2 ELETRÔNICA
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2 ELETRÔNICA


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MATERIAL DIDÁTICO 
 
 
ELETRÔNICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
U N I V E R S I DA D E
CANDIDO MENDES
 
CREDENCIADA JUNTO AO MEC PELA 
PORTARIA Nº 1.282 DO DIA 26/10/2010 
 
Impressão 
e 
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SUMÁRIO 
 
 
UNIDADE 1 \u2013 INTRODUÇÃO ................................................................................. 03 
 
UNIDADE 2 \u2013 AMPLIFICADORES OPERACIONAIS ............................................ 05 
 
UNIDADE 3 \u2013 SEMICONDUTORES E DIODOS .................................................... 11 
3.1 Definindo semicondutores e dinâmica de suas ligações ................................... 11 
3.2 A junção pn e o diodo semicondutor ................................................................. 15 
3.3 Tiristores ............................................................................................................ 21 
 
UNIDADE 4 \u2013 TRANSISTORES ............................................................................. 24 
4.1 Transistor bipolar de junção (TBJ) .................................................................... 26 
4.2 Transistores de efeito de campo (FET) ............................................................. 30 
 
UNIDADE 5 \u2013 CIRCUITOS LÓGICOS DIGITAIS ................................................... 35 
5.1 As portas lógicas ............................................................................................... 37 
5.2 Sistemas digitais ............................................................................................... 41 
 
UNIDADE 6 \u2013 O USO DO CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL (CLP) ... 43 
6.1 Composição dos CLPs ...................................................................................... 43 
6.2 Unidades terminais remotas (UTR) ................................................................... 46 
6.3 Unidades dedicadas .......................................................................................... 46 
6.4 Recursos do CLP .............................................................................................. 47 
6.5 Instalação do CLP ............................................................................................. 51 
6.5.1 Normas para a Instalação dos CLPs nos Quadros Elétricos .......................... 52 
6.5.2 Cablagem dos Condutores nos Quadros Elétricos para Automação 
Industrial .................................................................................................................. 53 
6.5.3 Comportamento do Controlador em Caso de Falta de Energia Elétrica ......... 56 
6.5.4 Segurança na Fase de Instalação .................................................................. 56 
6.5.5 Interface com a Rede Elétrica e com os Dispositivos de I/O .......................... 56 
6.5.6 Manutenção e Pesquisa dos Defeitos ............................................................ 58 
 
REFERÊNCIAS ....................................................................................................... 60 
 
ANEXOS ................................................................................................................. 62 
 
 
 
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UNIDADE 1 \u2013 INTRODUÇÃO 
 
Numa definição ampla, eletrônica, disciplina básica do curso de Engenharia 
Elétrica, seria definida como a arte de estudar e controlar a energia elétrica por 
meios elétricos, ou seja, o uso dos circuitos formados por componentes elétricos e 
eletrônicos. 
Amplificadores operacionais, semicondutores e diodos, transistores, circuitos 
lógicos digitais são alguns dos componentes pertencentes a este universo no qual 
os elétrons têm papel fundamental. 
Iniciaremos nossos estudos pelos fundamentos dos amplificadores 
operacionais, importantes em qualquer aplicação prática, bem como buscaremos 
compreender os conceitos de ganho e resposta em frequência de um amplificador 
operacional que é condição essencial para a sua utilização em instrumentação 
eletrônica. 
Lembremos do avanço da computação nos últimos 50 anos! Os sistemas 
eletrônicos modernos existem por causa dos componentes eletrônicos discretos 
individuais que têm sido integrados para funcionar como sistemas complexos. 
Embora o uso de componentes eletrônicos discretos esteja sendo largamente 
substituído pelos circuitos integrados, ainda é importante entender como funcionam 
os componentes individuais. Passaremos, portanto, pelo funcionamento dos 
semicondutores e diodos. 
Os transistores são outra família de componentes eletrônicos que veremos 
ao longo da unidade, com foco para o transistor bipolar de junção e de efeito de 
campo. 
Os computadores digitais têm tomado lugar de destaque na engenharia e 
nas ciências pelas últimas três décadas, realizando uma série de funções 
essenciais, como computação numérica e aquisição de dados, portanto, devemos 
estudar as características essenciais dos circuitos lógicos digitais, que estão no 
centro do computador digital. 
 
 
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Ressaltamos em primeiro lugar que embora a escrita acadêmica tenha como 
premissa ser científica, baseada em normas e padrões da academia, fugiremos um 
pouco às regras para nos aproximarmos de vocês e para que os temas abordados 
cheguem de maneira clara e objetiva, mas não menos científicos. Em segundo lugar, 
deixamos claro que este módulo é uma compilação das ideias de vários autores, 
incluindo aqueles que consideramos clássicos, não se tratando, portanto, de uma 
redação original e tendo em vista o caráter didático da obra, não serão expressas 
opiniões pessoais. 
Ao final do módulo, além da lista de referências básicas, encontram-se 
outras que foram ora utilizadas, ora somente consultadas, mas que, de todo modo, 
podem servir para sanar lacunas que por ventura venham a surgir ao longo dos 
estudos. 
 
 
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UNIDADE 2 \u2013 AMPLIFICADORES OPERACIONAIS 
 
Uma das mais importantes funcionalidades da instrumentação eletrônica é a 
amplificação de sinais. A necessidade de converter pequenos sinais elétricos 
encontra diversas aplicações. Talvez a aplicação mais comum seja a conversão de 
um pequeno sinal elétrico de tensão, gerado por um toca fitas ou por um receptor de 
rádio ou por um tocador de CDs, para um nível capaz de atuar diretamente sobre um 
par de alto-falantes, ilustrado didaticamente abaixo. 
Amplificador em um sistema de áudio 
 
Os amplificadores têm diversas aplicações, não só relacionadas com a 
engenharia elétrica, por exemplo: a amplificação de pequenos sinais de transdutores 
(bioeletrodos, termistores e acelerômetros). Outras aplicações menos evidentes