Apostila MCM 03

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INDICE
LIÇÃO BO1: Introdução aos Semicondutores..................................02
LIÇÃO B02: Junção P-N......................................................................09
LIÇÃO B03: Características dos Diodos...........................................15
LIÇÃO B04: Retificadores de Onda Completa..................................26
LIÇÃO B05: Filtros de Nivelação........................................................34 
LIÇÃO B06: Dobrador de Tensão.......................................................46
LIÇÃO B07: Circuitos Limitadores e Fixadores................................52
LIÇÃO B08: Diodos Zenner, Estabilização de Tensão.....................64
LIÇÃO B09: Transistores UJT............................................................72
LIÇÃO B10: Transistores de Unijunção Programáveis (PUT)..........84
LIÇÃO B11: Retificadores Controlados de Silício (SCR).................92
LIÇÃO B12: DIACS e TRIACS.........................................................101
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LIÇÃO B01
INTRODUÇÃO AOS SEMICONDUTORES
Objetivos:
Estudo das generalidades dos semicondutores
Material disponível
Unidade básica para sistemas IPES (fonte de alimentação mod. PSU/EV com suporte para módulos mod. MU/EV e Unidade de Controle Individual mod. SIS1/SIS2/SIS3).
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B01. Noções Teóricas
Semicondutores, sólidos cristalinos
Um semicondutor é um sólido que representa uma estrutura cristalina muito regular nas três dimensões do espaço, obtida a partir da repetição de uma célula ou um pico elementar.
Os átomos que constituem esta célula estão unidos entre si por vínculos covalentes. Sua configuração é muito estável, porque os átomos podem intercambiar os elétrons situados nas órbitas mais externas de seus núcleos e que pertencem a denominada “banda de valência”.
A maior parte dos semicondutores tem quatro elétrons de valência (elemento da família IV da tabela periódica).
Tudo isto é muito claro se observar a estrutura cristalina do Germânio e do Silício, que são os semicondutores mais usados em eletrônica.
Desta estrutura, nota-se que cada átomo situado no centro de um tetraedro é rodeado por outros quatro localizados nos vértices deste último, onde cada um destes compartilham um elétron. Estes por sua vez, compartilham um elétron com o átomo central.
A figura B01.1 mostra um esquema em duas dimensões, onde se ilustra o que falamos até agora.
A condutividade dos semicondutores depende da temperatura.
Quando esta aumenta, alguns dos vínculos covalentes se rompem, como conseqüência, um certo número de elétrons consegue liberar e deslocar sob ação do campo elétrico.
Fig.B01.1
Isto significa que um semicondutor tende a comportar-se como isolante, quando as temperaturas são baixas, e como condutor, quando são altas. 
- sua condutividade é média na temperatura do ambiente.
Mecanismo da condutividade
Quando em um condutor não há nenhuma força elétrica aplicada, o deslocamento dos elétrons devido a agitação térmica é nulo, isto porque não existe uma direção preferencial do movimento.
Neste caso os elétrons se movem em torno de uma posição estável, sem gerar nenhuma corrente elétrica, da qual, é um fluxo de cargas elétricas.
Agora, supondo que se aplique uma certa diferença de potencial ao material; neste caso, os elétrons que tinham um vínculo mais fraco, se dirigirão ao pólo positivo, depois de ter abandonado o átomo.
Quando um elétron se separa de um átomo e fica livre, produz uma falta de carga negativa que denomina-se “lacuna”. Esta lacuna constitui um portador de carga igual ao do elétron livre, e ambos contribuem para que o semicondutor possa conduzir eletricamente.
O mecanismo de condução se explica recordando que uma lacuna pode ser facilmente ocupada por elétrons de valência pertencentes a um átomo próximo. Quando isto ocorre, o elétron que preenche a lacuna deixa vazio o lugar que antes ocupava. O deslocamento das lacunas, que é oposto ao dos elétrons, poderá ser representado como de uma carga positiva.
Portanto, a corrente elétrica que circula por um semicondutor é igual a quantidade de cargas elétricas positivas (lacunas) e negativas (elétrons) que se deslocam na unidade de tempo.
Na fig. B01.2 representa o que acabamos de falar.
Fig. B01.2
Os semicondutores dopados
Já que a condutividade de um semicondutor puro é muito baixa em relação a temperatura do ambiente, para aumentá-la de modo significativo, introduzir algumas impurezas no retículo cristalino. Estas podem ser de dois tipos.
No primeiro caso, são constituídas por átomos que possam liberar facilmente um elétron da banda de valência.
O semicondutor é do tipo N (negativo) porque possui átomos “doadores de cargas negativas”.
Estas impurezas formam parte do grupo V da tabela periódica , por exemplo o Fósforo (P), Arsênio (As) ou o Antimônio (Sb).
A banda de valência das impurezas está “saturada” de elétrons, e seu quinto elétron é excedente (fig. B01.3).
O segundo tipo de impurezas está constituído por átomos que podem capturar elétrons de sua banda de valência.
Neste caso, o semicondutor é denominado do tipo P (positivo) porque possui átomos receptores de cargas negativas. Os átomos doadores formam parte do grupo III da tabela periódica (com 3 elétrons na banda de valência), por exemplo, o Boro (B), o Gálio (Ga) ou o Alumínio(Al).
Neste caso, a banda de valência da impureza não é completa, pois falta um elétron. Agora, o átomo é receptor de um elétron, pois é necessário para tornar-se estável (fig. B01.4).
Pode-se observar que ambos os tipos de semicondutores dopados são do ponto de vista elétrico, neutros.
Fig. B01.3
Fig. B01.4
Se a agitação térmica é capaz de liberar a carga excedente da impureza, o átomo se ionizará compensando globalmente a perda elétrica da carga.
Portadores de cargas majoritárias e minoritárias
Se a um semicondutor dopado, aplica-se uma f.e.m., a corrente que por ele circula será constituída pelas cargas livres fornecidas pelas impurezas.
No primeiro caso, as cargas são extraídas dos átomos que constituem o pico, e o seu número é maior que o das cargas fornecidas pelas impurezas, portanto denominam-se portadores de cargas majoritárias.
No segundo caso, as cargas procedem das impurezas presentes no semicondutor e são chamadas de portadores de cargas minoritárias.
B01.2 Questionário 
Q1. A condutividade de um semicondutor puro é atribuída:
 1 aos elétrons.
 2 as lacunas.
 3 aos íons positivos da zona N e aos elétrons.
 4 aos elétrons e as lacunas.
 5 aos íons positivos da zona P e as lacunas.
Q2. Um semicondutor puro é bom condutor quando a temperatura:
 1 é muito alta.
 2 é muito baixa.
 3 tem um valor zero absoluto.
 4 está entre 0 e 25 K.
 5 Nenhum dos casos anteriores.
Q3. Que impurezas precisa acrescentar num condutor puro, para obter um dopado de tipo P? 
 1 As do grupo V da tabela periódica dos elementos.
 2 As do grupo I I I da tabela periódica dos elementos.
 3 Só Antimônio.
 4 Só Gálio.
 5 Boro na proporção de 25% e Arsênico na proporção de 75%.
Q4.Que impurezas precisa acrescentar num semicondutor puro para obter um dopado do tipo N?
 1 As do grupo I I I da tabela periódica dos elementos.
 2 Só Fósforo.
 3 Só Boro.
 4 Alumínio e Antimônio na proporção do 50%.
 5 As do grupo V da tabela periódica dos elementos.
Q5. A condutividade de um semicondutor dopado é maior que a de um semicondutor puro? 
 1 Não.
 2 Sim, mas só a temperatura de 0 (K.
 3 Sim, mas só se o material estiver dopado com impurezas do tipo N.
 4 Sim.
 5 Nenhum dos casos anteriores.�
LIÇÃO B02
JUNÇÃO P-N
Objetivos:
Generalidades da junção P-N.
Material disponível
Unidade básica para sistemas IPES (fonte de alimentação mod. PSU/EV com suporte para módulos mod. MU/EV e Unidade de Controle Individual mod. SIS1/SIS2/SIS3).
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B02.1 Noções Teóricas
Corrente de difusão, corrente de campo e barreira de potencial
Supondo realizar-se uma junção conectando duas placas de semicondutores dopados, uma de tipo P e outra de tipo N como se ilustra no esquema da fig. B02.1.
Fig. B02.1
Tendo a presença de átomos “ receptores” na zona P e de átomos “doadores” na zona N, devido as diferentes concentrações de carga na junção, os elétrons livres difundiram-se desde N até P, enquanto que de P até N poderá ocorrer um deslocamento de cargas positivas (lacunas).
Depois de atravessar a junção, as lacunas voltam a combinar com os elétrons da parte N, e o mesmo ocorre com os elétrons que penetram na parte P, que combinam com as lacunas. Deste modo, os portadores livres adjacentes na junção desaparecem por causa do processo de recombinação, pois ao redor da junção cria-se uma zona vazia de portadores de carga.
Nesta zona, denominada transição ou carga espacial, ficam os íons dos átomos receptores e doadores (ver a fig. B02.2).
Esta carga espacial, positiva na região N e negativa na P (como mostra a fig. B02.3), gera um campo elétrico que se opõe ao processo de difusão; este último fenômeno se reduzirá ao mínimo, uma vez que a barreira adquira uma certa consistência.
O potencial gerado (segundo as polaridades indicadas na fig. B02.3) impede a difusão dos espaços na zona P a zona N, e a dos elétrons da zona N a zona P, enquanto que favorece a passagem dos espaços desde a zona N até a zona P, e dos elétrons da zona P até a zona N.
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Fig. B02.2
Fig. B02.3
As cargas elétricas deste último tipo (portadores minoritários) geradas por efeito térmico, podem circular livremente através da junção, originando uma corrente elétrica denominada corrente de portadores minoritários ou corrente de campo.
Quando alcança o equilíbrio, e com o circuito aberto, as correntes de difusão e de campo são perfeitamente iguais, de modo que a corrente total resultante I seja nula.
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Junção P-N polarizada
A zona P de uma junção P-N denomina-se “anodo”, e a zona N “catodo”.
Se na junção aplica-se uma diferença de potencial sendo o catodo negativo em relação ao anodo (fig. B02.4), a barreira de potencial da mesma é reduzida, como foi visto anteriormente, comporta um aumento das correntes de difusão.
Fig. B02.4
Os elétrons livres da zona N são recusados pelo pólo negativo da bateria e enviados até a junção. Ao mesmo tempo, as lacunas da zona P se dirigem até a junção, devido ao campo gerado pelo pólo positivo da bateria. Obtém-se assim, uma corrente resultante que atravessa a junção em sentido direto (P-N) e cujo valor cresce ao aumentar a f.e.m. aplicada.
Invertendo a polaridade da tensão aplicada verifica-se um aumento da barreira de potencial com o resultado de que tanto as cargas positivas da zona P, como os elétrons da zona N se afastam da junção, enquanto que as correntes de difusão diminuem. A corrente que atravessa a junção é constituída só pelas correntes de campo.
Esta corrente tem um sentido negativo (N-P) e denomina-se “corrente de dispersão” ou “corrente inversa”. Não depende muito das forças eletromotrizes aplicadas e assume valores muito baixos. Seu valor máximo chega a alguns micro-ampéres no caso do Germânio, enquanto que no Silício não supera alguns nano-ampéres.
Efeito avalanche - efeito Zener
No parágrafo anterior foi visto que uma junção P-N inversamente polarizada não circulava apenas com uma corrente de dispersão fraca, e que dependia muito do valor da f.e.m. de alimentação.
Se a tensão que polariza inversamente a junção P-N assume valores muito elevados, verifica-se um aumento rápido da corrente inversa, com a tensão quase constante.
Este fenômeno pode obedecer a diferentes causas, como: o efeito avalanche, o efeito Zener, ou a combinação de ambos efeitos.
No caso do efeito “avalanche”, a aceleração que adquire os elétrons por causa do aumento da tensão aplicada alcança valores suficientes para que os átomos investidos pelos elétrons de alta velocidade ionizem-se, liberando assim, cargas negativas.
Nestas cargas, se for baixa a ação do campo elétrico, são capazes de ionizar outros átomos, originando uma reação em cadeia que provoca um rápido incremento da corrente.
No caso do efeito “Zener”, quando a tensão alcança certo valor, o campo elétrico faz com que alguns dos vínculos covalentes se rompam, criando um forte aumento das cargas minoritárias e, ao mesmo tempo, da corrente inversa.
A característica geral de uma junção P-N em função da tensão de polarização é similar a representada na fig. B02.5.
 
