Os transistores são dispositivos que possuem duas uniões PN (a mesma dos diodos), capazes de controlar a passagem de uma corrente.
Podem ser de dois tipos, de acordo com as uniões: PNP ou NPN.
Apresentam base, emissor e coletor:
A base é a parte que controla a passagem de corrente; quando a base esta energizada, há passagem de corrente do emissor para o coletor, quando não ha. sinal na base, não existe essa condução. A base esquematicamente é o centro do transistor.
O coletor é uma das extremidades do transistor: é nele que "entra" a corrente a ser controlada. A relação existente entre o coletor e a base é um parâmetro ou propriedade do transistor conhecido como ß e é diferente para cada modelo do mesmo.
O emissor é outra extremidade, por onde sai a corrente que foi controlada.
Algumas características que devemos observar nos transistores são: A tensão máxima entre base e coletor, potência máxima dissipável (no caso do seu uso para controle de potência) e freqüência máxima de trabalho.
Os transistores podem ter aparência externa completamente diferentes, dependendo da aplicação que se fará dele, por exemplo, um transistor de sinal não possui a mesma aparência externa de um transistor de potência, que controle grandes cargas.
Os Retificadores Controlados de Silício, ou simplesmente SCR são componentes dotados de camadas PNPN dopadas de tal maneira que é formado um conjunto de três junções.
Para um fim didático, podemos representar um SCR por meio de dois transistores interligados: um NPN e outro PNP, como se verá a seguir.
Basicamente ele é um diodo com anodo catodo e uma porta ou gate.
Para que a resistência entre catodo e gate seja baixa, há de se polarizar com uma pequena corrente em sentido direto esses terminais, fazendo com que o SCR atue como um simples diodo.
Sem atuar no gatilho o circuito permanece em estado de não condução, seja qual for o sentido da corrente. Ao atuar-mos sobre o gate, a corrente ficará limitada ao valor de saturação da junção polarizada reversamente.
Disparo refere-se a mudança de estado de não condução (bloqueio) para o estado de condução.
Para disparar-mos um SCR, temos duas possibilidades:
a) Através da aplicação de tensões suficientemente elevadas entre anodo e catodo;
b) Através da polarização direta entre o gate e o catodo.
Devemos reparar no entanto que mesmo retirando o sinal do gatilho, a condução não é interrompida e para tal devemos deixar por alguns instantes Catodo e Anodo em curto, ou cortar a alimentação brevemente.
Os triacs são componentes semicondutores, surgidos das mesmas pesquisas que resultaram o SCR.
Triac é um termo criado para definir um comutador de corrente alternada.
O triac na verdade é um SCR bidirecional, o que quer dizer que ele conduz a corrente em ambos os sentidos. Este componente não possui catodo, mas sim anodo 1 e anodo 2.
Todos os terminais, inclusive a porta estão conectados em ambos os tipos de cristais (P ou N), portanto a porta pode ser acionada tanto por pulsos negativos como positivos.
Até receber um pulso, o Triac está em estado de não condução, ou seja bloqueio.
Na figura a seguir é mostrado o Triac com seu símbolo e sua equivalência em SCR:
Os diacs são diodos de disparo bidirecional, composto por três camadas (PNP) com a simples função de disparar tiristores.
Sua construção assemelha-se a de um transistor bipolar, porém difere na dopagem do cristal N.
Seu funcionamento é simples: Para passar do estado de bloqueio para o estado de condução, é preciso ultrapassar a tensão de ruptura (VR), rompendo assim, a junção polarizada inversamente, podendo a corrente fluir em ambos sentidos.
Para voltar ao estado de bloqueio, basta remover a tensão por alguns instantes.
Os diacs servem para controlar o disparo de triacs quando uma tensão de referência chegar a certo valor.
Os Acopladores Ópticos ou Optoacopladores são componentes muito simples, porém de grande importância para a eletrônica.
Estes componentes são capazes de isolar com total segurança dois circuitos eletrônicos, mantendo uma comunicação ou controle entre ambos. O isolamento é garantido porque não há contato elétrico, somente um sinal luminoso.
