ELETRÔNICA ANALÓGICA

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Professor Doutor Rafael Rodrigues Barbosa
ELETRÔNICA ANALÓGICA ELETRÔNICA ANALÓGICA 
 REITOR Prof. Ms. Gilmar de Oliveira
 DIRETOR DE ENSINO PRESENCIAL Prof. Ms. Daniel de Lima
 DIRETORA DE ENSINO EAD Prof. Dra. Geani Andrea Linde Colauto 
 DIRETOR FINANCEIRO EAD Prof. Eduardo Luiz Campano Santini
 DIRETOR ADMINISTRATIVO Guilherme Esquivel 
 SECRETÁRIO ACADÊMICO Tiago Pereira da Silva
 COORDENAÇÃO DE ENSINO, PESQUISA E EXTENSÃO Prof. Dr. Hudson Sérgio de Souza
 COORDENAÇÃO ADJUNTA DE ENSINO Prof. Dra. Nelma Sgarbosa Roman de Araújo
 COORDENAÇÃO ADJUNTA DE PESQUISA Prof. Ms. Luciana Moraes
 COORDENAÇÃO ADJUNTA DE EXTENSÃO Prof. Ms. Jeferson de Souza Sá
 COORDENAÇÃO DO NÚCLEO DE EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA Prof. Me. Jorge Luiz Garcia Van Dal
 COORDENAÇÃO DOS CURSOS - ÁREAS DE GESTÃO E CIÊNCIAS SOCIAIS Prof. Dra. Ariane Maria Machado de Oliveira
 COORDENAÇÃO DOS CURSOS - ÁREAS DE T.I E ENGENHARIAS Prof. Me. Arthur Rosinski do Nascimento
 COORDENAÇÃO DOS CURSOS - ÁREAS DE SAÚDE E LICENCIATURAS Prof. Dra. Katiúscia Kelli Montanari Coelho 
 COORDENAÇÃO DO DEPTO. DE PRODUÇÃO DE MATERIAIS Luiz Fernando Freitas
 REVISÃO ORTOGRÁFICA E NORMATIVA Beatriz Longen Rohling 
 Caroline da Silva Marques
 Carolayne Beatriz da Silva Cavalcante 
 Marcelino Fernando Rodrigues Santos
 Eduardo Alves de Oliveira 
 Jéssica Eugênio Azevedo
 Kauê Berto
 PROJETO GRÁFICO E DIAGRAMAÇÃO André Dudatt
 Carlos Firmino de Oliveira
 Vitor Amaral Poltronieri
 ESTÚDIO, PRODUÇÃO E EDIÇÃO Carlos Eduardo da Silva
 DE VÍDEO Carlos Henrique Moraes dos Anjos 
 André Oliveira
 Pedro Vinícius de Lima Machado 
 FICHA CATALOGRÁFICA
 Dados Internacionais de Catalogação na Publicação - CIP
B238t Barbosa, Rafael Rodrigues
 Eletrônica analógica / Rafael Rodrigues Barbosa. Paranavaí:
 EduFatecie, 2023.
 81 p. ; il. color.
 ISBN 978-65-5433-058-9
 1. Eletrônica. 2. Eletrônica digital. 3. Semicondutores. 4.
 Transistores. I. Centro Universitário UniFatecie. II. Núcleo de
 Educação a Distância. III. Título.
 CDD:23.ed. 621.382
 Catalogação na publicação: Zineide Pereira dos Santos – CRB 9 /1577
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AUTOR
Professor Dr. Rafael Rodrigues Barbosa
●	 Doutor	em	Física	(UEM)
●	 Mestre	em	Física	(UEM)
●	 Especialista	em	Engenharia	Elétrica	com	ênfase	em	Automação	(UNICAM)
●	 Graduado	em	Física	(UFT)
●	 Professor	do	Curso	de	Sistema	de	Informação	(UNIMATER)
●	 Professor	do	Curso	de	Engenharia	Mecatrônica	EaD	(UniCesumar)
●	 Pesquisador	de	Pós-Doutorado	(UEM).
Trabalha	 com	 simulações	 computacionais	 de	materiais	 bidimensionais,	 no	 intui-
to	 de	 predizer	 propriedades	 estruturais,	 eletrônicas	 e	 ópticas,	 para	 desenvolvimento	 de	
dispositivos	eletrônicos,	optoeletrônicos	e	computação	quântica,	utilizando	redes	neurais	
e	técnicas	de	machine	learning	além	das	teorias	da	mecânica	quântica.	Têm	experiência	
em	eletrônica	 analógica	 e	 digital	 no	 desenvolvimento	 de	 protótipos	 utilizando	placas	 de	
prototipagem	de	hardware,	principalmente	na	criação	de	sensores.	Atualmente	é	professor	
do	curso	de	sistemas	de	informação	na	UNIMATER	e	professor	do	curso	de	engenharia	de	
controle	e	automação	(mecatrônica)	na	Unicesumar.	E	por	último	é	pesquisador	de	Pós-
-Doutorado	no	Laboratório	de	Teoria	e	Modelagem	e	Simulação	de	Nanomateriais	(LTMS)	
vinculado	ao	Laboratório	Nacional	de	Computação	Científica	(LNCC).
Currículo Lattes:	http://lattes.cnpq.br/1599349116575696
http://lattes.cnpq.br/1599349116575696
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APRESENTAÇÃO DO MATERIAL
Seja	bem-vindo	à	disciplina	de	Eletrônica	Analógica,	quando	a	maioria	das	pessoas	
pensa	 em	 engenharia	 elétrica	 e	 eletrônica,	 pensa	 em	 computação	 e	 no	mundo	 digital.	
Embora	seja	verdade	que	o	know-how	digital	é	vital	no	mundo	em	que	vivemos,	estaríamos	
perdidos	sem	as	habilidades	dos	engenheiros	analógicos.
A	engenharia	elétrica	analógica	é	vital	em	muitas	áreas	diferentes,	e	é	essencial	
para	projetos	de	energia,	circuitos	de	amplificadores	operacionais	e	filtros.	Se	você	não	
entender	a	engenharia	elétrica	básica,	estará	reduzindo	significativamente	suas	chances	
de	empregabilidade.	Circuitos	 analógicos	 são	geralmente	mais	 difíceis	 de	projetar.	Eles	
exigem	maior	habilidade	para	conceituar	do	que	sistemas	digitais	comparáveis.	O	processo	
de	projetar	circuitos	analógicos	é	muito	menos	automatizado	do	que	para	sistemas	digitais,	
com	muitos	 projetados	 completamente	 à	mão.	 No	 entanto,	 algumas	 plataformas	 foram	
desenvolvidas	desde	o	início	dos	anos	2000	que	permitiram	que	o	design	analógico	fosse	
definido	usando	software,	permitindo	uma	prototipagem	mais	rápida.	Embora	muitas	vezes	
visto	como	engenharia	elétrica	básica.
Os	conteúdos	serão	dispostos	em	4	unidades:
 ● Unidade I:	 Semicondutores	 e	 circuitos	 de	 diodos,	 parte	 fundamental	 da	
manipulação	de	correntes	contínuas	e	alternadas.
 ● Unidade II:		Transistores	de	junção	bipolar	(TJB),	vamos	ver	a	aplicabilidade	
desse	transistor	na	eletrônica	analógica.
 ● Unidade III:	Transistores	de	Efeito	de	Campo	(TEC),	vamos	compreender	o	
funcionamento	desses	transistores	e	comparar	com	o	transistores	de	junção	bipolar.
 ● Unidade IV: Vamos	ver	as	aplicações	desses	transistores	(TJB	e	TEC)	em	
sistemas	de	amplificação.
Venha	comigo,	vamos	desbravar	o	mundo	da	eletrônica.
SUMÁRIO
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Plano de Estudos
 ● Semicondutores;
 ● Teoria dos Diodos.
Objetivos da Aprendizagem
 ●Estudar as características dos semicondutores;
 ●Compreender os tipos de circuitos de diodos e a teoria.
1UNIDADEUNIDADE
Professor Doutor Rafael Rodrigues Barbosa
SEMICONDUTORES E TEORIA SEMICONDUTORES E TEORIA 
DOS DIODOSDOS DIODOS
7UNIDADE 1 SEMICONDUTORES E TEORIA DOS DIODOS 
INTRODUÇÃO
Opa,	 seja	 bem-vindo(a)	 a	 nossa	 primeira	 unidade	 da	 disciplina	 de	 Eletrônica	
Analógica.	 Você	 já	 pensou	 em	 viver	 em	 um	 mundo	 sem	 as	 maravilhas	 tecnológicas?	
Certamente,	seria	difícil	ficar	sem	o	seu	celular	ou	computador.	Nosso	mundo	está	rodeado	
de	dispositivos	eletrônicos.	E	é	isso	que	vamos	compreender	nessa	primeira	unidade.	
Você	sabia	que	a	indústriaindependentemente	do	ciclo	que	o	mesmo	estiver.	
Na	Figura	1	podemos	observar	um	exemplo	de	circuito	amplificador	de	classe	A.	
Note	que	a	corrente	ICC	(corrente	de	dreno),	produzida	pela	fonte	de	corrente	contínua,	
alimenta	dois	segmentos	do	transistor:	o	coletor	e	a	base.	No	último,	a	base	do	transistor	é	
alimentada	por	um	divisor	de	tensão	(R1	e	R2).
FIGURA 3 - CIRCUITO DE UM AMPLIFICADOR DE CLASSE A
Fonte:	o	Autor	(2022).
68UNIDADE 4 AMPLIFICADORES
O	ganho	de	potência	nesse	tipo	de	amplificador	pode	ser	calculado	de	acordo	com	
a	potência	do	sinal	de	entrada	e	saída.	A	equação	do	ganho	é	dada	por
Outro	ponto	que	devemos	nos	atentar	é	a	existência	da	corrente	de	dreno.	Nessa	
configuração,	mesmo	quando	o	sinal	CA	for	nulo,	a	corrente	de	dreno	estará	ativa,	uma	
consequência	direta	da	polarização	do	transistor.	Isto	prejudica	a	eficiência	dos	amplificadores	
de	classe	A,	o	que	acaba	limitando	o	seu	uso	em	casos	onde	a	fonte	de	energia	é	limitada	
(SEDRA	e	SMITH,	2007).
2.4 Amplificador classe B
Apesar	de	mais	simples,	os	amplificadores	de	classe	A	são	pouco	eficientes	devido	
a	corrente	de	dreno.	Em	dispositivos	sustentados	por	baterias,	os	amp	classe	A	devem	ser	
substituídos	pela	segunda	classe	de	amplificadores,	os	amp	classe	B.
Em	um	amplificador	classe	B	a	corrente	no	coletor	não	é	constante.	Em	geral,	essa	
classe	de	amplificadores	elimina	um	semiciclo	do	sinal	CA	a	partir	de	uma	configuração	
conhecida	por	push-pull.	No	circuito	abaixo	podemos	ver	uma	representação	desse	circuito.	
Note	que	a	ligação	em	paralelo	dos	dois	transistores	protege	o	sinal	de	saída	de	qualquer	
distorção	de	onda	gerada	no	circuito.	Nesse	arranjo,	dizemos	que	os	transistores	são	liga-
dos	simetricamente,	o	que	significa	que	enquanto	um	transistor	 transmite	sinal,	ou	outro	
está	em	corte.
	
FIGURA 4 - AMPLIFICADOR CLASSE B PUSH-PULL
Fonte:	o	Autor	(2022).
69UNIDADE 4 AMPLIFICADORES
A	principal	vantagem	desse	amplificador	é	a	inexistência	da	corrente	de	dreno,	uma	
vez	que	para		Vin	nulo,	os	dois	transistores	ficam	em	corte.
2.5 Dissipador para transistor de potência
Ao	projetar	 sistemas	com	amplificadores,	 devemos	nos	atentar	às	especificações	
apresentadas	 nos	 datasheets	 de	 cada	 transistor,	 em	 especial	 a	 potencial	 nominal	 do	
transistor.	Se	uma	determinada	temperatura	for	atingida	no	segmento	do	coletor,	o	transistor	
será	 permanentemente	 danificado.	 Em	 geral,	 os	 principais	 transistores	 operam	 em	 uma	
temperatura	limite	de	150oC	a	200oC	(MALVINO,	2016),	portanto,	fatores	como	a	temperatura	
ambiente	e	o	fator	de	degradação	devem	ser	considerados	durante	a	fase	de	projeto.
A	principal	 regra	para	se	determinar	a	potência	nominal	de	um	transistor	é	dada	
pela	seguinte	regra:
	
Com	P	sendo	a	potência	nominal,	D	o	 fator	de	degradação	e	TA	a	 temperatura	
ambiente.	
	 Em	casos	extremos,	as	condições	de	operação	do	transistor	obrigam	o	uso	
de	dissipadores	de	calor.	Nessas	condições,	o	encapsulamento	do	transistor	não	consegue	
dissipar	 o	 calor	 acumulado	 de	maneira	 rápida.	 Logo,	 superfícies	 dissipadoras	 de	 calor	
são	 adicionadas	 aos	 transistores,	 aumentando	 a	 área	 de	 contato	 entre	 o	 transistor	 e	 o	
ar	 circundante	 (MALVINO,	 2016).	Esses	 dissipadores	 podem	ser	 encontrados	 nas	mais	
variadas	formas,	como	mostra	a	Figura	3:
FIGURA 5 - DISSIPADOR DE CALOR PARA TRANSISTORES
Fonte:	 HEAT	 SINKS.	 Disponível	 em:	 	 https://www.powerelectronictips.com/wp-content/
uploads/2018/12/WHTH_FAQ_heat-sinks_Pt2_Fig2.png.	Acesso	em:	06	dez.	2022.
70UNIDADE 4 AMPLIFICADORES
2.6 Amplificador diferencial
O	 amplificador	 operacional,	 também	 conhecido	 por	 amp-op,	 é	 um	 dispositivo	
eletrônico	 capaz	 de	 realizar	 operações	 matemáticas,	 como	 a	 adição,	 subtração	 ou	 a	
multiplicação,	em	sinais	elétricos.	Esse	dispositivo	é	amplamente	utilizado	em	circuitos	de	
comunicação,	controle	e	instrumentação	industrial	(MALVINO,	2016).
O	amp-op	mais	comum	é	o	amplificador	diferencial	(amp-dif),	amplamente	utilizado	
em	circuitos	integrados	(CIs).	O	amp-dif	pode	ser	representado	da	seguinte	forma:
	