Fig. B02.5
B02.2 Questionário 
Q1. Para polarizar diretamente uma junção P-N é preciso:
 1 aplicar uma tensão positiva na zona P conectando a zona N com a massa.
 2 aplicar uma tensão negativa na zona N conectando a zona P com a massa.
 3 aplicar uma tensão positiva na zona N e negativa na zona P.
 4 aplicar uma tensão positiva entre a zona P e a zona N.
 5 Nenhuma das respostas anteriores.
Q2. Para polarizar inversamente uma junção P-N é preciso:
 1 aplicar uma tensão positiva entre a zona P e a zona N.
 2 aplicar uma tensão positiva na zona P conectando a zona N com a massa.
 3 aplicar uma tensão positiva entre a zona N e zona P.
 4 aplicar uma tensão negativa na zona N conectando a zona P com a massa.
 5 Nenhuma das respostas anteriores.
Q3. Qual é o efeito mais evidente numa junção P-N polarizada diretamente?
 1 A corrente é nula.
 2 A corrente aumenta de modo exponencial ao crescer a tensão.
 3 Verifica-se o efeito “Zener”.
 4 Verifica-se o efeito “Avalanche”.
 5 Nenhum dos casos anteriores.
Q4. Qual é o efeito mais evidente numa junção P-N polarizada inversamente?
 1 A corrente é nula.
 2 A corrente aumenta de modo exponencial.
 3 A junção começa a conduzir de modo sensível acima da tensão de entrada.
 4 A corrente adquiri valores muito baixos quando as tensões também são baixas, logo aumenta com uma tensão quase constante.
 5 Nenhum dos casos anteriores.
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LIÇÃO B03
CARACTERÍSTICAS DOS DIODOS
Objetivos:
Medida da resistência direta e inversa de um diodo.
Medida da corrente que circula num diodo em função da tensão aplicada.
Traçado da curva característica volt-amperimétrica.
Análise do retificador de uma meia onda.
Material disponível
Unidade básica para sistemas IPES ( fonte de alimentação mod. PSU/EV com suporte para módulos mod. MU/EV e Unidade de Controle Individual mod. SIS1/SIS2/SIS3)
Módulo de experimentação mod. MCM3/EV
Multímetro
Osciloscópio.
�
B03.1 Noções Teóricas 
Um diodo é um dispositivo de semicondutor que tem uma junção P-N. Sua curva de corrente/tensão é a ilustrada na fig. B03-1.
Neste gráfico os pontos característicos são:
na tensão de ruptura ( “breakdown”) Vz, é verificado o efeito “avalanche”. Em correspondência com esta tensão a corrente aumenta rapidamente e, não se limita convenientemente, pode chegar a danificar definitivamente o diodo;
na tensão de entrada Vs, o diodo começa a conduzir de modo notável. Quando a tensão de polarização direta supera este valor, a corrente cresce rapidamente.
Neste caso, a corrente poderá definir-se mediante a equação:
 q . V
I = Io . (en . K . T -1)
onde:
Io é a corrente inversa;
q é a carga doelétron, cujo valor é igual a 1,63x10-19 C;
V é a tensão de “anodo-catodo”;
n é uma constante que depende do tipo de semicondutor;
K é a constante de Boltzmann, cujo valor é igual a 1,38 x 10-23 J/K;
T é a temperatura do semicondutor em graus Kelvin. 
Fig. B03.1
É importante lembrar que a corrente que circula num diodo depende não só da tensão de alimentação, como também da temperatura. Esta dependência é válida para qualquer semicondutor e as magnitudes elétricas determinam-se a uma temperatura constante.
Outra característica peculiar dos diodos de semicondutor é sua resistência diferencial rd, dada pela relação existente entre uma pequena variação de tensão, e a correspondente variação de corrente, próxima do ponto de trabalho.
Na fig. B03.2 está representado o símbolo gráfico de um diodo.
Fig. B03.2
Já vimos que um diodo só conduz, se estiver polarizado diretamente, caso contrário não conduz. Se um diodo qualquer estiver alimentado com uma corrente alternada, percebe-se que a meia onda positiva provoca uma circulação de corrente no circuito, já que o componente negativo é bloqueado pelo diodo.
O circuito mais simples que utiliza um diodo como retificador está ilustrado na fig. B03.3.
Fig. B03.3
A corrente circula no circuito durante meio período (duração meia onda), e produz nos extremos da carga uma meia onda positiva de tensão. O valor médio Vm da tensão retificada é: Vm = VM / ( = 0,318 . VM
e seu valor eficaz é: Vef = VR V2 / 2 = V.V2
2
B03.2 Exercícios
MCM3 Desconectar todas as pontes
SIS1 Colocar todos os interruptores na posição “OFF”.
SIS2 Introduzir o código de lição: B03
N.B.: em alguns circuitos terá que medir tensões e correntes. Se você só dispõe de um multímetro, use-o segundo os exercícios ou as aplicações como voltímetro ou como amperímetro. Quando utilizar para medir tensões coloque em curto-circuito os bornes do circuito previsto para a conexão do amperímetro.
Medida da resistência direta e inversa de um diodo
Praticamente não existem normas necessárias para indicar o anodo ou o catodo dos diodos. Os diodos pequenos normalmente chegam estampados com uma banda que indica o anodo, enquanto que nos de média potência pode indicar o catodo. Nos de alta potência, o anodo é indicado com o símbolo “+”.
Preparar o multímetro como se fosse medir as resistências.
Medir as resistências direta e inversa (figs. B03.4 e B03.5) que apresentam os diodos D1 (de Silício) e D2 (de Germânio), e colocar os dados obtidos na tabela seguinte.
Q1. Quais diferenças ou semelhanças apresentam os diodos de Germânio e de Silício?
 SET
 A B
 1 5 A resistência direta e inversa de ambos é nula.
 2 3 A resistência direta do diodo de Silício é pequena, porém maior que a do diodo de Germânio; enquanto que as duas resistências inversas são elevadas.
 3 1 As resistências diretas são muito elevadas, enquanto que as inversas são muito baixas.
 4 2 A resistência direta do diodo D2 é muito alta, e a inversa muito baixa, o comportamento do diodo D1 é inverso.
 5 4 Nenhuma das respostas anteriores.
Medida da corrente que atravessa um diodo em função da tensão aplicada.
Conectar as pontes J2, J8, J9 e J5 para montar o circuito da fig. B03.6.
Aumentar progressivamente a tensão de alimentação, e medir a tensão nos extremos do diodo de Silício D1 em correspondência com os valores de corrente indicados na tabela ilustrada na página seguinte.
Desconectar as pontes J8 e J9, e conectar as pontes J10 e J11.
	
mA
	 
I 
 
	 .02
	 .05
	
.07
	
0.1
	
0.2
	
0.4
	
0.7
	
1
	
5
	10
	V
	V diodo Si 
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	V
	V diodo Ge
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
Fig. B03.6
Repetir as medidas anteriores com o diodo de Germânio D2, e colocar os dados na mesma tabela.
Desconectar todas as pontes da figura.
Conectar as pontes J1, J8, J9 e J6, e intercalar o amperímetro nos extremos de J7, para poder efetuar a medida, quando o diodo estiver polarizado inversamente.
Medir a corrente que circula no diodo de Silício D1 para cada um dos valores de tensão de alimentação indicados na tabela seguinte, e transportar para a mesma os dados obtidos.
	
