Unidade I - Revisão de Conceitos sobre Eletrônica Analógica

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Análise de Circuitos 
Eletrônicos
Material Teórico
Responsável pelo Conteúdo:
Prof. Esp. Elvis Luiz dos Santos
Revisão Textual:
Prof. Esp. Claudio Pereira do Nascimento
Revisão de Conceitos sobre Eletrônica Analógica
• Diodo Semicondutor;
• Transistores;
• Princípios de Funcionamento;
• Amplificadores operacionais.
• Estudar os principais fundamentos de eletrônica analógica.
OBJETIVO DE APRENDIZADO
Revisão de Conceitos
sobre Eletrônica Analógica
Orientações de estudo
Para que o conteúdo desta Disciplina seja bem 
aproveitado e haja maior aplicabilidade na sua 
formação acadêmica e atuação profissional, siga 
algumas recomendações básicas: 
Assim:
Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte 
da sua rotina. Por exemplo, você poderá determinar um dia e 
horário fixos como seu “momento do estudo”;
Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar; lembre-se de que uma 
alimentação saudável pode proporcionar melhor aproveitamento do estudo;
No material de cada Unidade, há leituras indicadas e, entre elas, artigos científicos, livros, vídeos 
e sites para aprofundar os conhecimentos adquiridos ao longo da Unidade. Além disso, você tam-
bém encontrará sugestões de conteúdo extra no item Material Complementar, que ampliarão sua 
interpretação e auxiliarão no pleno entendimento dos temas abordados;
Após o contato com o conteúdo proposto, participe dos debates mediados em fóruns de discus-
são, pois irão auxiliar a verificar o quanto você absorveu de conhecimento, além de propiciar o 
contato com seus colegas e tutores, o que se apresenta como rico espaço de troca de ideias e de 
aprendizagem.
Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte 
Mantenha o foco! 
Evite se distrair com 
as redes sociais.
Mantenha o foco! 
Evite se distrair com 
as redes sociais.
Determine um 
horário fixo 
para estudar.
Aproveite as 
indicações 
de Material 
Complementar.
Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar; lembre-se de que uma 
Não se esqueça 
de se alimentar 
e de se manter 
hidratado.
Aproveite as 
Conserve seu 
material e local de 
estudos sempre 
organizados.
Procure manter 
contato com seus 
colegas e tutores 
para trocar ideias! 
Isso amplia a 
aprendizagem.
Seja original! 
Nunca plagie 
trabalhos.
UNIDADE Revisão de Conceitos sobre Eletrônica Analógica
Diodo Semicondutor
O Diodo semicondutor é formado juntando–se simplesmente o material Tipo n 
e o material Tipo p em uma mesma base Ge ou Si.
Ânodo
Ânodo Cátodo
Cátodo
Figura 1 - Diodo Físico e Simbologia Elétrica do Diodo Semicondutor
A K A K
On
Figura 2 – Diodo representado como chave Fechada
Fonte: Adaptado de DUARTE (2017)
A K A K
O�
Figura 3– Diodo representado como chave aberta
Fonte: Adaptado de DUARTE (2017)
Modos de Polarização do Diodo Semicondutor 
• Polarização Direta: A condição de polarização Direta, ou “Ligada”, é esta-
belecida aplicando-se o potencial positivo ao material Tipo p e o potencial 
negativo ao material Tipo n, figura 3a, neste momento o diodo se comporta 
como uma chave fechada, figura 6b.
(a) (b)
R R
V V
I
D D
++
+ _ + _
_
+
_
+
__
I
Figura 4 – Diodo polarizado Diretamente
8
9
• Polarização Reversa: A condição de polarização Reversa, ou “Desligada”, é 
estabelecida aplicando-se o potencial positivo ao material Tipo n e o potencial 
negativo ao material Tipo p, figura 4a, neste momento o diodo se comporta 
como uma chave aberta, figura 4b;
(a) (b)
R R
V V
I
D D
++
+ _ + _
_
+
_
+
__
I
Figura 5 – Diodo polarizado Reversamente
• Tipos de Diodos: Diodo Schottky; Varicap ou Varactor; LED; Fotodiodo;
• Diodo Zener: É um diodo utilizado como regulador de tensão, ele é feito para 
funcionar na região de ruptura, utilizado como regulador de tensão.
