eleronica malvino

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ELETRÔNICA
4il Edição
VOLUME 1
Albert Paul Malvino, Ph.D, E. E.
Tradução:
RomeuAbdo
Professor e Coordenador (UTRAMING)
Revisão Técnica:
Antonio PERTENCEJúnior
Coordenador Técnico do Cetel
Engenheiro Eletrônico, Professor e Supervisor do CetelJMG
Colaboração:
José Lucimar do Nascimento
Professor de Eletrônica e Informática do Cetel/MG
Pearson
Education
-----
São Paulo
Brasil Argentina Colômbia Costa Rica Chile Espanha
Guatemala México Porto Rico Venezuela
+
'"~-
Prefácio
SUMÁRIO +
XXXIX
Capítulol Introdução ...............................
1.1 Fontesdetensão.............................
1
2
Fontedetensãoideal.......................... 2
2Fonte de tensão real. . . . . . . . . . . . . . .
1.2
1.3
Fonte de tensão quase ideal
Fontes de corrente. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . 3
4
OteoremadeThevenin ........................ 6
6Aidéiabásica ..............................
A tensão e a resistência de Thevenin . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
81.4
1.5
OteoremadeNorton .
Verificaçãode defeitos. . . . . . . . . . . . . .
Um dispositivo aberto
. . . . . . . 10
10. . . . . . . . . . . . . . . . .
Um dispositivo em curto-circuito. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
11Atabeladedefeitos.......................
1.6 Aproximações.............................. 13
x Eletrônica- 4a Edição - Volume 1
Apoio aos estudos. . . . . . . . . . . .
Resumo...........
. . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Relaçõesimportantes..........................
Atividades para o estudante ..,..................
Questões.........................
Problemas básicos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Problemas avançados .
Problemas utilizando o dispositivo H verificador de defeitos" . . .
Capítulo 2 Semicondutores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1 Condutores. . . . . . . .
Órbitas estáveis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . .
A parte central do átomo e o elétron livre. . . . . . . . . . . . . .
A principal idéia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2 Semicondutores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ogermânio ...............................
Osilicio..................................
2.3 Os cristais de silício. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Asligaçõescovalentes ,.....
Apenas oito elétrons de valência . . . . . . . . . . . . . . .
A energia térmica pode dar origem a uma lacuna. . . . .
Recombinaçãoetempodevida. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4
Asprincipaisidéias...................
Semicondutores intrínsecos. . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ofluxodeelétronslivres........................
O fluxo de lacunas ,................
2.5
2.6
Dois tipos de fluxos de corrente. . . . . . . . . . . .
Dopagem de um semicondutor . . . . . . . . . . . . . . . .
15
15
16
16
16
18
20
21
23
24
24
24
25
26
26
27
28
28
29
29
30
30
31
31
32
32
33
I..
Sumário XI
Aumentando os elétrons livres. . . . . . . . . . . . 33
34Aumentando o número de lacunas. . . . . . . . . . . . . .
2.7
Pontos que devem ser lembrados. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Dois tipos de semicondutores extrínsecos . . . . . . . . . . . . . .
35
35
Osemicondutortipon .........................
Osemicondutortipop .........................
35
36
.Á 2.8 Odiodonão-polarizado ........................
Odiodonão-polarizado ........................
37
37
Acamadadedepleção .........................
Abarreiradepotencial.........................
38
39
2.9 Apolarizaçãodireta ..........................
Ofluxodeelétronslivres........................
39
39
o fluxode elétronsdevalência . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Recapitulação ................. . . . . .
40
40
. "
.~ Oquedeveserlembrado........................
2.10 Apolarizaçãoreversa..........................
41
41
A largura da camada de depleção . . . . . . . . . . . . . . .. . . .
A corrente de portadores minoritários . . . . . . . . . . . .
42
43
j Acorrentede fugada superfície. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
O quedevemoslembrar ........................
44
44
2.11 Ruptura .................................
Oefeitoavalanche ...........................
44
44
J. OefeitoZener.............................. 46
47Tópicosopcionais ...............................
2.12 Níveis de energia .......................
Alta energia nas órbitas maiores. . . . . . . . . . . . . . .
47
48
Aqueda do elétron e a luz irradiante . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
XII Eletrônica - 4g Edição - Volume 1
Asbandasdeenergia..........................
As bandas de energia do cristal tipo n . . . . . . . . . . . . . . . .
48
49
As bandas de energia de cristal tipo p . . . . . . . . . . . . . . . .
2.13 Colina de energia """"""""""""""
49
50
Antesdadifusão ............................ 51
51Noequihôrio...............................
Apolarizaçãodireta """"""""""""" 53
542.14 Barreira de potencial e temperatura. . . . . . . . . . . . . . . . .
2.15 Diodo reversamente polarizado. . . . . . . . . . . . 55
55Acorrentedetransiente ........................
Acorrentede saturaçãoreversa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
56Acorrente de fuga da superfície. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Apoio aos estudos ...............................
Resumo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
58
58
Atividadesparaoestudante """""""""""'"
Questões.....................................
59
59
Problemas básicos.
Problemas avançados. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
63
63
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Capítulo3 ATeoriadosDiodos..............................
3.1
3.2
o símboloesquemático. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
65
66
Acurvadodiodo ............................ 66
673.3 Aregiãodireta..............................
Atensãodejoelho............................
Odispositivonão-linear ........................
A resistência de corpo.
67
68
. . . . . . . . . . . . . . . . 68
69A máxima corrente cc direta . . . . . . . . . . . . . . . . . .
o resistor de limitação de corrente. . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
Sumário XIII
A dissipação máxima de potência. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.4
3.5
Aregiãoreversa........................
Odiodoideal................... . . . . . . .
3.6
3.7
Asegundaaproximação ....................
Aterceiraaproximação.........................
3.8
3.9
Aescolhadaaproximação. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Verificação de defeitos """"""""""
3.10 Pensando em termos de comportamento variacional . . . . . .
3.11 Interpretação da folha de dados. . . . . . . . . . . . . . . .
A tensão de ruptura reversa . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Acorrentemáximadireta """"""""'"
Queda de tensão.direta . . . . . . . . . . . . . . . .
A corrente reversa máxima. . . . . . . . . . . . . .
Tópicos opcionais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.12 Dispositivoslineares """""""""""""
3.13 Como calcular a resistência de corpo. . . . . . . . . . . . . . . . .
3.14 Aresistênciaccdeumdiodo......................
Aresistência direta. . . . . . . . . . . . . . .
Aresistênciareversa ..................
3.15 Asretasdecarga """"""""""""
Aequação para a reta de carga. . . . . . . . . . . . . . . .
Umexemplo...........................
OpontoQ ................ . . . . . . . .
Apoio aos estudos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Resumo. . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Equaçõesimportantes .....................
Atividades para o estudante """""""""'"
69
70
71
73
75
75
78
79
81
82
82
83
83
84
84
85
86
86
86
87
87
88
88
90
90
91
92
XIV Eletrônica - 4g Edição - Volume 1
Questões.................................