V
	
V
	
5 
	
10
	
20
	
(A
 
	
I diodo Si 
I diodo Ge
	
	
	
 
Desconectar as pontes J8 e J9, conectando as pontes J10 e J11, e repetir as medidas com o diodo D2 de Germânio polarizado inversamente.
Q2. Como se comporta o diodo ao variar a tensão de alimentação?
 SET
 A B
1 2 Quando está polarizado diretamente a corrente é nula, enquanto que com polarização inversa a corrente mantém-se constante em 100 mA.
2 1 Quando está polarizado diretamente a corrente adquiri valores muito baixos, até que a tensão alcance o valor característico do diodo, logo, cresce de modo exponencial; quando está polarizado inversamente, o valor da corrente é tão pequeno que é difícil de medir.
3 4 A corrente é sempre nula, tanto com polarização direta como com polarização inversa.
4 5 Quando está polarizado diretamente a corrente mantém-se constante em 120 mA; enquanto que com polarização inversa a corrente é nula.
5 3 Nenhuma das respostas anteriores justifica o comportamento do diodo.
Traçado da curva característica volt-amperimétrica do diodo.
Com base nos resultados obtidos no parágrafo anterior, traçar as curvas de corrente-tensão para o diodo de Germânio e para o de Silício (fig. B03.7).
 As curvas obtidas poderão ser representadas mediante uma linha rompida, formada por um traço horizontal superposto ao eixo das tensões, e por um traço vertical levemente inclinado em relação ao eixo das correntes.
Fig. B03.7
O ponto em que a linha se rompe corresponde a tensão de entrada Vs do diodo, a partir da qual, este começa a conduzir de modo apreciável.
Q3. Quanto vale a tensão de entrada dos diodos D1 e D2?
 SET
 A B
 1 5 0 V tanto para D1 como para D2.
 2 3 5 V para D2 e 7 V para D1.
 3 2 0,2 - 0,3 V para D2 e 0,5 - 0,7 V para D1.
 4 1 0,5 - 0,7 V para D2 e 0,2 - 0,3 V para D1.
 5 4 3 V para D2 e 0 V para D1.
Verificação das curvas características do diodo no osciloscópio
Desconectar todas as pontes da figura, conectadas anteriormente.
Conectar as pontes J3, J7, J8, J9 e J4 para montar o circuito da fig. B03.8.
Fig. B03.8
Conectar o borne de massa do osciloscópio com o catodo de D1, empregar o canal 1 para visualizar a tensão nos extremos do diodo, e o canal 2 para visualizar a tensão nos extremos de R1.
Inverter o canal 1 do osciloscópio e selecionar o modo de visualização XY.
Já que a tensão VR1 é proporcional, a corrente que circula pelo diodo poderá deste modo, observar diretamente a curva característica do mesmo.
Medir a tensão de entrada e calcular a pendente da curva no caso de condução direta.
Desconectar as pontes J8 e J9, e conectar as pontes J10 e J11; repetir as medidas anteriores no diodo de Germânio D2. 
As formas de onda visualizadas nos casos anteriores deveriam ser iguais as representadas na fig. B03.9.
Fig. B03.9
Verificar se os valores das tensões de entrada medidos com osciloscópio aproximam-se aos obtidos graficamente no parágrafo anterior.
�
Análise do retificador de uma meia onda
Conectar as pontes J14, J24, J31, J27 e J20, e intercalar o amperímetro; obtendo-se o circuito da fig. B03.10.
Fig. B03.10
Regular RV2 até obter o valor mínimo da corrente no circuito.
Conectar o osciloscópio de modo que possam visualizar o sinal de entrada e a tensão dos extremos da carga(formada por R4 e RV2 em série).
Comparar as duas formas de onda, e verificar em que momento o diodo conduz.
Q4. Os dois sinais vistos apresentam diferenças. Quais são?
 SET
 A B
 1 5 A amplitude da tensão de entrada em relação a do sinal de carga é o dobro.
 2 1 A freqüência da tensão de entrada em relação a do sinal de carga é o dobro.
 3 4 O sinal de entrada está defasado 60(, em relação ao da carga.
 4 3 Os dois sinais estão em fase, mas na carga falta a meia onda negativa, enquanto que a amplitude do sinal de entrada é maior, durante a meia onda positiva. 
 5 2 Nenhuma das respostas anteriores.
Lembrando que quando um diodo real estiver polarizado diretamente opõe uma certa resistência na condução.
SIS1 Colocar o interruptor S23 na posição “ON”
SIS2 Pressione “INS”.
Q5. O que podemos deduzir das variações indicadas pelos instrumentos?
 SET
 A B
 1 6 Que a resistência de carga aumentou.
 2 3 Que foi conectado outro diodo em série.
 3 1 Que foi aberto o circuito.
 4 5 Que a alimentação foi duplicada.
 5 4 Que a resistência de carga diminuiu.
 6 2 Que foi conectado um capacitor em série com a carga.
B03.3 Questionário 
Q6. Qual é o símbolo gráfico do diodo?
Q7. A característica de tensão-corrente de um diodo depende da temperatura e do tipo de semicondutor?
 1 Não, depende somente da temperatura.
 2 Não, depende somente do tipo de semicondutor.
 3 Sim.
 4 Não, não depende de nenhum dos fatos indicados.
LIÇÃO B04
RETIFICADORES DE ONDA COMPLETA
Objetivos:
Análise do retificador de onda completa
Análise do retificador da ponte de Graetz.
Material disponível
Unidade básica para sistemas IPES (fonte de alimentação mod. PSU/EV com suporte para módulos mod. MU/EV e Unidade de Controle Individual mod. SIS1/SIS2/SIS3).
Módulo de experimentação mod. MCM3/EV
Multímetro
Osciloscópio.
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B04.1 Noções Teóricas
O retificador de meia onda descrito na lição anterior apresenta valores médios e eficazes de tensão retificada demasiado baixos; isto constitui um inconveniente, sobretudo, se a carga requer uma potência elevada.
Para resolver este problema, em lugar do simples retificador, se adotam soluções de circuito que permitem aumentar o valor médio e eficaz da tensão retificada.
Assim, se recorre a um circuito com dois diodos retificados com que é possível utilizar ambas meia ondas (fig. B04.1).
 
Fig. B04.1
A diferença do retificador com um só diodo (onde pode aplicar diretamente a tensão alternada para retificar), o retificador de duplo diodo supõe que nos anodos tenham duas tensões iguais defasadas 180( uma da outra. Esta alimentação se realiza mediante as fontes alternadas sincronizadas, ou então, mediante um transformador cujo secundário de tomada central está conectado ao borne de massa do circuito.
Para um retificador de onda completa, o valor médio Vm da tensão retificada é o seguinte:
Vm = 2 VM/( = 0,636 . VM
e seu valor eficaz é:
Vef = VM/(2 = 0,707 . VM
Outro circuito que permite retificar as meia ondas de uma fonte de alimentação alternada é a ponte de Graetz, cujo esquema está representado nas figs. B04.2 e B04.3.
Fig. B04.2
Fig. B04.3
A ponte de Graetz utiliza 4 diodos, em lugar de dois, como no caso anterior.
Durante a meia onda positiva, os diodos D1 e D3 conduzem; enquanto que durante a negativa, são os diodos D2 e D4 os que conduzem.
Podemos observar que a corrente que circula na carga R tem sempre o mesmo sentido, devido a meia onda negativa estar retificada.
�
B04.2 Exercícios
MCM3 Desconectar todas as pontes 
SIS1 Colocar todos os interruptores na posição “OFF”
SIS2 Introduzir o código de lição: B04
N.B.: em alguns circuitos terá que medir tensões e correntes. Se você só dispõe de um multímetro, use-o, segundo os exercícios ou as aplicações, como voltímetro ou como amperímetro. Quando utilizar para medir tensões coloque em curto-circuito os bornes do circuito previsto para a conexão do amperímetro.
Análise do retificador de onda completa
Conectar as pontes J14, J18, J24, J31 e J27, intercalar o amperímetro para montar o circuito da fig. B04.4.
Fig. B04.4
Conectar o borne de massa do osciloscópio com o ponto comum das tensões alternadas de entrada (por exemplo com o anodo do diodo D5). Conectar as sondas para visualizar as tensões presentes nos extremos da carga (formada por R4 e RV2 em série), e no anodo e o catodo dos diodos D3 e D7.
Com RV2 regular a carga até obter o valor máximo da corrente que circula no circuito.
Desconectar a ponte J14 e examinar as formas de onda no anodo e o catodo de D3 e D7.
�
Q1. O que podemos deduzir das medidas efetuadas?
 SET
 A B
 1 3 Que a tensão do catodo de D3 é sempre nula, a do diodo D7 não há meia onda positiva, e a da carga não há meia onda negativa.
 2 1 Que na tensão do catodo de D3 não há meia onda positiva, e a do diodo D7 não há meia onda negativa, pois a tensão de carga é nula. 
 3 4 Que na tensão do anodo de D3 não há meia onda negativa, a tensão de D7 é igual a zero, e na carga não há meia onda positiva.
 4 5 Que os diodos D3 e D7 retificam as meia ondas do símbolo oposto na tensão de entrada. A tensão da carga está formada por meia onda positiva.
 5 3 Nenhuma das respostas anteriores são corretas. 
 
Colocar o amperímetro como para efetuar medidas de corrente contínua; desconectar a ponte J18 e medir a corrente. 
Voltar a conectar a ponte J18 e medir novamente a corrente.
Q2. Comparando os dois valores de corrente obtidos verificamos que:
 SET
 A B
 1 4 os resultados são perfeitamente idênticos nos dois casos.
 2 3 no primeiro caso, a corrente é três vezes maior.
 3 2 no segundo caso, a corrente é o dobro.
 4 5 no primeiro caso, a corrente é (2 vezes maior.
 5 1 no segundo caso, a corrente foi reduzida pela metade.
Análise do retificador da ponte de Graetz
Conectar as pontes J14, J16, J24, J31, J17 e J15, e intercalar o amperímetro para montar o circuito da fig. B04.5.
Fig. B04.5
�
Regular a carga até obter o valor máximo da corrente no circuito.
Conectar o borne de massa do osciloscópio com o catodo de D4 (ponto COM da figura) e as sondas com o anodo de D4, e com os extremos da carga (formada por R4 e RV2 em série).
Calcular o valor máximo da tensão presente nos extremos do diodo D4. Esta é a tensão inversa aplicada no diodo.
Observar a evolução da tensão na carga, depois de:
1 - ter desconectado simultaneamente as pontes J14, J15 e J16;
2 - ter desconectado simultaneamente as pontes J16 e J14;
3 - ter desconectado as pontes J15 e J16;
4 - ter desconectado as pontes J14 e J17.
 
