Eletrônica elementar explicou

Para um iniciante em eletrônica, a construção de projetos eletrônicos básicos a partir de um diagrama de circuito pode ser esmagadora. Este guia rápido tem como objetivo ajudar os iniciantes, fornecendo detalhes práticos sobre peças eletrônicas e técnicas de circuito de construção. Examinaremos partes elementares como resistores, capacitores, indutores, transformadores e potenciômetros.

Resistores

Um resistor é uma parte que dissipa energia, geralmente através do calor. A implementação é definida pela relação conhecida como lei de Ohm: V = IXR onde V é a tensão sobre a resistência em volts, quero dizer a corrente através da resistência em amperes e R é o valor da resistência em ohms . As representações para uma resistência são mostradas na Figura 1.1.

Ou podemos usar o resistor para alterar a tensão em um local específico no circuito, ou podemos aplicá-lo para alterar a corrente no local desejado no circuito.

O valor da resistência pode ser identificado através dos anéis coloridos ao seu redor. Você encontrará três anéis ou faixas fundamentais que nos fornecem esses detalhes (Fig. 1.2).


As bandas são pintadas com cores específicas e cada banda de cor representa um número, conforme revelado na Tabela 1.1. Por exemplo, quando as faixas são marrons, vermelhas e alaranjadas, o valor da resistência será 12 X 1.00.0 ou 12.000 ohms; 1.000 ohms são normalmente identificados como kilohm ou k, enquanto 1.000.000 são chamados megohm ou MOhm.

O último anel ou faixa colorida significa a magnitude da tolerância da resistência, para o valor específico da resistência. O ouro revela uma tolerância de + ou – 5% (± 5%), prata significa que é + ou – 10% (± 10%). Se você não encontrar uma faixa de tolerância presente, geralmente significa que a tolerância é de ± 20%.

De um modo geral, quanto maior a resistência, maior a potência nominal que ele pode suportar. A classificação de potência pode variar de 1/8 W a muitos watts. Essa potência é basicamente o produto da tensão (V) e corrente (I) que passam pela resistência.

Aplicando a lei de Ohm, podemos determinar a potência (P) dissipada por uma resistência como P = V X I = I ^ 2R = V ^ 2 / R onde R é o valor da resistência. Você não encontrará nenhum aspecto negativo elétrico ao trabalhar com um resistor que pode ser praticamente maior que as especificações exigidas.

A única desvantagem poderia ser a forma de dimensões mecânicas maiores e talvez custos mais altos.

CAPACITORES

O nome anterior de qualquer capacitor costumava ser capacitor, embora o nome atual pareça mais relacionado à sua função real. Um capacitor é projetado com uma “capacidade” para armazenar energia elétrica.

A função básica de um capacitor é permitir que uma corrente alternada (a.c.) passe por ele, mas bloquear uma corrente direta (d.c.).

Outra consideração crucial é que, no caso de um d.c. A tensão, por exemplo, através de uma bateria, é conectada através de um capacitor por um momento; essencialmente, este DC continua a permanecer através dos fios do capacitor até que um elemento como um resistor se junte a ele ou possa sendo que eles finalmente cortam os terminais do capacitor, causando a descarga da energia armazenada.

CONSTRUÇÃO

Geralmente, um capacitor é feito de um par de placas separadas por um conteúdo isolante conhecido como dielétrico.

O dielétrico pode ser feito de ar, papel, cerâmica, poliestireno ou qualquer outro tipo apropriado de material. Para valores mais altos de capacitância, um eletrólito é usado para a separação dielétrica. Esta substância eletrolítica tem a capacidade de armazenar energia elétrica com grande eficiência.

Normalmente, é necessário um CC constante para a operação capacitiva. É por isso que nos diagramas de circuitos encontramos o cabo positivo do capacitor indicado como um bloco branco, enquanto o lado negativo como um bloco preto.

Capacitores variáveis ​​ou ajustáveis ​​incluem palhetas rotativas separadas por uma folga de ar ou um isolador como mica. O quanto essas pás se sobrepõem determina a magnitude da capacitância, e isso pode ser variado ou ajustado movendo o eixo do capacitor variável.

A capacitância é medida em Farads. No entanto, um capacitor Farad pode ser substancialmente grande para qualquer uso prático. Portanto, os capacitores são designados em microfarads (uF), nanofarad (nF) ou picofarad (pF).