Problemasbásicos............................
92
93
Problemasavançados..........................
Problemasutilizando o dispositivo de análisevariacional. . . . .
95
95
Capítulo 4 CircuitoscomOiodos............................. 97
4.1 Otransformadordeentrada.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
98A equaçãobásica ............................
Otransformadorelevador....................... 99
99o transformadorabaixador . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Oefeitosobreacorrente ........................ 100
1024.2 Oretificadordemeiaonda.......................
Período.................................. 103
104Valor ccou valor médio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3
Aproximações..............................
O retificador de onda completa com tomada central (centertrap) .
104
105
Ovalorccoumédio................. . . . . . . 107
107
4.4
4.5
Afreqüênciadesaída..........................
O retificador de onda completa em ponte. . . . . . . . . . . . . . 109
111Ofiltrocomcapacitor .........................
Filtrandoosinaldemeiaonda .................... 112
113Filtrandoosinaldeondacompleta. . . . . . . . . . . . . . . . . .
O breve tempo de condução do diodo . . . . . . . . . . . . . . . . 113
113Umafórmulaimportante .......................
Atensãocc...................... 114
115
. . . . . .
4.6
4.7
Uma regra básica ............................
O cálculo de outros valores. . . . . . . . . . 117
119
. . . . . . . .
Acorrentedesurto ...........................
!
",,'
~
Sumário
4.8
4.9
Verificaçãode defeitos (manutenção). . . . . . . . . . . . . . . . .
Interpretação da folha de dados. . . . . . . . . .
. . . . . .
Tópicosopcionais ...............................
4.10 Fusíveis.... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.11 Transformadores reais. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.12 Regrasparaoprojeto..........................
4.13 Acorrentedesurto .......................
Capacitar de alto valor significa corrente de surto prolongada. .
A folha de dados .......... . . . . . . . . . . . . . .
Sugestões para projetos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.14 Filtros re ele ..............................
Ofiltrore..................................
Ofiltrole.................................
4.15 Os multiplicadores de tensão. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
O dobrador de tensão de meia onda. . . . . . . . . . . . . . . . .
O dobrador de tensão de onda completa. . . . . . . . . . . . . . .
O triplicador de tensão. . . . . . . . . . . . . . . . .
O quadriplicador de tensão . . . . . . . . . . . . . .
4.16 Olimitador(ceifador) .........................
Olimitadorpositivo ..................
Olimitadorpolarizado .
Variações.................................
4.17 O grampeador ee . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ogrampeadorpositivo.........................
Ogrampeadornegativo ........................
4.18 O detectar de pico a pico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.19 Oretomoee ...............................
xv
119
122
123
123
124
125
125
126
126
126
127
127
127
128
129
130
130
131
131
132
132
133
134
135
135
136
137
XVI Eletrônica - 4g Edição - Volume 1
Tiposdeacoplamento .....................
O circuito desbalanceado pelo diodo . . . . . . . . . . . . . . . . .
Oretornocc ...............................
Apoio aos estudos. . . . . . . . . . . . . . .
Resumo.............. . . . . . . . . . . . .
Equações importantes. . . . . . . . . . . . . . . . .
Atividades para o estudante """""""""'"
Questões.................................
Problemas básicos........................
Problemas avançados..........................
Problemas de verificação de defeito com o dispositivo. . . . . .
Capítulo5 DiodosparaAplicaçõesEspeciais. . . . . . . . . . . . . .
5.1 OdiodoZener . . . . . . . . . . . . .
GráficoÍ-v................... . . . . .
AresistênciaZener ...........................
Oreguladorzener........................
Aplicando novamente a lei deOhm . . . . . . . . . . . . .
Odiodoideal..............................
5.2
Segunda aproximação """""""""""'"
OreguladorZenercomcarga . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A operação na região de ruptura. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A corrente em série ...........................
Acorrentenacarga......................
A corrente no Zener. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A ondulação no resistor de carga. . . . . . . . . . . . . .
O coeficiente de temperatura. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.3 Dispositivos optoeletrônicos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
137
138
139
141
141
142
143
143
145
147
147
149
150
150
151
151
152
152
152
154
154
155
155
156
156
158
162
....
Sumário
o diodo emissor de luz . . . . . . . . . . . . . . . .
AtensãoeacorrentenoLED .....................
o indicador de sete segmentos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ofotodiodo ,..................
o acoplador ótico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.4
5.5
OdiodoSchottky............................
Ovaractor................................
5.6
5.7
Osvasistores.......................
A interpretação da folha de dados dos diodos Zener. . . . . . . .
A potência de dissipação máxima do diodo Zener . . . . . . . . .
A corrente máxima no diodo Zener. . . . . . . . . . . . . .
AtolerâncianatensãoZener .....................
AresistênciaZener .......................
5.8
O fator de degradação ,....
Verificação de defeitos ;..............
Tópicosopcionais ,..............
5.9 Asretasdecarga ............................
,..
5.10 A segunda aproximação. . . . . . . . . . . . .
5.11 A ondulação. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . .
5.12 O ponto de saída do regulador Zener ................
5.13 AregraparaoprojetodoLED.....................
5.14 O tempo de recuperação reversa . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.15 OdiodoSchottky............................
5.16 Características do varactor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.17 Outrosdiodos..............................
Os diodos de corrente constante. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Os diodos de recuperação em degrau. . . . . . . . . . . . . . . .
XVII
161
161
162
162
163
165
166
167
167
168
168
169
169
170
170
173
173
175
176
178
179
180
182
182
183
184
184
Eletrônica - 4a Edição - Volume 1
Os diodos de retaguarda (backdiodes). . . . . . . . . . . . . . . . .
Osdiodostúneis ............................
Apoio aos estudos. . .
Resumo. . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Equações importantes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Atividades para o estudante .........................
Questões.................................
Problemas básicos............................
Problemas avançados..........................
Problemas usando o dispositivo. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5 TransistoresBipolares.............................
6.1 O transistor não-polarizado. . . . . . . . . . . . . . . . . .
Osdiodosemissorecoletor."""""""""'"
6.2
Antes e depois da difusão. . . . . . . . . . .
O transistor polarizado. . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . .
Oselétronsdoemissor.........................
Os elétrons na base ...........................
Oselétronsnocoletor..........................
6.3
6.4
Ascorrentesnotransistor """"""""""'"
AconexãoEC ..............................
6.5
6.6
Acurvadabase .....................
Ascurvasdocoletor ......................
A tensão e a potência do coletar . . . . . . . . . . . .
As três regiões de operação ......................
Outras curvas ..............................
A região de corte .......................
Recapitulação ..........................
184
185
186
186
187
188
188
189
191
192
194
195
196
196
197
197
197
198
199
202
202
204
205
206
206
207
208
.:
J
I
!'"
r
!