FIGURA 6 - AMPLIFICADOR DIFERENCIAL
Fonte:	ELECTROSOME.	Disponível	em:	https://electrosome.com/wp-content/uploads/2016/07/Differen-
tial-Amplifier-using-Transistor-Dual-Input-Unbalanced-Output.jpg>https://electrosome.com/wp-content/
uploads/2016/07/Differential-Amplifier-using-Transistor-Dual-Input-Unbalanced-Output.jpg.	Acesso	em:	06	
dez.	2022.
Esse	dispositivo	é	composto	por	dois	transistores	ligados	em	paralelo.	A	configuração	
dos	transistores	é	feita	com	os	emissores	em	comum,	como	mostra	a	Figura	1.	Nesse	caso,	
os	dois	emissores	dividem	a	mesma	resistência	RE.	As	entradas	V1	(entrada	não	inversora)	
e	V2	 (entrada	 inversora)	 representam	os	sinais	de	entrada,	enquanto	Vout	 representa	o	
sinal	de	saída.	Nessa	configuração,	Vout	será	igual	a	diferença	entre	VC2	e	VC1	(tensão	
de	saída	do	coletor	1	e	2).
71UNIDADE 4 AMPLIFICADORES
2.7 Amp-op
Os	amplificadores	operacionais	são	os	componentes	ativos	mais	básicos	em	um	
circuito	eletrônico,	e	são	amplamente	utilizados	em	sistemas	analógicos	(MALVINO,	2016).	
Os	amp-ops	podem	ser	utilizados	como	osciladores,	filtros	e	conversores	de	forma,	entre	
outras	várias	aplicações.
Os	amp-ops	podem	ser	encontrados	em	diagramas	com	a	seguinte	representação:
FIGURA 7 - REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DE UM AMP-OP
Fonte:	O	autor	(2022).
Perceba	que	o	amp-op	possui	duas	entradas,	a	não	inversora	e	inversora,	além	de	
uma	saída	(out).
A	construção	de	um	amp-op	pode	ser	muito	complexa.	Em	geral,	esses	dispositivos	
possuem	diversos	componentes	que	são	separados	em	estágios	(SPENCER	e	GHAUSI,	
2003).	Em	um	amp-op	comum,	esses	estágios	são:	amplificadores	diferenciais,	estágio	de	
ganho	e	estágio	de	saída.	Para	se	ter	uma	ideia	da	complexidade	desses	sistemas,	veja	a	
seguinte	figura:
	
72UNIDADE 4 AMPLIFICADORES
FIGURA 8 - DIAGRAMA DO AMP-OP 714
Fonte: MALVINO	(2016,	p.	496).	
A	Figura	3	é	uma	simplificação	de	um	amp-op	conhecido	por	714.	Devido	a	sua	
complexidade,	não	vamos	nos	aprofundar	no	funcionamento	desse	dispositivo,	no	entanto,	
podemos	identificar	a	primeira	e	última	etapa	com	facilidade.	Note	que	o	primeiro	estágio	
é	constituído	por	dois	amp-dif	(Q1	e	Q2).	O	sinal	coletado	pelos	diferenciais	é	amplificado	
em	uma	série	de	estágios	EC	que	resultam	em	um	sinal	muito	alto.	Por	fim,	o	sinal	de	saída	
é	coletado	pelo	estágio	final	(Q9	e	Q10),	cuja	configuração	é	a	de	um	seguidor	de	emissor	
push-pull	classe	B.
2.7.1 Amp-op: Inversor, não inversor e buffer
O	amp-op	pode	ser	integrado	ao	circuito	de	diferentes	formas,	dependendo	apenas	
do	tipo	de	aplicação	e	o	resultado	esperado.	As	principais	formas	de	circuitos	amp-op	são:
Amp-op inversor:	O	amp-op	inversor	é	representado	na	Figura	4.	Nesse	circuito	a	
fase	do	sinal	de	saída	é	atrasada	em	relação	ao	sinal	de	entrada	em	180o.
	
73UNIDADE 4 AMPLIFICADORES
FIGURA 9 - AMP-OP INVERSOR
Fonte: o	Autor	(2022).
Amp-op não inversor:	 No	 amp-op	 não	 inversor	 a	 fase	 do	 sinal	 processador	
permanece	constante,	como	mostra	a	Figura	5.
FIGURA 10 - AMP-OP NÃO INVERSOR
Fonte:	O	autor	(2022).
Buffer:	Nessa	configuração	os	pontos	de	entrada	dos	amp-op	lineares	são	isola-
dos,	como	mostra	a	Figura	6.	As	principais	características	dos	buffers	são	os	circuitos	com	
alta	impedância	de	entrada	e	impedância	nula	na	saída.
	
FIGURA 11 - AMP-OP COM DOIS BUFFERS NA ENTRADA
Fonte:	o	Autor	(2022).
74UNIDADE 4 AMPLIFICADORES
Amp-op: Comparador, somador e subtrator
Nos	amp-ops	não	lineares,	as	principais	aplicações	em	circuitos	são	os	dispositivos	
comparadores,	somador	e	subtrator.	A	seguir,	vamos	ver	alguns	exemplos	desses	circuitos:		
Comparador:	 Como	 o	 próprio	 nome	 diz,	 esse	 circuito	 compara	 dois	 sinais	 de	
entrada	com	o	objetivo	de	saber	qual	possui	a	maior	tensão.	Esses	circuitos	possuem	duas	
entradas	de	tensão	(tensão	alta	e	baixa)	e	uma	de	saída,	como	mostraa	Figura	7.
FIGURA 12: AMP-OP COMPARADOR.
Fonte: O	Autor	(2022)
Somador:	Em	circuitos	analógicos,	a	combinação	entre	dois	sinais	distintos	é	feita	
pelo	amp-op	somador.	Um	exemplo	desse	circuito	pode	ser	observado	na	Figura	8:
FIGURA 13 - AMP-OP SOMADOR
Fonte:	o	Autor	(2022).
Subtrator:	Como	o	próprio	nome	sugere,	 esse	 circuito	 subtrai	 duas	 tensões	de	
entrada,	de	modo	que	a	tensão	de	saída	seja	Vout	=	V1	-	V2.
	
75UNIDADE 4 AMPLIFICADORES
FIGURA 14 - AMP-OP SUBTRATOR 
Fonte:	MALVINO	(2016,	p.	423).
76UNIDADE 4 AMPLIFICADORES
Os	amplificadores	de	som	são	equipamentos	construídos	para	 receber	um	sinal	
elétrico	de	pequena	amplitude	em	sua	entrada	e	amplificá-los	em	tensão	e	potência,	para	
poder	 acionar	 na	 sua	 saída	 um	 alto-falante,	 ou	 seja,	 uma	 carga	 de	 baixa	 impedância	
(normalmente	na	ordem	de	4	a	8	Ohms).	LEIA	MAIS	SOBRE.
Fonte: Como	 Funcionam	 Os	Amplificadores	 De	 Som?.	 Eletrônica	 Geral,	 2021.	 Disponível	 em:	
https://eltgeral.com.br/como-funcionam-os-amplificadores-de-som/.	Acesso	em:	06	dez.	2022.
Quais	são	as	diferenças	entre	um	transistor	de	um	tubo	de	válvula?
Fonte: o	Autor	(2022)
https://eltgeral.com.br/como-funcionam-os-amplificadores-de-som/
77UNIDADE 4 AMPLIFICADORES
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Vimos	nesta	unidade	que	os	amplificadores	são	usados	para	aumentar	a	amplitude	
de	 uma	 tensão	 ou	 corrente,	 ou	 até	 mesmo	 para	 aumentar	 a	 quantidade	 de	 energia	
disponível	geralmente	de	uma	onda	senoidal.	Além	de	amplificar	o	sinal,	devemos	analisar	
a	eficiência	entre	a	potência	de	entrada	com	a	potência	total	de	saída.	Em	amplificadores	
de	áudio	a	eficiência	ideal	é	entre	30	-	50%,	já	em	amplificadores	de	comunicação	deve	
variar	entre	50	-	70%.	Um	fator	importante	que	devemos	considerar	em	amplificadores	de	
áudio	é	a	distorção,	ou	seja,	a	amplificação	fiel	da	forma	de	onda	da	entrada,	quanto	menor	
a	distorção,	em	geral,	melhor	a	qualidade	do	som.	
Com	 o	 estudo	 de	 amplificadores,	 finalizamos	 a	 etapa	 do	 estudo	 de	 eletrônica	
analógica,	o	próximo	passo	é	compreender	os	desafios	da	eletrônica	digital.
OBRIGADO!
	
78UNIDADE 4 AMPLIFICADORES
LEITURA COMPLEMENTAR
Recomendo	a	leitura	do	artigo	a	seguir:	
Resumo: O	 amplificador	 operacional	 é	 um	 dos	 componentes	 mais	 úteis	 da	
eletrônica.
Isso	porque	ele	pode	ser	usado	para	criar	diversos	circuitos	interessantes.	Sendo	
assim,	neste	post,	aprenderemos	o	que	são	os	amplificadores	operacionais,	como	funcionam	
e	quais	são	suas	características.
Fonte:	 GUIMARÃES,	 F.	 	Amplificador	Operacional	 -	O	 que	 é	 e	 como	 funciona.	
2020.	Disponível	em:	https://mundoprojetado.com.br/amplificador-operacional/.	Acesso	03	
dez.	2022.
	
https://mundoprojetado.com.br/amplificador-operacional/
79UNIDADE 4 AMPLIFICADORES
MATERIAL COMPLEMENTAR 
LIVRO
Título: Eletrônica Analógica Básica - Série Eixos
Autor: Eduardo Cesar Alves Cruz e Salomão Choueri Junior.
Editora: Editora Érica.
Sinopse: O livro analisa os conceitos e as especificações dos 
dispositivos usados em projetos simples e práticos de es de 
alimentação lineares, como: transformador, diodo retificador, 
LED, capacitor e circuitos integrados, reguladores de tensão. 
Os capítulos possuem abordagem matemática objetiva e são 
enriquecidos com orientações sobre desenvolvimento de 
projetos. As aplicações práticas apresentadas são os circuitos 
retificadores com filtro capacitivo, as es de alimentação 
estabilizadas - com saídas fixa e ajustável - e os circuitos 
de sinalização a LED. Pode ser usado nos cursos técnicos 
em Automação Industrial, Eletroeletrônica, Eletrônica, 
Eletromecânica, Eletrotécnica, Manutenção Automotiva, 
Mecatrônica, Refrigeração e Climatização, Sistemas de Energia 
Renovável, Telecomunicações, entre outros.
FILME/VÍDEO 
Título: Como os Amplificadores de Áudio funcionam
Ano: 2013.
Sinopse: Neste vídeo será explicado como os Amplificadores 
de áudio funcionam. Classe(AB).
Os assuntos abordados vão desde filtros RC e divisores de ten-
são a amplificadores operacionais.
Link do vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=Ilqnh-
VsWr80
https://www.youtube.com/watch?v=IlqnhVsWr80
https://www.youtube.com/watch?v=IlqnhVsWr80
80
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
BEHZAD,	R.	Fundamentals	of	Microelectronics.	1ª.	Ed.	Wiley,	2008.
BOYLESTAD,	R.;	NASHELSKY,	L.	Dispositivos	eletrônicos	e	teoria	de	circuitos.	6.	ed.	Rio	
de	Janeiro,	RJ:	LTC,	1999.
JOHNSON,	D.	E.;	HILBURN,	J.	L.	Fundamentos	de	análise	de	circuitos	elétricos.	4.	ed.	
Rio	de	Janeiro:	LTC,	1994.
MALVINO	A.	P.	Eletrônica.	Volume	I.	McGraw	Hill	-	Artmed.	7ª	edição.	2007.
MALVINO	A.	P.	Eletrônica.	Volume	I.	McGraw	Hill	-	Artmed.	8ª	edição.	2016.	
MALVINO,	A.	P.l.	Eletrônica.	4.	ed.	São	Paulo,	SP:	Makron	Books,	1997.	
MILLMAN,	J.;	HALKIAS;	C.	C.	Eletrônica:	dispositivos	e	circuitos.	ed.	São	Paulo,	SP:	
McGraw-Hill,	1981.
SEDRA,	A.	S.;	SMITH,	C.	K.	Microeletrônica;	São	Paulo:	PEARSON	Education	BR,	2007.
SPENCER,	R.	R;	GHAUSI,	M.	S.	Introduction	to	electronic	circuit	design.	Upper	Saddle	
River,	N.J:	Prentice	Hall/Pearson	Education,	2003.
81
CONCLUSÃO GERAL
Prezado (a) aluno (a),
Neste	material,	 busquei	 trazer	 para	 você	 as	 principais	 aplicações	 da	 eletrônica	
analógica	além	de	mostrar	os	desafios	dessa	área.	Vimos	que	toda	tecnologia	eletrônica	
tem	algum	nível	analógico.	
Começamos	 a	 entender	 a	 função	 do	 diodo	 e	 como	 ele	 pode	 ser	 utilizado	 para	
converter	correntes	alternadas	em	correntes	contínuas,	ou	seja,	vimos	a	primeira	função	
da	eletrônica	analógica	de	tratar	sinais,	sempre	que	você	carregar	a	bateria	do	seu	celular,	
lembre-se	do	componente	diodo.
Posteriormente	avançamos	para	compreender	o	 funcionamento	de	um	transistor	
de	 junção	 bipolar,	 estudamos	 sua	 forma	 de	 polarização	 e	 sua	 aplicação	 em	 pequenos	
amplificadores.
Um	dos	componentes	mais	sofisticados	dentro	da	eletrônica	é	o	transistor	de	efeito	
de	campo	que	são	a	base	da	eletrônica	digital,	vide	processadores	digitais.	Estudamos	os	
JFETs	e	MOSFETs,	e	suas	formas	de	polarização	e	aplicação.
Por	último,	focamos	em	estudar	os	amplificadores,	afinal	é	esse	o	principal	objetivo	
de	um	transistor	seja	ele	de	junção	bipolar	ou	com	efeito	de	campo	-	amplificar	sinais	-	nessa	
etapa	não	estamos	preocupados	em	processar	sinais,	apenas	em	analisar	a	entrada	do	sinal	
e	ampliá-las.	Criamos	vários	circuitos	de	amplificadores	e	analisamos	suas	aplicações.	E	com	
isso	finalizamos	nossa	etapa	em	entender	um	pouco	desse	mundo	da	eletrônica	analógica.
Como	 sempre	 digo,	 a	 eletrônica	 digital	 pode	 ser	 mais	 avançada	 do	 que	 suas	
contrapartes	analógicas,	mas	se	você	aprofundar,	perceberá	que	muitas	vezes	a	eletrônica	
analógica	é	uma	necessidade.
Até uma próxima oportunidade. Muito Obrigado!
ENDEREÇO MEGAPOLO SEDE
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	Botão 10:de	semicondutores	movimenta	cerca	de	US	$600	bilhões	
em	dólares	ao	ano	no	mundo?	Segundo	o	blog	Deloitte.	Os	chips	de	semicondutores	são	
importantes	em	todos	os	setores.
Na	 primeira	 parte	 dessa	 unidade,	 vamos	 explorar	 o	 funcionamento	 do	 material	
essencial	para	fabricar	chips,	o	silício.	No	ponto	de	vista	físico	e	de	engenharia.	Posteriormente,	
vamos	compreender	o	funcionamento	do	diodo,	componente	essencial	nas	fontes	de	tensão,	
principalmente	 na	 conversão	 da	 corrente	 alternada	 para	 corrente	 contínua,	 ou	 seja,	 o	
carregador	do	seu	notebook	precisa	desse	circuito	para	carregar	sua	bateria.
E	por	último,	vamos	adentrar	ao	mundo	do	circuito	eletrônico	por	meio	de	diodos.	
Vamos	compreender	um	pouco	sobre	design	PCB	(Placa	de	Circuito	Impresso),	e	aprender	
a	simular	esses	circuitos	para	você	conseguir	criar	sua	placa	eletrônica.
	