Um milhão de picofarads corresponde a uma única microfaradade e um milhão de microfarads é igual a um Farad em magnitude. Embora o nanofarad (nF) não seja usado com muita frequência, um nanofarad representa mil picofarad.

Ocasionalmente, você pode encontrar capacitores menores com marcações codificadas por cores, além de resistores.

tabela de códigos de cores do capacitor e exemplo

Para estes, os valores podem ser determinados em pF, como demonstrado na tabela de cores adjacente. O par de faixas na parte inferior fornece a tolerância e a tensão funcional máxima do capacitor.

Deve-se observar estritamente que a classificação de tensão impressa no corpo do capacitor representa o limite máximo de tensão tolerável absoluto do capacitor que nunca deve ser excedido. Além disso, quando estão envolvidos capacitores eletrolíticos, a polaridade deve ser cuidadosamente verificada e soldada adequadamente.

INDUTORES

Nos circuitos eletrônicos, as características operacionais do indutor são exatamente o oposto dos capacitores. Os indutores mostram uma tendência a passar uma corrente direta através deles, mas tentam se opor ou resistir à corrente alternada. Eles geralmente estão na forma de bobinas de fio de cobre super-esmaltadas, geralmente enroladas em torno de uma antiga.

Para criar indutâncias de alto valor, um material ferroso é normalmente introduzido como núcleo ou pode ser instalado como uma cobertura que envolve a bobina externamente.

Uma característica importante do indutor é sua capacidade de gerar um “retorno e.m.f.” assim que uma tensão aplicada através de um indutor for removida. Isso normalmente ocorre devido à característica inerente de um indutor para compensar a perda da corrente original através da corrente.

Símbolos esquemáticos do indutor podem ser vistos na figura 1.5. A unidade de indutância é Henry, embora millihenrys ou microhenrys (mH e respectivamente) sejam normalmente usadas para medir indutores em aplicações práticas.

Um millihenry tem 1000 microhenry, enquanto mil millihenry é igual a um Henry. Os indutores são um daqueles componentes que não são fáceis de medir, principalmente se o valor real não for impresso. Além disso, essas medidas se tornam ainda mais complexas quando construídas internamente, usando parâmetros não-padrão.

Quando os indutores são usados ​​para bloquear os sinais CA, eles são chamados de choques de radiofrequência ou choques de RF (RFCs). Os indutores são usados ​​com capacitores para formar circuitos sintonizados, que permitem apenas a banda de frequência calculada e bloqueiam o restante.

CIRCUITOS AJUSTADOS

Um circuito sintonizado (Fig. 1.6), envolvendo um indutor L e um capacitor C, permitirá essencialmente que uma frequência específica se mova e bloqueie todas as outras frequências, ou bloqueie um valor de frequência específico e deixe o resto passar. através.

Uma medida da seletividade de um circuito sintonizado que determina o valor da frequência se torna seu fator Q (para qualidade).

Esse valor de frequência sintonizada também é chamado de frequência ressonante (f0) e é medido em hertz ou ciclos por segundo.

Um capacitor e indutor podem ser usados ​​em série ou em paralelo para formar um circuito sintonizado ressonante (Fig. 1.6.a). Um circuito sintonizado em série pode ter uma baixa perda em comparação com um circuito sintonizado paralelo (Fig. 1.6.b) tem uma alta perda.

Quando mencionamos aqui a perda, geralmente se refere à taxa de tensão através da rede para a corrente que flui através da rede. Isso também é conhecido como impedância (Z).

Nomes alternativos para essa impedância para componentes específicos podem ser, por exemplo, resistência (R) para resistores e reatância (X) para indutores e capacitores.

TRANSFORMADORES

Os transformadores são usados ​​para aumentar a tensão / corrente CA de entrada para níveis de saída mais altos ou para abaixá-la para níveis de saída mais baixos. Esta operação também garante simultaneamente um isolamento elétrico completo através da entrada e saída CA. Um par de transformadores pode ser visto na figura 1.7.

Os fabricantes indicam todos os detalhes no lado primário ou de entrada através do sufixo “1”. O lado secundário, ou de saída, é representado pelo sufixo “2”; T1 e T2 indicam o número de turnos no primário e no secundário de acordo. Assim:

Quando um transformador é projetado para baixar 240V da rede para uma tensão mais baixa, digamos 6V, o lado primário envolve um número relativamente maior de voltas usando um fio de bitola mais fino, enquanto o lado secundário é construído usando um número voltas relativamente menores, mas usando um fio de bitola muito mais espessa.