I
Sumário XIX
6.7 As aproximações do transistor. . . . . . . . . . . . 209
209Otransistorideal........................
A segunda aproximação 210
211
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.8
A terceira aproximação. . . . . . . . . . . . . . . . .
A interpretação das folhas de dados do transistor. . . . . . . . . 214
214Os valores nominais da ruptura. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A corrente e a potência máxima. 216
216
. . . . . . . . . . . . . . .
Os fatores de degradação .......................
Osdissipadoresdecalor........................ 217
218
6.9
Oganhodecorrente .....................
Verificação de defeitos ......................... 219
221Defeitos comuns. . . . . . . . . . . . . . . . .
O que pensam os técnicos ao verificar defeitos? .. 221
222Atabeladedefeitos...........................
Tópicosopcionais ............................... 223
2236.10 O ponto de vista das bandas de energia. . . . . . . . . . . . . . .
6.11 Alface ....................... 224
225
. . . . . . .
6.12 Arelaçãoentrealfaebeta .......................
6.13 Ascurvasdabase........................ 226
2276.14 As regiões de corte e ruptura .....................
6.15 Aterceiraaproximação..................... 228
2306.16 A resistência de espalhamento da base.
6.17 O modelo de Ebers-Moll . . . . . .
. . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . 230
2326.18 Exemplo da terceira aproximação. . . . . . . . . . . . . . .
6.19 Aconexão em base comum. . . . . . . . . . . . . 234
236
. . . . .
Apoio aos estudos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Resumo.................................. 236
xx Eletrônica- 4"Edição - Volume 1
Equaçõesimportantes .........................
Atividadesparaoestudante .........................
Questões.................................
Problemas básicos........................
Problemasavançados......................
Problemas usando o verificador de defeitos. . . . . . . . . . . . .
237
238.
238
240
242
242
Capítulo7 FundamentosdeTransistores.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
--
7.1
7.2
As variações no ganho de corrente. . . . . . . . . . . . . . . . . .
Aretadecarga..........................
o ponto de saturação. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.3
Opontodecorte """"""""""""""
Opontodeoperação """""""""""""
PlotandoopontoQ.......................
Por que o ponto Q varia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Asfórmulas ...............................
7.4 Aprovadaretadecarga....................
Aprovaexperimental..........................
A prova matemática. . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.5 Identificando a saturação .......................
Redução ao absurdo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Outro método. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
O ganho de corrente na região de saturação é menor. . .
A saturação forte ........................
Identificando a saturação forte de imediato. . . . . . . . . . . . .
7.6
7.7
O transistor como chave. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A polarização do emissor .......................
Aidéiabásica ............ . . . . . .
244
245
246
247
248
249
250
251
252
252
253
253
254
254
255
256
256
258
259
261
261
Sumário XXI
CalculandoopontoQ ......................... 262
263o circuito é imune às variações no ganho de corrente. . .
Menor efeito do ganho de corrente. . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.8 AcionadoresdeLED ,...............
264
266
o acionador de LEDcom polarização da base. . . . . . . . . . .
O acionador de LEDcom polarização do emissor. . . . . . . . .
266
267
7.9 O efeito das pequenas variações. . . . . . . . . . . 269
2707.10 Verificação de defeitos .........................
O teste do transistor no circuito . . . . . . . . . . . .
270
271
O teste com o transistor fora do circuito. . . . . . . . . . . . . . .
Uma tabela de defeitos . 272
273Tópicosopcionais ,..........................
7.11 Mais informações sobre a reta de carga. . . . . . . . . . . . . . .
Osinterceptos ,....
273
273
Os pontos exatos de corte e saturação. . . . . . . . . . . . . . . .
A compliance ou compliância . . . . . . . . . . . . . . . . .
274
276
7.12 Mais informações sobre o transistor como chave. . . . . . . . . .
A corrente da base . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
276
276
Aregraparaprojeto. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
278Umexemplo...............................
7.13 O transistor como fonte de corrente. . . . . . . . . . . . . . . . .
A corrente do emissor. . . . . . . . . . . . . . . . .
279
279
Acorrente do emissor é fixa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280
281O conceito de amarração (bootstrap) ...,.............
Fonte de tensão versusfonte de corrente. . . . . . . . . . . . . . . 281
2827.14 Mais informações sobre dispositivos optoeletrônicos .......
A idéia básica sobre um fototransistor . . . . . . . . . . . . . . . . 282
Eletrônica - 4g Edição - Volume 1XXII
o acoplador ótico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
283
283
Fototransitor versus fotodiodo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Umexemplo...............................
Apoio aos estudos ...............................
284
286
Resumo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286
287Equaçõesimportantes ,...............
Atividades para o estudante .........................
Questões............... . . . . . . . . . . . . . .
288
288
Problemas não-usuais .........................
290
294
Problemas básicos............................
Problemas avançados.......................... 294
295Problemas com o dispositivo de análise variacional . . . . . . . .
Capítulo 8 Circuitos de Polarização do Transistor. . . . . . . . . . . . . . . 297
8.1 A polarização por divisor de tensão. . . . . . . . . . . . . . . . .
Odivisordetensão...........................
298
298
8.2
Osistemacomfontesimples .,...................
A análise da polarização pordivisor de tensão (PDT) . . . . . . .
299
299
Asuposição ...............................
Até que valor pode ser considerado pequeno para a corrente da
base? ...................................
300
A tensão e a corrente no emissor. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
301
302
A tensão no coletor e a tensão coletor-emissor . . . . . . . 302
303Testandoasuposição..........................
Um divisor de tensão estável . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
o pontoQ é imune às variações no ganho de corrente. . . . . . .
Resumodo processoe das fórmulas. . . . . . . . . . . . . . . . .
303
304
8.3 A reta de carga e o ponto Q para o circuito PDT . . . . . . .
304306
(
~'
I
I
I
',:;;
.
'\
,'-
1
I
Sumário XXIII
OpontoQ ............................ 306
308o ponto Q no centro da reta de carga. . . . . . . . . . . . . . . . .
8.4 Apolarização do emissor com fonte simétrica. . . . . . . . . . . . 309
309Aanálise.......... . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Uma análise mais precisa 311
312
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.5 Ostransistorespnp ...........................
Asprincipaisidéias........................... 313
314A fonte de alimentação negativa. . . . . . . . . . . . . . .
A fonte de alimentação positiva. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315
3168.6 Outrostiposdepolariiação . . .'...................
A polarização por realimentação do emissor. . . . . . . . . . . . 318
319A análise da polarização por realimentação do emissor. . . . . .
A polarização por realimentação do coletor . . . . . . . . . . . . . 320
321A polarização com realimentação do coletor e do emissor. . . . .
A polarização por divisor de tensão. . . . . . . . . . . . . . . . . 323
3238.7 Verificação de defeitos .........................
Aanálise................. 324
325
. . . . . . . . . . . .
Os defeitos mais comuns. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Tópicos opcionais ........ 326
326
. . . . . . . . . . . . . . .