Anode Cathode
Figura 6 –Diodo Zener
Transistores 
Princípio de Operação
Figura 7 – Primeira versão do que veio a ser o transistor (Primeira versão do
que veio a ser o transistor foi criada em 1945 por uma equipe do Bell Labs)
Fonte: cs.cornell.edu
9
UNIDADE Revisão de Conceitos sobre Eletrônica Analógica
Figura 8 – Forma física dos transistores de potencia
Fonte: Wikimedia Commons
Tabela 1 – Cronologia da inovação dos transistores
Principais inovações no campo dos Semicondutores 
Inovação Laboratório Ano
Transistor Ponto de Contato Bell Labs-Western Electric 1947
Cultivo em Cristal Simples Western Electric 1950
Zona Refinada Western Electric 1950
Transistor de Junção Cultivada Western Electric 1951
Transistor de Silicio Texas Instruments 1954
Mascara de Óxido e Difusão Western Electric 1955
Transistor Planar Fairchild 1960
Circuito Integrado Texas Instruments, Fairchild 1961
Diodo Gunn IBM 1963
História do Transistor 
O transistor foi inventado nos Laboratórios da Beel Telephone, em dezembro 
de 1947, por Bardeen e Brattain, descoberto por acidente durante os estudos de 
superfícies em torno de um diodo de ponto de contato, visto que eles estavam pro-
curando um dispositivo de estado sólido equivalente à válvula eletrônica. Os tran-
sistores eram, portanto, do tipo “point-contact” e existe evidência que Shockley, 
o teorista que chefiava as pesquisas, estava chateado porque esse dispositivo não 
era o que estava procurando. Na época, ele estava procurando um amplificador 
semicondutor similar ao que hoje chamamos de “junção FET”. O nome transistor 
foi derivado de suas propriedades intrínsecas “resistor de transferência”, em inglês: 
(TRANsfer reSISTOR). Os Laboratórios Bell mantiveram essa descoberta em se-
gredo até junho de 1948 (daí a confusão com as datas de descobrimento).
10
11
Transistor de Junção Bipolar
0 transistor bipolar de junção é um dos dispositivos eletrônicos mais empregados 
em circuitos amplificadores e em circuitos de chaveamento. Ele é um dispositivo de 
três terminais formado a partir de duas junções que possuem uma camada semi-
condutora em comum. Existem dois tipos de transistores bipolares de junção, como 
apresentado na figura 8 tipo NPN e apresentado na figura 8a, o transistor PNP 
que constitui-se de uma camada de material tipo N colocada entre duas camadas 
de material tipo P. Já o transistor tipo NPN, apresentado na fig. 8b, constitui-se de 
uma camada de material tipo P colocada entre duas camadas de material tipo N. 
Essas três camadas dão origem aos três terminais do transistor bipolar: o emissor 
(emitter) (E), a base (base)(B) ao coletor (collector) (C) como apresentado nas figu-
ras. 8a e 8b.
P PN PN N
Emissor
Emissor
Emissor Emissor
Base Base
Base Base
Colecionador
Colecionador
Símbolo de transistor PNP Símbolo do transistor NPN
Colecionador Colecionador
Figura 9 – Tipos de polarização dos transistores
Abaixo, simbologia e tipos de encapsulamentos dos transistores segundo nor-
ma internacional.
B
B1
B2
B1
B2
B
B
BB
L
B B
B
C
E
C
E
C
E
C
E
EE
C
E
C
E
C
E
C
E
D
G
G
S
D
G
S
D
G
S
D
S
Transitor NPN
Transistor NPN com
coletor preso à tampa
UJT-n União
Fototransistor NPN Multiemissor NPN
Avalanche NPN Transistor Schottky NPN
Canal N do transistor JFET
Canal P do transistor JFET Transistor JFET
Canal P
Transistor JFET
Canal N
UJT-p União
Túnel do transistor de NPN
Transistor PNP
Simbologia dos transistores
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UNIDADE Revisão de Conceitos sobre Eletrônica Analógica
B
B1
B2
B1
B2
B
B
BB
L
B B
B
C
E
C
E
C
E
C
E
EE
C
E
C
E
C
E
C
E
D
G
G
S
D
G
S
D
G
S
D
S
Transitor NPN
Transistor NPN com
coletor preso à tampa
UJT-n União
Fototransistor NPN Multiemissor NPN
Avalanche NPN Transistor Schottky NPN
Canal N do transistor JFET
Canal P do transistor JFET Transistor JFET
Canal P
Transistor JFET
Canal N
UJT-p União
Túnel do transistor de NPN
Transistor PNP
Simbologia dos transistores
Figura 10 – Simbologia e encapsulamentos dos transistores
Encapsulamentos utilizados para cada modelo de Transistor: http://bit.ly/2NtPzqr 
Ex
pl
or
Princípios de Funcionamento
Métodos de Polarização
Configurações que um Transistorpode assumir:
• Base Comum (BC);
• Emissor Comum (EC);
• Coletor Comum (CC).