Q3. Com base nos testes efetuados, podemos entender como funciona a ponte de Graetz. Quais das seguintes afirmações é correta?
 SET
 A B
 1 2 Durante o funcionamento conduzem alternadamente os diodos D3 e D6, enquanto que os diodos D2 e D4 protegem a carga das sobretensões.
 2 1 Durante o funcionamento há sempre um par de diodos (situados nos lados opostos da ponte) que conduz.
 3 4 A evolução do sinal da carga é em formas de pulsos, mas só está constituída pelas meias ondas negativas do sinal de entrada, porque os diodos D3, D5 e D6 conduzem.
 4 5 Os quatro diodos da ponte conduzem simultaneamente, e a tensão de saída é perfeitamente contínua.
 5 3 Nenhuma dasrespostas anteriores são corretas.
Na ponte de Graetz a tensão dos extremos da carga é de pulsos. As meias ondas de tensão são iguais as de alimentação, menos os valores de entrada dos dois diodos.
No entanto, esta diferença não será fácil de verificar no osciloscópio, já que a tensão de alimentação é mais elevada que a queda de tensão dos diodos.
Conectar as pontes para obter novamente o circuito da fig. B04.5.
SIS1 Colocar o interruptor S8 na posição “ON”
SIS2 Pressione “INS”
 
Q4. O circuito anterior foi modificado. Examinar as formas de ondas presentes na carga e verificar que variável foi fornecida.
 SET
 A B
 1 5 Foi conectado um capacitor de 1 (F em paralelo a carga.
 2 4 Foi conectado uma indutância L de 1 mH em série com a carga.
 3 1 Foi colocado em curto-circuito o diodo D3.
 4 2 Foi aberto o circuito em correspondência com o diodo D5.
 5 3 Nenhuma das respostas anteriores são corretas.
 Questionário Recapitulativo
Q5. O valor eficaz da tensão nos extremos da carga no caso de um retificador de onda completa é:
 1 igual ao que se tem com um retificador de meia onda.
 2 o dobro.
 3 a metade.
 4 (2 vezes maior.
 5 1/(2 vezes menor.
Q6. Um retificador de onda completa está alimentado com uma tensão de 24 Vef. Quanto vale a corrente média que circula por uma resistência de 1,2 k( conectada na saída deste retificador?
 1 20 mA
 2 10 mA
 3 9 mA
 4 18 mA
 5 50 mA
Q7. Qual das seguintes configurações representa uma ponte de Graetz?
Q8. Quanto vale a tensão inversa de um diodo conectado em uma ponte de Graetz?
 
 SET
 A B
 1 2 V alimentação.
 2 1 ½ V alimentação.
 3 4 2.V alimentação. 
 4 5 (2.V alimentação. 
 5 3 (1/(2). V alimentação.
LIÇÃO B05
FILTROS DE NIVELAÇÃO
Objetivos:
Observação no osciloscópio das tensões filtradas por meio dos circuitos C, LC e CLC.
Medida do valor pico a pico de ondulação.
Medida da tensão média retificada.
Cálculo de ondulação.
Material disponível
Unidade básica para sistemas IPES (fonte de alimentação mod. PSU/EV com suporte para módulos mod. MU/EV e Unidade de Controle Individual mod. SIS1/SIS2/SIS3).
Módulo de experimentação mod. MCM3/EV.
Osciloscópio.
Multímetro.
�
B05.1 Noções Teóricas
Nos capítulos anteriores, foi visto que era possível retificar um sinal alternado. No entanto para obter um sinal contínuo a partir do sinal retificado é necessário reduzir a variação de tensão em torno do valor médio. A flutuação do sinal alternado é indicada através do “fator de ondulação” ou Ripple” (r), dado pela seguinte relação:
r = Valor eficaz de ondulação
 
Valor médio na carga
No caso de um sinal sem filtrar, o fator de ondulação de meia onda vale: (((/2)2 -1 (ou seja, 121%) e o de onda completa: ([(/(2 . (2)]2 -1 (ou seja, 48%). Para reduzir a ondulação é necessário nivelar a tensão através dos filtros.
Filtro capacitivo
Se obtém conectando um capacitor em paralelo com a carga, como mostra a fig. B05.1. As curvas da tensão nivelada e da corrente do capacitor são semelhantes as que aparecem nas figs. B05.2 e B05.3.
Quando o diodo conduz, o capacitor se carrega até a tensão retificada alcançar seu valor máximo. Logo, a tensão fornecida ao diodo diminui até nos valores inferiores aos da tensão do catodo (ou seja, quando o capacitor se carrega ao máximo).
Enquanto o diodo está desativado, o capacitor atua como se fosse um gerador, e mediante a corrente de descarga (zona 2 da fig. B05.3), fornece energia para carga.
O capacitor se descarrega durante o tempo (t2-t1), se a capacitância e a resistência for baixa, ele faz mais depressa. A tensão presente nos extremos do anodo (que segue a de alimentação), supera a queda nos extremos do capacitor, este último volta a carregar-se (intervalo t3-t2), requerendo do diodo um pulso de corrente, quanto mais elevado, maior a sua capacitância. Durante o período de tempo (t3-t2) o capacitor deve compensar a quantidade de carga perdida durante o intervalo (t2-t1). Desta observação obtém-se a fórmula da corrente máxima que circula no diodo; portanto: 
IM = Im . 2 ( . ( (f . R . C)
com IM: corrente máxima
 Im: corrente média do diodo
 f: freqüência do sinal retificado.
Esta fórmula é muito importante para dimensionar corretamente diodos retificadores.
Para determinar as diferentes magnitudes que caracterizam o circuito, é necessário obter outros dados, que para o retificador de onda completa seriam:
�
a tensão de saída
Vm = VM - IM /(2. f . C)
com Vm: tensão média de saída;
 VM: tensão máxima de onda retificada;
a resistência de saída, que permite definir a queda de tensão provocada pela carga
Ro = 1/(2 . f . C);
o fator de ondulação r = 1/(4 . f . R . C)
Podemos deduzir destas fórmulas que um bom fator de ondulação comporta valores de carga, e de capacitância elevada.
Por estas razões a filtragem capacitiva é empregada com as fontes de alimentação de pouca potência.
Filtro indutivo 
Se realiza conectando uma indutância de filtração em série com a carga (fig. B05..4).
A indutância se opõe às variações de corrente impostas pelo diodo, e faz com que uma corrente I circule com atraso em relação a tensão. A evolução das respectivas formas de onda deste circuito estão representadas na fig. B05.5.
A conexão de semelhante circuito na saída de um retificador de onda completa reduz notavelmente a ondulação de corrente. Neste caso, sua evolução será como a representada na figura B05.6.
Fig. B05.4
�
Filtro L-C
Este tipo de circuito filtrador também denominado “L”, é o método mais usado para nivelar tensões retificadas (fig. B05.7).
Fig. B05.7
Com ele é possível realizar uma primeira filtragem (da corrente) por meio da indutância, e uma segunda filtragem (da tensão) por meio do capacitor. Quanto maior a reatância da bobina em relação ao circuito paralelo R-C, e sempre que a reatância de C for menor que a carga R, melhor será a nivelação.
Filtros C-L-C e C-R-C
O problema da filtragem em “L” está na necessidade de dispor de uma tensão alternada cujo valor de pico é superior a tensão média requerida pela carga.
Uma solução para melhorar esta classe de filtros consiste em conectar na entrada, um capacitor em paralelo (fig. B05.8) que permita alimentar o circuito com uma tensão já estabilizada de valor médio muito próximo ao da tensão máxima de alimentação.
As vantagens deste filtro denominado também em “(“, é o aumento da tensão contínua e a melhor ondulação.
Mas há também dois inconvenientes: a filtragem, capacitiva provoca a formação de picos na corrente dos diodos, e a tensão contínua que depende da carga.
No caso em que o filtro indutivo não é necessário (pequeno valor da corrente de carga), no filtro em “(“ poderá substituir a bobina por uma resistência.
Fig. B05.8
Fórmulas para a retificação de onda completa
	
Filtro
	
Hipótese
	
Tensão
Contínua de saída
	
Resistência de saída
	
Fator
de ondulação
	
C 
	 
/
	
VM - 1/4 fC
 
	
1/4 fC
	
1 / 4((3 fRC)
	
L 
	
2wL (( R
	
2/( VM - RiI
	
Ri
	
(2 / 3( (1+(2wL/R)2)
	
LC
	
2wL>>1/2wC 
R > 1/2wC
	
2/( VM - RiI
	
Ri
	
1/6( (2w2LC)
	
CLC
	
2wL>>1/2wC2 
R >1/2wC2
	
VM _I_ RiI
 4Fcl
	
Ri + 1/4fCl
	
1/((2wRCl4w2LC2)
	
CRC
	
/
	
VM _I__RfI
 4fCl
	
Rf+ 1/(4fCl)
	
1/((2wRCl2wRfC2)
�
B05.2 ExercíciosMCM3 Desconectar todas as pontes
SIS1 Colocar todos os interruptores na posição “OFF”
SIS2 Introduzir o código de lição: B05
Circuitos com filtros C, L-C e C-L-C, com retificador de meia onda
Conectar as pontes J14, J24, J29, J27 e J20, e intercalar o amperímetro (para medidas de correntes contínuas); obtendo-se o circuito da fig. B05.9.
Conectar o osciloscópio de modo que no canal 1 possa visualizar a tensão de alimentação, e no canal 2, a tensão dos extremos da carga (resistência R2).
Observar no osciloscópio a tensão da carga, e medir a corrente que circula no circuito.
Conectar a ponte J23 para montar um circuito capacitivo com o capacitor C3.
Medir a corrente que circula no circuito; observar e medir o valor pico a pico da ondulação presente na carga.
Desconectar a ponte J29, e conectar a J30 para aumentar a resistência da carga.
�
Q1. Aumentando a resistência da carga, notam-se diferenças na tensão de saída. Quais são?
 SET
 A B
 1 3 A ondulação do sinal de saída diminui.
 2 1 A ondulação não muda, mas a amplitude total do sinal de saída aumenta.
 3 5 A ondulação e a amplitude do sinal de saída são constantes.
 4 2 A ondulação do sinal de saída aumenta enquanto que sua amplitude é constante.
 5 4 Nenhuma das respostas anteriores são corretas.
O que acabamos de observar é justificado pela ondulação que é inversamente proporcional ao valor da resistência de carga.
Voltar a conectar o circuito como estava antes: para isto, desconectar J30 e conectar J29; também desconectar J23 e conectar J25 para aumentar a capacitância do filtro.
Medir a corrente do circuito; observar e medir o valor pico a pico da ondulação presente na carga.
Q2. A configuração do circuito que se acaba de realizar é igual a do filtro anterior, mas a evolução do sinal de saída não é a mesma. Que variações se observam?
 