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8UNIDADE 1 SEMICONDUTORES E TEORIA DOS DIODOS 
SEMICONDUTORES 1TÓPICO
	Semicondutores	é	uma	classe	de	materiais	que	possuem	condutividade	elétrica	
intermediária,	isto	é,	sua	condução	está	entre	a	de	materiais	condutores,	como	o	cobre	e	o	
ouro,	e	materiais	isolantes,	como	o	vidro	ou	a	borracha.	No	entanto,	a	principal	qualidade	do	
semicondutor	se	encontra	na	sua	capacidade	de	oscilar	sua	condução	elétrica	em	relação	
a	fatores	externos,	como	a	dopagem	com	impurezas	ou	a	temperatura.	Um	ótimo	exemplo	
de	 semicondutor	 é	o	 silício	 (Si).	Em	 temperatura	ambiente,	 o	Si	 se	 comporta	 como	um	
material	isolante.	Neste	caso,	os	elétrons	da	banda	de	valência	do	Si	não	possuem	energia	
suficiente	para	romper	a	barreira	de	potencial	entre	a	banda	de	condução	e	a	banda	de	
valência.	 Porém,	 quando	 aquecido,	 os	 elétrons	 de	 valência	 são	 excitados,	 e	 passam	a	
ocupar	níveis	de	energia	na	banda	de	condução.
As	bandas	de	energia	fazem	parte	de	um	segmento	da	física	conhecido	por	teoria	
de	bandas.	Em	resumo,	a	teoria	classifica	os	tipos	de	materiais	de	acordo	com	as	distâncias	
entre	as	bandas	de	condução	de	valência.	Como	vemos	na	Figura	1,	um	metal	é	um	ótimo	
condutor	elétrico,	pois	os	elétrons	podem	transitar	entre	as	bandas	livremente.	No	caso	de	
semicondutores	e	isolantes,	o	hiato	energético,	também	conhecido	por	gap	de	energia,	cria	
uma	barreira	de	potencial	a	ser	vencida	pelo	elétron.	O	tamanho	desta	barreira	determinará	
se	o	material	é	um	semicondutor	ou	um	isolante	(MALVINO,	1997).
	
9
FIGURA 1 - BANDAS DE ENERGIA DE UM METAL, SEMICONDUTOR E ISOLANTE
Fonte:	Valentim	Nunes,	DEQA,	IPT,	2007.	Disponível	em:	http://www.docentes.ipt.pt/valentim/ensino/
Metais%20e%20Semicondutores.pdf.	Acesso	em:	17	ago.	2022.
Logo	 abaixo	 apresentamos	 uma	 tabela	 de	 gap	 de	 banda	 para	 os	 três	 tipos	 de	
materiais:
FIGURA 2 - TABELA DE BANDGAP PARA MATERIAIS CONDUTORES (BRANCO), 
SEMICONDUTORES (AZUL) E ISOLANTES (VERDE). 
Fonte:	Jean,	Pathways	for	Solar	Photovoltaics,	2015,	doi:	10.1039/C4EE04073B.
1.1 Dopagem
Além	da	temperatura,	semicondutores	podem	ter	suas	propriedades	de	condução	
elétrica	alteradas	por	um	processo	conhecido	por	dopagem.	Nesse	método,	o	semicondutor	
é	dopado	em	uma	fração	ínfima	(aproximadamente	1	parte	por	bilhão)	com	uma	impureza,	
que	pode	ser	outro	material	semicondutor,	como	o	germânio,	silício,	ou	carbono.	
UNIDADE 1 SEMICONDUTORES E TEORIA DOS DIODOS 
10
Nessa	proporção,	a	 impureza	não	afeta	a	estabilidade	do	material,	porém,	suas	
propriedades	eletrônicas	sofrem	alterações	substanciais	devido	à	instabilidade	no	número	
de	cargas	positivas	e	negativas	no	material.
O	 processo	 de	 dopagem	 ocorre	 em	 semicondutores	 do	 tipo	 intrínseco	
(semicondutores	de	alto	teor	de	pureza),	resultando	nos	ditos	semicondutores	extrínsecos.	
Desses,	podemos	obter	dois	tipos	de	semicondutores:
 ● Tipo-n:	São	condutores	de	carga	negativa,	em	que	o	número	de	elétrons	na	
banda	de	condução	excede	o	número	de	ligações	covalentes	no	cristal,	ou	seja,	o	cristal	
condutor	possui	um	excesso	de	cargas	negativas	(elétrons).
 ● Tipo-p:	Como	o	próprio	nome	sugere,	estes	condutores	são	ditos	positivos.	
Sua	estrutura	eletrônica	possui	lacunas	de	cargas	negativas	na	órbita	da	valência	conhecidas	
por	buracos.	Em	suma,	os	buracos	podem	ser	interpretados	como	a	vacância	de	um	elétron,	
e	seu	comportamento	é	semelhante	ao	de	uma	carga	positiva.
Hoje	em	dia,	o	Si	é	o	material	mais	utilizado	na	produção	de	semicondutores.	Sua	
principal	vantagem	em	relação	ao	germânio	(Ge)	é	seu	custo	de	produção	por	unidade.	
Apesar	de	ainda	apresentar	algum	espaço	para	aperfeiçoamentos,	o	Si	está	muito	próximo	
de	atingir	seu	limite	na	cadeia	produtiva.	No	presente	momento,	fabricantes	como	a	TSMC,	
Samsung,	AMD	e	Intel	já	são	capazes	de	construir	transistores	com	espessura	de	apenas	
algumas	poucas	dezenas	de	átomos	de	Si	(SEDRA	e	SMITH,	2007).	Em	alguns	centros	
de	desenvolvimento	e	pesquisa,	já	estão	sendo	vinculados	trabalhos	em	que	transistores	
de	chaveamento	são	desenvolvidos	com	apenas	um	único	átomo	de	Si.	Por	este	motivo,	
uma	grande	parcela	de	pesquisadores	procuram	alternativas	ao	Si	que	possam	contornar	
essas	limitações.	Um	exemplo	de	material	promissor	para	desenvolvimento	de	transistores	
é	a	heterojunção	entre	semicondutores	Ge	(germânio),	e	Si	com	grafeno,	isso	implicaria	em	
um	aumento	na	mobilidade	eletrônica,	aumentando	a	velocidade	e	consequentemente	a	
diminuição	do	tamanho	do	dispositivo.
	
UNIDADE 1 SEMICONDUTORES E TEORIA DOS DIODOS 
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11UNIDADE 1 SEMICONDUTORES E TEORIA DOS DIODOS 
 2 TEORIA DE DIODOS
TÓPICO
A	combinação	de	dois	semicondutores	distintos	(tipo-n	e	tipo-p)	formam	um	cristal	
semicondutor	conhecido	por	semicondutor-pn.	Na	região	de	junção,	conhecida	por	junção	
pn,	podemos	observar	alguns	fenômenos	interessantes.
Quando	um	diodo	PN	não	sofre	influência	de	uma	ddp	externa,	a	região	de	junção	
permanece	em	um	estado de equilíbrio,	em	que	os	elétrons	livres	no	semicondutor	tipo-n	
combinam-se	com	os	buracos	do	semicondutor	tipo-p,	criando	uma	região	carregada	com	
cargas	de	sinais	opostos.	Por	consequência,	um	campo	elétrico	oposto	ao	fluxo	de	cargas	
é	criado,	impedindo	o	processo	de	difusão	de	elétrons	e	buracos	(BOYLESTAD	e	NASHEL-
SKY,	1999).
Ao	aplicarmos	uma	ddp	suficientemente	grande	entre	o	catodo	e	o	anodo,	o	campo	
elétrico	de	oposição	ao	fluxo	é	reduzido,	permitindo	a	difusão	dos	elétrons	e	buracos	em	
suas	respectivas	zonas	de	neutralidade.		
FIGURA 3 - EXEMPLO DE JUNÇÃO PN
Fonte:	https://toshiba.semicon-storage.com/ap-en/semiconductor/knowledge/e-learning/discrete/chap1/
chap1-6.html.	Acesso	em:	17	ago.	2022.	
12
2.1 LED
Os	LED	(light	emitting	diode),	ou	diodo	emissor	de	luz,	são	exemplos	de	dispositivos	
eletrônicos	de	junção	PN.	Como	o	próprio	nome	diz,	essa	classe	de	diodo	é	capaz	de	emitir	
fótons	de	luz	em	um	processo	de	excitação	e	desexcitação	dos	elétrons	livres	conhecido	
por	eletroluminescência.
FIGURA 4 - DISPOSITIVO LED VERMELHO
Fonte:	https://www.build-electronic-circuits.com/what-is-an-led/.	Acesso	em:	17	ago.	2022.
Ao	 ser	 excitado	 por	 uma	ddp,	 os	 elétrons	 livres	 interagem	com	a	 junção	PN,	 e	
são	elevados	a	níveis	de	ocupação	de	maior	energia.	Após	um	breve	período,	os	elétrons	
excitados	 tendem	a	retornar	para	os	estados	de	menor	energia.	Para	que	 isto	ocorra,	o	
elétron	precisa	perder	a	energia	adquirida	durante	a	sua	excitação.	Desta	forma,	o	elétron	
se	desfaz	da	energia	sobressalente	emitindo	um	fóton	de	luz	com	energia	bem	definida.	
A	luz	emitida	durante	este	processo	depende	do	gap	entre	as	bandas	de	condução	e	de	
valência,	que	por	sua	vez,	mudam	de	acordo	com	os	materiais	utilizados	na	confecção	do	
dispositivo	LED.	
2.2 Dispositivode Diodo
Podemos	definir	um	diodo	como	um	dispositivo	semicondutor	que	permite	a	passa-
gem	de	corrente	elétrica	em	uma	única	direção.	Sua	origem	começa	com	o	surgimento	das	
válvulas	de	potência,	na	forma	de	diodos	termiônicos.	Podemos	observar	alguns	exemplos	
de	diodos	na	Figura	5.
												