8.8 Mais informações sobre a polarização por divisor de tensão. . .
A corrente do emissor. . . . . . . . . . . . . . 326
327
. . . . . . .
O divisor de tensão estável. . . . . . . . . . . . . .
Odivisordetensãofirme .................. 329
329
8.9
Asregrasdeprojeto...........................
Polarização por realimentação do emissor. . . . . . . . . . . . . . 331
3338.10 Polarização por realimentação do coleto r . . . . . .
8.11 Polarização do emissor com fonte simétrica. . . . . . . . . . . . . 335
I
XXIV Eletrônica - 4g Edição - Volume 1
Apoio aos estudos ...............................
Resumo..................................
Equaçõesimportantes .........................
Atividades para o estudante .........................
Questões....... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Problemasbásicos............................
Problemas extras ............................
Problemasavançados..........................
Problemas com o dispositivo verificador de defeitos. . . . . . . .
Capítulo9 OsModelosparaCA .............................
9.1 Ocapacitordeacoplamento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
O circuito aberto em cce fechado em ca . . . . . . . . . . . . . . .
Afunção do capacitar de acoplamento . . . . . . . . . . . . . . . .
Afreqüênciacrítica...........................
9.2
A freqüência crítica e a alta freqüência de quina. . . . . . . . . .
O capacitar de desvio (bypass). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Aaltafreqüênciadequina .
Oterraparaca..............................
9.3 O teorema da superposição nos amplificadores. . . . . . . . . . .
Os circuitos equivalentes cce ca . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A idéia básica ..........................
Aanálisecc................................
Aanáliseca............................
9.4 A operação em pequeno sinal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
O movimento do ponto de operação instantâneo. . . . . . . . . .
Adistorção................................
A redução da distorção . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
337
337
338
338
338
341
343
343
344
346
347
347
347
348
349
351
351
352
353
353
355
356
357
359
359
360
361
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,
,-
I.',
'li
1
Sumário xxv
9.5
AregradoslO%.............................
A resistência cado diodo emissor. . . . . . . . . . . . . .
Aresistênciacc..........................
A resistência ca . . . . . . . . . . . . .
A fórmula para a resistência cado emissor. . . . . . . . . . . . .
9.6 Obetaca.............................
o cálculo da resistência cado emissor. . . . . . . . . . . .
Oganhodecorrentecc.........................
O ganho de corrente ca . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.7 O amplificador EC ........ . . . . . . . . . . .
Oacoplamentodaentrada. . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ainversãodafase.......................
O capacitor de saída bloqueia a tensão cc . . . . . . . . . .
Nãohátensãocanoemissor. . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.8
Não há tensão cana fonte de alimentação. . . . . . . . . . . . . .
O modelo capara um amplificador EC . . . . . . . .
A impedância de entrada da base. . . . . . . . . . .
OmodeloT ........ . . . . . .
O modelo II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.9
A impedância de entrada do estágio. . . . . . . . . . . . .
Os parâmetros cada folha de dados. . . . . . . . . . . . . . . . .
Tópicosopcionais ................
9.10 Mais informações sobre capacitores ......
. . . . . . .
. . . . . . .
9.11 Mais informações sobre a resistência ca do emissor. . . .
9.12 O significado dos parâmetros H. . . . . . . . . . . . . . . .
Aimpedância de entrada, hie .....................
Oganhodecorrente,hje ....................
362
362
363
364
365
366
367
367
368
369
369
369
370
370
371
371
. . . . .
371
372
373
374
374
378
378
379
380
380
382
XXVI Eletrônica - 4BEdição - Volume 1
o ganho de tensão reverso, hre ................
Aadmitânciadesaída,hoe .......................
A medição dos parâmetros H . . . . . . . . . . . . .
Apoio aos estudos ...........................
Resumo.........................
Equaçõesimportantes .....................
Atividades para o estudante .....................
Questões........................
Problemas básicos........................
Problemas extras ...................
Problemas avançados. . . . . . . . . . . . .
Problemas de análise variacional . . . . . . . . . . . . . . .
Capítulo10AmplificadoresdeTensão. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.1 Aspartesprincipaisde um amplificadorEC ........
Aoperaçãobásica............................
Os valores importantes cc . . . . . . . . . . . . . .
OcalcanhardeAquiles.....................
A notação com letras minúsculas para os valores ca
Os valores rms e de pico a pico. . . . . . . . . . . . . . . .
10.2 O ganho de tensão. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Calculando a tensão de entrada. . . . . . . . . . . .
O cálculo da tensão ca no coletor . . . . . .
Um outro modo de calcular a tensão cano coletor . . . . . . . . .
O cálculo do ganho de tensão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.3 Estabelecendo o ganho de tensão. . . . . . . . . . . . . . .
De onde vem essa fórmula? . . . . . . .-. . . . .
O ganho de tensão medido versus o ganho de tensão projetado
382
383
383
384
. . . . . 384
385
. . . . .
386
386
. . . . .
388
390
. . . . . 391
393
395
396
396
397
398
399
399
401
. . . . .
401
402
403
404
. . . . . .
406
408
409
Ir
I
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I
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I
Sumário XXVII
10.4 Umaanálisesimplificada .......................
O resultado do método preciso. . . . . . . . . . .
411
411. . . . .
Ométododo técnicoemmanutenção. . . . . . . . . . . . . . . .
10.5 Oamplificadorcomrealimentaçãoparcial. . . . . . . . . . . . .
411
413
As variações podem ser aceitáveis. . . . . . . . . . . . . . . . . .
A realimentação cado emissor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
413
413
A fórmula para o ganho de tensão. . . . . . . . . . . . . . . . . .
Trocando ganho por estabilidade. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
415
416
Um recurso para a verificação de defeitos. . . . . . . . . . . . . .
A impedância de entradada base. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
417
418
Menor distorção com grandes sinais. . . . . . . . . . . . . . . . . 418
41910.6 Estágiosemcascata.......................
O efeito de carga do segundo estágio. . . . . . . 420
421
. . . . . .
Aanálisedo primeiroestágio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Aanálisedo segundoestágio. . . . . . . . . . . . . . . . 422
423O valor desconhecido de t3 . . . . . . . . . . . . . . .
Oganhodetensãototal...................
Oprocesso......................
423
424. . . . . .
10.7 Verificação de defeitos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 427
430Tópicosopcionais ............... . . . . . . . . . . . .
10.8 Aimpedânciadesaída.........................
10.9 Mais informações sobre a realimentação negativa. . . . . . . . .
430
432
10.10 Os estágios em cascata: o método de Thevenin . . . . . . .
10.11 Os parâmetros H . . . . . . . . . .
433
436. . . . . . . . . .
As-fórmulas ............................... 436
436As variações nos parâmetros H . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.12 O amplificador em base comum. . . . . . . . . . . . . . . 437
XXVIII Eletrônica ~ 4g Edição - Volume 1
Apoio aos estudos. . . . . . . . . . . . . . .