 SET
 A B
 1 2 A tensão de saída aumenta e a ondulação diminui.
 2 3 A tensão de saída diminui.
 3 5 A ondulação do sinal aumenta.
 4 1 Não há variações notáveis.
 5 4 A amplitude e a ondulação aumentam.
SIS1 Colocar o interruptor S24 na posição “ON”
SIS2 Pressione “INS”
Q3. Analisar os sinais do circuito. Que variações se observa no mesmo?
 SET
 A B
 1 6 A resistência de carga aumentou.
 2 3 O sinal de entrada do filtro diminuiu.
 3 5 Não há variações.
 4 1 A capacitância do filtro diminuiu.
 5 2 A resistência de carga diminuiu.
 6 4 Nenhuma das respostas anteriores.
Desconectar a ponte J24 de modo que possa conectar a indutância L1, obtendo-se um filtro do tipo L-C (fig. B05.10).
Medir a corrente que circula; observar e medir o valor pico a pico da ondulação presente na carga.
Conectar a ponte J23 de modo que na entrada do filtro possa encaixar o capacitor C3 (100 (F), obtendo-se agora, um filtro do tipo C-L-C.
Medir a corrente que circula no circuito; observar e medir o valor pico a pico da ondulação presente na carga.
O agregado do capacitor C3 permite alimentar o filtro L-C com uma tensão bastante estável e de valor médio, próximo ao valor máximo da tensão de alimentação. Comparando as correntes medidas nas diversas configurações, é possível notar que a corrente contínua que circula pela carga aumenta ao crescer a tensão contínua disponível na saída do filtro, e ao diminuir o fator de ondulação.
Circuito com filtros C, L-C e C-L-C, com retificador de onda completa
Conectar as pontes J14, J16, J24, J29, J27, J17 e J15, e intercalar o amperímetro para montar o circuito da fig. B05.11 (retificador da ponte de Graetz).
Depois de efetuadas todas as trocas no circuito, observar a corrente contínua absorvida, a tensão de ondulação e a tensão contínua nos extremos da carga.
Conectar a ponte J21 para montar um filtro capacitivo com C1.
Conectar J23 para aumentar a capacitância do filtro (C1//C3).
Desconectar J21 e J23 e conectar J25 com a capacitância do filtro dada por C5.
Desconectar J24 para formar um filtro L-C como o ilustrado na fig. B05.12.
Conectar J23 para montar um filtro C-L-C.
Q4. Qual dos circuitos examinados fornece a corrente máxima com a mínima ondulação?
 SET
 A B
 1 3 O que tem conectado C1.
 2 5 O que tem conectado C1//C3.
 3 4 O que tem conectado C5.
 4 2 O que tem conectado L-C5.
 5 1 O que tem conectado C3-L-C5.
Fig. B05.12
B05.3 Questionário Recapitulativo
Q5. Uma indutância conectada em série com uma carga permite:
 SET
 A B
 1 2 nivelar a freqüência da tensão retificada.
 2 5 aumentar a carga.
 3 4 nivelar a tensão da carga.
 4 1 aumentar o fator de ondulação.
 5 3 Nenhuma das respostas anteriores.
Q6. Um capacitor conectado em paralelo com uma carga permite:
 SET
 A B
 1 3 nivelar a tensão da carga.
 2 1 aumentar a freqüência de saída.
 3 5 anular a corrente da carga.
 4 2 aumentar o fator de ondulação.
 5 4 colocar a carga em curto-circuito.
Q7. O fator de ondulação de um filtro C-L-C depende:
 SET
 A B
 1 5 somente da freqüência do sinal alternado.
 2 3 do valor do primeiro capacitor.
 3 4 do valor da indutância e da carga.
 4 2 somente do capacitor terminal.
 5 1 de todos os componentes do filtro e da freqüência da tensão de entrada.
�
LIÇÃO B06
DOBRADOR DE TENSÃO
Objetivos:
Observação do funcionamento do dobrador de tensão ao variar a carga e a capacitância.
Material disponível
Unidade básica para sistemas IPES (fonte de alimentação mod. PSU/EV com suporte para módulos mod. MU/EV e Unidade de Controle Individual mod. SIS1/SIS2/SIS3)
Módulo de experimentação mod. MCM3/EV
Osciloscópio
Multímetro.
�
B06.1 Noções Teóricas
Com os circuitos vistos nos capítulos anteriores era possível obter uma tensão contínua a partir de uma tensão alternada. No entanto, o valor máximo desta tensão contínua não superava o valor de pico do sinal alternado. Agora, mediante os circuitos ilustrados nas figs. B06.1 e B06.2 pode-se obter uma tensão contínua de uma tensão alternada, com um valor duplo em relação ao que se obtia com os circuitos anteriores.
 
Se observar a fig. B06.3, nota-se que durante o primeiro período (t0 - t1) da senóide o diodo D1 conduz, e o capacitor C1 se carrega até alcançar o valor máximo VM.
No segundo período (t1 - t2) nenhum diodo conduz, e a tensão mantém-se fixa no valor alcançado sem carga.
No instante t2 o diodo D2 começa a conduzir: a corrente flui através do capacitor C2, o qual se carrega até o valor máximo 2 . VM.
No instante t3 o diodo D2 se bloqueia. A partir daí nenhum diodo conduz, e a tensão dos bornes de saída é a soma das duas tensões dos capacitores, ou seja, igual a 2 . VM .
Na presença de uma carga, durante os intervalos (t1 - t2) e (t3 - t4) os capacitores se descarregam e criam uma ondulação que aumenta com a corrente da carga (diminuindo sua resistência).
 
Fig. B06.3
B06.2 Exercícios
MCM3 Desconectar todas as pontes
SIS1 Colocar todos os interruptores na posição “OFF”
SIS2 Introduzir o código de lição: B06
Montar o circuito da fig. B06.4 conectando as pontes J14, J23, J20, J26, J24, J28, J31 e J15.
Fig. B06.4
Conectar o osciloscópio como se indica na figura.
Verificar qual tensão presente nos extremos da carga é aproximadamente o dobro do valor máximo da tensão de alimentação.
Variar a carga regulando RV2 e verificar se a ondulação da tensão de saída aumenta ao diminuir a resistência conectada.Q1. O que ocorre se os capacitores tem uma capacitância inferior?
 SET
 A B
 1 6 A ondulação diminui.
 2 2 A tensão se anula.
 3 4 A ondulação aumenta e a tensão diminui.
 4 3 A corrente de carga é o dobro.
 5 1 A tensão de carga é reduzida pela metade.
 6 2 Nenhuma das respostas anteriores.
Desconectar as pontes J23 e J26, e conectar J21 e J22 para poder substituir C3 e C4 por C1 e C2 respectivamente. Variar a resistência de carga mediante RV2 e observar a variação da tensão de saída.
Os resultados obtidos indicam que a sensibilidade de um dobrador de tensão na carga depende da capacitância de seus capacitores.
Desconectar a ponte J31.
No canal 2 do osciloscópio é importante observar a tensão presente nos extremos do diodo D4. Examinar seus particulares quando não houver carga.
SIS1 Colocar o interruptor S23 na posição “ON”
SIS2 Pressione “INS”
�
Q2. Que modificação foi feita, na análise das tensões do circuito.
 SET
 A B
 1 5 Foi conectado um capacitor de 100 (F como carga.
 2 4 Foi conectado uma carga de 1 M ( .
 3 1 Foi conectado uma carga de 1( .
 4 2 Foi invertido o diodo D4.
 5 6 Foi colocado em curto-circuito o capacitor C2.
 6 3 Foi conectado uma carga de 1,5 K(. 
Conectar J31.
Regular a carga com RV2 de modo que se obtenha o valor máximo.
Diminuir a resistência da carga, e visualizar no canal 2 do osciloscópio o sinal de tensão presente nos extremos de D4. 
Q3. Como se comporta este sinal quando diminui a resistência da carga?
 SET
 A B
 1 2 Se desloca para baixo.
 2 5 É constante.
 3 4 Sua freqüência aumenta.
 4 1 Se desloca para cima.
 5 3 Se anula.
�
B06.3 Questionário Recapitulativo
Q4. Num dobrador de tensão, a ondulação depende somente da capacitância dos capacitores?
 SET
 A B
 1 3 Sim.
 2 1 Depende também do valor da carga.
 3 5 Não, tem sempre um valor constante.
 4 2 Depende da tensão de entrada dos diodos.
 5 4 Depende do valor máximo da tensão de alimentação.
Q5. A tensão inversa dos extremos dos diodos é:
 SET
 A B 
 1 5 igual ao valor máximo da tensão de alimentação.
 2 3 igual ao dobro do valor máximo da tensão de alimentação.
 3 1 igual ao valor médio da tensão de alimentação.
 4 2 se anula.
 5 4 igual ao dobro da tensão de ondulação.
Q6. Qual é o valor da tensão de saída de um dobrador de tensão, alimentado com 15 Vef? 
 SET
 A B
 1 2 42,4 V
 2 1 30 V
 3 4 21,2 V
 4 5 10,6 V
 5 3 15 V
�
LIÇÃO B07
CIRCUITOS LIMITADORES E FIXADORES
Objetivos:
Ensaio em vácuo e com carga em circuitos limitadores.
Utilização de um circuito fixador de limite superior.
Utilização de um circuito de limite inferior.
Estudo do comportamento de um circuito fixador em função da capacitância e da resistência de carga.
Material disponível
Unidade básica para sistemas IPES (fonte de alimentação mod. PSU/EV com suporte para módulos mod. MU/EV e Unidade de Controle Individual mod. SIS1/SIS2/SIS3)
Módulo de experimentação mod. MCM3/EV
Osciloscópio
Gerador de funções. 
Multímetro.
�
B07.1 Noções Teóricas
Circuitos limitadores ( Clamping / Cliping )
Denominam-se ”limitadores” aqueles circuitos cuja tensão de saída não supera um certo valor positivo ou negativo fixado anteriormente, chamado “limite”.
O limite é superior se a tensão de saída não for maior que o mesmo, e inferior se esta tensão não for menor.
Na fig. B07.1 representa um circuito limitador que permite ter um limite variável de maneira contínua.
Fig. B07.1
Supondo que a resistência de carga seja infinita e que a resistência interna do diodo seja nula com polarização direta e infinita com polarização inversa, o comportamento do limitador será o seguinte:
nos instantes (Vs=0,6) em que a tensão VG é positiva, o diodo conduzirá se (VG - Vo) for superior a tensão direta do diodo Vs. A tensão presente em seus extremos mantém-se constante e igual a tensão de entrada até que (VG - Vo) seja inferior a Vs.
Durante todo este tempo a tensão da carga R mantém-se com um valor (Vo + Vs);
quando (VG - Vo) é inferior a Vs, o diodo não conduz, não há queda de tensão em R, portanto toda a tensão VG aparece nos extremos da carga; 
este circuito apresenta um limite superior. Para obter um limite inferior, basta inverter as polaridades do diodo;
o circuito que fornece a tensão limite Vo que é composta por um trimmer e por duas fontes de alimentação de corrente contínua, que permitem variar Vo desde valores positivos até valores negativos;
nos intervalos de condução do diodo, a tensão de saída não coincide com (Vo+ Vs), sendo que é superada levemente devido a resistência equivalente da tensão; pois a limitação é feita de maneira imperfeita, como pode-se observar na fig. B07.2 (a qual, para maiores esclarecimentos foi ampliado o erro);
Fig. B07.2
 