Isso se deve ao fato de que a tensão mais alta implica uma corrente proporcionalmente mais baixa e, portanto, um cabo mais fino, enquanto a tensão mais baixa implica uma corrente proporcionalmente mais alta e, portanto, um cabo mais grosso. . Os valores de potência líquida primária e secundária (V x I) são quase iguais em um transformador ideal.

Quando o enrolamento do transformador tem um shunt de fio removido de uma das voltas (Fig. 1.7.b), resulta na divisão da tensão do enrolamento no shunt, que é proporcional ao número de voltas no enrolamento separado por um cabo pendente central.

A magnitude da tensão líquida no enrolamento secundário de ponta a ponta continuará sendo de acordo com a fórmula mostrada acima

O tamanho de um transformador depende da magnitude de sua especificação de corrente secundária. Se a especificação atual for maior, as dimensões do transformador também aumentam proporcionalmente.

Também existem transformadores em miniatura projetados para circuitos de alta frequência, como rádios, transmissores etc. e eles têm um capacitor embutido conectado através do enrolamento.

Como usar semicondutores em projetos eletrônicos

De: Forest M. Mims

Construir e experimentar projetos eletrônicos pode ser gratificante, mas muito desafiador. Torna-se ainda mais satisfatório quando você, como hobby, termina de construir um projeto de circuito, liga-o e encontra um modelo de trabalho útil desenvolvido a partir de um punhado de componentes indesejados. Isso faz você se sentir um criador, enquanto o projeto bem-sucedido mostra seus enormes esforços e conhecimentos no respectivo campo.

Isso pode ser apenas por diversão no seu tempo livre. Outras pessoas podem querer realizar um projeto que ainda não foi fabricado ou personalizar um produto eletrônico no mercado em uma versão mais inovadora.

Para ter sucesso ou solucionar uma falha no circuito, você precisará entender bem como os vários componentes funcionam e como implementá-los corretamente em circuitos práticos. OK, então vamos ao que interessa.

Neste tutorial, iniciaremos semicondutores.

Como o semicondutor é criado com silício

Você encontrará uma variedade de componentes semicondutores, mas o silício, que é o principal elemento na areia, está entre os elementos mais conhecidos. Um átomo de silício consiste em apenas 4 elétrons dentro de sua camada mais externa.

No entanto, você pode adorar receber 8 deles. Como resultado, um átomo de silício colabora com seus átomos vizinhos para compartilhar elétrons da seguinte maneira:

Quando um grupo de átomos de silício compartilha seus elétrons externos, isso resulta na formação de um arranjo conhecido como cristal.

O desenho a seguir mostra um cristal de silício que possui apenas elétrons externos. Na sua forma pura, o silício não fornece uma finalidade útil.

Por esse motivo, os fabricantes atualizam esses itens à base de silício com fósforo, boro e ingredientes adicionais. Esse processo é chamado de “doping” de silicone. Uma vez implementado o doping, o silício é aprimorado com propriedades elétricas úteis.

Silicone dopado P e N: Elementos como o boro, fósforo, podem ser efetivamente usados ​​para combinar com átomos de silício para formar cristais. Aqui está o truque: um átomo de boro inclui apenas 3 elétrons em sua camada externa, enquanto um átomo de fósforo inclui 5 elétrons.

Quando o silício é combinado ou dopado com alguns elétrons de fósforo, ele é transformado em silício do tipo n (n = negativo). Quando o silício se funde com átomos de boro que não possuem elétrons, o silício se torna um silício do tipo p (p = positivo).

Silício do tipo P Quando o átomo de boro é dopado com um grupo de átomos de silício, ele cria uma cavidade de elétrons vazia chamada “buraco”.

Esse orifício permite que um elétron de um átomo vizinho “caia” no slot (orifício). Isso significa que um “buraco” mudou de posição para um novo local. Observe que os buracos podem flutuar facilmente através do silício (da mesma maneira que as bolhas se movem sobre a água).

Tipo N de silício. Quando um átomo de fósforo é combinado ou dopado com um grupo de átomos de silício, o sistema fornece um elétron adicional que pode ser transferido através do cristal de silício com relativo conforto.

A partir da explicação anterior, entendemos que um silício do tipo n facilitará a passagem de elétrons, fazendo com que os elétrons pulem de um átomo para o outro.