Resumo..................................
Equaçõesimportantes ....................
Atividades para o estudante .....................
Questões.............................
Problemas básicos........................
Problemasavançados..........................
Problemas para verificação de defeitos. . . . . . . . . . . . . . . .
Capítulo11AmplificadoresdePotência. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11.1 Aretadecargaca ............................
OpontoQ ................................
Diferentes resistências ca e cc para o coletor . . . . . . . . .
A saturação e o corte ca . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Asequações ...............................
11.2 Os limites da excursão do sinal. . . . . . . . . . . .
O ceifamento em IcQ rc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
OpontoQótimo ........................
Como posicionar o ponto Qótimo. . . . . . . . . . . . . .
Pontos importantes que devem ser lembrados. . . . . . .
11.3 Aoperação em classeA ....................
Oganhodepotência ..........................
A potência da carga. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A potência dissipada no transistor. . . . . . . . . . . . . . . . . .
Odrenodecorrente......................
Aeficiência................................
11.4 Apotência nominal do transistor. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A temperatura ambiente. . . . . . . . . . .
441
441
442
443
443
445
448
448
450
451
451
452
452
453
453
454
455
456
458
461
461
461
463
464
464
467
. . . . . 467
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1
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Sumário XXIX
O fator de degradação "",.,......... 468
469
. . . . .
Osdissipadoresdecalor........................
A temperatura do encapsulamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . 470
472Tópicosopcionais ...........................
11.5 O corte e a saturação em ca ...... 472
473
. . . . . . . .
11.6 Acompliânciacadesaída ,.
Acompliância cade saída máxima. . . . . . . . . . . . . . . . . . 476
47711.7 Mais informações sobre a classe A . . . . . . . . . .
O ganho de tensão .......................
O ganho de corrente. . . . . .
477
478. . . . . . . . . . . . . . . .
O ganho de potência ..........................
Apotênciadacarga...........................
478
479
A potência camáxima na carga 480
480
. . . . . . . . . . . . . . . .
A dissipação de potência no transistor. . . . . . . . . . . . . . . .
11.8 Aresistênciatérmica .......................... 481
484Apoio aos estudos .......................
Resumo.................................. 484
484Equaçõesimportantes .........................
Atividades para o estudante ,. 486
486Questões............... . . . . . . . . . . . . . .
Problemas básicos. . . . . . . . 488
489
. . . . . . . . . . . . . . . .
Problemas extras. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Problemasavançados..........................
Problemas utilizando o dispositivo de análise variacional. . . . .
490
491
Capítulo 12 Seguidor de Emissor .........................
12.1 Amplificador CC . . . . . . . . . . . .
494
495
495
. . . . . . . . . . . .
Realimentação negativa. . . . .. . . . . . . . . . . . . . .
xxx Eletrônica- 4a Edição - Volume 1
Bloqueio da tensão cc pelo capacitor de saída. . .
Semtensãocanocoletor .
12.2 Modelo ca de um amplificador CC . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Impedância de entrada da base. . . . . . . . . . . . . . . .
Outro circuito equivalente ca . . . . . . .
Impedância de entrada do estágio. . . . . . . . . . . . . . . . . .
12.3 Oganhodetensão ...........................
Calculando a tensão cano emissor. . . . . . . . . . . . . . . . . .
Uma outra forma de encontrar a tensão cano emissor. . . . . . .
Calculando o ganho de tensão. . . . . . . . . . .
Projetando o ganho de tensão. . . . . . .
Aspectos importantes do seguidor de emissor. . . . . . .
12.4 A saída máxima não-ceifada. . . . . . . . . . . . . . . . . .
Oslimites.............................
Ceifamento ICQTe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Melhor posição do ponto Q . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Como situar a melhor posição do ponto Q .............
12.5 Conexão em cascata de amplificadores EC e CC . . . . . . . . . .
12.6 TransistorDarlington . . . . . . . . . . . . . .
12.7 OperaçãoclasseB...................
Circuitopush-pull............................
Reta de carga cc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Retadecargaca .............................
Análiseca........................
Funcionamento completo. . . . . . . . . . . . . . . . . .
Distorção de cruzamento. . . . . . . . . . . . . . .
12.8 Fórmulas de potência para classe B . . . . . . . . . . . . . .
496
496
496
497
498
499
501
501
502
503
503
505
506
507
508
508
509
512
515
. . . . . 516
516
517
517
518
519
519
520
Sumário XXXI
Potêncianacarga ............................
Dissipação de potência no transistor. . . . . . . . . . . . .
Drenodecorrente............................
Eficiênciado estágio ..........................
12.9 Polarização de amplificadores classeB . . . . . . . . . . . .
Polarização com divisor de tensão. . . . . . . . . . . . . .
Polarizaçãopordiodo .....................
12.10 O acionador declasseB ...................
Um amplificador completo . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Tópicosopcionais .................... . . . . . .
12.11 Impedânciadesaída .....................
12.12 Melhoria da regulagem de tensão. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Apoioaosestudos ...............................
Resumo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Equações importantes. . . . . . . . . . . . . .
Atividades para o estudante. .
. . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Questões.................................
Problemasbásicos.......................
Problemas avançados. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Problemas utilizando o dispositivo verificador de defeitos
Capítulo13TransistoresdeEfeitodeCampo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13.1 OJFET ........................
13.2 OJFETpolarizado ...........................
Corrente deporta............................
Efeitodecampo............... . . . . . .
Como ele funciona ...........................
Opreço..................................
520
521
522
523
525
525
526527
529
533
533
535
538
538
539
540
540
542
545
546
548
549
550
551
552
552
553
XXXII Eletrônica - 4g Edição - Volume 1
--
Símboloesquemático..........................
13.3 Curvasdedreno........................
Corrente de dreno máxima . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Tensões de conscrição ou estrangulamento (pinchaf!)e de corte
daporta .................................
Aregiãoôhmica .
13.4 A curva de transcondutância .....................
13.5 AproximaçõesparaolFET.......................
OJFETideal...............................
Tensão de constrição proporcional . . . . . . . . . . . . . .
Analisando circuitos com JFET . . . . . . . . . . . . . . .
Reduçãoaoabsurdo ......................
13.6 O MOSFET de modo depleção ...............
A idéia básica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Gráfico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Símboloesquemático......................
13.7 O MOSFETde modo crescimento ou intensificação. . . . . . . .
A idéia básica ..............................
Gráficos e fórmulas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Símboloesquemático..........................
A tensão porta-fonte máxima . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Circuitos equivalentes .........................
13.8 Interpretação das folhas de dados . . . . . . . . . . . . . .
Especificaçõesde ruptura. . . . . . . . . . . . . . . . . .
IDSSeVGs(off).........................
Folha de dados para o modo intensificação. . . . . . . . . . . . .
Tópicosopcionais ...............................