UNIDADE 1 SEMICONDUTORES E TEORIA DOS DIODOS 
13
																								
FIGURA 5 - (A) VÁLVULA ELETRÔNICA DIODO
Fonte:	Disponível	em:	https://www.tubemaster.com.br/valvula-eletronica-diodo.	Acesso	em:	17	ago.	2022.
(b) Diodo de estado-sólido 
Fonte:	Disponível	em:	https://www.gadgetronicx.com/diode-tutorial-construction-working-vi-characteristics.	
Acesso	em:	17	ago.	2022.	
Estes	 dispositivos	 eram	 comumente	 encontrados	 em	 transmissores	 e	 receptores	
de	sinais	de	rádio	devido	a	sua	capacidade	de	modulação	e	amplificação	de	sinais	elétricos.	
Com	a	evolução	dos	processos	de	manufatura	de	semicondutores,	os	diodos	de	estado-sólido	
ganharam	o	protagonismo	na	produção	de	componentes	eletrônicos,	servindo	como	reguladores	
de	tensão,	protetores	contra	surtos	ou	simplesmente	como	emissores	de	luz	(LED).
Os	diodos	de	estado-sólido	(Figura	5-b)	são	construídos	com	base	em	uma	junção	
entre	dois	materiais	semicondutores,	a	chamada	 junção	PN.	Este	 tipo	de	 junção	recebe	
este	nome	devido	a	utilização	de	dois	tipos	de	semicondutores,	os	do	tipo-p,	que	possuem	
um	número	maior	de	buracos	(o	termo	buraco	é	utilizado	para	indicar	a	ausência	de	elé-
trons,	por	este	motivo,	o	índice	p	remete	a	palavra	positivo),	e	os	do	tipo-n	(negativo),	que	
possuem	uma	maior	concentração	de	elétrons	(MILLMAN	e	HALKIAS,	1981).
Quando	aplicamos	uma	tensão	variável	em	um	diodo	e	medimos	a	sua	corrente,	
podemos	observar	um	comportamento	semelhante	ao	da	Figura	6.
UNIDADE 1 SEMICONDUTORES E TEORIA DOS DIODOS 
14
FIGURA 6 - CURVA DO DIODO
Fonte:	IMAGES	APP.	disponível	em:	https://images.app.goo.gl/8sBtU4pFgvTnj6Qp9.	Acesso	em:	17	ago.	
2022.
Este	comportamento	 recebe	o	nome	de	curva	de	diodo,	e	pode	ser	dividido	em	
duas	regiões:	
 ● Região inversa:	Ao	aplicarmos	uma	tensão	em	um	diodo	polarizado	rever-
samente,	a	corrente	não	fluirá	enquanto	a	tensão	de	ruptura	não	for	quebrada.	Em	geral,	a	
tensão	de	ruptura	é	sempre	maior	do	que	a	tensão	de	joelho,	podendo,	em	alguns	diodos,	
ultrapassar	os	1000	V.
 ● Região direta:	Quando	 polarizado	 diretamente,	 a	 corrente	 aumenta	 expo-
nencialmente	no	diodo	a	partir	de	uma	tensão	mínima	conhecida	por	tensão	de	joelho.	Em	
alguns	diodos	de	germânio,	esta	tensão	pode	variar	entre	0,3	e	0,5	V.	Para	os	diodos	de	
silício,	a	tensão	de	joelho	costuma	ultrapassar	o	valor	de	0,6	V.	
2.3 Circuitos de Diodo
O	diodo	pode	ser	encontrado	em	um	circuito	a	partir	das	seguintes	representações:
UNIDADE 1 SEMICONDUTORES E TEORIA DOS DIODOS 
15
	FIGURA 7 - POSSÍVEIS REPRESENTAÇÕES DE UM DIODO: (A) REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA 
DA JUNÇÃO PN; (B) POLARIZAÇÃO DO DIODO
Fonte:	o	Autor	(2022).
A	 depender	 da	 situação,	 podemos	 fazer	 as	 seguintes	 considerações	 sobre	 a	
influência	do	diodo	no	circuito:
 ● Diodo ideal:	Em	circuitos	de	alta	potência,	podemos	desprezar	a	dissipação	
no	diodo,	utilizando-o	apenas	como	uma	chave	moduladora	de	corrente.	
 ● Segunda aproximação:	 Em	 alguns	 casos,	 se	 faz	 necessário	 um	 controle	
mais	preciso	na	tensão	e	corrente.	Logo,	precisamos	considerar	uma	barreira	de	potencial	
referente	à	tensão	de	joelho,	de	modo	que,	em	uma	polarização	direta,	a	tensão	da	carga	
será	equivalente	à	tensão	da	fonte	menos	a	tensão	de	joelho.	
 ● Terceira aproximação:	 Nesse	 caso,	 além	 da	 tensão	 de	 joelho,	 vamos	
considerar	a	resistência	de	corpo	do	diodo.	Assim,	a	tensão	no	diodo	será	a	soma	entre	a	
tensão	de	joelho	e	a	tensão	gerada	pelo	produto	entre	a	corrente	e	a	resistência	do	diodo,	
formando	uma	chave	em	série.
2.4 Diodos Especiais
Como	dito	anteriormente,	os	diodos	podem	exercer	diversas	funções	em	um	circuito	
eletrônico.	Para	atender	essa	diversidade	de	aplicações,	alguns	diodos	especiais	 foram	
criados.	Entre	os	principais,	podemos	citar	os	seguintes	(SPENCER	e	GHAUSI,	2003):
UNIDADE 1 SEMICONDUTORES E TEORIA DOS DIODOS 
16
 ● Diodo Zener:	Ao	contrário	dos	diodos	comuns,	o	diodo	Zener	é	projetado	
para	operar	na	região	de	ruptura,	permitindo	o	fluxo	de	corrente	no	sentido	oposto	ao	da	
polarização.	Devido	a	sua	habilidade	de	manter	uma	tensão	de	saída	constante	mesmo	
com	variações	de	correntes	no	circuito,	este	tipo	de	diodo	é	amplamente	empregado	como	
um	regulador	de	tensão,	em	uma	configuração	conhecida	por	regulador	de	tensão	Zener,	
ou	ainda	regulador	Zener.
	
FIGURA 8 - FOTO E REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DO DIODO ZENER 
Fonte: BLOG	NOVA	ELETRÔNICA.	Disponível	em:	http://blog.novaeletronica.com.br/tabela-de-diodos-ze-
ner-de-4w-5w-1w-3w-5w-e-6-watts/.	Acesso	em:	17	ago.	2022.
 ● Diodo emissor de luz (LED):	O	LED	é	sem	dúvida	um	dos	principais	exemplos	
da	 optoeletrônica,	 podendo	 ser	 encontrado	 em	 abundância	 em	 qualquer	 dispositivo	
eletrônico	atual.	Sua	principal	vantagem	em	relação	aos	outros	meios	de	iluminação	é	a	
sua	eficiência	em	converter	energia	elétrica	em	luz,	processo	este	que	ocorre	graças	ao	
efeito	conhecido	por	eletroluminescência.
		
UNIDADE 1 SEMICONDUTORES E TEORIA DOS DIODOS 
17
FIGURA 9 - COMPONENTES DE UM LED E SUA REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA 
Fonte:	CIRCUITOS	ELETRÔNICOS.	Disponível	em:	https://josecintra.com/blog/circuitos-eletronicos-leds/.	
Acesso	em:	17	ago.	2022.
Além	do	LED,	dispositivos	como	o	fotodiodo	e	o	diodo	laser	também	são	exemplos	
de	dispositivos	optoeletrônicos	que	se	utilizam	dos	princípios	da	junção	PN.
 ● Diodo Schottky:	Em	aplicações	de	retificação	de	onda	de	alta	frequência,	os	
diodos	comuns	podem	sofrer	falhas	referentes	a	cargas	indesejadas	que	induzem	correntes	
reversas.	Estas	 falhas	ocorrem	devido	ao	 tempo	de	vida	das	cargas	armazenadas	pelo	
diodo.	Nesse	sentido,	os	diodos	Schottky	foram	desenvolvidos	de	modo	a	não	possuírem	
cargas	 armazenadas,	 podendo	 operar	 como	 retificadores	 de	 alta	 frequência.	 Devido	 a	
elevada	quantidade	de	operações	realizadas	por	segundo,	este	tipo	de	diodo	é	amplamente	
empregado	em	circuitos	de	computadores	digitais.
2.5 Retificadores 
Retificadores	 são	 dispositivos	 eletrônicos	 presentes	 em	 praticamente	 todos	 os	
eletrônicos	e	eletrodomésticos	que	conhecemos:	smartphones,	computadores,	geladeiras	
e	microondas,	todos	estes	operam	em	um	regime	de	corrente	contínua	(DC).	Como	exem-
plo,	um	desktop	comum	alimenta	os	seus	periféricos	com	saídas	de	5	e	12	V	DC,	sendo	
necessário	a	conversão	de	120	ou	220	V	AC	na	fonte	de	alimentação.	A	seguir,	veremos	
alguns	circuitos	capazes	de	converter	sinais	de	corrente	alternada	em	corrente	contínua,	
em	diferentes	níveis	de	complexidade.
2.5.1 Retificador de Meia Onda
A	retificação	de	meia	onda	é	a	 forma	mais	simples	de	 retificar	uma	corrente	CA	
em	CC,	e	é	 feita	 com	a	 inserção	de	apenas	um	diodo	no	circuito	 retificador.	Na	Figura	
10	 apresentamos	 um	 circuito	 de	 retificação	 de	meia	 onda	 com	um	diodo	 comum	e	 um	
elemento	de	carga	R.
UNIDADE 1 SEMICONDUTORES E TEORIA DOS DIODOS 
18
 FIGURA 10 - (A) ESQUEMA DO RETIFICADOR DE MEIA ONDA, (B) TENSÃO NO ELEMENTO DE 
CARGA EM RELAÇÃO AO TEMPO
Fonte:	o	Autor	(2022).
Note	que	o	sinal	retificado	é	ligeiramente	menos	intenso	do	que	o	sinal	proveniente	
do	transformador	secundário.	Isto	é	uma	consequência	da	tensão	de	joelho	do	diodo,	que	
atua	como	uma	barreira	de	potencial.
2.5.2 Retificador de Onda Completa com Ligação Central
A	adição	de	um	segundo	diodo	remove	a	ausência	de	sinal	entre	os	picos	de	pola-
ridade	equivalente.	Neste	caso,	a	retificação	do	sinal	AC	é	feita	por	completo,	formando	a	
chamada	onda	completa.	
FIGURA 11 - (A) ESQUEMA DO RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA COM LIGAÇÃO CENTRAL, 
(B) TENSÃO NO ELEMENTO DE CARGA EM RELAÇÃO AO TEMPO
Fonte:	o	Autor	(2022).
Ao	 longo	 dos	 ciclos	 da	 corrente	 CA,	 os	 diodosD1	 e	 D2	 são	 alimentados	 em	
diferentes	semiciclos,	aqui	representados	pelas	linhas	pontilhadas	verde	e	amarela.	Note	
que	a	configuração	central	utiliza	apenas	a	metade	do	transformador	secundário,	além	de	
dissipar	a	potência	do	circuito	em	apenas	um	diodo	a	cada	semiciclo.	
UNIDADE 1 SEMICONDUTORES E TEORIA DOS DIODOS 
19
2.5.3 Retificador de Onda Completa em Ponte
Assim	como	no	caso	anterior,	a	retificação	é	de	onda	completa.	A	diferença	entre	
os	circuitos	está	na	 ligação	em	ponte	dos	diodos	 retificadores.	O	semiciclo	em	amarelo	
representa	 a	 condução	 dos	 diodos	 D1	 e	 D2,	 enquanto	 o	 semiciclo	 verde	 representa	 a	
condução	nos	diodos	D3	e	D4.	O	arranjo	dos	quatro	diodos	permite	a	condução	ininterrupta	
durante	o	ciclo	total	da	corrente	CA.	Esse	tipo	de	retificador,	além	de	usar	a	tensão	total	do	
transformador	secundário,	distribui	a	carga	elétrica	entre	quatro	diodos	(2	a	cada	semiciclo),	
o	que	melhora	a	dissipação	de	potência	do	sistema.
FIGURA 12 - (A) ESQUEMA DO RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA EM PONTE, (B) TENSÃO 
NO ELEMENTO DE CARGA EM RELAÇÃO AO TEMPO
Fonte:	o	Autor.
2.5.4 Filtro CC
A	adição	de	um	capacitor	em	paralelo	à	resistência	de	carga	atenua	o	decréscimo	
na	tensão	sobre	R.	Neste	caso,	enquanto	a	constante	de	tempo	do	circuito	RC	for	maior	
do	que	o	período	do	sinal	CA,	o	capacitor	deve	permanecer	com	sua	carga	 total	quase	
no	limite.	Deste	modo,	a	tensão	sobre	R	será	praticamente	constante,	apresentando	uma	
pequena	oscilação	em	decorrência	do	tempo	de	descarga	do	capacitor.
UNIDADE 1 SEMICONDUTORES E TEORIA DOS DIODOS 
20
 FIGURA 13 – (A) ESQUEMA DO RETIFICADOR DE MEIA ONDA COM FILTRO CC, (B) TENSÃO 
NO ELEMENTO DE CARGA EM RELAÇÃO AO TEMPO
Fonte:	o	Autor	(2022).
2.5.5 Retificador com Regulador de Tensão
Neste	caso,	a	pequena	oscilação	na	tensão	de	carga	(linha	verde)	provocada	pelo	
capacitor	é	eliminada	do	circuito	com	a	adição	de	um	diodo	Zener.	Este	elemento	é	capaz	de	
regular	a	tensão	a	partir	da	dissipação	por	efeito	Joule	da	tensão	sobressalente,	mantendo	
a	tensão	sobre	o	elemento	de	carga	R	constante.	O	diodo	Zener	deve	ser	escolhido	com	
base	na	tensão	de	saída	do	transformador	e	na	tensão	desejada	no	elemento	de	carga.
FIGURA 14 - (A) ESQUEMA DO RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA EM PONTE COM FILTRO CC 
E REGULADOR DE TENSÃO, (B) TENSÃO NO ELEMENTO DE CARGA EM RELAÇÃO AO TEMPO.
Fonte:	o	Autor	(2022).
UNIDADE 1 SEMICONDUTORES E TEORIA DOS DIODOS 
21
Existem vários diodos especiais veja o funcionamento de um diodo laser
O	diodo	 laser	 também	é	conhecido	como	LD	e	diodo	 laser	de	 injeção.	Funciona	
como	um	diodo	emissor	de	luz,	mas	cria	um	feixe	de	laser	em	vez	da	luz.	E	hoje,	diodos	a	
laser	são	usados	para	comunicação	por	fibra	óptica,	leitores	de	código	de	barras,	ponteiros	
laser,	leitura/gravação	de	CD/DVD/Blue-ray	disc,	impressão	a	laser,	varredura	a	laser	e	ilu-
minação	por	feixe	de	luz.	Existem	também	muitos	tipos	de	diodos	de	laser	que	são	usados	
conforme	a	necessidade.	Abaixo,	gostaria	de	mencionar	apenas	o	nome	do	diodo	laser.
●	 Laser	de	Heteroestrutura	Dupla	
●	 Lasers	Quânticos	de	Poço	
●	 Lasers	Quânticos	em	Cascata
●	 Lasers	de	Heteroestrutura	de	Confinamento	Separado
●	 Lasers	Refletores	de	Bragg	Distribuídos
Pesquise	 um	 pouco	 mais	 sobre	 o	 funcionamento	 desses	 dispositivos,	 também	
chamados	de	optoeletrônicos.
Fonte: DARTORA	C.A.	Processos	Ópticos	e	Dispositivos:	LED’s	Lasers	Semicondutores	e	Fotodetectores.	
Disponível	em:	http://www.eletrica.ufpr.br/cadartora/Documentos/TE069/8-Lasers.pdf.	Acesso	em:	15	fev.	
2023.
UNIDADE 1 SEMICONDUTORES E TEORIA DOS DIODOS 
http://www.eletrica.ufpr.br/cadartora/Documentos/TE069/8-Lasers.pdf
22
É	 possível	 criar	 uma	 proteção	 contra	 sobretensão	 em	 dispositivos	 sensíveis	
utilizando	diodo?
Dispositivos	eletrônicos	sensíveis	precisam	ser	protegidos	contra	surtos	de	tensão,	
e	o	diodo	é	perfeito	para	isso.	Quando	usados	como	dispositivos	de	proteção	de	tensão,	
os	diodos	não	são	condutores,	no	entanto,	eles	imediatamente	causam	curto-circuito	em	
qualquer	pico	de	alta	tensão,	enviando-o	para	o	solo	(aterramento),	onde	não	pode	dani-
ficar	circuitos	 integrados	sensíveis.	Para	este	uso,	são	projetados	diodos	especializados	
conhecidos	como	“supressores	de	tensão	transitória”.	Eles	podem	lidar	com	grandes	picos	
de	energia	em	curtos	períodos	que	normalmente	danificariam	componentes	sensíveis.
Fonte:	o	Autor	(2022).
UNIDADE 1 SEMICONDUTORES E TEORIA DOS DIODOS 
23UNIDADE 1 SEMICONDUTORES E TEORIA DOS DIODOS 
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Nesta	 unidade	 estudamos	 as	 características	 dos	 materiais	 semicondutores	 e	
verificamos	 o	 funcionamento	 de	 um	 diodo	 e	 sua	 junção	 PN,	 bem	 como	 analisamos	 os	
circuitos	de	retificadores	com	diodo.	
Devemos	 considerar	 que	 os	 dispositivos	 semicondutores	 têm	 características	
únicas,	 como	baixo	 consumo	de	energia,	 alta	 resistência	 à	 temperatura,	 alta	 tensão	de	
ruptura	e	melhor	estabilidade	térmica,	bem	como	alta	mobilidade	de	elétrons,	os	torna	mais	
aplicáveis,	especialmente	na	indústria	da	eletrônica.	E	na	próxima	unidade	vamos	discutir	o	
funcionamento	de	um	transistor	que	tem	características	similares	ao	diodo.	
 VALEU!
24UNIDADE 1 SEMICONDUTORES E TEORIA DOS DIODOS 
LEITURA COMPLEMENTAR
Artigo:	Diodo:	Função,	Aplicação	e	10	Tipos	Principais	(Guia	Completo)
Autor: Flávio	Barbosa
Link de acesso:	https://flaviobabos.com.br/diodo/
Resenha:	O	artigo	mostra	o	funcionamento	de	vários	outros	diodos,	como	o	diodo	
túnel,	varactor,	pin	e	gunn.	Recomendo	a	leitura.
https://flaviobabos.com.br/diodo/
25UNIDADE 1 SEMICONDUTORES E TEORIA DOS DIODOS 
MATERIAL COMPLEMENTAR 
LIVRO
Título: A Arte da Eletrônica: Circuitos Eletrônicos e Microele-
trônica
Autor: Paul Horowitz.
Editora: Bookman
Sinopse: Depois de 25 anos, sai a nova edição de um dos mais 
importantes livros de eletrônica do mundo. Pela primeira vez 
em português, A Arte da Eletrônica consegue a proeza de 
levar o estudante a entender o funcionamento dos circuitos 
eletrônicos sem uma abordagem à matemática avançada.
	
