amostra E1 Eletronica Analogica e Digital

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EELLEETTRRÔÔNNIICCAA AANNAALLÓÓGGIICCAA -- DDIIOODDOOSS ®® 
 
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((CCOONNCCUURRSSOOSS SSIISSTTEEMMAA PPEETTRROOBBRRAASS -- CCEESSGGRRAANNRRIIOO)) 
 
 
 
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Como estudar esta apostila 
1) Ler a teoria na sequência e velocidade que achar conveniente. 
2) fazer os exercícios e exemplos da apostila sem olhar a resolução. 
3) caso não consiga resolver o exercício, olhar a resolução, entendendo cada passo. 
4) caso tenha dificuldade com a resolução ou queira fixar a teoria, revisar o respectivo tópico da apostila 
referente aquele assunto do exercício. 
5) resolver o mesmo exercício agora sem consulta, procurando lembrar todos os passos. 
6) resolver todos os exercícios simulando uma prova, avaliando os erros cometidos. 
Este resumo possui direitos autorais e não deve ser distribuído. www.mestredosmagos.com.br 
Autor: Sandro Arduino – sandroarduino78@gmail.com – whatsapp (19)996563838 
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EELLEETTRRÔÔNNIICCAA AANNAALLÓÓGGIICCAA -- DDIIOODDOOSS 
 
Público-alvo: Estudantes de eletrônica, técnicos e engenheiros. 
Carga Horária estimada: 12 horas. 
Pré-requisitos: Não há. 
Objetivos: com este material, você poderá: 
 Identificar os tipos de diodos mais comuns; 
 Conhecer a função dos diodos, principais aplicações e suas características de condução; 
 Entender a teoria dos semicondutores; 
 Calcular valores notáveis de tensão, corrente e forma de onda em circuitos eletrônicos que utilizam 
diodos; 
 Resolver questões que envolvam cálculos com diodo zener e diodos comuns. 
Cursos relacionados: 
 Eletricidade básica 
 Eletrônica Analógica - Fontes 
 Eletrônica Analógica - Transistores 
 Eletrônica Analógica - Ampop 
 Service em placas eletrônicas 
 
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ÍNDICE 
 
1. DIODOS 
1.1 Introdução 
 1.2 Física dos Semicondutores 
 1.3 Funcionamento do Diodo 
1.4 Aplicações dos Diodos 
1.5 Diodos Especiais (LED, zener, shockley) 
 
EXERCÍCIOS RESOLVIDOS DE CONCURSOS 
 
BIBLIOGRAFIA 
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1. DIODOS 
 
1.1 Introdução 
 
A eletrônica analógica está presente em praticamente todos os concursos de nível técnico 
para as áreas de instrumentação, elétrica, automação e eletrônica. Portanto, estudar o material a 
seguir se torna obrigatório para todos que almejam um cargo de concurso ou que queiram ir bem 
na prova do curso técnico ou faculdade. 
Esta matéria será dividida em quatro módulos: diodos, fontes de alimentação, transistores 
e amplificadores operacionais. A seguir vamos ver o módulo de diodos semicondutores. 
 
 
1.2 Física dos Semicondutores 
 
Os diodos são componentes eletrônicos formados por semicondutores, como o silício ou 
germânio. 
 
Semicondutor: material cuja característica de resistividade elétrica se situa entre a dos condutores 
e a dos isolantes. Ele passa a conduzir corrente elétrica em uma determinada circunstância. 
Ex: Germânio, Silício, Selênio... 
 
Isolante: possui alta resistência elétrica devido à quase ausência de elétrons livres. 
Ex: vidro, ar, borracha... 
 
Condutor: possui baixa resistência elétrica e abundância de elétrons livres. 
Ex: ouro, prata, cobre... 
 