553
554
555
556
557
557
560
560
562
563
564
567
568
569
570
573
573
574
576
576
577
580
581
582
582
583
1
I
Sumário
13.9 Outros tipos de saturação. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
XXXIII
583
584
585
587
587
588
589
589
591
594'
595
597
598
598
599
601
601
603
605
607
608
609
610
611
613
613
618
13.10 A derivação matemática """"""""""""
13.11 Outras informações sobre as curvas de dreno. . . . . . . . . . . .
Apoio aos estudos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Resumo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Equaçõesimportantes .........................
Atividades para o estudante """""""""""'"
Questões.................................
Problemasbásicos . . . . . . . . .
Problemasavançados..........................
Problemas utilizando o dispositivo de análise variacional .
Capítulo 14CircuitoscornFET...........................
14.1 A autopolarização de JFETs . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Polarização de transistor bipolar e de JFET . . . . . . . . . . . . .
Aidéiabásica """""""""'"
14.2 Solução gráfica para a autopolarização .. . . . . . . . . .
Desenhando a reta de autopolarização . . . . . . . . . . . . . . . .
Selecionando o resistor de fonte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
14.3 Solução com a curva universal do JFET . . . . . . . . . . . . . . .
14.4 Atranscondutância...........................
Modelo ideal ca para JFET . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A transcondutância e a tensão de corte porta-fonte. . . . . . . . .
Transcondutância de um bipolar . . . . . . . . . . . . . . .
14.5 AmplificadoresJFET """"""""""""'"
Ganhodetensão .................. . . . . . .
Atalhos do transistor bipolar para o JFET . . . . . . . . .
14.6 AchaveanalógicacomJFET......................
XXXIV Eletrônica - 4GEdição - Volume 1
.--.
14.7 Amplificadores MOSFETde modo depleção . . . . . . . . . . . .
14.8 Aplicações do MOSFETde modo intensificação. . . . . . . . . .
620
623
Chaveamento de carga passiva. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Chaveamento de carga ativa.
623
624. . . . . . . . . . . . . . . . .
InversorCMOS ........................ 627
628Transistores VMOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
14.9 Outras polarizações para o ]FET ...............
Polarização por divisor de tensão. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
629
630
Polarização de fonte .......................... 631
631Polarização por fonte de corrente. . . . . . . . . . . . . . .
Tópicosopcionais .......................... 632
63214.10 Impedância de saída do seguidor de fonte. . . . . . . . . . . . .
14.11 Outras aplicações para o FET 634
634
. . . . . . . . . . . . . . . .
Multiplexação. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Choppers]FET(conversorcc-cccom]FET) . . . . . . . . . . . . . .
Amplificador reforçador (buffer) ...................
634
636
Amplificador debaixo ruído ..................... 637
637Resistência variável com a tensão. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Controle automático de ganho. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Amplificadorcascode .........................
639
640
Limitaçãodecorrente..........................
Amplificador de amostragem e retenção. . . . . . . . . . . . . . .
641
642
MOSFETsde modo intensificaçãode potência. . . . . . . . . . .
Apoioaosestudos ...............................
643
645
Resumo.................................. 645
646Equaçõesimportantes .........................
Atividades para o estudante. . . . . . . . . . 647. . . . . . .
\
I
J
I
)
Sumário
Questões.................................
Problemasbásicos............................
Problemas de verificação de defeitos. . . . . . . .
Problemasavançados..........................
Problemas utilizando o dispositivo verificador de defeitos
Capítulo 15 Tiristores ....................................
15.1 O diodo de quatro camadas
Realimentação positiva.
. . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
xxxv
647
649
652
652
654
656
657
657
658
659
660
661
664
664
665
665
665
666
667
672
672
673
673
676
676
677
680
Fechandoumatrava .................
Abrindoumatrava...........................
OdiodoShockley............................
Características da avalanche direta. . . . . . . . . . . . . . . . . .
15.2 O retificador controlador de silício. . . . . . . . . . . . . . . . . .
Disparopelaporta ...........................
Tensãodebloqueio ...................
Altas correntes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Taxacríticadeelevação..........................
Corrente de disparo e tensão de disparo.
. . . . . . . . . .
SCRalavanca(crowbar).........................
15.3 AsvariaçõesdeSCR ..........................
Foto-SRC.............................
Chave controlada pela porta. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Chave controlada de silício . . . . . . . . .
15.4 Tiristoresbidirecionais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Diac. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Triac. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15.5 Otransistordeunijunção .......................
XXXVI Eletrônica - 4gEdição - Volume 1
Apêndice
Glossário
Razão intrínseca de afastamento. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
ComofuncionaoUJT..........................
Circuito equivalente de travamento """""""'"
15.6 Verificação de defeitos .....................
Tópicosopcionais ...............................
15.7 Mais aplicações para o tiristor . . . . . . . . . . . . .
Detector de sobretensão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
680
681
682
684
685
685
685
686
686
688
689
689
690
690
691
692
693
693
693
693
696
699
700
702
707
Respostasaos ProblemasdeNúmerosÍmparesEscolhidos. . . . .. . . . . . . . .
ÍndiceAnalítico ........................................
Geradordeondadentedeserra. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
SCRalavanca ................
Oscilador de relaxação comUJT ...................
Igniçãodeautomóvel .
Controle com acoplador ótico ou optoacoplador . . . . . . . . . .
SCRdisparadopordiac ........................
SCRdisparadoporU]T ........................
Controle em onda completa......................
SCR controlado por microprocessador . . . . . . . . . . . . . . . .
Apoioaosestudos ...........................
Resumo..................................
Atividadespara o estudante. . . . . . . . . . . . . . . .
Questões.................................
Problemas básicos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
728
736
Problemasavançados..........................
Problemas utilizando o dispositivo verificador de defeitos. . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Sumário XXXVII
VOLUME 2
Capítulo16 Efeitosde Freqüência. . . . . . . . . . . . . 1
84
133
174
229
290
345
409
467
Capítulo17TeoriadoAmpOp...............................
Capítulo 18 MaisTeoriasobreAmpOp..........................
Capítulo 19 Amp Op com Realimentação Negativa.
Capítulo 20 Circuitos Lineares com Amp Op .....
. . . . . . . . . .
. . . . .
Capítulo 21 Circuitos Não-Lineares com Amp Op ...................
Capítulo220sciladores...................................
Capítulo23FontesdeAlimentaçãoReguladas. . . . . . . . . . . . . . . . .
Capítulo24 CircuitosdeComunicação.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
J
~
4
r
~
,
PREFACIO +
\
r
A maior dificuldade ao escrever este livro foi decidir o que não deveria ser incluído.
Essa decisão foi mais importante que qualquer outra coisa. Por quê? Porque muitos
livros de eletrônica em uso atualmente falam sobre tópicos que já estão obsoletos há
anos. Dissertar sobre tópicos obsoletos é uma perda de tempo e de esforço. Pior ainda,
eles usam espaço nos livros que impede uma dissertação completa de tópicos que
realmente importam. Portanto, minha primeira prioridade ao escrever este livro foi
excluir tópicos fora de uso.
