda completa
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35 Retificador de onda completa em ponte
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36 Retificador com tiristor controlado
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37 Filtragem Prof. Clovis Almeida

38 Multiplicador de tensão
Baixa capacidade de corrente e de regulação. Prof. Clovis Almeida

39 Chave a diodo. Quando o potencial de entrada é 0 V, o diodo está polarizado diretamente. O diodo conduz e comporta-se como um condutor e a entrada é refletida na saída (chave fechada. Quando o potencial de entrada é maior ou igual a +V, o diodo está polarizado inversamente. O diodo deixa de conduzir, funcionando como uma chave aberta. Prof. Clovis Almeida

40 Identificação de um diodo.
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41 Identificação de um diodo.
Prof. Clovis Almeida

42 Identificação de um diodo.
Prof. Clovis Almeida

43 Verificação do estado de um diodo.
Prof. Clovis Almeida

44 Transistor Um transistor é um dispositivo a semicondutor formado por três ou mais elementos capaz de amplificar controlando o fluxo de corrente pelos seus materiais semicondutores. Prof. Clovis Almeida

45 Transistor Os três elementos do transistor são: coletor base emissor
Prof. Clovis Almeida

46 Transistor Os dois tipos básicos de transistores são: PNP NPN
Emissor Coletor Emissor Coletor Emissor Coletor Emissor Coletor Os dois tipos básicos de transistores são: PNP NPN A única diferença simbólica entre eles é o sentido da seta no emissor. Prof. Clovis Almeida

47 Transistor Prof. Clovis Almeida

48 Transistor Prof. Clovis Almeida

49 Polarização do Transistor
Coletor Emissor Coletor Emissor A polarização adequada do transistor permite que ele seja usado como amplificador. É necessário que a junção base-emissor seja polarizada diretamente e a junção base-coletor seja polarizada inversamente. A operação de um transistor consiste em uma pequena tensão base-emissor relativamente pequena controlando uma corrente coletor-emissor relativamente grande. Prof. Clovis Almeida

50 Transistor Prof. Clovis Almeida

51 Transistor Prof. Clovis Almeida

52 Transistor Prof. Clovis Almeida

53 Amplificação Amplificação é o processo de aumentar a intensidade de um sinal. Amplificador é um dispositivo capaz de amplificar sem alterar de forma considerável o sinal original. Um transistor é capaz de amplificar gerando uma grande variação na corrente de coletor a partir de uma pequena variação na corrente de base. A ação de amplificação de uma corrente resulta na amplificação de uma tensão porque o resistor de carga colocado em série com o coletor gera uma tensão sobre ele quando atravessado por uma corrente (Lei de Ohm). Prof. Clovis Almeida

54 Amplificação A ação de amplificação de uma corrente resulta na amplificação de uma tensão porque o resistor de carga colocado em série com o coletor gera uma tensão sobre ele quando atravessado por uma corrente (Lei de Ohm). A amplificação e outras funções podem ser feitas pela combinação de vários componentes a semicondutor, dentro de um único dispositivo capaz de exercer as funções diversas, que são os Circuitos Integrados. Prof. Clovis Almeida

55 Polarização Polarizar um transistor significa atribuir tensões e correntes às junções do transistor por meio de resistores. Prof. Clovis Almeida

56 Polarização Após a polarização, determina- se o ponto Q (quiescente), o qual estabelece o ponto ideal de operação do transistor para cada função específica. O ponto Q é obtido a partir da reta de carga, cuja interseção com a corrente de base com que vamos trabalhar é o ponto quiescente. A reta de carga é obtida interligando-se o ponto correspondente ao valor máximo de VCE (tensão coletor-emissor) com o ponto correspondente ao valor máximo de IC (corrente de coletor). Prof. Clovis Almeida

57 Amplificadores Antena Os amplificadores são de grande utilidade nas telecomunicações, pois permitem que as ondas eletromagnéticas sejam enviadas por um transmissor e captadas por um receptor capaz de processar voz, imagem e dados. Amplificador de RF Demodulador ou detector Amplificador de áudio Alto-falante Prof. Clovis Almeida