O seu funcionamento é simples: há um emissor de luz (geralmente um LED) e um receptor (fototransistor). Quando o LED está aceso, o fototransistor responde entrando em condução. Com o LED apagado o fototransistor entra em corte. Sabendo que podemos alterar a luminosidade do LED, obtemos assim diferentes níveis na saída.
Podemos também controlar o fototransistor através de sua base, como se fosse um transistor normal.
Os Acopladores Ópticos possuem diversas vantagens sobre outros tipos de acopladores: alta velocidade de comutação, nenhuma parte mecânica, baixo consumo e isolamento total.
Na figura a seguir vemos o esquema de um optoacoplador:
O Amplificador Operacional (AO) é um recurso muito utilizado da eletrônica analógica atual.
O AO é constituído por cinco terminais, sendo que dois correspondem a alimentação.
Este componente possui uma entrada não inversora, que tem a mesma polaridade da saída (em fase), uma entrada inversora, com polaridade oposta à da saída (em contrafase) e a saída.
Estes circuitos costumam ser alimentados de maneira simétrica, porém adicionando-se alguns componentes, podemos alimentá-lo de maneira assimétrica.
Uma típica configuração de um
AO não inversor é mostrada a seguir. Para seu funcionamento, bastam apenas dois resistores, que calculados de forma correta, nos dizem o ganho ou a ganância deste circuito.
A ganância do circuito é o fator que multiplicamos pela tensão da entrada para saber a de saída. Este fator é encontrado dividindo-se R1 (resistor que mantém certo nível de referência na entrada inversora) por R2 (resistor de realimentação).
Outra configuração bastante comum é a do
AO inversor. Neste caso o sinal entra pela entrada inversora. Usa-se mais uma resistência que não influi na ganância, geralmente de mesmo valor de R1.A saída é a contrafase da entrada.
Outra configuração para o AO é o
amplificador seguidor. Pode parecer inútil, porém é bastante usado para casamento de impedâncias, ou quando simplesmente precisamos de maior corrente, sem alterar a tensão. A ganância é 1 e a saída é igual a entrada.
Para alimentar algumas configurações de AO de forma assimétrica, é preciso polarizar a entrada não inversora até a metade da tensão de alimentação e desacoplar a entrada e a saída com capacitores para evitar o surgimento de tensões contínuas. O cálculo dá ganância dá-se do mesmo modo.
Circuitos Integrados
Os circuitos integrados, com o próprio nome sugere, são componentes eletrônicos que em seu interior possuem outros componentes, integrados de tal maneira que formam circuitos eletrônicos.
São componentes de fácil acesso e relativa simplicidade, que estão presentes cada vez mais no nosso dia a dia, dentro de televisores, rádios e até no seu computador.
O processo industrial mais comum para a sua fabricação consiste na gravação por meio fotográfico em uma superfície de silício. Logo o silício que recobre regiões ativas é convertido em um óxido ou um nitrito inertes. Os transistores resultantes desse processo são planos, o que facilita a sua conexão. Esse é processo que origina os circuitos integrados, mais conhecidos como "chips", que ganham cada dia mais espaço na Eletrônica.
Os circuitos integrados realizam tarefas que vão desde a amplificação de sinais até complexos cálculos.
Se romper-mos seu invólucro, que pouco ou nada muda de um CI para outro, perceberemos que em seu interior existe um pequeno chip que se não observado através de um poderoso microscópio, não serão notadas as suas trilhas.
