1. Dispositivos e Circuitos Eletrônicos

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1. Dispositivos e Circuitos Eletrônicos

  1. 1. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA NÚCLEO DE ENGENHARIA MECÂNICA Dispositivos e Circuitos Eletrônicos 11/08/2009 17:41 Prof. Douglas Bressan Riffel 1
  2. 2. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE Dispositivos e Circuitos Eletrônicos e ô cos CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA NÚCLEO DE ENGENHARIA MECÂNICA Circuitos Eletrônicos Elementos Semicondutores Dispositivos Eletrônicos • Diodos • Transistores Bipolares • Transistores de Efeito de Campo • Tiristores - SCRs 11/08/2009 17:41 Prof. Douglas Bressan Riffel 2
  3. 3. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE Circuitos Eletrônicos C cu os e ô cos CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA NÚCLEO DE ENGENHARIA MECÂNICA Sistema Físico: • Conexão de fios condutivos e outros dispositivos passivo e ativos, onde alguma forma de controle é exercido sobre o fluxo de elétrons por outro sinal elétrico, que pode ser uma corrente ou uma tensão. 11/08/2009 17:41 Prof. Douglas Bressan Riffel 3
  4. 4. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE Circuitos Eletrônicos C cu os e ô cos CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA NÚCLEO DE ENGENHARIA MECÂNICA Teoria de Circuitos Elétricos • Linearidade – Superposição – D lid d Dualidade = 11/08/2009 17:41 Prof. Douglas Bressan Riffel 4
  5. 5. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE Circuitos Eletrônicos C cu os e ô cos CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA NÚCLEO DE ENGENHARIA MECÂNICA Teoria de Circuitos Elétricos • Linearidade – Superposição = – D lid d Dualidade – Teorema de Thevenin e de Norton – Leis de Kirchoff – Elementos reativos 11/08/2009 17:41 Prof. Douglas Bressan Riffel 5
  6. 6. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE Circuitos Eletrônicos C cu os e ô cos CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA NÚCLEO DE ENGENHARIA MECÂNICA Teoria de Circuitos Elétricos • Linearidade – Superposição – D lid d Dualidade – Teorema de Thevenin e de Norton = 11/08/2009 17:41 Prof. Douglas Bressan Riffel 6
  7. 7. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE Circuitos Eletrônicos C cu os e ô cos CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA NÚCLEO DE ENGENHARIA MECÂNICA Teoria de Circuitos Elétricos • Linearidade – Superposição – D lid d Dualidade – Teorema de Thevenin e de Norton ∑v = 0 – Leis de Kirchoff – Elementos reativos ∑i = 0 11/08/2009 17:41 Prof. Douglas Bressan Riffel 7
  8. 8. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE Circuitos Eletrônicos C cu os e ô cos CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA NÚCLEO DE ENGENHARIA MECÂNICA Teoria de Circuitos Elétricos • Linearidade – Superposição – D lid d Dualidade – Teorema de Thevenin e de Norton – Leis de Kirchoff S1 – Elementos reativos R1 C1 11/08/2009 17:41 Prof. Douglas Bressan Riffel 8
  9. 9. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE Dispositivos e Circuitos Eletrônicos e ô cos CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA NÚCLEO DE ENGENHARIA MECÂNICA Circuitos Eletrônicos Elementos Semicondutores • Dopagem P e N • Região PN • Condução na Junção PN Dispositivos Eletrônicos 11/08/2009 17:41 Prof. Douglas Bressan Riffel 9
  10. 10. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE Dopagem P opage CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA NÚCLEO DE ENGENHARIA MECÂNICA 11/08/2009 17:41 Prof. Douglas Bressan Riffel 10
  11. 11. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE Dopagem N opage CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA NÚCLEO DE ENGENHARIA MECÂNICA 11/08/2009 17:41 Prof. Douglas Bressan Riffel 11
  12. 12. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE Região PN eg ão CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA NÚCLEO DE ENGENHARIA MECÂNICA 11/08/2009 17:41 Prof. Douglas Bressan Riffel 12
  13. 13. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE Co dução a Junção Condução na Ju ção PN CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA NÚCLEO DE ENGENHARIA MECÂNICA 11/08/2009 17:41 Prof. Douglas Bressan Riffel 13
  14. 14. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE Dispositivos e Circuitos Eletrônicos e ô cos CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA NÚCLEO DE ENGENHARIA MECÂNICA Circuitos Eletrônicos Elementos Semicondutores Dispositivos Eletrônicos • Diodos • Transistores Bipolares • Transistores de Efeito de Campo • Tiristores - SCRs 11/08/2009 17:41 Prof. Douglas Bressan Riffel 14
  15. 15. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE Diodo odo CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA NÚCLEO DE ENGENHARIA MECÂNICA Condução Bloqueio Diretamente Polarizado Inversamente Polarizado 11/08/2009 17:41 Prof. Douglas Bressan Riffel 15
  16. 16. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE Diodo odo CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA NÚCLEO DE ENGENHARIA MECÂNICA Diretamente Polarizado Reverso 11/08/2009 17:41 Prof. Douglas Bressan Riffel 16
  17. 17. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE Diodo odo CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA NÚCLEO DE ENGENHARIA MECÂNICA Real Ideal Potencial Circ. Equiv. de disparo Linear aprox. 11/08/2009 17:41 Prof. Douglas Bressan Riffel 17
  18. 18. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE Diodos odos CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA NÚCLEO DE ENGENHARIA MECÂNICA 11/08/2009 17:41 Prof. Douglas Bressan Riffel 18