o erro ( que se observa na ponta da curva pode-se calcular representando o diodo segundo seu circuito equivalente, ilustrado na fig. B07.3. A corrente deste circuito vale:
I = Vg - Vo - Vs = ___V____
 R + Req 	 R + Req
onde V expressa a cada instante, a diferença entre o sinal de entrada e o nível (Vo + Vs) de limitação (linha de traços da figura B07.2). A queda de tensão provocada por I em Req, que constitui o erro (:
E = Req . I = V __ Req___
 R + Req 
para obter um erro ( desprezível em relação a tensão de limite, deverá eleger um valor R maior, comparado com Req. Já que o valor desta última está entre um e dez ohms aproximadamente, será eleita uma resistência R superior a 1 K(;
Fig. B07.3
�
no caso de uma carga RL, a queda de tensão nos extremos de R diminui a tensão de saída. O diodo conduz quando:
 Vg ( (Rl + R ) . (Vo + Vs)
 		 R
	Vg ( R ) > ( Vo + Vs)
	 Rl+R
o sinal presente nos extremos da carga quando o diodo está bloqueado vale:
 VRL = _____RL_____VG;
 R + RL
portanto, quanto menor a resistência da carga, mais atenuado será o sinal de saída.
 
Circuitos fixadores
Em muitas aplicações eletrônicas o valor médio dos sinais é nulo e os componentes contínuos que se sobrepõem a elas não são determinantes. Em outras aplicações, os sinais tem um componente contínuo (valor médio), que por si, representa uma informação (este é o caso, por exemplo, dos sinais de televisão). Quando o valor médio de um sinal é diferente de zero (fig. B07.4 a), e este passa de um circuito a outro através de um acoplamento capacitivo, perde inevitavelmente seu componente contínuo e este valor médio torna-se nulo (fig. B07.4 b).
Para obter novamente a evolução original, é preciso adicionar no sinal de valor médio nulo um componente contínuo de valor apropriado; este processo denomina-se “reintegração do componente contínuo”. Esta operação se realiza com alguns circuitos especiais, chamados fixadores.
Estes circuitos são baseados no fenômeno que se verifica quando um capacitor se carrega através de um diodo (veja a fig. B07.5).
Quando não há carga, e supondo que o sinal aplicado seja alternado e senoidal, quer dizer com VG ( t ) = VG sen (w . t ) - veja a fig. B07.6 -, o circuito funcionará da seguinte maneira: 
 