Outra dificuldade que encontrei foi a tentação de tomar o caminho mais fácil.
O caminho mais fácil para um autor é mostrar circuitos, seguidos por exemplos de
como ligar números a fórmulas. Eu decidi contra esse método, porque ele produz
pessoas graduadas que não funcionam sem fórmulas. Não é esse o tipo de pessoa que
a indústria está procurando. As modernas companhias buscam elementos que possam
pensar lógica e criativamente sobre os problemas encontrados num trabalho técnico.
Logo, minha segunda prioridade ao escrever este livro foi discorrer mais sobre os
princípios que sobre as fórmulas.
~
Dividi os assuntos em tópicos básicos e opcionais. Os básicos incluem tudo o
que é essencial para a compreensão do assunto. São tratados em profundidade, porque
são o âmago de cada capítulo. São os princípios fundamentais da eletrônica. Eu uso
mais lógica do que matemática quando trato desses tópicos. Próximo do final de cada
capítulo, você encontrará alguns tópicos opcionais. Eles continuam o tratamento num
nível mais especializado e mais avançado. Esses tópicos dirigem-se aos instrutores e
estudantes que desejam dar um tratamento adicional a certas áreas. Eu uso mais
matemática que lógica quando trato dos tópicos opcionais.
XXXIX
XL Eletrônica- 4g Edição - Volume 1
Quando era estudante, eu apreciava os apoios aos estudos no final de cada
capítulo, porque eles me davam a chance de perceber o que havia aprendido. Esta
edição contém vários auxílios aos estudos, incluindo resumos, equações importantes,
questões de múltipla escolha e problemas para casa. Alguns capítulos incluem um "Soft-
ware EngineTM", que pode ser entendido como uma" análise variacional", e um
"T-shooterTM", que pode ser visto como" dispositivo verificador de falhas". Eles são
versões de programas de computador que podem ser utilizados com este livro. O
programa de análise permite que você pratique o pensamento variacional (descrito em
outra parte) e o verificador de defeitos possibilita-lhe fazer as verificações básicas dos
circuitos.
Este livro destina-se àquele estudante que está fazendo seu primeiro curso de
eletrônica linear. Os pré-requisitos são cursos de cc-ca,álgebra e trigonometria. Em
muitas escolas é possível fazer os cursos de trigonometria e ca ao mesmo tempo.
Einstein disse certa vez: "Torne as coisas o mais simples possível, mas não
simplórias". Sem dúvida, ele estava pensando nos autores de livros. Muitos autores se
desviam de seus assuntos, tornando as coisas as mais difíceis possíveis. Outros simpli-
ficam demasiadamente o assunto, dando-lhe um tratamento muito superficial. Apenas
alguns livros encontram a linha estreita que separa informar de desperdiçar o tempo
do leitor ou da leitora. Acredito que esse é um desses raros livros com o toque certo.
Espero que você aprecie sua leitura assim como eu apreciei escrevê-Io.
r
.~'I
Capítulo 1
INTRODUÇÃO
+
1
Um dos pré-requisitos para a leitura deste livro é um curso de teoria de circuitos cc
em que as leis de Ohm, Kirchhoff e outros teoremas de circuitos são discutidos. Este
primeiro capítulo revê alguns conceitos básicos necessários ao entendimento da
eletrônica.
Após oestudodestecapítulo vocêdeverásercapazde:
~ Definir uma fonte de tensão ideal e uma fonte de corrente ideal.
~ Mostrar como identificar uma fonte de tensão quase ideal e uma fonte de
corrente quase ideal.
r
~ Declarar como usar o teorema de Thevenin para substituir um circuito,
tendo um resistor de carga, e como usar o teorema de Norton para
substituir o mesmo circuito.
~ Citar dois fatos sobre um componente aberto e dois fatos sobre um
componente em curto.
~ Explicar por que as aproximações são sempre usadas em vez das fórmu-
las exatas.
1
2 Eletrônica - 4gEdição - Volume 1 Cap.l
1.1 FONTESDETENSÃO
Para qualquer circuito eletrônico funcionar, deve haver uma fonte de energia. Uma
fonte de energia pode ser uma fonte de tensão ou uma fonte de corrente.
FontedeTensãoIdeal
Uma fonte de tensão perfeita ou idealproduz uma tensão de saída constante. O
exemplo mais simples de uma fonte de tensão ideal é uma bateria perfeita, aquela que
tem resistência interna zero. A Figura 1.1 mostra uma resistência de carga ajustável
(reostato). A fonte de tensão ideal produzirá sempre 12 V na resistência de carga,
independentemente do valor ajustado. Portanto, a tensão na carga é constante; apenas
a corrente na carga muda.
12vo"'
Figura1.1 Fonte de tensão.
FontedeTensãoReal
Uma fonte de tensão ideal existe apenas como um dispositivo teórico. Não é difícil
perceber por quê. Suponha que a resistência de carga da Figura 1.1se aproxime de zero;
então, a corrente na carga iria aproximar-se do infinito. Não existe uma fonte de tensão
real capaz de produzir uma corrente infinita, pois toda fonte real possui alguma
resistência interna.
Por exemplo, uma pilha de lanterna tem uma resistência interna menor que 1
Q, uma bateria de carro tem uma resistência interna menor que 0,1 Q e uma fonte de
tensão eletrônica pode ter uma resistência interna menor que 0,01Q.
A corrente de carga circula também pela resistência interna da fonte de
tensão. Por isso, alguma queda de tensão deve ocorrer na resistência interna da fonte
de tensão. Isso significa que a tensão na carga é sempre menor que a tensão ideal.
Quando a resistência da carga é grande, comparada com a resistência da fonte, a tensão
na resistência da fonte é tão pequena que mal a observamos.
Cap.l Introdução 3
FontedeTensãoQuaseIdeal
Neste livro, desprezaremos a resistência da fontequando ela for menor que 100 vezes
a resistência de carga:
Rs < O,OIRL (1.1)
Rs
O,O6Q
12vD~
Figura1.2 Corrente na carga.
Qualquer fonte que satisfaçaessa condiçãoé chamadafontedetensãoquaseideal.
Por exemplo, a resistência na Figura 1.2é ajustável. Sobre que faixa de valores
de resistência de carga a tensão da fonte é considerada quase ideal? Multiplique por
100 para obter
....N
RL = 100(0,06 Q) = 6 Q
Enquanto a resistência de carga for maior que 6 Q, podemos ignorar a resistência
interna de 0,06Q nos cálculos da tensão e corrente na carga.