FILME/VÍDEO
Título: O Jogo da Imitação
Ano: 2014
Sinopse: Em 1939, a recém-criada agência de inteligência 
britânica MI6 recruta Alan Turing, um aluno da Universidade 
de Cambridge, para entender códigos nazistas, incluindo o 
"Enigma", que os criptógrafos acreditavam ser inquebrável. A 
equipe de Turing, incluindo Joan Clarke, analisa as mensagens 
de "Enigma", enquanto ele constrói uma máquina para decifrá-
las. Após desvendar as codificações, Turing se torna herói. 
Porém, em 1952, autoridades revelam sua homossexualidade, 
e a vida dele vira um pesadelo.
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Plano de Estudos
 ● Fundamentos de um Transistor;
 ● Reta de carga e Ponto Q;
 ● Transistor como chave;
 ● Polarização da Base versus emissor.
Objetivos da Aprendizagem
 ● Conceituar e contextualizar o funcionamento de um transistor de junção 
bipolar;
 ● Compreender os tipos de configuração de um transistor;
 ● Estabelecer a importância dentro da eletrônica analógica.
2UNIDADEUNIDADE
TRANSISTORES DE TRANSISTORESDE 
Professor Doutor Rafael Rodrigues Barbosa
JUNÇÃO BIPOLARJUNÇÃO BIPOLAR
27UNIDADE 2 TRANSISTORES DE JUNÇÃO BIPOLAR
INTRODUÇÃO
Um	 cérebro	 humano	 contém	 100	 bilhões	 de	 células	 que	 nos	 permitem	 pensar	 e	
lembrar	das	coisas.	Da	mesma	forma,	um	computador	contém	bilhões	de	células	em	miniatura	
conhecidas	como	transistores.	É	um	dispositivo	semicondutor	feito	de	silício,	um	composto	
químico	 comumente	 encontrado	 na	 areia.	 Os	 transistores	 revolucionaram	 as	 indústrias	
eletrônicas,	desde	que	 foram	 inventados.	Foi	 inventado	por	John	Bardeen,	Walter	Houser	
Brattain	e	William	Shockley	em	1947,	nesta	unidade	vamos	explorar	os	transistores	de	junção	
bipolar,	esse	componente	é	muito	utilizado	dentro	da	eletrônica	analógica,	então	vamos	lá.
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28UNIDADE 2 TRANSISTORES DE JUNÇÃO BIPOLAR
 1TÓPICO
FUNDAMENTOS DE UM 
TRANSISTOR
	Um	transistor	é	um	componente	eletrônico	usado	em	circuitos	para	amplificar	ou	
alternar	sinais	elétricos,	ou	energia,	permitindo	que	seja	usado	em	uma	ampla	variedade	
de	dispositivos	eletrônicos.	Um	transistor	consiste	em	dois	diodos	PN	conectados	de	trás	
para	frente.	Possui	três	terminais:	emissor,	base	e	coletor.	A	ideia	básica	por	trás	de	um	
transistor	é	que	ele	permite	controlar	o	fluxo	de	corrente	através	de	um	canal	variando	a	
intensidade	de	uma	corrente	muito	menor	que	flui	através	de	um	segundo	canal	(BOYLES-
TAD	e	NASHELSKY,	1999).
	
FIGURA 1 - UM TRANSISTOR É UM DISPOSITIVO COM TRÊS TERMINAIS, CAPAZ DE 
AMPLIFICAR E RETIFICAR
Fonte:	o	Autor	(2022)
Conforme	discutido	na	seção	anterior,	um	transistor	é	composto	de	três	terminais:	
emissor,	coletor	e	base.	Nesta	seção,	discutimos	as	funcionalidades	de	cada	terminal	em	
detalhes.
29UNIDADE 2 TRANSISTORES DE JUNÇÃO BIPOLAR
A	base	serve	como	um	dispositivo	controlador	para	uma	alimentação	elétrica	maior.	
O	coletor	é	uma	fonte	elétrica	maior	e	a	saída	dessa	fonte	é	o	emissor.	A	corrente	que	flui	
através	da	porta	do	coletor	pode	ser	regulada	enviando	níveis	variados	de	corrente	da	base.	
Desta	forma,	uma	quantidade	muito	pequena	de	corrente	pode	ser	usada	para	controlar	
uma	grande	quantidade	de	corrente	como	em	amplificadores.	O	transistor	funciona	como	
um	interruptor	ou	como	um	amplificador.
1.1 Características Físicas dos Terminais
	
 ● Emissor	–	Este	segmento	está	no	lado	esquerdo	do	transistor.	É	de	tamanho	
moderado	e	fortemente	dopado.
 ● Base	–	Este	segmento	está	no	centro	do	transistor.	É	fino	e	levemente	dopado.
 ● Coletor –	Este	segmento	está	no	 lado	direito	do	 transistor.	É	maior	que	o	
emissor	e	é	moderadamente	dopado.
Existem	dois	 tipos	de	 transistores,	NPN	e	PNP,	embora	ambos	sejam	 transisto-
res	de	junção	bipolar.	Existem	aplicações	que	fazem	uso	de	transistores	como	chave	de	
dispositivo	e	amplificador.	Em	um	transistor	PNP,	os	portadores	de	carga	majoritários	são	
buracos,	enquanto	no	NPN,	os	portadores	de	carga	majoritários	são	elétrons.
FIGURA 2 - TRANSISTOR NPN E PNP
Fonte:	o	Autor	(2022).
O	PNP	liga	por	um	sinal	baixo,	enquanto	o	NPN	liga	por	um	sinal	alto.	Nos	transis-
tores	PNP,	o	P	representa	a	polaridade	do	terminal	emissor	e	N	representa	a	polaridade	do	
terminal	base.
No	NPN,	N	representa	o	revestimento	carregado	negativamente	do	material,	en-
quanto	P	representa	a	camada	carregada	positivamente.
30
TABELA 1 - DIFERENÇAS ENTRE NPN E PNP
Fonte:	o	Autor	(2022).
	
NPN PNP
A corrente flui do terminal do 
coletor para o terminal do emissor.
A corrente flui do emissor para o 
terminal do coletor.
Um semicondutor tipo P é colocado 
entre os dois semicondutores tipo 
N.
É feito de duas camadas de material 
do tipo P com o tipo N intercalado 
entre elas.
O transistor liga com o aumento da 
corrente no terminal base
Os transistores ligam quando não 
há fluxo de corrente no terminal 
base
Quando a corrente é reduzida na 
base, o transistor não funciona no 
terminal do coletor e desliga
Quando uma corrente está presente 
na base de um transistor PNP, o 
transistor desliga.
UNIDADE 2 TRANSISTORES DE JUNÇÃO BIPOLAR
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31UNIDADE 2 TRANSISTORES DE JUNÇÃO BIPOLAR
 2RETA DE CARGA E PONTO Q
TÓPICO
Dispositivos	de	chaveamento	ou	amplificadores	necessitam	de	transistores	polari-
zados	para	um	funcionamento	pleno.	Em	geral,	a	polarização	do	transistor	é	feita	na	base,	
de	modo	que	a	corrente	do	coletor	(IB)	permaneça	fixa	em	qualquer	condição	de	operação	
(a	variação	de	temperatura	no	transistor	é	um	dos	fatores	que	interferem	na	operação	do	
transistor.	 Por	 norma,	 o	 ganho	 de	 corrente	 no	 coletor	 é	muito	 sensível	 a	mudanças	 de	
temperatura).	A	adequação	da	polarização	no	transistor	depende	da	escolha	de	elementos	
como	a	resistência	na	base	(RB)	(MILLMAN	e	HALKIAS,	1981).
Para	um	melhor	entendimento,	façamos	os	cálculos	da	corrente	do	coletor	(IC)	e	da	
tensão	emissor-coletor	(VEC)	para	o	seguinte	caso:	
FIGURA 3 - CIRCUITO DE UM TRANSISTOR POLARIZADO NA BASE
Fonte:	o	Autor	(2022).
32
O	dimensionamento	de	RB	é	essencial	para	uma	operação	satisfatória	do	transistor.	
Caso	esse	elemento	 seja	mal	 dimensionado,	 o	 transistor	 deverá	operar	 nas	 regiões	de	
saturação	ou	próximo	ao	ponto	de	corte	(JOHNSON	e	HILBURN,	1994).
Para	um	RB	de	 ,	com	um	ganho	beta	de	corrente	de	100	vezes,	a	corrente	na	
base	e	a	tensão	emissor-coletor	será:
	