  19. 19. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE Diodo CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA NÚCLEO DE ENGENHARIA MECÂNICA Folha de Especificação • Corrente e Tensão • Corrente de saturação reversa • Tensão Reversa Nominal – Ruptura • Dissipação de Potência • Capacitância • Tempo de Recuperação Reversa • Faixa de Temperatura 11/08/2009 17:41 Prof. Douglas Bressan Riffel 19
  20. 20. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE Dispositivos Eletrônicos spos os e ô cos CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA NÚCLEO DE ENGENHARIA MECÂNICA • Diodos • Transistores Bipolares • Transistores de Efeito de Campo • Tiristores - SCRs 11/08/2009 17:41 Prof. Douglas Bressan Riffel 20
  21. 21. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE Transistor Bipolar a s s o po a CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA NÚCLEO DE ENGENHARIA MECÂNICA “Uma junção PN de um transistor está reversamente polarizada, enquanto a outra está di t tá diretamente polarizada.” t l i d ” Emissor – fortemente dopado Base – menor dopagem Coletor 11/08/2009 17:41 Prof. Douglas Bressan Riffel 21
  22. 22. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE Transistor Bipolar a s s o po a CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA NÚCLEO DE ENGENHARIA MECÂNICA 11/08/2009 17:41 Prof. Douglas Bressan Riffel 22
  23. 23. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE Transistor Bipolar a s s o po a CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA NÚCLEO DE ENGENHARIA MECÂNICA Bipolar = 2 Tipos de Cargas: Elétrons e Lacunas 11/08/2009 17:41 Prof. Douglas Bressan Riffel 23
  24. 24. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE Transistor Bipolar a s s o po a CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA NÚCLEO DE ENGENHARIA MECÂNICA 11/08/2009 17:41 Prof. Douglas Bressan Riffel 24
  25. 25. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE Transistor Bipolar a s s o po a CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA NÚCLEO DE ENGENHARIA MECÂNICA 11/08/2009 17:41 Prof. Douglas Bressan Riffel 25
  26. 26. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE Transistor Bipolar CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA NÚCLEO DE ENGENHARIA MECÂNICA Amplificador Linear 11/08/2009 17:41 Prof. Douglas Bressan Riffel 26
  27. 27. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE Transistor Bipolar CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA NÚCLEO DE ENGENHARIA MECÂNICA Comutação 11/08/2009 17:41 Prof. Douglas Bressan Riffel 27
  28. 28. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE Dispositivos Eletrônicos spos os e ô cos CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA NÚCLEO DE ENGENHARIA MECÂNICA • Diodos • Transistores Bipolares • Transistores de Efeito de Campo – JFET – MOSFET Transistor Unipolar Rentrada = ∞, Igatilho = 0A p , Controle pela Tensão Ganhos menores 11/08/2009 17:41 Prof. Douglas Bressan Riffel 28
  29. 29. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE JFET CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA NÚCLEO DE ENGENHARIA MECÂNICA Transistor de Efeito de Campo D G S 11/08/2009 17:41 Prof. Douglas Bressan Riffel 29
  30. 30. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE JFET CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA NÚCLEO DE ENGENHARIA MECÂNICA Transistor de Efeito de Campo 11/08/2009 17:41 Prof. Douglas Bressan Riffel 30
  31. 31. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE JFET CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA NÚCLEO DE ENGENHARIA MECÂNICA Transistor de Efeito de Campo 11/08/2009 17:41 Prof. Douglas Bressan Riffel 31
  32. 32. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA NÚCLEO DE ENGENHARIA MECÂNICA MOSFET FET de Metal-Óxido-Semicondutor Metal-Óxido- Modo Depleção 11/08/2009 17:41 Prof. Douglas Bressan Riffel 32
  33. 33. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA NÚCLEO DE ENGENHARIA MECÂNICA MOSFET FET de Metal-Óxido-Semicondutor Metal-Óxido- Modo Depleção D G S Semelhante ao JFET, só que sua curva caract estende-se caract. estende se até a de polaridade oposta. 11/08/2009 17:41 Prof. Douglas Bressan Riffel 33
  34. 34. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA NÚCLEO DE ENGENHARIA MECÂNICA MOSFET FET de Metal-Óxido-Semicondutor Metal-Óxido- Modo Intensificação D G S 11/08/2009 17:41 Prof. Douglas Bressan Riffel 34
  35. 35. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE Dispositivos Eletrônicos spos os e ô cos CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA NÚCLEO DE ENGENHARIA MECÂNICA • Diodos • Transistores Bipolares • Transistores de Efeito de Campo • Tiristores - SCRs 11/08/2009 17:41 Prof. Douglas Bressan Riffel 35
  36. 36. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE Retificador Controlado de Silício S co CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA NÚCLEO DE ENGENHARIA MECÂNICA 11/08/2009 17:41 Prof. Douglas Bressan Riffel 36
  37. 37. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE C ass cação Classificação dos tiristores: s o es CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA NÚCLEO DE ENGENHARIA MECÂNICA • Comutação forçada; • Indução estática, SITH; • Comutado pela rede; • Desligamento auxiliado • Desligamento pelo pelo gatilho, GATT; gatilho, GTO; tilh GTO • R tifi d controlado Retificador t l d • Condução reversa, Co dução e e sa, de silício, controlado RCT; por luz, LASCR; • Tiristores controlados por MOS, MCTs; 11/08/2009 17:41 Prof. Douglas Bressan Riffel 37
  38. 38. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE Principais Aplicações dos Dispositivos de Potência CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA NÚCLEO DE ENGENHARIA MECÂNICA 11/08/2009 17:41 Prof. Douglas Bressan Riffel 38

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