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Figura 1: Bandas de energia necessárias para cada tipo de material conduzir 
 
Dentro de um átomo, a banda de valência é uma banda de energia ocupada por elétrons 
que estão um pouco mais separados do núcleo que os demais. No caso dos semicondutores, 
quando certo nível de energia (tensão, ou Eg na figura acima) é aplicada, os elétrons da banda de 
valência pulam para a banda de condução, tornando o semicondutor um material condutor. 
Os materiais semicondutores podem ter suas propriedades elétricas alteradas de modo 
significativo pela adição de impurezas ao semicondutor puro (material intrínseco). Esse processo é 
chamado de dopagem. Quando dopados com átomos de outro elemento (como alumínio ou índio) 
adquirem propriedades de extrema importância para a eletrônica. A dopagem forma dois tipos de 
semicondutores: 
 Semicondutor tipo N: com a adição de elementos pentavalentes (fósforo, arsênio) 
há uma sobra de cargas negativas; 
 Semicondutor tipo P: com a adição de elementos trivalentes (boro, gálio, índio) há 
uma sobra de cargas positivas. 
 
 
Figura 2: Semicondutor P e N 
 
 
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O diodo é formado pela junção P-N. De um lado temos excesso de elétrons e de outro, a 
falta deles (lacunas). Entre os dois materiais, forma-se uma barreira de potencial, que só é vencida 
ao aplicar-se uma tensão no valor de 0,7V para o diodo de silício e 0,3V para o diodo de Germânio. 
 
 
Figura 3: Junção PN 
 
 
1.2 Funcionamento do Diodo 
 
Em determinadas condições de polarização (ou tensão aplicada), o diodo possibilita a 
circulação de corrente. 
 Polarização direta: o diodo conduz, se comportando como uma chave fechada. O 
terminal negativo da fonte força os elétrons livres do lado N a atravessar a barreira 
de potencial. 
 Polarização reversa: o diodo não conduz e há um aumento da barreira de potencial 
(chave aberta). 
 
 
Figura 4: Símbolo e polarização do diodo 
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Tecproj instrum 2012 
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No circuito TTL da figura, os transistores trabalham nas regiões de corte e saturação. Qual porta 
lógica é implementada pelo circuito? 
(A) OR 
(B) AND 
(C) NOR 
(D) NAND 
(E) EXOR 
Para o transistor NPN operar como chave, conforme figura abaixo, temos duas situações: 
Vb > VBE  Vc = 0V (chave fechada, transistor saturado)  Ic = Vcc/Rc 
Vb < VBE  Vc = Vb (chave aberta, transistor em corte)  Ic = 0A 
Como os transistores estão alinhados em série, trata-se de porta AND. Se estivessem em paralelo, 
seria o caso de porta OU. 
Alternativa B. 
 
 
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As figuras I e II acima mostram, respectivamente, um circuito integrado do tipo TTL padrão e 
um conjunto de três sinais digitais S 1 , S 2 e S 3 . Considere que o dispositivo está em perfeito 
estado e, quando for o caso, corretamente alimentado. Nessas condições, julgue os itens 
abaixo, relativos a esse dispositivo TTL. 
1 Conectando-se os sinais S 1 e S 2 , mostrados na figura II, respectivamente às entradas 
dos pinos 4 e 5, o sinal que aparecerá no pino 6 será igual a S 3 . 
Errado. Os pinos 1,2, 4 e 5 são sinais de entrada da porta lógica. Embora o pino 3 seja saída, não 
haveria relação alguma com o pino 6. 
 
2 Se os pinos1 e 2 estiverem em aberto (flutuando), o nível lógico na saída correspondente ao 
pino 3 será igual ao nível lógico baixo TTL, que é inferior a 2 V. 
Errado. O nível lógico baixo situa-se entre 0 e 0,7V. 
 
3 Caso um inversor lógico seja adicionado a cada uma das duas entradas correspondentes aos 
pinos 12 e 13, o conjunto formado pela porta AND e as duas portas inversoras comporta-se como 
uma porta não-ou (NOR). 
Correto. Conforme tabela abaixo. 
 