Portas Lógicas Básicas - Eletrônica Digital Porta NOT (NÃO)
A porta NOT tem como função inverter o sinal de entrada, ou seja, se na entrada temos um 1 lógico, na saída teremos um 0 lógico e vice-versa:
Porta AND (E)
A porta AND combina dois ou mais sinais de sua entrada de modo que somente haverá um 1 lógico na saída, se em todas as entradas houver um 1 lógico. Podemos comparar uma porta AND a interruptores ligados em série: somente ha. condução quando todos os interruptores estiverem fechados:
Porta NAND (NÃO E)
A porta NAND é uma porta AND seguida de um inversor (NOT): Teremos sempre na saída NAND o inverso do que teríamos na saída AND
Porta OR (OU)
A porta OR tem na saída um 1 lógico quando em qualquer de suas entradas houver um 1 lógico. podemos compará-la a dois interruptores em paralelo:
Porta NOR (NÃO OU)
A porta NOR é uma porta OR seguida da função NOT, o que significa dizer que a saída é o inverso da saída de uma OR:
Porta XOR (OR Exclusiva)
A porta XOR produz na saída um 0 lógico quando na entrada os dois bits forem iguais (0,0 ou 1,1 = 0 lógico) e produz na saída um 1 lógico quando pelo menos um dos bits for diferente (0,1 ou 1,0 = 1 lógico):
Capacitores
Os Capacitores são componentes que, embora não conduzam corrente elétrica entre seus terminais são capazes de armazenar certa corrente, que será "descarregada" assim que não houver resistência entre seus terminais.
Quanto à sua aparência externa, podem variar de acordo com a tensão máxima, capacitância e disposição de seus terminais: Podem ser do tipo axial, com um terminal em cada extremidade, ou, do tipo radial, com os dois terminais na mesma extremidade.
Classificam-se em vários tipos, de acordo com o uso pretendido. Existem os eletrolíticos que são os mais comuns. Cerâmicos também são encontrados com relativa facilidade, embora existam outros tipos usados em casos específicos, como os de tântalo e os de alumínio.
A sua capacitância é medida em farads. Dependendo do caso, pode ser medida em microfarads, nanofarads ou picofarads, para capacitâncias menores.
São úteis para manter estável, por exemplo uma corrente alterna, como um sinal de áudio ou então servem de filtro de baixa (por isso a sua utilização em fontes de alimentação).
Basicamente os condensadores são formados por duas placas condutoras separadas por um material dielétrico não condutor. Sua capacitância é diretamente proporcional ao tamanho de suas placas e inversamente proporcional a distância entre elas.
A energia armazenada em um capacitor é expressa em Joules, sendo calculada dividindo-se sua capacitância por dois e depois multiplicando-a pelo quadrado da tensão entre as placas.
W = C/2 . V²
Na associação paralela de capacitores, a capacidade total será a soma de todas as capacidades.
Na associação em série, o inverso da capacidade total será igual ao inverso da soma das capacidades aplicadas.
A tensão limite de um capacitor deve ser respeitada, a fim de que não haja uma perfuração no dielétrico, causando o estrago do componente. Outro fator a ser observado é a polaridade dos terminais, que não devem ser invertidos no caso dos eletrolíticos.
Símbolo geral dos capacitores: duas placas com seus correspondentes terminais.
Transformadores
Os transformadores são componentes capazes de aumentar ou diminuir uma tensão e uma corrente através do eletromagnetismo que flui por suas espiras quando energizadas.
O eletromagnetismo sempre aparece em um condutor quando por ele circular uma corrente. Seus efeitos podem ser observados através de uma bobina ligada e sem núcleo: ao colocar-mos algum abjeto de metal em suas proximidades, notaremos que uma força faz com que esse objeto seja "puxado" em direção ao centro da bobina.
O funcionamento de um transformador é algo semelhante, ao câmbio de uma bicicleta que troca o torque pela velocidade e vive-versa: A corrente no secundário é inversamente proporcional a tensão aplicada no primário e vice-versa, o que quer dizer que para obter-mos mais corrente no secundário precisaremos aplicar maior tensão no primário, assim como uma bicicleta, daí o termo transformador.
A característica básica em um transformador é de ter um núcleo, sem o qual ele não funcionaria.
Podem ser encontrados transformadores em anel (toroidais) e transformadores com núcleo reto, onde os fios são enrolados em volta do mesmo.
Para calcular o número de espiras, devemos observar estas equivalências:
N1/N2=V1/V2=I2/I1 , ou seja, o número de espiras no primário dividido pelo número de espiras no secundário é igual à tensão do primário dividido pela tensão do secundário e que é igual também à corrente do secundário dividida pela corrente do primário (inversamente proporcional).