Por outro lado, um silício do tipo p também permitirá a passagem de elétrons, mas na direção oposta. Porque em um tipo p, são os orifícios ou as conchas vazias de elétrons que estão causando a realocação dos elétrons.

É como comparar uma pessoa correndo no chão e uma pessoa correndo em uma esteira. Quando uma pessoa corre no chão, o chão permanece em papel de carta e a pessoa avança, enquanto na esteira a pessoa permanece em papel de carta, o chão se move para trás. Nas duas situações, a pessoa está passando por um movimento relativo para a frente.

Compreendendo diodos

Os diodos podem ser comparados às válvulas e, portanto, desempenham um papel crucial em projetos eletrônicos para controlar a direção do fluxo de eletricidade em uma configuração de circuito.

Sabemos que o silício do tipo n e do tipo p tem a capacidade de conduzir eletricidade. A resistência de ambas as variantes depende da porcentagem de orifícios ou dos elétrons adicionais que ela possui. Como resultado, os dois tipos também podem se comportar como resistores, restringindo a corrente e permitindo que ela flua apenas em uma direção específica.

Ao criar muitos silicons do tipo p dentro de uma base de silício do tipo n, os elétrons podem ser restringidos para se moverem através do silício em uma direção. Essa é a condição de trabalho exata que pode ser observada nos diodos, criados com um dopamento de silicone na junção p-n.

Como o diodo funciona

A ilustração a seguir nos ajuda a obter esclarecimentos fáceis sobre como um diodo responde à eletricidade em apenas uma direção (para frente) e garante que a eletricidade seja bloqueada na direção oposta (para trás).

Na primeira figura, a diferença de potencial da bateria faz com que os orifícios e os elétrons se repelam em direção à junção p-n. Caso o nível de tensão exceda 0,6V (para um diodo de silício), os elétrons são estimulados a pular através da junção e se fundir com os orifícios, possibilitando a transferência de uma carga de corrente .

Na segunda figura, a diferença de potencial da bateria faz com que os buracos e elétrons se afastem da junção. Essa situação impede que o fluxo de carga ou corrente bloqueie seu caminho. Os diodos são geralmente encapsulados em uma pequena caixa de vidro cilíndrica.

Uma banda circular escura ou esbranquiçada marcada em torno de uma extremidade do corpo do diodo identifica seu terminal do cátodo. O outro terminal torna-se naturalmente o terminal do ânodo. A imagem acima mostra o envelope físico do diodo e seu símbolo esquemático.

Até agora, entendemos que um diodo pode ser comparado a um comutador eletrônico unidirecional. Você ainda precisa entender completamente mais alguns fatores da operação do diodo.

Aqui estão alguns pontos cruciais:

1. Um diodo não pode conduzir eletricidade até que a tensão direta aplicada atinja um determinado nível limite.

Para diodos de silício, é de aproximadamente 0,7 volts.

2. Quando a corrente direta se torna muito alta ou mais alta que o valor especificado, o diodo semicondutor pode explodir ou queimar! E os contatos internos do terminal podem se desintegrar.

Se a unidade queimar, o diodo pode repentinamente mostrar condução nas duas direções do terminal. O calor gerado devido a este mau funcionamento pode eventualmente vaporizar a unidade!

3. Tensão reversa excessiva pode fazer com que um diodo seja acionado na direção oposta. Como essa tensão é bastante grande, sobretensões inesperadas podem interromper o diodo.

Tipos e usos de diodos

Os diodos estão disponíveis em diversas formas e especificações. Abaixo estão algumas das maneiras importantes que são comumente usadas em circuitos elétricos:

Diodo de sinal pequeno: Esses tipos de diodos podem ser usados ​​para conversões de baixa corrente CA para CC, para detectar ou desmodular sinais de RF, em aplicações multiplicadoras de tensão, operações lógicas, para neutralizar picos de alta tensão, etc. para fazer retificadores de potência.

Retificadores de potência Diodos– Eles possuem atributos e características semelhantes, como um pequeno diodo de sinal, mas são classificados para lidar com quantidades significativas de corrente. Eles são montados em grandes caixas de metal que ajudam a absorver e dissipar o calor indesejado e a distribuí-lo através de uma placa de dissipador de calor anexada.

Retificadores de energia podem ser vistos principalmente em unidades de fonte de alimentação. As variantes comuns são 1N4007, 1N5402 / 5408, 6A4, etc.