A B NOR A\ B\ AND 
0 0 1 1 1 1 
0 1 0 1 0 0 
1 0 0 0 1 0 
1 1 0 0 0 0 
 
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4 O circuito integrado da figura I, comparado com um dispositivo equivalente TTL do tipo LS, 
apresenta um consumo de energia muito menor, além de uma velocidade de comutação maior, 
pois o seu tempo de atraso é bem menor. 
Errado. Os circuitos LS (low-Power Schottcky) possuem o menor consumo entre os dispositivos 
TTL. 
 
5 Comparado com um circuito equivalente fabricado com tecnologia CMOS, o circuito 
integrado TTL tem como vantagens o valor muito maior de fan-out e um consumo de energia 
muito menor. Entretanto, os dispositivos CMOS são sempre mais rápidos que os dispositivos 
TTL. 
Errado. Circuitos CMOS possuem consumo de energia menor que as da família TTL. 
 
 
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Os sistemas digitais utilizam diversos tipos de circuitos combinacionais. Alguns deles são, 
inclusive, implementados em um mesmo circuito integrado. Acerca de circuitos 
combinacionais, julgue os itens seguintes. 
1 Um multiplexador de 4 para 1 permite selecionar qual sinal de uma entre 4 entradas 
aparece na saída. Esse multiplexador possui sempre 4 pinos para sinais de controle, que 
selecionam qual das 4 entradas deve ter seu sinal transmitido à saída. 
Errado. Se são 4 bits na entrada, bastam 2 pinos no controle, pois 22 = 4. 
 
2 Um decodificador de BCD para 7 segmentos possui 7 pinos de entrada e 7 pinos de saída. 
Errado. Bastam 4 pinos de entrada (4 bits), pois para representar números de 0 a 9 bastam 10 
elementos e 24 cobre 16 elementos. 
 
3 Um somador completo de 1 bit apresenta dois bits de entrada e 1 bit de saída. 
Errado. São dois bits de saída, sendo um para o resultado e um para o carry (vai-um). 
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4 Um decodificador de 3 para 8 apresenta três saídas e oito entradas. 
Errado. É o contrário, são 3 entradas e 8 saídas. 
 
5 A saída de uma porta tri-state pode assumir o estado de alta impedância. 
Correto. Além dos níveis alto e baixo, a porta tri-state pode ir para um estado de alta resisência. 
 
 
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Na figura, é apresentado o circuito de uma porta lógica digital CMOS complementar, onde a rede 
abaixadora (pull-down) está faltando. 
 
O circuito correto para a rede abaixadora dessa porta lógica é 
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Neste tipo de circuito, tudo que é série vira paralelo e vice-versa, sendo que a função S é dada 
somente pela rede abaixadora. 
 
Alternativa E. 
 
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BIBLIOGRAFIA 
 
 
1) Sistemas Digitais - Princípios e Aplicacoes. Tocci & Widmer. 8a ed. 
 
2) Curso de Eletrônica Digital. Saber Eletrônica Especial no 8. 2002. Newton C. Braga. 
 
3) Notas de aula. Eletrônica Digital I. Sandro Arduino. UFPR. 1997. 
 
 
 
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Apostila Eletrônica Digital – Famílias Lógicas – Direitos autorais – v. 2017 
 
Autor 
Sandro Arduino 
Engenheiro Eletricista 
Currículo 
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Eletrônica; 
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Apostilas teóricas (pdf): resumo teórico dos tópicos mais importantes para entendimento e domínio da matéria. Pode 
incluir videoaula explicativa (ver catálogo). 
Apostila de Exercícios Resolvidos em pdf: permite praticar os assuntos para se preparar para alguma prova 
importante. Ex: concursos, faculdade, emprego... 
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aprimoramento do conhecimento. 
 
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