	
Em	termos	do	ponto	Q,	também	conhecido	por	ponto	quiescente	ou	ponto	de	ope-
ração,	a	corrente	no	coletor																																				e	a	tensão	no	emissor-coletor	formam	
um	ponto	no	gráfico	de	IC	versus	VEC,	como	na	Figura	4.	Note	que	o	ponto	de	operação	
do	transistor	está	muito	próximo	ao	ponto	de	corte.	Idealmente,	um	ponto	Q	razoável	deve	
ficar	centrado	na	chamada	reta	de	carga.
FIGURA 4 - GRÁFICO DA CORRENTE NO COLETOR VERSUS A TENSÃO NO EMISSOR-COLETOR
 Fonte:	ELECTRONICS-TUTORIAL.	Disponível	em:	https://www.electronics-tutorials.ws/transistor/tran_2.
html.	Acesso	em:	09	out.	2022.
UNIDADE 2 TRANSISTORES DE JUNÇÃO BIPOLAR
33
Então,	 os	 transistores	 bipolares	 têm	 a	 capacidade	 de	 operar	 em	 três	 regiões	
diferentes	(BEHZAD,	2008):
 ● Região ativa 	-	o	transistor	opera	como	um	amplificador:		
 ● Saturação 		-	o	transistor	está	“Fully-ON”	operando	como	uma	chave:			(sa-
turação)
 ● Corte		-	o	transistor	está	"Totalmente	OFF"	operando	como	uma	chave:		
A	reta	de	carga	pode	ser	interpretada	como	um	guia	para	todos	os	possíveis	pontos	
Q	do	transistor.	De	fato,	se	calcularmos	VEC	e	IC	para	uma	resistência	de	base	de	500					,	o	
ponto	Q	será	localizado	quase	ao	centro	da	reta	de	carga	(nesse	caso,	IC	=	2,86	mA	e	6,42	V).
2.1 Polarização por divisor de tensão
Em	um	circuito	de	polarização	por	divisor	de	tensão	(PDT,	polarização	por	divisor	
de	tensão)	a	base	do	transistor	é	ligada	a	um	divisor	de	tensão,	como	na	Figura	5.
FIGURA 5 - POLARIZAÇÃO DA BASE POR UM DIVISOR DE TENSÃO
Fonte: o	Autor	(2022).
O	 divisor	 de	 tensão	 aqui	 é	 representado	 pelas	 resistências	 localizadas	 no	 lado	
esquerdo	da	malha.	Como	o	próprio	nome	diz,	o	divisor	de	tensão	divide	a	tensão	de	entrada	
de	acordo	com	os	valores	adotados	nas	resistências.	No	caso	de	resistores	idênticos	(R1	=	
R2),	a	tensão	de	entrada	é	multiplicada	por	um	fator	½.
Nesse	caso,	a	tensão	de	base	será	gerada	pela	mesma	fonte	de	tensão	do	coletor.	
A	tensão	na	base	(VBB)	pode	ser	calculada	a	partir	da	seguinte	equação:
UNIDADE 2 TRANSISTORES DE JUNÇÃO BIPOLAR
34
	
com	VCC,	R1	e	R2	sendo,	respectivamente,	a	tensão	de	polarização	do	coletor,	a	
primeira	resistência	do	divisor	e	a	segunda	resistência	do	divisor.
Uma	vez	que	a	corrente	no	divisor	de	tensão	for	desprezível,	podemos	afirmar	que	
a	polarizaçãodo	transistor	é	na	verdade	uma	polarização	do	emissor.	A	principal	vantagem	
desse	tipo	de	polarização	é	o	estabelecimento	de	um	ponto	Q	estável,	que	independe	das	
variações	no	transistor,	IC	ou	ganho	beta	CC	(MALVINO,	1997).
2.2 Polarização do emissor com fonte dupla
Esse	 tipo	 de	 polarização	 é	 comumente	 encontrada	 em	 dispositivos	 eletrônicos	
alimentados	por	 fontes	de	alimentação	com	saídas	positivas	e	negativas.	Nesse	caso,	a	
polarização	do	coletor	é	feita	pelo	terminal	positivo,	enquanto	o	emissor	é	polarizado	pelo	
terminal	negativo	da	fonte	dupla.	A	seguir,	podemos	ver	um	exemplo	de	polarização	por	
fonte	dupla:
 FIGURA 6 - TRANSISTOR POLARIZADO POR FONTE DUPLA 
Fonte:	O	Autor	(2022).	
Perceba	que	o	emissor	do	transistor	é	polarizado	diretamente	pelo	terminal	-2	V	da	
fonte.	Já	o	coletor,	é	polarizado	reversamente	pelo	terminal	de	10	V	positivo	da	fonte.
UNIDADE 2 TRANSISTORES DE JUNÇÃO BIPOLAR
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 3 TRANSISTOR COMO CHAVE
TÓPICO
UNIDADE 2 TRANSISTORES DE JUNÇÃO BIPOLAR 35
Uma	das	aplicações	mais	 fundamentais	de	um	transistor	é	usá-lo	para	controlar	
o	 fluxo	de	energia	para	outra	parte	do	 circuito	 -	 usando-o	 como	um	 interruptor	 elétrico.	
Conduzindo-o	no	modo	de	corte	ou	saturação,	o	 transistor	pode	criar	o	efeito	binário	de	
ligar/desligar	de	um	interruptor	(SPENCER;	GHAUSI,	2003).
Chaves	de	transistor	são	blocos	de	construção	de	circuitos	críticos;	eles	são	usados	
para	fazer	portas	 lógicas,	que	passam	a	criar	microcontroladores,	microprocessadores	e	
outros	circuitos	integrados.	Abaixo	estão	alguns	circuitos	de	exemplo.
 FIGURA 7 - TRANSISTOR NPN FUNCIONANDO COMO CHAVE
Fonte:	o	Autor	(2022).
36
Você	notará	que	cada	um	desses	circuitos	usa	um	resistor	em	série	entre	a	entrada	
de	controle	e	a	base	do	transistor.	Não	se	esqueça	de	adicionar	este	resistor!	Um	transistor	
sem	resistor	na	base	é	como	um	LED	sem	resistor	limitador	de	corrente.
Lembre-se	 de	 que,	 de	 certa	 forma,	 um	 transistor	 é	 apenas	 um	 par	 de	 diodos	
interconectados.	Estamos	polarizando	diretamente	o	diodo	emissor	de	base	para	 ligar	a	
carga.	O	diodo	só	precisa	de	0,7V	para	ligar,	mais	tensão	do	que	isso	significa	mais	corrente.	
Alguns	transistores	só	podem	ser	classificados	para	um	máximo	de	10-100mA	de	corrente	
para	fluir	através	deles.	Se	você	fornecer	uma	corrente	acima	da	classificação	máxima,	o	
transistor	pode	explodir	(SEDRA;	SMITH,	2007).
O	resistor	em	série	fica	entre	nossa	fonte	de	controle	e	a	base	limita	a	corrente	na	
base.	O	nó	base-emissor	pode	obter	sua	feliz	queda	de	tensão	de	0,7	V,	e	o	resistor	pode	
reduzir	a	tensão	restante.	O	valor	do	resistor	e	a	tensão	através	dele	definirão	a	corrente.
UNIDADE 2 TRANSISTORES DE JUNÇÃO BIPOLAR
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 4 POLARIZAÇÃO DA BASE 
VERSUS EMISSOR
TÓPICO
UNIDADE 2 TRANSISTORES DE JUNÇÃO BIPOLAR 37
	Vamos	fazer	um	exemplo:
Qual	é	a	tensão	entre	o	coletor	e	o	terra?	E	entre	o	coletor	e	o	emissor	do	transistor?	
(Veja	a	Figura	8	a	seguir)
R:	A	tensão	da	base	é	de	5V.	A	tensão	no	emissor	é	de	0,7	V	(junção):
Ve = 5 - 0,7 = 4,3 V
Vamos	agora	calcular	a	corrente	no	emissor	(Lei	de	Ohm):
Ie = 43/1000 = 4,3 mA
Pronto,	analisamos	a	parte	do	emissor,	agora	vamos	para	o	coletor,	lembrando	que	
a	corrente	do	Ic	=	Ie,	logo:
Ic x Rc = 0,0043 x 2000 = 8,6 V
Para	saber	a	tensão	que	passa	pelo	coletor	basta:
Vc = 15 - 8,6 = 6,4 V.
O	que	se	aproxima	muito	da	nossa	simulação	feita	no	PROTEUS.
38
 FIGURA 8 - CIRCUITO COM TRANSISTOR NPN 
Fonte:	o	Autor	(2022).
Com	isso	podemos	analisar	a	polarização	da	base	e	a	polarização	do	emissor:
	
FIGURA 9 - POLARIZAÇÃO DO EMISSOR
Fonte:	o	Autor	(2022).
UNIDADE 2 TRANSISTORES DE JUNÇÃO BIPOLAR
39
O	modo	de	funcionamento	da	polarização	do	emissor	(Figura	9)	é	ativa	ou	linear,	ou	
seja,	tem	aplicação	em	amplificadores	e	acionadores	com	Ic	(corrente	do	coletor)	controlada.
FIGURA 10 - POLARIZAÇÃO DA BASE
Fonte:	o	Autor	(2022).
Já	a	polarização	da	base	(Figura	10)	tem	seu	modo	de	funcionamento	em	corte	e	
saturação,	podemos	aplicar	em	circuitos	digitais	ou	chaveamento.
UNIDADE 2 TRANSISTORES DE JUNÇÃO BIPOLAR
40
Aplicações do TJB
Os	TJBs	são	usados	em	um	circuito	discreto	projetado	devido	à	disponibilidade	
de	muitos	 tipos	e,	obviamente,	por	causa	de	sua	alta	 transcondutância	e	 resistência	de	
saída	que	é	melhor	que	o	MOSFET	(que	veremos	mais	adiante).	Os	TJBs	 também	são	
adequados	para	a	aplicação	de	alta	frequência.
Fonte:	o	Autor	(2022).
Qual	é	a	relação	entre	transistores	e	a	lei	de	Moore?
Fonte:	o	Autor	(2022).
UNIDADE 2 TRANSISTORES DE JUNÇÃO BIPOLAR
41
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Vimos	nessa	unidade	que	os	transistores	são	dispositivos	semicondutores	usados	
em	equipamentos	eletrônicos	modernos	para	alternar	ou	amplificar	sinais	eletrônicos.	Os	
transistores	são	amplamente	aceitos	como	os	blocos	básicos	de	construção	de	máquinas	
eletrônicas	modernas.	 Eles	 são	 fabricados	 a	 partir	 de	materiais	 semicondutores.	 Vimos	
algumas	maneiras	de	polarizar	um	transistor		bem	como	analisar	um	circuito	transistorizado,	
além	de	calcular	as	tensões	e	correntes	dentro	do	circuito.
UNIDADE 2 TRANSISTORES DE JUNÇÃO BIPOLAR
42UNIDADE 2 TRANSISTORES DE JUNÇÃO BIPOLAR
LEITURA COMPLEMENTAR
Como	funciona	um	transistor	e	qual	a	sua	aplicação?
Autor:	Henrique	Mattede
Link:	 https://www.mundodaeletrica.com.br/como-funciona-um-transistor-e-qual-a-
-sua-aplicacao/
https://www.mundodaeletrica.com.br/como-funciona-um-transistor-e-qual-a-sua-aplicacao/ 
https://www.mundodaeletrica.com.br/como-funciona-um-transistor-e-qual-a-sua-aplicacao/ 
43UNIDADE 2 TRANSISTORES DE JUNÇÃO BIPOLAR
MATERIAL COMPLEMENTAR 
	
LIVRO
Título: Dispositivos Semicondutores: Diodos e Transistores
Autor: Eduardo Cesar A. Cruz e Salomão Choueri Júnior Angelo 
Eduardo B. Marques.
Editora: Editora Érica.
Sinopse: O livro, em sua décima terceira edição revisada, 
aborda os principais dispositivos semicondutores utilizados 
na maioria dos circuitos eletrônicos, a saber: diodo retificador, 
LED, diodo Zener, fotodiodo, fototransistor, transistor bipolar, 
JFET, MOSFET, PTC, NTC e LDR. Cada dispositivo é analisado 
do ponto de vista da sua construção física, funcionamento, 
especificações técnicas e modelos matemáticos. Apresenta 
uma análise completa das principais aplicações desses disposi-
tivos, envolvendo funcionamento, projeto e parâmetros, as es 
de tensão estabilizadas, os amplificadores de áudio e de alta 
frequência, os circuitos de acionamento e os sensores eletrôni-
cos. Há diversos exercícios resolvidos e propostos, bem como 
sugestões de pesquisas.
FILME/VÍDEO 
Título: A História do Transistor
Ano: 2022.
Sinopse: O vídeo conta a história resumida do famoso 
semicondutor que deu origem à evolução industrial em 
equipamentos eletrônicos, o Transistor.
Link do vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=fmuIEI2m-
BlM
https://www.youtube.com/watch?v=fmuIEI2mBlM
https://www.youtube.com/watch?v=fmuIEI2mBlM
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Plano de Estudos
 ● Transistores de Efeito de Campo;
 ● MOSFETs.
Objetivos da Aprendizagem
 ● Compreender o funcionamento de um Transistor de Efeito de Campo;
 ● Desenvolver um circuito de polarização com um JFET;
 ● Entender o modo de depleção de um MOSFET.
3UNIDADEUNIDADE
TRANSISTORES DE EFEITOTRANSISTORES DE EFEITO
Professor Doutor Rafael Rodrigues Barbosa
 DE CAMPO DE CAMPO
45UNIDADE 3 TRANSISTORES DE EFEITO DE CAMPO
INTRODUÇÃO
A	década	de	50	foi	os	anos	dourados	da	eletrônica,	foi	quando	o	Shockley	teve	
uma	 ideia	 de	 fazer	 um	 dispositivo	 de	 estado	 sólido	 a	 partir	 de	 semicondutores.	 Ele	
imaginou	que	um	forte	campo	elétrico	poderia	causar	o	fluxo	de	eletricidade	dentro	de	
um	semicondutor	próximo,	depois	de	alguns	projetos	 fracassados	e	alguns	anos.	Dois	
parceiros	 de	 Shockley,	 Brattain	 e	 Bardeen	 construíram	 o	 primeiro	 transistor	 funcional	
da	qual	 foi	assunto	da	Unidade	anterior.	No	entanto,	a	 ideia	de	fazer	um	transistor	por	
acionamento	com	campo	elétrico,	estava	viva,	o	cientista	da	Bell	Labs,	John	Atalla,	criou	
um	novo	projeto	baseado	na	teoria	de	efeito	de	campo	de	Shockley,	e	assim	no	final	da	
década	 de	 60,	 os	 fabricantes	 converteram	os	 circuitos	 integrados	 do	 tipo	 junção	 para	
dispositivos	de	efeito	de	campo.	Hoje	a	maioria	dos	transistores	são	de	efeito	de	campo	e	
você	literalmente	está	usando	milhões	desses	agora.	Nesta	Unidade,	vamos	compreender	
o	funcionamento	dos	transistores	de	efeito	de	campo.
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46UNIDADE 3 TRANSISTORES DE EFEITO DE CAMPO
 1TÓPICO
TRANSISTORES DE EFEITO 
DE CAMPO 
1.1 JFET
O	JFET	é	um	transistor	unipolar,	que	atua	como	um	dispositivo	de	corrente	controlada	
por	tensão,	e	é	um	dispositivo	no	qual	a	corrente	em	dois	eletrodos	é	controlada	pela	ação	
de	um	campo	elétrico	em	uma	junção	P-N.
A	Figura	1	e	2	mostra	o	símbolo	bem	como	a	construção	do	JFET,	respectivamente.	
Uma	pequena	barra	de	material	 semicondutor	extrínseco,	 tipo	N	é	 tomada	e	suas	duas	
extremidades,	dois	contatos	ôhmicos	são	feitos	que	são	os	terminais	drain	e	source	do	FET.	
Eletrodos	fortemente	dopados	de	material	do	tipo	P	formam	junções	P-N	em	cada	lado	da	
barra.	A	região	estreita	entre	as	duas	portas	P	é	chamada	de	canal.	Como	esse	canal	está	
na	barra	de	tipo	N,	o	FET	é	conhecido	como	JFET	de	canal	N.	
Os	elétrons	entram	no	canal	pelo	terminal	chamado	source	e	saem	pelo	terminal	
chamado	drain.	Os	terminais	retirados	de	eletrônicos	fortemente	dopados	de	material	do	
tipo	P,	são	chamados	de	portas.	Esses	eletrodos	são	conectados	entre	si	e	apenas	um	
terminal	é	retirado,	que	é	chamado	de	gate,	conforme	mostrado	na	Figura	2.	canal-P	JFET.
	