Relés
Os relés são componentes eletromecânicos capazes de controlar circuitos externos de grandes correntes a partir de pequenas correntes ou tensões, ou seja, acionando um relé com uma pilha podemos controlar um motor que esteja ligado em 110 ou 220 volts, por exemplo.
O funcionamento dos relés é bem simples: quando uma corrente circula pela bobina, esta cria um campo magnético que atrai um ou uma série de contatos fechando ou abrindo circuitos. Ao cessar a corrente da bobina o campo magnético também cessa, fazendo com que os contatos voltem para a posição original.
Os relés podem ter diversas configurações quanto aos seus contatos: podem ter contatos NA, NF ou ambos, neste caso com um contato comum ou central (C).
Os contatos NA (normalmente aberto) são os que estão abertos enquanto a bobina não está energizada e que fecham, quando a bobina recebe corrente. Os NF (normalmente fechado) abrem-se quando a bobina recebe corrente, ao contrário dos NA. O contato central ou C é o comum, ou seja, quando o contato NA fecha é com o C que se estabelece a condução e o contrário com o NF.
A principal vantagem dos Relés em relação aos SCR e os Triacs é que o circuito de carga está completamente isolado do de controle, podendo inclusive trabalhar com tensões diferentes entre controle e carga.
A desvantagem é o fator do desgaste, pois em todo o componente mecânico há uma vida útil, o que não ocorre nos Tiristores.
Devem ser observadas as limitações dos relés quanto a corrente e tensão máxima admitida entre os terminais. Se não forem observados estes fatores a vida útil do relé estará comprometida, ou até a do circuito controlado.
Na figura abaixo estão o desenho ilustrativo de um relé (esquerda) e a configuração mais comum dos contatos dos relés (direita).
Esquemas Elétricos
A esquematização de circuitos eletrônicos se dá da maneira mais simples possível, através de desenhos com símbolos universais, facilmente entendidos.
Os desenhos são sempre acompanhados de características fundamentais do componente (resistência, capacitância, tipo de componente e do número que o componente ocupa no circuito (R1, C7, Q4, U2, etc.). As ligações entre os componentes são esquematizadas através de linhas que representam fios ideais (sem nenhuma resistência), e há a utilização de símbolos, que ligados entre si, formam diagramas ou esquemas elétricos.
Componentes SMD
SMD é uma nova tecnologia que tem por objetivo reduzir o espaço ocupado pelos tradicionais componentes (resistências, diodos, transistores e CI's) em certas placas, como as de computadores e outros aparelhos que precisam ser complexos, porém ocupar pouco espaço.
SMD significa dispositivos montados em superfície.
Para a montagem ou a reparação destes dispositivos, devem ser tomadas algumas precauções para não destruí-los: ferramentas e produtos adequados, além de certo conhecimento.
Dois procedimentos básicos para o manuseio de SMD's:
Soldando um novo componente na PCI:
Para fazer a soldagem de um novo componente, deve-se limpar bem a PCI com um papel toalha embebido em álcool e aplicar nela com o ferro de soldar um pouco de solda. A seguir cola-se o componente com uma cola rápida e aplicam-se em seus terminais um fluxo para logo em seguida, só com o soldador e sem aplicar mais solda, aquecê-los para a mesma fluir. O processo está pronto.
Removendo um componente da PCI:
Para remover um componente, será preciso um líquido removedor de cola, o qual se aplicará para "derreter" a cola que prendia o dispositivo à PCI. Logo depois com uma malha de cobre e com o soldador, derreta a solda entre o componente e a placa passando-a para a malha e remova o componente da PCI.
Devem-se tomar outras precauções para evitar a destruição dos SMD's: evitar esquentar demais os componentes, evitar esforços excessivos sobre eles e principalmente usar bons produtos como a solda, que não deve ser muito espessa, bem como a malha de cobre, a cola e o removedor de cola.
Fórmulas Úteis
Eis aqui algumas fórmulas que serão de grande utilidade quando for necessário o cálculo de voltagem, resistência, corrente e potência:
Lei de Ohm R = V / I
V = R . I
I = V / R Por enquanto é isso... 