Diodo Zener: Este é um tipo especial de diodo caracterizado por uma tensão de ruptura reversa específica. Ou seja, os diodos zener podem funcionar como uma chave limitadora de tensão. Os diodos Zener são classificados com voltagens de ruptura absolutas (Vz) que podem variar de 2 a 200 volts.

Diodo Emissor de Luz ou LED: Todas as formas de diodos têm a propriedade de emitir um pouco de radiação eletromagnética quando aplicadas a uma tensão direta de bais.

No entanto, diodos criados usando materiais semicondutores, como o fosfeto de arseneto de gálio, têm a capacidade de emitir significativamente mais radiação em comparação aos diodos de silício normais. Estes são chamados diodos emissores de luz ou LEDs.

Foto-diodo: Assim como os diodos emitem alguma radiação, eles também exibem algum nível de condução quando iluminados por uma fonte de luz externa.
No entanto, diodos especialmente projetados para detectar e responder à luz ou iluminação são chamados de fotodiodos.

Eles incorporam uma janela de vidro ou plástico que permite que a luz entre na área sensível à luz do diodo.

Geralmente, eles possuem uma grande área de colagem para a exposição à luz necessária.

O silício facilita a fabricação de fotodiodos eficientes.

Diferentes tipos de diodos são amplamente utilizados em muitas aplicações. Por enquanto, vamos dar uma olhada em algumas funções importantes para pequenos diodos e retificadores de sinal:

O primeiro é um circuito retificador de onda única, através do qual uma corrente alternada com uma fonte variável de dupla polaridade é retificada em um único sinal ou tensão de polaridade (dc).

A segunda configuração é o circuito retificador de onda completa que compreende uma configuração de quatro diodos e também é chamado de retificador de ponte. Esta rede tem a capacidade de retificar as duas metades de um sinal de entrada CA.

Observe a distinção no resultado final dos dois circuitos. No circuito de meia onda, apenas um ciclo da entrada CA produz uma saída, enquanto na ponte completa, ambos os meios ciclos são transformados em uma única polaridade CC.

O transistor

Um projeto eletrônico pode ser praticamente impossível de ser concluído sem um transistor, que na verdade constitui o componente básico da eletrônica.

Transistores são dispositivos semicondutores que possuem três terminais ou fios. Uma quantidade excepcionalmente pequena de corrente ou tensão em um dos cabos permite que uma quantidade significativamente maior de corrente passe pelos outros dois cabos.

Isso implica que os transistores são mais adequados para funcionar como amplificadores e reguladores de comutação. Você encontrará dois grupos principais de transistores: bipolar (BJT) e efeito de campo (FET).

Nesta discussão, focaremos apenas os transistores bipolares de BJT. Simplificando, adicionando uma junção complementar a um diodo de junção p-n, é possível criar um “sanduíche” de silicone com 3 compartimentos. Esta formação do tipo sanduíche pode ser n-p-n ou p-n-p.

De qualquer forma, a região da seção central funciona como uma torneira ou sistema de controle que regula a quantidade de elétrons ou a mudança de carga nas 3 camadas. As 3 seções de um transistor bipolar são o emissor, a base e o coletor. A região base pode ser bastante fina e possui muito menos átomos de dopagem em comparação com o emissor e o coletor.

Como resultado, uma corrente de base emissora bastante reduzida resulta em uma corrente coletor-emissor significativamente maior para se mover. Diodos e transistores são semelhantes com muitas propriedades cruciais:

A junção base-emissor que se assemelha a uma junção de diodo não permitirá a transferência de elétrons, a menos que a tensão direta exceda 0,7 volts. Uma quantidade excessiva de corrente faz com que o transistor aqueça e funcione com eficiência.

Caso a temperatura do transistor aumente significativamente, pode ser necessário desligar o circuito! Eventualmente, uma quantidade excessiva de corrente ou tensão pode causar danos permanentes ao material semicondutor que compõe o transistor.

Hoje você pode encontrar vários tipos de transistores. Exemplos comuns são:

Sinal pequeno e comutação: Esses transistores são aplicados para amplificar sinais de entrada de baixo nível para níveis relativamente maiores. Os transistores de comutação são criados para ligar ou desligar completamente. Vários transistores podem ser usados ​​igualmente para amplificar e alternar igualmente bem.