Base Comum
Simbologia dos transistores
Con�guração básica comum
B
N NP
B
CE
E C
IE
IE
IB
IB
VBE
VBE
VCB
VCB
IC
IC
Simbologia dos transistores
Con�guração básica comum
B
N NP
B
CE
E C
IE
IE
IB
IB
VBE
VBE
VCB
VCB
IC
IC
Figura 11 – Configuração Base Comum
• Na configuração de base comum:
12
13
 » Entrada do Sinal: entre emissor e base;
 » Saída do Sinal: entre coletor e base.
• Características:
 » Ganho de corrente (Gi) menor que 1;
 » Ganho de tensão (Gv) elevado.
Impedância de entrada (ZIN) baixa e Impedância de saída (ZOUT) alta.
IE = IB + IC
Emissor Comum
Con�guração de emissor comum
B
B
N
N
P
C
C
IE
IE
IB
IB
VBE
VBE
VCE
VCE
IC
IC
E
E
+
_
+
_
+
_
+
_
Con�guração de emissor comum
B
B
N
N
P
C
C
IE
IE
IB
IB
VBE
VBE
VCE
VCE
IC
IC
E
E
+
_
+
_
+
_
+
_
Figura 12 –Confi guração emissor comum
• Na configuração emissor comum:
 » Entrada do Sinal: entre base e emissor; 
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UNIDADE Revisão de Conceitos sobre Eletrônica Analógica
 » Saída do Sinal: entre coletor e emissor.
• Características:
 » Ganho de corrente (Gi) elevado;
 » Ganho de tensão (Gv) elevado.
Impedância de entrada (ZIN) média e Impedância de saída (ZOUT) alta.
Coletor Comum
Con�guração de coletor comum
B
B
C
C
IE
IB
IB
VBC
VBC
VEC
VEC
IC
IE
RE
IC
E
E
+
_
+
_
+
_
N
N
P
RE
Con�guração de coletor comum
B
B
C
C
IE
IB
IB
VBC
VBC
VEC
VEC
IC
IE
RE
IC
E
E
+
_
+
_
+
_
N
N
P
RE
Figura 13 –Configuração coletor comum
14
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• Na configuração coletor comum:
 » Entrada do Sinal: entre base e coletor;
 » Saída do Sinal: do circuito de emissor.
• Características:
 » Ganho de corrente (Gi) elevado;
 » Ganho de tensão (Gv) menor que ou igual a 1.
Impedância de entrada (ZIN) muito elevada e Impedncia de saída (RZOUT) 
muito baixa.
Transistores de Efeito de Campo 
Como no caso do Transistor Bipolar de junção, a tensão entre dois terminais 
do FET (field-effect transistor) controla a corrente que circula pelo terceiro termi-
nal. Correspondentemente, o FET pode ser usado tanto como amplificador quanto 
como uma chave. O nome do dispositivo origina-se de seu princípio de operação. 
O controle é baseado no campo elétrico estabelecido pela tensão aplicada no termi-
nal de controle. O transistor MOSFET (acrônimo de Metal Oxide Semiconductor 
Field Effect Transistor ou transistor de efeito de campo de semicondutor de óxido 
metálico) é, de longe, o tipo mais comum de transistores de efeito de campo em 
circuitos tanto digitais quanto analógicos.
Figura 14
Fonte: Adaptado de Wikimedia Commons
15
UNIDADE Revisão de Conceitos sobre Eletrônica Analógica
O transistor de efeito de campo, abreviado por JFET, é um dispositivo de três 
terminais, utilizado em várias aplicações, pré-amplificador de vídeo para câmeras 
de TV, estágios amplificadores de RF para receptores de comunicações, instrumen-
tos de medição etc., e que realiza muitas das funções do transistor comum.
A diferença fundamental entre os dois tipos de transistores é o fato de que o 
Transistor Bipolar de junção é um dispositivo controlado por corrente, enquanto o 
JFET é um dispositivo controlado por tensão. 
Existem transistores de efeito de campo de canal n e canal p. Devemos lembrar 
que o JFET é um dispositivo unipolar, dependendo somente da condução realizada 
por elétrons (canal n) ou lacunas (canal p).
A alta impedância de entrada é uma das características mais importantes do 
FET com valores superiores a 1MΩ, esta característica é essencial para projetos de 
amplificadores. 
Amplificadores operacionais
O amplificador operacional (Conhecido como AO) é um dispositivo eletrônico, na 
forma de circuito integrado (CI), com função de amplificar e comparar sinais elétricos, 
suas características de funcionamento se aproximam de um amplificador ideal.