no instante inicial t = 0, o capacitor estará completamente descarregado, já que vG ( t ) = 0;
quando vG ( t ) é positivo e supera a tensão direta do diodo, este começa a conduzir e o capacitor C1 se carrega até que sua tensão seja iguala amplitude máxima de vG ( t ), ou seja VG;
já que o capacitor não pode descarregar-se através do diodo, a tensão nos extremos deste último é igual a diferença entre a tensão de entrada e a tensão do capacitor (fig. B07.6).
O valor médio da tensão de saída é igual a -VG. Se em série com o diodo aplicar uma tensão contínua Vo (fig. B07.7 a), o novo valor médio do sinal VRL já não é VG sendo (VG - Vo). O capacitor se carrega somente quando o diodo conduz, e isto ocorre quando VG é superior a Vo.
Fig. B07.6
Fig. B07.7
Neste caso, as diferentes tensões são as representadas na fig. B07.7 b, onde:
vRL( t ) = -VG . [1 - sen (w . t )] + Vo
Para ter o sinal de entrada limitado no nível pré-estabelecido Vo (ainda com flutuações de amplitude) conectar no circuito uma resistência em paralelo ao diodo (que pode ser a mesma resistência de carga), da qual, descarregando parcialmente o capacitor em cada período, faz com que sua tensão VC siga a evolução da amplitude do sinal de entrada. O valor desta resistência é normalmente cem vezes maior que o da resistência equivalente do diodo, pois seu efeito será observado quando este não conduzir.
Até agora, temos analisado um circuito que impunha um limite superior positivo ( senóide limitada por um limite positivo). Para obter um limite inferior é necessário inverter a polarização do diodo.
O circuito completo de um fixador de limite inferior variável é ilustrado na fig. B07.8.
Fig. B07.8
�
B07.2 Exercícios
MCM3 Desconectar todas as pontes
SIS1 Colocar todos os interruptores na posição “OFF”
SIS2 Introduzir o código de lição: B07
Ensaio em vazio com circuitos limitadores
Conectar as pontes J32 e J38 para montar o circuito da fig. B07.9.
Fig. B07.9
Utilizando o gerador de funções, aplicar um sinal senoidal de 20 Vpp de amplitude de valor médio nulo e uma freqüência de 200 Hz.
Observar a evolução da tensão VRL em função da posição de RV4.
Verificar se este circuito é de limite superior ou inferior.
SIS1 Colocar o interruptor S7 na posição “ON”
SIS2 Pressione “INS”
�
Q1. Verificar o novo limite do circuito.
 SET
 A B
 1 3 12 V
 2 1 6 V
 3 6 -5 V
 4 5 5 V
 5 4 Nenhum
 6 2 0 V
Voltar a Colocar o interruptor SW7 na posição OFF.
Desconectar a ponte J38 e conectar o J37.
Variando RV4 verificar o limite deste circuito, e observar a tensão do catodo de D8.
No primeiro caso a polarização do diodo produziu um limite superior e no segundo caso um limite inferior. Pode-se observar que a tensão VRL é levemente atenuada em relação a tensão de alimentação. Isto se atribui a resistência de entrada do osciloscópio, a qual não é infinita, sendo igual a 1 M( aproximadamente.
Regular RV4 até obter uma tensão Vo de 10 V.
Observar a evolução do limite inferior. Se bem que a resistência R5 é maior que a resistência interna do diodo, no limite há um erro ( muito elevado. O motivo é o seguinte: enquanto o diodo não conduz, a tensão de referência mantém-se estável, mas quando começa a conduzir, esta tensão diminui ao aumentar a amplitude do sinal alternado de entrada. 
 Este fenômeno é atribuído a resistência R5 e a queda de tensão no diodo. Nestas condições, o circuito já não se comporta como um gerador de tensão constante, pois a tensão de referência varia com a tensão do sinal de entrada. Para evitar este inconveniente é necessário fixar a tensão de referência usando capacitores de valor adequado.
Fig. B07.10
Conectar no circuito, os capacitores C7 e C8 através de J35, como se ilustra na fig. B07.10.
Observar o funcionamento da tensão de referência ao variar RV4 e compará-la com a do circuito anterior.
A estabilidade da tensão de referência aumenta com o valor dos capacitores filtradores. Já que para isto a capacitância necessária é superior a 1 (F, terá que utilizar capacitores eletrolíticos conectados como se ilustra na fig. B07.10. Para filtrar uma tensão positiva ou negativa será necessário - em ambos os casos - conectar os dois capacitores em oposição.
Testes com carga nos circuitos limitadores
Conectar as pontes J32, J37, J35 e J39 para montar o circuito da fig. B07.11.
Fig. B07.11
Utilizando o gerador de funções aplicar um sinal senoidal de 20 Vpp de amplitude, de valor médio nulo e uma freqüência de 200 Hz.
Regular com RV4 o limite inferior Vo em -5 V.
Variar a carga regulando RV5, e observar como evolui a tensão VRc. 
Repetir a mesma operação usando os valores seguintes: Vo = 0 V e Vo = +5 V.
Q2. O limite fixado por Vo depende do valor da resistência de carga?
 SET
 A B
 1 3 Sempre, e em todos os testes.
 2 1 Não, em nenhum caso.
 3 5 Não, Vo não varia, só muda de amplitude do sinal de saída.
 4 2 Sim, quando Vo = 0 V.
 5 4 Sim, quando Vo = 0 V e a carga Rc = 50 K(.
Circuito fixador
Construir o circuito da fig. B07.12 conectando as pontes J33, J34, J35 e J38, e intercalar o osciloscópio entre os pontos CH1, CH2 e COM.
Fig. B07.12
Regular a amplitude do sinal até seu valor máximo com RV3.
Variar a tensão de fixação Vo regulando RV4.
Q3. Este é um circuito fixador de limite inferior ou superior?
 SET
 A B
 1 2 De limite inferior.
 2 3 De limite superior.
 3 1 Não realiza nenhuma fixação.
Inverter as polaridades do diodo utilizado, desconectando J38 e conectando J37. Deste modo varia o limite do circuito.
Regular Vo em - 10 V aproximadamente; depois, variar a amplitude da tensão VG através de RV3. Verificar qual sinal de saída foi regulado a Vo.
Repetir a mesma operação depois de desconectar R6 e J34, e ilustrar a evolução do sinal.
Ainda que a resistência R6 não esteja conectada, pode ocorrer que o sinal de saída se desloque lentamente até fixar ao redor do valor Vo. Neste caso o capacitor se descarrega através do osciloscópio cuja resistência de entrada não é infinita (sendo de alguns M().
Q4. O que é preciso fazer para fixar novamente a tensão de entrada no limite Vo?
 SET
 A B
 1 2 Voltar a conectar R6 ou aumentar VG.
 2 5 Diminuir VG.
 3 1 Colocar em curto-circuito D8.
 4 3 Desconectar o osciloscópio.
 5 4 Colocar em curto-circuito C7 e C8
B07.3 Questionário Recapitulativo
Q5. Qual é o elemento que caracteriza o limite de um circuito limitador?
 SET
 A B
 1 5 O gerador.
 2 3 O diodo e sua conexão.
 3 4 O capacitor de entrada.
 4 1 A carga de saída.
 5 2 Nenhuma das respostas anteriores.
Q6. O que determina a qualidade de um circuito fixador?
 SET
 A B
 1 5 A constante de tempo RC que deve ser maior que o período do sinal de entrada. 
 2 4 A distorção do sinal de entrada.
 3 1 A tensão de alimentação do diodo.
 4 2 A polarização do capacitor.
 5 3 A impedância de entrada.
Q7. O que é preciso fazer para passar de um circuito de limite superior a outro de limite inferior?
 SET
 A B
 1 4 Inverter a polaridade do diodo.
 2 5 Inverter a tensão de entrada.
 3 1 Desconectar o diodo.
 4 3 Inverter a tensão Vo.
2 Desconectar a carga.
�
LIÇÃO B08
DIODOS ZENER, ESTABILIZAÇÃO DE TENSÃO
Objetivos:
Traçado da curva característica de corrente-tensão.
Análise do estabilizador de tensão “resistência-diodo Zener” e característica da tensão estabilizada.
Medidas em função de carga.
Material disponível
Unidade básica para sistemas IPES (fonte de alimentação mod. PSU/EV com suporte para módulos mod. MU/EV e Unidade de Controle Individual mod. SIS1/SIS2/SIS3)
Módulo de experimentaçãomod. MCM3/EV
Osciloscópio
Multímetro.
�
B08.1 Noções Teóricas
O diodo Zener é um diodo de semicondutor construído para poder operar na zona de ruptura (“breakdown”).
O funcionamento deste dispositivo se explica da seguinte maneira:
quando está POLARIZADO DIRETAMENTE funciona como um diodo normal (fig. B08.1);
quando está POLARIZADO INVERSAMENTE se comporta como um diodo normal até chegar a tensão de ruptura (denominada também tensão Zener Vz). Neste ponto a corrente inversa aumenta rapidamente, enquanto que a tensão presente em seus extremos mantém-se praticamente constante.
Fig. B08.1
Resistência diferencial
Num diodo Zener real, a tensão da zona de ruptura não é constante sendo que muda (embora levemente) ao variar a corrente.
Sua curva característica é ligeiramente inclinada com uma inclinação que corresponde ao inverso de uma resistência, e denomina-se “resistência diferencial rz”.
Neste caso, o diodo Zener pode comparar-se quando está polarizado na zona de ruptura, com uma bateria Vz (tensão Zener) conectada em série com a resistência rz (fig. B08.2). Se estiver polarizado corretamente, a resistência rz valerá alguns ohms.
Fig. B08.2
Estabilizador de tensão
Na fig. B08.3 é representado um estabilizador de tensão com diodo Zener. Este último está polarizado inversamente na zona de ruptura pela tensão Vi e a resistência R. Supondo que o diodo Zener seja ideal, a tensão Vo da carga RL ao estar fixada pelo mesmo diodo, não variará mesmo que a carga varie.
Fig. B08.3
As características de funcionamento do estabilizador são as seguintes:
ao aumentar a corrente IL da carga, a corrente Iz do diodo Zener diminui;
quando IL diminui, Iz aumenta;
ao aumentar a tensão de entrada Vi, Iz também aumenta;
ao diminuir Vi, Iz também diminui.
�
Estabilização de tensão ao variar a carga
Examinar o circuito da fig. B08.4 considerando o diodo Zener ideal. A tensão Vo da carga é constante, pois a corrente I também será constante, sendo:
I = (Vi - Vo)/R
Uma variação da corrente IL de carga provoca uma variação da corrente Zener Iz contrária:
IL = - Iz
Considerando o diodo Zener real , levemos também em conta a resistência rz; para o circuito ilustrado na figura abaixo, onde obteremos:
Vo = rz . Iz = - rz . IL
Fig. B08.4
Estabilização da tensão de saída ao variar a tensão de entrada
Examinar novamente o circuito da fig. B08.4. Considerando o diodo Zener ideal, ao variar a tensão de entrada Vi a tensão de saída Vo mantém-se constante, e o mesmo sucede com a corrente IL de carga.
Uma variação de Vi provoca uma variação da corrente I, e por conseguinte uma variação de Iz:
I = Vi/R = Iz
Considerado a resistência rz obtemos:
Vo = rz . Iz = (rz/R) . Vi
�
B08.2 Exercícios
MCM3 Desconectar todas as pontes
SIS1 Colocar todos os interruptores na posição “OFF”
SIS2 Introduzir o código de lição: B08
N.B.: em alguns circuitos terá que medir tensões e correntes. Se você só dispõe de um multímetro, use-o segundo os exercícios ou as aplicações, como voltímetro ou como amperímetro. Quando utilizar para medir tensões coloque em curto-circuito os bornes do circuito previsto para a conexão do amperímetro.
Medida da corrente que circula por um diodo Zener em função da tensão de alimentação
Conectar as pontes J2, J12 e J5, e intercalar o amperímetro e o voltímetro para montar o circuito da fig. B08.5.
Fig. B08.5
Com o diodo polarizado diretamente, medir a corrente que o atravessa em função da tensão de seus extremos.
Desconectar as pontes J2 e J5, e conectar J1 e J6 para que o diodo Zener Z1 se polarize inversamente.
Com o diodo polarizado inversamente, medir a tensão de seus extremos ao variar a tensão de alimentação Vcc.