Transistor de potência: Esses transistores são usados ​​em amplificadores de alta potência e fontes de alimentação. Esses transistores são geralmente superdimensionados e com uma carcaça de metal estendida para facilitar o aumento da dissipação de calor e resfriamento, além de facilitar a instalação de dissipadores de calor.

Alta frequência: Esses transistores são usados ​​principalmente em dispositivos baseados em RF, como rádios, televisões e microondas. Esses transistores são construídos com uma região base mais fina e têm dimensões corporais reduzidas. Os símbolos esquemáticos dos transistores npn e pnp podem ser vistos abaixo:

Lembre-se de que o sinal de seta indicando o pino emissor sempre aponta na direção do fluxo dos furos. Quando o sinal de seta mostra uma direção oposta à base, o BJT possui um emissor que consiste em material do tipo n.

Este sinal identifica especificamente o transistor como um dispositivo n-p-n com uma base que possui um material do tipo p. Por outro lado, quando a marca da seta aponta para a base, isso indica que a base é feita de material do tipo n e detalha que o emissor e o coletor consistem em material do tipo p, como resultado, o dispositivo é um pnp BJT.

Como usar transistores bipolares

Quando um potencial terra ou 0V é aplicado à base de um transistor npn, ele inibe o fluxo de corrente através dos terminais emissor-coletor e o transistor é desligado.

No caso em que a base é polarizada para frente, aplicando uma diferença potencial de pelo menos 0,6 volts nos pinos do emissor base do BJT, o fluxo de corrente do emissor para os terminais do coletor é instantaneamente iniciado e diz que o transistor está “ligado”.

Enquanto os BJTs são alimentados apenas por esses dois métodos, o transistor funciona como um interruptor ON / OFF. Caso a base seja polarizada para frente, a magnitude da corrente emissor-coletor depende das variações relativamente menores da corrente base.

O transistor, nesses casos, funciona como um amplificador. Este tópico específico refere-se a um transistor em que o emissor é considerado o terminal de terra comum para o sinal de entrada e saída e é conhecido como circuito emissor comum. Alguns circuitos emissores comuns básicos podem ser visualizados através dos seguintes diagramas.

Transistor como um interruptor

Esta configuração de circuito aceita apenas dois tipos de sinal de entrada, um sinal de 0V ou terra, ou uma tensão positiva de + V acima de 0,7 V. Portanto, nesse modo, o transistor pode ser ligue ou desligue. A resistência na base pode estar entre 1K e 10K ohms.

Transistor DC Amplifier

Nesse circuito, a resistência variável cria um viés direto para o transistor e regula a magnitude da corrente base / emissor. O medidor exibe a quantidade de corrente fornecida pelos cabos emissores do coletor.

A resistência em série do medidor garante a segurança do medidor contra corrente excessiva e evita danos à bobina do medidor.

Em um circuito de aplicação real, o potenciômetro pode ser adicionado com um sensor resistivo, cuja resistência varia em resposta a um fator externo, como luz, temperatura, umidade, etc.

No entanto, em situações em que os sinais de entrada variam rapidamente, um circuito de amplificador CA é aplicado conforme explicado abaixo:

Transistor do amplificador de CA

O diagrama do circuito mostra um circuito amplificador CA transistorizado muito básico. O capacitor colocado na entrada bloqueia qualquer forma de CC para que não entre na base. A resistência aplicada ao viés de base é calculada para estabelecer uma tensão que é metade do nível de alimentação.

O sinal amplificado “desliza” ao longo desta tensão constante e altera sua amplitude acima e abaixo desse nível de tensão de referência.

Se o resistor de polarização não fosse usado, apenas metade da alimentação acima do nível de 0,7V seria amplificada, causando grandes quantidades de distorções desagradáveis.

Em relação à direção da corrente

Sabemos que quando os elétrons viajam através de um condutor, ele gera um fluxo de corrente através do condutor.

Como tecnicamente o movimento dos elétrons é realmente de uma região carregada negativamente para uma região carregada positivamente, então por que a marca de seta em um símbolo de diodo parece indicar um fluxo oposto de elétrons?

Isso pode ser explicado com alguns pontos.

1) De acordo com a teoria inicial de Benjamin Franklin, o fluxo de eletricidade foi assumido como sendo de uma região carregada positiva para uma negativa. No entanto, uma vez que os elétrons foram descobertos, revelou a verdade real.