	
47
FIGURA 1 - REPRESENTAÇÃO DE UM TRANSISTOR TIPO FET CANAL P E N
Fonte: GALEON.	2014.	Disponível	em:	http://galeon.com/auvebo/tarea1_archivos/image014.jpg.	Acesso	
em:	15	set.	2022.
FIGURA 2 - REPRESENTAÇÃO DO CANAL N E P DOS TRANSISTORES DE EFEITO DE CAMPO
Fonte: UNIVERSIDAD	DE	OVIEDO.	Disponível	em:	https://image.slidesharecdn.com/transistorfet-
-100904122658-phpapp02/95/transistor-fet-4-728.jpg?cb=1283604163.	Acesso	em:	15	set.	2022.
O	princípio	de	funcionamento	do	JFET	do	canal	N	e	do	JFET	do	canal	P	é	semelhante.	
A	única	diferença	é	que	no	canal	N	JFET	a	corrente	é	transportada	por	elétrons	enquanto	
no	canal	P	JFET	é	transportada	por	buracos.
No	JFET,	a	 junção	P-N	entre	gate e source	é	sempre	mantida	em	condições	de	
polarização	reversa.	Como	a	corrente	em	uma	junção	P-N	polarizada	reversa	é	extremamente	
pequena,	praticamente	zero.	A	corrente	de	porta	no	JFET	é	frequentemente	negligenciada	
e	considerada	zero	(BEHZAD,	2008).
UNIDADE 3 TRANSISTORES DE EFEITO DE CAMPO
48
Vamos	considerar	o	circuito	da	Figura	3,	a	 tensão	VDD	é	aplicada	entre	o	drain	
e	 	source.	O	terminal	do gate	é	mantido	aberto.	A	barra	é	de	material	 tipo	N.	Devido	às	
polaridades	da	tensão	aplicada,	conforme	mostrado	na	Figura,	os	portadores	majoritários,	
ou	 seja,	 os	 elétrons	 começam	a	 fluir	 do	 source	 para	 o	drain.	O	 fluxo	 de	 elétrons	 faz	 a	
corrente	de	drain,	ID.
	
FIGURA 3 - POLARIZAÇÃO NORMAL DE TRANSISTOR TIPO FET
Fonte:	Malvino	(2007,	p.	426).
1.2 Região Ôhmica 
Como	podemos	ver	na	Figura	4,	porque	a	corrente	de	drain	permanece	constante?	
Quando	Vds	=	Vp,	as	camadas	de	depleção	quase	se	tocam.	O	canal	de	condução	estreito	
então	estrangula	ou	evita	que	a	corrente	aumente.	É	por	isso	que	a	corrente	tem	um	limite	
superior	de	Idss.	
A	tensão	mínima	Vp	é	chamada	de	tensão	de	estrangulamento	e	a	tensão	máxima	
Vds	(máx)	é	a	tensão	de	ruptura.	
Idss	significa	a	corrente	de	dreno	onde	a	fonte	com	a	gate	fica	curto.	Esse	é	o	valor	
máximo	de	corrente	de	dreno	que	um	JFET	pode	produzir.
Podemos	concluir	assim	que	a	tensão	de	estrangulamento	separa	duas	principais	
regiões	do	JFET.	A	região	quase	horizontal	é	a	região	ativa.	A	parte	quase	vertical	da	curva	
de	dreno	abaixo	do	estrangulamento	é	chamada	de	região	ôhmica.	
Quando	operando	na	região	ôhmica,	JFET	é	equivalente	a	um	resistor	com	valor	
aproximado	de:
	
UNIDADE 3 TRANSISTORES DE EFEITO DE CAMPO
49
Só	recapitulando,	Rds	pode	ser	chamada	de	resistência	ôhmica	do	JFET.		Digamos	
que	a	tensão	de	pico	é	de	4V	e	a	corrente	Idss	=	10	mA.	Rds	só	pode	ser:
Logo	Rds	=	400Ω,	se	nosso	transistor	JFET	está	em	região	ôhmica.
	 	
FIGURA 4 - CURVAS DE DRENO
Fonte:	ELETRÔNICA-ANALÓGICA.	Disponível	em	http://eletronica-analogica2015.blogspot.com/2017/02/
jfet-junction-field-effect-transistor.html.	Acesso	em:	15	set.	2022.
Para	estabelecer	a	 tensão	no	drain	basta	polarizar	o	gate.	A	 tensão	negativa	no	
gate	é	aplicada	e	isso	estabelece	uma	corrente	no	drain	que	é	menor	que	Idss.	Quando	a	
corrente	do	drain	circula	por	Rd,	ela	estabelece	uma	tensão	no	drain	que	é	proporcional:
1.3 Transcondutância 
A	transcondutância	será	útil	na	compreensão	do	comportamento	dos	amplificadores	
FET.	Você	pode	interpretá-la	como	a	inclinação	de	ID	vs	VGS	na	região	saturada	e	depende	
da	sua	escolha	de	ID	(BOYLESTAD	e	NASHELSKY,	1999).	Uma	curva	de	gm	(VGS)	e	gm	
(ID)	geralmente	são	mostradas	nas	folhas	de	dados	e	têm	formas	complicadas.		
UNIDADE 3 TRANSISTORES DE EFEITO DE CAMPO
50
FIGURA 5 - TRANSCONDUTÂNCIA 
Fonte:	UFPB.		Disponível	em:		http://app.cear.ufpb.br/~asergio/Eletronica/Transistor/MOSFET.pdf.	Acesso	
em:	15	set.	2022.
Em	 virtude	 da	 função	 elevada	 ao	 quadrado	 nesta	 equação,	 os	 JFETs	 são	
frequentemente	chamados	de	dispositivos	quadráticos.	A	função	quadrática	produz	a	curva	
não-linear.
Exemplo:
Amplificado	tipo	JFET.	Qual	é	a	tensão	de	saída	do	dreno?
UNIDADE 3 TRANSISTORES DE EFEITO DE CAMPO
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51UNIDADE 3 TRANSISTORES DE EFEITO DE CAMPO
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52UNIDADE 3 TRANSISTORES DE EFEITO DE CAMPO
 2 MOSFET 
TÓPICO
Um	 transistor	 de	 efeito	 de	 campo	 (FET)	 opera	 como	 um	 canal	 semicondutor	
condutor	com	dois	contatos	ôhmicos	–	o	source	e	o	drain	–	onde	o	número	de	portadores	de	
carga	no	canal	é	controlado	por	um	terceiro	contato	–	o	gate.	Na	direção	vertical,	a	estrutura	
gate	channel-substrato	(junção	gate)	pode	ser	considerada	como	um	dispositivo	ortogonal	
de	dois	terminais,	que	é	uma	estrutura	MOS	ou	um	dispositivo	retificador	com	polarização	
reversa	que	controla	a	carga	móvel	no	canal	por	acoplamento	capacitivo	(efeito	de	campo).Exemplos	de	FETs	baseados	nesses	princípios	são	FET	de	semicondutor	de	óxido	de	metal	
(MOSFET),	FET	de	 junção	(JFET),	FET	de	semicondutor	de	metal	 (MESFET)	e	FET	de	
heteroestrutura	 (HFETs).	Em	 todos	os	 casos,	 a	 impedância	gate-channel	 estacionária	é	
muito	grande	em	condições	normais	de	operação.	A	estrutura	básica	do	FET	é	mostrada	
esquematicamente	na	Figura	6.
Os	MOSFETs	são	usados	tanto	como	dispositivos	discretos	quanto	como	elementos	
ativos	em	circuitos	integrados	(ICs)	monolíticos	digitais	e	analógicos.	Nos	últimos	anos,	o	
tamanho	do	dispositivo	de	tais	circuitos	foi	reduzido	para	a	faixa	de	submicrômetros	profundos	
(ou	seja,	ao	nível	de	estrutura	muito	pequena).	Atualmente,	o	nó	de	 tecnologia	0,13	µm	
para	MOSFET	complementar	(CMOS)	é	usado	para	ICs	de	escala	muito	grande	(VLSIs)	
e,	 dentro	de	alguns	anos,	 a	 tecnologia	 sub-0,1	µm	estará	disponível,	 com	um	aumento	
proporcional	na	velocidade	e	na	integração	escala.	Centenas	de	milhões	de	transistores	em	
um	único	chip	são	usados	em	microprocessadores	e	em	ICs	de	memória	hoje		(JOHNSON	
e	HILBURN,	1994).
53
2.1 MOSFET modo Depleção
Sendo	um	dispositivo	em	modo	de	depleção,	esse	tipo	de	MOSFET	"normalmente	
ativado"	atua	como	um	interruptor	"normalmente	fechado"	e	não	requer	que	a	corrente	do	
gate	funcione.	O	modo	de	depleção	opera	aplicando	uma	tensão	de	porta	mais	negativa	do	
que	a	tensão	de	limiar	-Vth	ou	-Vgs	(desligado),	que	tem	o	efeito	de	"esgotar"	ou	desligar	a		
corrente	no	canal	pré-formado	abaixo	do	gate.	Isso	muda	o	tamanho	da	região	de	depleção	
sob	a	área	do	gate,	aumentando	assim	a	resistência	do	canal	e	reduzindo	o	fluxo	de	corrente	
(SEDRA	e	SMITH,	2007).	A	área	de	seção	transversal	(L	x	W)	do	canal	do	MOSFET	é	fixada	
pela	geometria	do	dispositivo.
FIGURA 6 - EXEMPLO DO MOSFET MODO DEPLEÇÃO
Fonte: UFPB.	Disponível	em:	http://app.cear.ufpb.br/~asergio/Eletronica/Transistor/MOSFET.pdf.	Acesso	
em:	15	set.	2022.
	 Vamos	ver	um	amplificador	com	MOSFET	no	modo	depleção:
Exemplo:
	
	
UNIDADE 3 TRANSISTORES DE EFEITO DE CAMPO
54UNIDADE 3 TRANSISTORES DE EFEITO DE CAMPO
.
55
Conheça	o	IGBT
O	IGBT	reúne	a	facilidade	de	acionamento	dos	MOSFET’s	e	sua	elevada	impedância	
de	entrada	com	as	pequenas	perdas	em	condução	dos	TBP	 (Transistores	Bipolares	de	
Potência).	Sua	velocidade	de	chaveamento	é	determinada,	a	princípio,	pelas	características	
mais	 lentas	–	as	quais	 são	devidas	às	características	do	TBP.	Assim,	a	 velocidade	dos	
IGBT’s	é	semelhante	à	dos	TBP;	no	entanto,	nos	últimos	anos	tem	crescido	gradativamente,	
permitindo	a	 sua	operação	em	 frequências	de	dezenas	de	 kHz,	 nos	 componentes	para	
correntes	na	faixa	de	dezenas	e	até	centenas	de	Ampères.
Fonte:	SOARES,	C.	F.	T. et al.	Universidade	Federal	Do	Rio	De	Janeiro.	O	IGBT	(Insulated	Gate	Bipolar	
Transistor).	Disponível	em:	https://www.gta.ufrj.br/grad/01_1/igtb/Pagina_IGBT.htm.	Acesso	em:
Qual	é	a	relação	entre	tensão	e	campo	elétrico	no	controle	de	fluxo	de	corrente	de	
um	transistor	de	efeito	de	campo?
Fonte: o	Autor	(2022).
UNIDADE 3 TRANSISTORES DE EFEITO DE CAMPO
 https://www.gta.ufrj.br/grad/01_1/igtb/Pagina_IGBT.htm
56UNIDADE 3 TRANSISTORES DE EFEITO DE CAMPO
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Vimos	nesta	unidade	o	funcionamento	de	um	transistor	de	efeito	de	campo,	tanto	
o	FET	como	o	MOSFET,	como	visto	na	introdução	os	transistores	de	efeito	de	campo	são	
mais	utilizados	que	os	transistores	de	junção	bipolar.	No	entanto,	o	desenvolvimento	de	um	
transistor	do	tipo	FET	é	mais	complicado	que	um	TJB.
No	entanto,	uma	das	principais	vantagens	do	FET	em	relação	ao	TJB	é	que	os	
FET’s	 são	 dispositivos	 sensíveis	 à	 tensão	 com	 alta	 impedância	 de	 entrada	 (da	 ordem	
de	107	a	1012	Ω),	 como	a	 impedância	de	entrada	é	alta,	os	FET’s	são	preferidos	para	
uso	em	amplificadores	de	vários	estágios.	Além	de	que	os	FET’s	não	são	 tão	sensíveis	
à	 interferência	 eletromagnética	 quanto	 os	 TJB.	 Enfim,	 são	 algumas	 considerações	 que	
devemos	fazer	para	relacionar	o	uso	dos	FET’s	e	dos	TJB’s.	
Na	 próxima	 unidade	 vamos	 compreender	 a	 operação	 de	 um	 amplificador	 de	
potência	e	assim	podemos	classificar	os	tipos	de	amplificadores.
	