Este componente é bastante utilizado pela indústria eletrônica devido a sua ver-
satilidade, o que o torna aplicável em uma gama considerável de equipamentos 
eletrônicos, na área industrial, áudio, vídeo entre outros.
O AO teve sua primeira aplicação como um dispositivo para realização de ope-
rações matemáticas, executadas eletronicamente nos antigos computadores da era 
analógica, dando a ele o nome de amplificador operacional .
O Amplificador operacional é representado eletronicamente pelo símbolo abaixo.
+ Vss
+
_- input
Output
+ input
-Vss
Figura 15 – Simbologia eletrônica do AO e componente LM741
16
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Figura 16 - Componente LM741
O Amplificador operacional possui uma característica bastante específica quan-
do o assunto é a alimentação. Para que ele possa fazer as comparações de sinais 
elétricos, necessita de uma alimentação simétrica, isto que dizer que precisamos 
alimentar o AO com tensão positiva e negativa de mesmo valor de tensão.
Figura 17 - Amplifi cador alimentado com fonte simétrica
Fonte: Acervo do conteudista
Terminais de Entrada
Como podemos notar na figura 16, além dos terminais de alimentação 4 e 7, o 
AO ainda possui outros terminais, como os terminais 2 e 3, que tem como finali-
dade conectar os sinais de entrada ao para que ele cumpra sua finalidade básica de 
um amplificador operacional que é realizar a amplificação tanto de tensões contí-
nuas como alternadas. 
O terminal de entrada 2(-) é conhecido como entrada inversora e o pino 3 de 
entrada não inversora (+). 
Figura 18 - AO com sinal na entrada não inversora
Fonte: Acervo do conteudista
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UNIDADE Revisão de Conceitos sobre Eletrônica Analógica
Figura 19 - AO com sinal na entrada inversora
Fonte: Acervo do conteudista
Características do Amplificador Operacional
As características de um AO são fornecidos no data sheet do fabricante, é por 
este importante documentos que podemos determinar as possíveis aplicações do 
componente, assim como a forma de se calcular os componentes externos e saber 
suas limitações elétricas.
Dentre as informações que podem ser obtidas neste documentos, estão:
• Impedância de entrada: A impedância de entrada Zi de um AO é aquela te-
oricamente medida entre os terminais de entrada do dispositivo, um AO deve 
apresentar uma impedância de entrada da ordem de MΩ, isso evita que o sinal 
injetado na entrada não seja consumido internamente;
• Impedância de saída: A impedância de saída Zo de um AO é aquela teorica-
mente medida nos pinos de saída, este valor deve estar na faixa 10 Ω< Zo < 
1 kΩ;
• Ganho de tensão em malha aberta: Este parâmetro define o ganho do am-
plificador diferencial quando não há realimentação;
• Tensão offset de saída: Quando aterramos as entradas de um AO, a tensão 
de saída deveria ser 0V, mas na realidade isso não ocorre e uma tensão apare-
ce na saída. Para ajustar este problema existe o pino de off set do AO;
• Banda passante: Este parâmetro determina a perda de ganho do AO com o 
aumento da frequência do sinal de entrada, ou seja, é a faixa de frequências 
de sinal em que o ganho diferencial do amplificador é superior a cerca de 70% 
do ganho máximo.
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Material Complementar
Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade:
 Livros
Laboratório de Eletricidade e Eletrônica
CAPUANO, F. G.; MARINO, M. A. M. Laboratório de Eletricidade e Eletrônica. 
24. Ed. São Paulo: Erica, 2007.
Eletrônica Analógica Básica
DUARTE, M. de A. Eletrônica analógica básica. Coordenação Nival Nunes de 
Almeida. 1. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2017.
 Vídeos
História do Transistor 
https://youtu.be/Xsv03w9YJqI
Transistor como funciona 
https://youtu.be/0kgT66tE7N4
Coleção Técnica Interativa - Eletrônica - Semicondutores 
https://youtu.be/HmvppRT9nm4
Teoria sobre Semicondutores 
https://youtu.be/snLCgz7W22Y
 Leitura
Transístor de Papel: a descoberta de Elvira Fortunato que já revoluciona o mundo
http://bit.ly/323QmBD
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UNIDADE Revisão de Conceitos sobre Eletrônica Analógica
Referências
CAPUANO, F. G.; MARINO, M. A. M.Laboratório de Eletricidade e Eletrônica. 
24. Ed. São Paulo: Erica, 2007.
DUARTE, M. de A. Eletrônica analógica. Coordenação Nival Nunes de Almeida. 
1. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2017.
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