Ainda assim, a percepção permaneceu a mesma, e os esquemas continuaram a seguir a imaginação convencional, na qual o fluxo de corrente é mostrado de positivo para negativo, porque, de alguma maneira, pensar de outra forma dificulta a simulação dos resultados.

2) No caso dos semicondutores, na verdade são os orifícios que viajam opostos aos elétrons. Isso faz com que os elétrons pareçam estar mudando de positivo para negativo.

Para ser preciso, deve-se notar que o fluxo de corrente é realmente o fluxo de carga criado pela presença ou ausência do elétron, mas no que diz respeito ao símbolo eletrônico, simplesmente descobrimos que a abordagem convencional é mais fácil de seguir. ,

O tiristor

Como os transistores, os tiristores também são dispositivos semicondutores que têm três terminais e desempenham um papel importante em muitos projetos eletrônicos.

Assim como um transistor é ligado com uma pequena corrente em um dos fios, os tiristores também funcionam de maneira semelhante e permitem que uma corrente muito maior seja transmitida através dos outros dois fios complementares.

A única diferença é que o tiristor não tem a capacidade de amplificar sinais CA oscilantes. Eles respondem ao sinal de entrada de controle ativando ou desativando completamente. Esta é a razão pela qual os tiristores também são conhecidos como “comutadores de estado sólido”.

Retificadores Controlados por Silicone (SCR)

Os SCRs são dispositivos que representam duas formas básicas de tiristores. Sua estrutura se assemelha à dos transistores bipolares, mas os SCRs têm uma quarta camada, portanto, três junções, conforme ilustrado na figura a seguir.

O design interno do SCR e o símbolo esquemático podem ser vistos na imagem a seguir.

Normalmente, los pines SCR se muestran con letras simples como: A para el ánodo, K (o C) para el cátodo y G para la compuerta.

Cuando el pin A del ánodo de un SCR se aplica con un potencial positivo que es más alto que el pin del cátodo (K), las dos uniones externas se polarizan hacia adelante, aunque la unión p-n central permanece polarizada inversamente, inhibiendo cualquier flujo de corriente a través de ellas.

Sin embargo, tan pronto como el pin G de la puerta se aplica con un voltaje positivo mínimo, permite que se conduzca una potencia mucho mayor a través de los pines del ánodo / cátodo.

En este punto, el SCR se enclava y los restos se ENCIENDEN incluso después de eliminar la polarización de la puerta. Esto puede continuar infinitamente hasta que el ánodo o el cátodo se desconecten momentáneamente de la línea de suministro.

El siguiente proyecto a continuación muestra un SCR configurado como un interruptor para controlar una lámpara incandescente.

El interruptor del lado izquierdo es un interruptor de presionar para apagar, lo que significa que se abre cuando se presiona, mientras que el interruptor del lado derecho es un interruptor de presionar para encender que conduce cuando se presiona. Cuando se presiona este interruptor momentáneamente o solo un segundo, se enciende la lámpara.

El SCR se traba y la lámpara se enciende permanentemente. Para apagar la lámpara a su condición inicial, el interruptor del lado izquierdo se presiona momentáneamente.

Los SCR se fabrican con diferentes clasificaciones de potencia y capacidad de manejo, desde 1 amperio, 100 voltios a 10 amperios o más y varios cientos de voltios.

Triacs

Los triacs se usan específicamente en circuitos electrónicos que requieren conmutación de carga de CA de alto voltaje.

La estructura interna de un triac en realidad se parece a dos SCR unidos en paralelo inverso. Esto significa que un triac tiene la capacidad de conducir electricidad tanto en las direcciones de CC como en los suministros de CA.

Para implementar esta característica, el triac se construye utilizando cinco capas de semiconductores con una región adicional de tipo n. Los pines triac están conectados de manera que cada pin entra en contacto con un par de estas regiones de semiconductores.

Aunque el modo de funcionamiento de un terminal de compuerta triac es similar a un SCR, la compuerta no está específicamente referida a terminales de ánodo o cátodo, es porque el triac puede conducir en ambos sentidos, por lo que la compuerta puede activarse con cualquiera de los terminales dependiendo de si se usa una señal positiva o una señal negativa para el disparador de puerta.

Debido a esta razón, los dos terminales principales de carga del triac se designan como MT1 y MT2 en lugar de A o K. Las letras MT se refieren a “terminal principal”. como se muestra en el siguiente diagrama del circuito.