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Q1. Quanto vale a tensão Zener?
 SET
 A B
 1 6 10 V
 2 5 3,5 V
 3 1 1 V
 4 3 0,7 V
 5 4 6,2 V
 6 2 8,7 V
Observação das características de tensão-corrente do diodo Zener no osciloscópio
Conectar as pontes J3, J7, J12 e J4, e intercalar o osciloscópio do modo ilustrado no circuito da fig. B08.6.
Fig. B08.6
Colocar o osciloscópio em X-Y. Já que a tensão VR1 é proporcional a corrente que circula no diodo, podemos então observar diretamente a característica do diodo Zener.
A tensão direta é de 0,7 V e a tensão Zener de alguns 6,2 V.
Quando o diodo conduz, podemos notar condução elevada que corresponde a pequenos valores de resistência.
Estabilização de tensão-resistência - diodo Zener
Conectar as pontes J1, J6 e J13, e intercalar um amperímetro entre os bornes de J7 e outro entre os bornes de J12; também conectar o osciloscópio como se ilustra na fig. B08.7.
Fig. B08.7
Levar a alimentação variável Vcc até o valor máximo, controlando a corrente que circula no diodo.
Variar RV1 e observar que quando o diodo conduz, a corrente fornecida pela fonte de alimentação tem um valor de alguns 12 mA para Vz = 6,2 V.
O amperímetro que estava conectado entre os bornes de J7, levar aos bornes de J13; logo conectar uma ponte entre os bornes de J7 e abrir J13.
Variar RV1 e observar de que modo variam as correntes que circulam pela carga e pelo diodo.
Q2. Como variam estas correntes?
 SET
 A B
 1 2 Quando o diodo conduz, a corrente de carga varia de modo inversamente proporcional a do diodo.
 2 5 Ambas correntes aumentam.
 3 4 Ambas correntes diminuem.
 4 1 As correntes se anulam.
 5 3 Quando o diodo conduz, a corrente de carga varia de modo diretamente proporcional a do diodo. 
Diminuir RV1 até que em seus extremos se obtenham uma tensão inferior a tensão Zener. Calcular o valor da corrente que atravessa o diodo. Podemos notar que quando o diodo não estabiliza mais a tensão, deixa de conduzir ( Iz = 0 A).
Regular novamente RV1 até obter o valor máximo de resistência; logo, diminuir a tensão de alimentação até que se alcance o limite de estabilização.
Q3. Quanto vale o limite de estabilização neste caso?
 SET
 A B
 1 5 30 V
 2 1 3,5 V
 3 2 10 V
 4 3 20,5 V
 5 6 5 V
 6 4 7,5 V
B08.3 Questionário Recapitulativo
Q4. O que é a tensão Zener?
 SET
 A B
 1 4 É a tensão máxima direta de um diodo.
 2 5 É a tensão de ruptura de um diodo.
 3 2 É a tensão direta de entrada de um diodo.
 4 1 É a tensão inversa que se estabelece nos extremos de um diodo em certas condições.
 5 3 É uma tensão fixa para todos os tipos de diodos.
Q5. Considerando o circuito da fig. B08.3, com Vz = 7,5 V, R = 5,6 K(, RL = 12 K(, e supondo que o diodo Zener seja ideal. Qual é o valor mínimo da tensão de entrada para que a tensão de carga seja igual a nominal do diodo Zener?
 SET
 A B
 1 6 23,57 V
 2 5 7,5 V
 3 2 11 V
 4 1 3,5 V
 5 3 13,6 V
 6 4 32 V
Q6. Considerando o caso em que: RL 27 K(, Vi = 32 V e Vz = 16 V.
 Qual será o valor mínimo de R para que o diodo Zener conduza?
 SET
 A B
 1 6 27 K(
 2 5 54 K(
 3 4 13,5 K(
 4 1 6,5 K(
 5 2 30,6 K(
 6 3 1 K(
LIÇÃO B09
TRANSISTORES UJT
Objetivos:
Medida da resistência de “inter-base” RBB
Medida das tensões e das correntes nos pontos de pico (Vp e Ipp) e de vale (VV IV)
Cálculo do valor intrínseco de “stand-off”
Uso do transistor UJT como gerador de pulsos.
Material disponível
Unidade básica para sistemas IPES(fonte de alimentação mod. PSU/EV com suporte para módulos mod. MU/EV e Unidade deControle Individual mod. SIS1/SIS2/SIS3)
Módulo de experimentação mod. MCM3/EV
Osciloscópio
Multímetro.
�
B09.1 Noções Teóricas
As siglas UJT significam “Unijunction Transistor” (Transistor de Unijunção). Trata-se, de um dispositivo que, como o diodo possui uma só junção, no entanto sua estrutura é muito diferente. Este componente é formado por uma barra de Silício dopada N (ou P), em cujos extremos foram realizados dois contatos ôhmicos, denominados base 1 e base 2.
No centro da barra, mas do lado da base 2 se realiza uma junção PN, segundo as figs. B09.1 a e b. Seu eletrodo denomina-se “emissor”. O símbolo do transistor de unijunção está representado nas figs. B09.2 a e b.
Fig. B09.1
A resistência que há entre a base 1 e a base 2 quando a corrente do emissor é nula é denominada “resistência de inter-base” RBB, e está entre 5 a 10 K(.
A fig. B09.3 ilustra o circuito equivalente simplificado de um transistor de unijunção PN (representada por um diodo) divide a resistência de inter-base em outras duas resistências, que são RB1 e RB2, cuja soma é igual a RBB.
Quando o transistor funciona normalmente, há uma tensão VBB entre a base 1 e a base 2, sendo esta positiva em relação a outra.
Na falta de corrente de emissor IE, a barra de Silício se comporta como um simples divisor de tensões, e uma certa fração da tensão VBB aparece nos extremos de RB1.
A “Relação característica de stand-off”, que é representada com o coeficiente “n”, tem geralmente um valor entre 0,5 e 0,9; isto significa que a junção é mais próxima a base 2 que a base 1. Este coeficiente pode ser obtido por meio da equação:
n = ___RB1___ 
 RB1 + RB2
Assim, a tensão VBB faz com que o catodo do diodo seja positivo em relação a B1. Se a tensão do emissor VE é inferior a (n . VBB), a junção estará polarizada inversamente e no dispositivo só poderá circular uma parte menor da corrente inversa do emissor. Se VE é maior que (n . VBB + VD), onde VD é a tensão de entrada da junção, o diodo se polarizará diretamente e circulará uma corrente direta IE do emissor. Esta corrente vem das lacunas que penetram na parte inferior da barra, aumentando-lhe a condutividade (porque aumenta o número de cargas livres), com que o valor da resistência RB1 diminuirá.
Diante desta diminuição, a tensão (n . VBB) também diminui e, por conseguinte, aumenta a tensão direta nos extremos do diodo, e a corrente que por ele circula. Este processo acumulativo continua até que a corrente IE adquira um valor capaz de saturar a barra de Silício na zona RB1. Nestas condições a tensão VE, que já havia alcançado o valor mínimo VV (tensão de vale), aumenta novamente com a corrente, seguindo a característica normal de um diodo.
A curva de tensão-corrente de um UJT está representada na fig. B09.4
Fig. B09.4
Nestas figuras 3 zonas típicas de trabalho são diferenciadas em:
1) 0 > VE < Vp: onde a corrente IE é baixa e a resistência de entrada alta;
2) Vp < VE < VV: onde a resistência de entrada é negativa. Um aumento da corrente é verificado na diminuição de tensão;
3) VE > VV: onde a resistência de entrada vem novamente positiva, e tem um valor igual ao de um diodo que conduz.
Os pontos característicos são:
1) Vp denominada tensão de pico e é igual a:
 Vp = n . VB2B1 + VD
2)VV denominada tensão de vale.
3) IV que é a corrente de vale.
O transistor de unijunção é usado geralmente nos circuitos de interrupção, de temporização, de “trigger”(disparo), e como gerador de sinais.
Gerador de “dentes de serra”
O circuito da fig. B09.5 pode ser usado como gerador de pulsos, como circuito “trigger” (circuito disparador) ou como gerador de sinais em dente de serra.
No princípio do ciclo o capacitor está descarregado; porque o emissor está polarizado inversamente através de R1. Logo, o capacitor se carrega através de R3 com uma constante de tempo igual a (R3 . C). Quando a tensão presente nos extremos de C alcança o valor de pico do UJT, este último começa a conduzir permitindo que o capacitor se descarregue através de R1 e RB1 até alcançar a tensão mínima, que difere um pouco da tensão de vale. Então, o UJT se bloqueia e o ciclo anterior se repete.
Os sinais correspondentes em vários pontos do circuito estão representados na fig. B09.6.
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Nestas figuras, podemos verificar que a descarga do capacitor provoca pulsos positivos nos extremos de R1, e pulsos negativos nos de R2, cuja duração depende da constante de tempo (R1 + RB1) . C.
Os componentes contínuos de VR1 e VR2 são determinados pela corrente de repouso que circula pelas duas resistências correspondentes, quando na entrada do emissor não há nenhum sinal. As amplitudes dos pulsos de VB2 e VB1 podem ser diferenciadas quando provocadas pelas resistências R1, R2 e RB2.
Supondo que o tempo de descarga seja desprezível em relação ao tempo de carga (T = T1 + T2 ( T1), a freqüência “f” de alimentação poderá ser calculada através da seguinte relação:
 f = _______-1________ 
 R3 . C . In (1- n)
Na qual observa-se que a freqüência é quase independente da tensão de alimentação.
Gerador de ondas quadradas
Pode-se modificar o circuito anterior para obter um gerador de ondas quadradas (fig. B09.7).
No início do ciclo (com o capacitor descarregado) o UJT está bloqueado pela razão vista anteriormente. Depois, o capacitor se carrega através de R3. O capacitor, que está isolado do UJT por causa de D1, se descarrega através da resistência R4. Quando a tensão presente nos extremos de R4//C adquiri um valor menor que a de vale, o UJT se bloqueia e o ciclo começa novamente. Os sinais encontrados em vários pontos do circuito estão ilustrados na fig. B09.8.
O período T do sinal gerado é uma função dos tempos de carga e descarga do capacitor. 
Depende portanto de C, R4 e R5, segundo a relação seguinte:
T = R3.C .In ( E - VV) + R4.C .In (Vp)
 E - Vp VV
= R3.C .In (1_) + R4.C .In ( Vp)
 1 - n VV
Fig. B09.8
B09.2 Exercícios
MCM3 Desconectar todas as pontes
SIS1 Colocar todos os interruptores na posição “OFF”
SIS2 Introduzir o código de lição: B09
Medida da resistência de inter-base RBB
A disposição dos “pinos” do UJT 2N2646 utilizada neste exercício está ilustrada na fig.B09.9.
pino 1 = emissor
pino 2 = base 1
pino 3 = base 2
Fig. B09.9
Regular o multímetro na escala de 100 ( e medir as resistências R2-3 e R3-2, e verificar se os resultados obtidos são iguais.
Q1. Os dois resultados são iguais? Quanto valem?
 SET
 A B
 1 5 Não são iguais, pois R23 = 1 K( e R32 = 0 (.
 2 3 Sim, são iguais,e tanto R23 como R32 valem aproximadamente 1 M(.
 3 1 Não são iguais, pois R23 = 1 K( e R32 = 1 M(.
 4 2 Sim, são iguais e seu valor está entre 2 K( e 5 K(.
 5 4 Não são iguais, pois R23 = 1 K( e R32 = 0 ( .
Lembrando que este resultado é obtido através da medida que constitui a resistência de inter-base RBB.
Medir as resistências R3-1, R1-3, R2-1 e R1-2.
Deve encontrar-se os seguintes valores:
 R1-3 = R1-2 = (; R3-1 ( 3 K(; R2-1( 2 K( .
Estas diferenças entre resistências diretas e inversas comprovam a existência de uma junção entre o emissor e a barra de silício B1-B2. O valor de R3-1 superior a R2-1 permite identificar a base 1 em relação a base 2.
Medida da tensão de pico Vp e da tensão e corrente de vale VV, IV
Conectar as pontes J45, J46, J42, e intercalar o voltímetro entre o emissor do dispositivo e a massa; obtendo-se o circuito da fig. B09.10.
Fig. B09.10
�
Partindo com RV6 regulando ao mínimo (tensão de emissor em 0 V), aumentar lentamente a tensão até alcançar o valor de pico Vp (quando chegar a este valor, a tensão indicada pelo voltímetro sofre uma brusca