	
57UNIDADE 3 TRANSISTORES DE EFEITO DE CAMPO
LEITURA COMPLEMENTAR
As	soluções	Gráficas	e	Matemáticas	da	polarização	de	um	JFET
Autor:	Aparecido	Nicolett
Fonte:	NICOLETT,	Aparecido.	Pontifícia	Universidade	Católica	de	São	Paulo.	Aula	
03	Polarização	do	JFET	-	Soluções	Gráficas	e	Matemáticas.	Disponível	em:	https://www.
pucsp.br/~elo2eng/Aula_03_DCE3_2018.pdf.	Acesso	em:	06	dez.	2022.
https://www.pucsp.br/~elo2eng/Aula_03_DCE3_2018.pdf
https://www.pucsp.br/~elo2eng/Aula_03_DCE3_2018.pdf
58UNIDADE 3 TRANSISTORES DE EFEITO DE CAMPO
MATERIAL COMPLEMENTAR 
	
LIVRO
Título: Eletrônica Analógica Básica - Série Eixos
Autor: Eduardo Cesar Alves Cruz e Salomão Choueri Júnior.
Editora: Editora Érica.
Sinopse: O livro analisa os conceitos e as especificações dos 
dispositivos usados em projetos simples e práticos de es de 
alimentação lineares, como: transformador, diodo retificador, 
LED, capacitor e circuitos integrados, reguladores de tensão. 
Os capítulos possuem abordagem matemática objetiva e são 
enriquecidos com orientações sobre desenvolvimento de 
projetos. As aplicações práticas apresentadas são os circuitos 
retificadores com filtro capacitivo, as es de alimentação 
estabilizadas - com saídas fixa e ajustável - e os circuitos 
de sinalização a LED. Pode ser usado nos cursos técnicos 
em Automação Industrial, Eletroeletrônica, Eletrônica, 
Eletromecânica, Eletrotécnica, Manutenção Automotiva, 
Mecatrônica, Refrigeração e Climatização, Sistemas de Energia 
Renovável, Telecomunicações, entre outros.
FILME/VÍDEO 
Título: How MOSFETs and Field-Effect Transistor 
Ano: 2013.
Sinopse: Como os MOSFETs são usados para amplificar e co-
mutar sinais eletrônicos. Essa animação descreve o MOSFET 
(Tem Legenda).
Link do vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=tz62t-q_KEc
https://www.youtube.com/watch?v=tz62t-q_KEc
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Plano de Estudos
 ● Capacitor de Acoplamento;
 ● Circuitos Amplificadores.
Objetivos da Aprendizagem
 ● Compreender o funcionamento de um amplificador;
 ● Saber classificar os tipos de amplificadores;
 ● Estabelecer os fundamentos para desenvolver um circuito 
amplificador.
4UNIDADEUNIDADE
AMPLIFICADORESAMPLIFICADORES
Professor Doutor Rafael Rodrigues Barbosa
60UNIDADE 4 AMPLIFICADORES
INTRODUÇÃO
Amplificador,	 em	 eletrônica,	 dispositivo	 que	 responde	 a	 um	 pequeno	 sinal	 de	
entrada	 (tensão,	corrente	ou	potência)	e	 fornece	um	sinal	de	saída	maior	que	contém	as	
características	essenciais	da	forma	de	onda	do	sinal	de	entrada.	Amplificadores	de	vários	tipos	
são	amplamente	usados	em	equipamentos	eletrônicos	como	receptores	de	rádio	e	televisão,	
equipamentos	de	áudio	de	alta	fidelidade	e	computadores.	A	ação	de	amplificação	pode	ser	
fornecida	 por	 dispositivos	 eletromecânicos	 (por	 exemplo,	 transformadores	 e	 geradores)	 e	
tubos	de	vácuo,	mas	a	maioria	dos	sistemas	eletrônicos	agora	emprega	microcircuitos	de	
estadosólido	 como	amplificadores.	Tal	 circuito	 integrado	 consiste	 em	muitos	milhares	 de	
transistores	e	dispositivos	relacionados	em	um	único	minúsculo	chip	de	silício.
Nesta	Unidade	vamos	compreender	melhor	o	funcionamento	de	um	amplificador	e	
como	esse	dispositivo	é	tão	essencial	dentro	da	eletrônica.
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61UNIDADE 4 AMPLIFICADORES
CAPACITOR DE 
ACOPLAMENTO 1TÓPICO
Capacitores	de	acoplamento	são	amplamente	utilizados	em	circuitos	amplificadores.	
Por	exemplo,	em	amplificadores	baseados	em	amplificadores	operacionais	de	alimentação	
única,	onde	a	entrada	não	 inversora	é	polarizada	para	uma	tensão	de	referência	ou	um	
terra	virtual	 (que	vamos	ver	mais	em	detalhes).	 Isso	é	 feito	para	que	o	nível	do	solo	do	
seu	sinal	seja	posicionado	de	forma	que	a	parte	negativa	do	seu	sinal	não,	seja	cortada.	
Polarizar	a	entrada	não	 inversora	significa	conectá-la	a	uma	tensão	CC	com	metade	da	
fonte	de	alimentação	do	seu	amplificador	operacional.	A	tensão	CC	introduzida	no	seu	sinal	
de	entrada	agora	também	será	transportada	para	o	seu	sinal	de	saída.	Quando	seu	sinal	
de	saída	está	conectado	a	outro	estágio	do	circuito,	o	sinal	CC	que	ele	carrega	pode	causar	
instabilidade	de	desempenho	ou	danos	ao	circuito.	A	tensão	CC	do	seu	bias	é	removida	
colocando	um	capacitor	de	acoplamento.	Os	capacitores	de	acoplamento	geralmente	são	
colocados	na	entrada	e	na	saída	do	seu	circuito	(SPENCER;	GHAUSI,	2003).
De	acordo	com	Malvino	 (2016)	para	essa	análise	a	 respeito	dos	capacitores	de	
acoplamento	como	a	tensão	CC	tem	uma	frequência	que	se	pode	aproximar	em	zero,	já	a	
reatância	de	um	capacitor	de	acoplamento	é	praticamente	infinita.	Diante	de	tudo	isso,	é	
fundamental	utilizar	duas	aproximações	para	um	capacitor:
1)	 Para	de	Corrente	Contínua,	o	capacitor	é	como	uma	chave	aberta.
2)	 Para	análise	Corrente	Alternada,	o	capacitor	é	como	uma	chave	fechada
62UNIDADE 4 AMPLIFICADORES
A	reatância	do	capacitor	aumenta	à	medida	que	a	frequência	do	sinal	que	passa	por	
ele	diminui.	À	medida	que	o	sinal	se	aproxima	de	CC,	a	reatância	do	capacitor	se	torna	alta	o	
suficiente	para	que	o	capacitor	atue	como	um	circuito	aberto,	bloqueando	assim	o	sinal	CC.
Exemplo 1:
Com	base	no	circuito	a	seguir,	se	R	=	2kΩ	e	a	faixa	de	frequência	que	varia	entre	
20Hz	a	20kHz,	calcule	a	capacitância	necessária	para	que	o	sistema	funcione	como	um	
capacitor	de	acoplamento.
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63UNIDADE 4 AMPLIFICADORES
 2 CIRCUITOS AMPLIFICADORES
TÓPICO
Amplificadores	 transistorizados	são	comumente	usados	em	aplicações	como	RF	
(rádio	 frequência),	 áudio,	OFC	 (comunicação	por	 fibra	ótica),	 etc.	De	qualquer	 forma,	a	
aplicação	mais	comum	que	vemos	em	nosso	dia	a	dia	é	o	uso	de	transistores	como	am-
plificadores	de	áudio.	Como	você	sabe,	existem	três	configurações	de	transistor	que	são	
comumente	usadas,	ou	seja,	base	comum	(CB),	coletor	comum	(CC)	e	emissor	comum	
(CE)	(BEHZAD,	2008).	
Veja	a	forma	da	onda	de	um	amplificador	com	polarização	da	base	(Figura	1).	A	
fonte	de	tensão	é	uma	corrente	alternada	que	está	acoplada	à	base.	De	acordo	com	Mal-
vino	(2007)	como	é	uma	tensão	CA	na	entrada,	ocorre	uma	variação	senoidal	na	corrente	
da	base,	assim	a	tensão	total	do	coletor	é	uma	onda	senoidal	agora	invertida	e	superposta	
com	tensão	de	15V.		
64UNIDADE 4 AMPLIFICADORES
FIGURA 1 - AMPLIFICADOR COM POLARIZAÇÃO DA BASE
Fonte: o	Autor	(2022).
Lembrando	que	o	capacitor	de	acoplamento	está	aberto	quando	se	tem	uma	corrente	
contínua,	mas	está	fechada	(ou	em	curto)	para	a	corrente	alternada,	ele	acopla	a	tensão	CA	
no	coletor	no	resistor	de	carga.	E	é	por	essa	razão	que	temos	uma	tensão	na	carga	é	um	sinal	
CA	puro,	ou	seja,	com	valores	máximos	e	mínimos	com	um	valor	médio	zero.
● Ganho de tensão 
O	ganho	de	tensão	de	um	amplificador	normalmente	se	relaciona	com	a	tensão	de	
saída	dividida	pela	tensão	de	entrada.	Veja	a	equação	a	seguir:
● Tensão de Saída
	 É	uma	forma	derivativa	do	ganho	de	tensão:
	
Analogamente	você	consegue	derivar	o	cálculo	da	tensão	de	entrada.	
65UNIDADE 4 AMPLIFICADORES
Nós	 também	 vimos	 que	 uma	 família	 de	 curvas	 conhecidas	 comumente	 como	
Curvas	de	Característica,	relaciona	a	corrente	do	Coletor	transistores	(Ic)	com	a	Voltagem	
do	Coletor	(Vce)	para	diferentes	valores	da	corrente	de	base	dos	transistores	(Ib).
Todos	os	tipos	de	amplificadores	de	transistores	operam	usando	entradas	de	sinal	
de	CA	que	alternam	entre	um	valor	positivo	e	um	valor	negativo,	de	modo	que	é	necessária	
alguma	maneira	 de	 "predefinir"	 o	 circuito	 do	 amplificador	 para	 operar	 entre	 esses	 dois	
valores	mínimos	 ou	máximos.	 Isto	 se	 consegue	 usando	 um	 processo	 conhecido	 como	
Biasing	 (BOYLESTAD	 e	NASHELSKY,	 1999).	Biasing	 é	muito	 importante	 no	 design	 do	
amplificador,	pois	é	uma	forma	de	determinar	um	ponto	de	operação	correto	do	amplificador,	
ou	seja,	estabelecer	um	transistor	para	receber	sinais,	e	buscar	reduzir	qualquer	distorção	
ao	sinal	de	saída.
Basicamente	o	intuito	de	um	pequeno	amplificador	é	amplificar	o	sinal	de	entrada	
com	uma	quantidade	mínima	de	distorção	ou	ruído,	ou	seja,	o	sinal	de	saída	tem	que	ser	
praticamente	exato,	com	uma	amplitude	maior	(amplificado).
Para	obter	baixa	distorção	quando	usado	como	amplificador,	o	ponto	de	reposição	
operacional	precisa	ser	selecionado	corretamente.	Este	é	de	fato	o	ponto	de	operação	de	
CC	do	amplificador	e	sua	posição	pode	ser	estabelecida	em	qualquer	ponto	ao	longo	da	
linha	de	carga	por	um	arranjo	de	polarização	adequado	(JOHNSON	e	HILBURN,	1994).	A	
melhor	posição	possível	para	este	ponto	Q	é	tão	próxima	da	posição	central	da	linha	de	
carga	como	razoavelmente	possível,	produzindo	assim	uma	operação	de	amplificador	de	
tipo	Classe	A,	ou	seja.	Vce	=	1	/	2Vcc.	
Para	avançar	no	nosso	assunto	é	importante	você	compreender	o	que	um	capacitor	
“Bypass”.
2.1 Capacitor bypass (desvio)
Em	um	capacitor	bypass	(desvio),	o	ruído	CA	é	roteado	para	o	solo.	Geralmente	
esses	capacitores	utilizados	para	bypass	além	de	filtrar	o	ruído	melhoram	o	desempenho	
geral	do	circuito.	Vamos	analisar	o	exemplo	a	seguir:	
	
66UNIDADE 4 AMPLIFICADORES
Exemplo	2:
No	circuito	a	seguir,	a	frequência	de	entrada	da	tensão	é	de	1kHz.	Partindo	do	valor	
da	frequência,	qual	é	o	valor	necessário	para	capacitância	para	fechar	curto	entre	o	ponto	
E	com	o	terra?
	
	
A	seguir	Xc	deve	ser	dez	vezes	menor	que	a	resistência	de	Thevenin.	Agora	calcu-
lamos	C	por:
	
Na	figura	a	seguir	vemos	um	amplificador	PDT	(polarização	por	divisor	de	tensão):
	
FIGURA 2 - AMPLIFICADOR PDT
Fonte: o	Autor	(2022).
67UNIDADE 4 AMPLIFICADORES
Foi	preciso	usar	um	capacitor	bypass	entre	o	emissor	e	o	terra.	Sabemos	que	sem	
esse	capacitor,	a	 corrente	CA	na	base	seria	bem	menor,	no	entanto,	 com	um	capacitor	
bypass,	foi	possível	além	de	filtrar	o	sinal	obter	um	ganho	de	sinal	de	saída	maior.
2.2 Fórmula para a Resistência CA do emissor
Graças	a	Física	da	matéria	condensada	é	possível	verificar	a	seguinte	fórmula	para	
resistência	CA	do	emissor:
Pode-se	concluir	que	a	resistência	CA	do	diodo	emissor	é	 igual	a	25mV	dividido	
pela	corrente	CC	do	emissor.
O	interessante	dessa	fórmula	é	que	ela	é	aplicável	a	qualquer	transistor.	Na	prática	
esse	valor	de	25mV	pode	variar	até	50mV.
Essa	razão	é	importante	para	determinar	o	ganho	de	tensão.	Em	outras	palavras,	
quanto	menor	for	seu	valor,	maior	o	ganho	de	tensão	de	um	amplificador	com	transistor.
2.3 Amplificador classe A
Os	amplificadores	de	classe	A	são	dispositivos	que	operam	apenas	no	regime	ativo.	
Em	outras	palavras,	o	coletor	do	transistor	amplificador	sempre	estará	alimentado	pelo	sinal	
de	corrente	alternada,