Cuando se aplica un triac para conmutar una CA, la traicidad conduce solo mientras la puerta permanezca conectada a una pequeña entrada de suministro. Una vez que se elimina la señal de puerta, todavía mantiene el triac encendido, pero solo hasta que el ciclo de forma de onda de CA alcanza la línea de cruce por cero.

Una vez que el suministro de CA llega a la línea cero, el triac se apaga automáticamente y la carga conectada permanentemente, hasta que la señal de puerta se aplica nuevamente.

Triacs se puede utilizar para controlar la mayoría de los electrodomésticos junto con motores y bombas.

Aunque los triacs también se clasifican según su capacidad de manejo actual o clasificación como SCR, los SCR generalmente están disponibles con clasificaciones de corriente mucho más altas que un triac.

Dispositivos semiconductores emisores de luz

Cuando se exponen a altos niveles de luz, calor, electrones y energías similares, la mayoría de los semiconductores muestran la tendencia de emitir luz a la longitud de onda visible humana o IR.

Los semiconductores que son ideales para esto son los que vienen en la familia de los diodos de unión p-n.

Los diodos emisores de luz (LED) hacen esto convirtiendo la corriente eléctrica directamente en luz visible. Los LED son extremadamente eficientes con su corriente a la luz de la convección que cualquier otra forma de fuente de luz.

Los LED blancos de alto brillo se utilizan para fines de iluminación del hogar, mientras que los coloridos LED se utilizan en aplicaciones decorativas.

The LED intensity can be controlled either by linearly decreasing the input DC or through pulse width modulation input also called PWM.

Semiconductor Light Detectors

When any form of energy comes in contact with a semiconductor crystal it leads to the generation of a current in the crystal. This is the basic principle behind the working of all semiconductor light sensor devices.

Semiconductor light detectors can be categorized into into main types:

The ones that are built using pn junction semiconductors and the other which are not.

In this explanation we will only deal with only the p-n variants. P-n junction based light detectors are the most widely used member of the photonic semiconductor family.

Most are made from silicon and can detect both visible light and near -infrared.

Photodiodes:

Photodiodes are specially designed for electronic projects which are designed for sensing light. You can find them in all sorts of gadgets such as in cameras, burglar alarms, LiFi communications, etc.

In the light detector mode a photo-diode works by generating a hole or electron sharing at a pn junction. This causes current to move as soon as the p and the n junction side terminals are connected to an external supply.

When used in the photovoltaic mode, the photodiode acts like a current source in the presence of an incident light. In this application the device begins operating in the reverse bias mode in response to a light illumination.

In the absence of light, a minute amount current still flows known as “dark current”.

A photodiode generally is manufactured in many different packaging designs . They are mostly available in plastic body, pre-installed lens and filtration, and so forth.

The key differentiation is the dimension of the semiconductor which is used for the device. Photodiodes intended for high speed response times in the reverse bias photoconductive operation are built using small area semiconductor.

Photodiodes with larger area tend to respond a little slow, but may have the ability to deliver higher degree of sensitivity to the light illumination.

The photodiode and the LED share identical schematic symbol, except that the direction of the arrows which are inwards for the photodiode. Photodiodes are typically accustomed to recognize rapid varying pulses even at near infrared wavelength, as in lightwave communications.

The below circuit illustrates the way the photodiode could possibly be applied in a light-meter set up. The output results of this circuit is quite linear.

Phototransistors

Phototransistors are applied in electronic projects that require higher degree of sensitivity. These devices are exclusively created to to exploit it sensitivity to light feature in all transistors. In general a phototransistor can be found in an npn device having a broad, base section which can be exposed to light.

Light getting into the base takes the place of the natural base-emitter current that exists in normal npn transistors.

Due to this feature, a phototransistor is able to amplify the light variations instantly. There are typically two types of npn phototransistors that can be obtained. One is with a standard npn structure, the alternative variant comes with an additional npn transistor to offer added amplification, and is known as a “photodarlington” transistor.

These are extremely sensitive, although a bit sluggish compared to regular npn phototransistor. The schematic symbols generally employed for phototransistors are as given below:

Phototransistors are quite often applied to detect alternating (ac) light impulses. They are in addition utilized to identify continuous (dc) light, such as the following circuit where a photodarlington is applied to activate a relay.

This tutorial will be regularly updated with new components specifications, so please stay tuned.



FONTE

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