1- Exemplo1.1
da
~
Solução
Multiplique p()rl00iPÇl:t1~i'~b~~:íi'
Enquanto aresistênCÍ<;t
ideaJ,.Isso
tensão
{
4 Eletrônica - 4a Edição - Volume 1 Cap.l
1.2 FONTESDECORRENTE
Uma fonte de tensão tem uma resistência muito pequena. Uma fonte de corrente é
diferente; ela possui uma resistência interna muito alta. Além disso, uma fonte de
corrente produz uma corrente de saída que não depende do valor da resistência de
carga.
o exemplo mais simples de uma fonte de corrente é a combinação de uma
bateria com uma resistência interna muito alta, conforme mostrado na Figura 1.3a.
Nesse circuito, a corrente na carga é
Vs
h = Rs + RL
(1.2)
Como Rs é igual a 10 MQ, resistências de cargas com pequenos valores quase não
afetam a corrente de carga. Por exemplo, quando RLfor igual a 10 kQ, a corrente na
carga será de
12V
h = 10 MQ + 10 kQ
12V
10,01 MQ = 1,2 [tA
Rs
10MQ h
+
12V~Vs
PONTO DE 99 %
1,2 !-tA
RL I
REGIÃOQUASE--J
IDEAL I
100 kQ
RL
(a) (b)
Figura 1.3 Fonte de corrente.
A Figura 1.3bmostra um gráfico da corrente de carga versus resistência de
carga. Como você vê, a corrente na carga é aproximadamente constante. Quando a
resistência de carga for igual a 100 kQ, a corrente na carga será 99%0 do valor ideal.
Para futuras discussões, uma fonte de correntequase idealé aquela em que a resistência
interna é pelo menos 100 vezes maior que a resistência de carga:
Rs > 1O0RL (1.3)
Cap.l Introdução 5
Isso é exatamente o oposto da condição para uma fonte de tensão quase ideal. Uma
fonte de corrente funciona melhor quando tem resistência interna muito alta, enquanto
uma fonte de tensão funciona melhor quando tem resistência interna muito baixa.
O teorema de Norton usa o símbolo da Figura 1.4apara uma fonte de corrente
ideal, aquela cuja resistência interna é infinita. Um dispositivo desse tipo produz uma
corrente 1s,constante. A resistência interna de uma fonte de corrente real está em
paralelo com a fonte de corrente ideal, conforme mostra a Figura 1.4b.
A corrente I
e 100kQ. Enqua
resistência intem
carga
o vàlor
Exemplo1~
A Figura
ajustável.
Solução
A fonte de
100vezes me
100, obterá O
~'f
Hiiétdecarga entre O
s ignorar a
ideal.
I,-
1,1 l<cEE
2~c2TIR'
(a) (b) (c)
4
Figura 1.4 Símbolo para a fonte de corrente.
6 Eletrônica - 4g Edição - Volume 1 Cap.l
1.3 o TEOREMADETHEVENIN
De vez em quando, alguém faz uma grande investida em engenharia e leva todos nós
a um novo nível. M. L. Thevenin causou um desses saltos quânticos ao descobrir um
teorema de circuito hoje chamado teorema de Thevenin.
A IdéiaBásica
Na Figura 1.5a,qual é a corrente na carga para cada um desses valores de R( 1,5,3 e 4,5
kQ? Antes de Thevenin, a solução clássica na engenharia era escrever e resolver quatro
equações de malha de Kirchhoff. Supondo que você saiba como resolver quatro equa-
ções de malha, pode obter a resposta para uma resistência de carga de 1,5 kQ. Depois,
você deverá repetir o processo para 3 e 4,5 kQ.
Quando Thevenin analisava o circuito da Figura 1.5a,ele era capaz de provar
matematicamente que todo o circuito à esquerda dos terminais ABpodia ser substituí-
do por uma bateria simples e um resistor em série, conforme mostrado na Figura l.5b
Na Figura 1.5b,a resistência de carga pode ser de 1,5,3 ou 4,5 kQ. Quando a
resistência de carga for igual a 1,5 kQ, a corrente na carga será
IL = 9 V3kQ = 3mA
De modo idêntico, você pode calcular a corrente de carga de 2 mA para 3 kQ e 1,5mA
para 4,5 kQ. .
2kQ 1kQ 1kQ 500Q A
n Vrn:Fl R,
B
1,5 kQ A
9VUR'
(a) (b)
B
Figura1.5 Aplicação do teorema de Thevenin.
"\'
i~'
..
..
Cap.l Introdução 7
ATensãoe a ResistênciadeThevenin
Lembre-se das seguintes idéias sobre o teorema de Thevenin de cursos anteriores. A
tensão de Thevenin é aquela que aparece nos terminais de carga quando você desco-
necta o resistor de carga. Por causa disso, a tensão de Thevenin é às vezes chamada de
tensão em circuito aberto. A resistência de Thevenin é a resistência vista por trás dos
terminais de carga quando todas as fontes são reduzidas a zero.
A seguir, meça a resistência de Thevenin como segue. Reduza todas as tensões
a zero. Isso significa substituir fisicamente as fontes de tensões por curto-circuitos e
abrir fisicamente o circuito ou retirar todas as fontes de corrente. Uma vez reduzidas
todas as fontes a zero, use um ohmímetro para medir a resistência nos terminais de
carga. Ela é a resistência de Thevenin.
Por exemplo, suponha que você tenha montado a ponte de Wheatstone
desequilibrada mostrada na Figura 1.6a.Para thevenizar o circuito, desconecte a resis-
tência de carga e meça a tensão entre os terminais A e B (os terminais de carga).
Supondo que não haja erro na medição, você obterá 2 V.A seguir, substitua a bateria
por um curto-circuito e meça a resistência entre A e B;você deve obter 4,5 kQ. Agora,
desenhe o circuito equivalente de Thevenin da Figura 1.6b.
4,5kQ A
'\
5kQ 6kQ
:!:L
<RL12 V--=- B 2V--=-
-T
5kQ 3kQ
.
(a) (b) B
Figura1.6 Ponte de Wheatstone.
. .
5kQ 5kQ
6kQ
15 10 A F"
B A B
5kQ 3kQ
5kQ 5kQ-
(a) (b) (c)
Figura 1.7 Calculando a tensão e a resistência de Thevenin.
8 Eletrônica - 4g Edição - Volume 1 Cap.l
o
de tensão
produz 6 V
de
2
total
1.4 o TEOREMADENORTON
o teorema deNorton está estreitamente relacionado com o teorema de Thevenin. Dado
um circuito de Thevenin como o mostrado na Figura 1.8a,o teorema deN orton diz que
você pode substituí-Io pelo circuito equivalente da Figura 1.8b.O circuito de Norton
tem uma fonte de corrente ideal em paralelo com a resistência de fonte. Observe que a
fonte de corrente produz um valor fixo de corrente igual a
VTH
IN = RTH
(1.4)
Observe também que a resistência de Norton tem o mesmo valor da resistência de
Thevenin:
RN = RTH (1.5)
D
D
M
~
,li(
....
.~
1\
Cap.l Introdução 9
Acorrente de Norton é às vezes chamada correntedecargaemcurto-circuito,porque ela
é igual à corrente que circularia se a resistência de carga fosse zero. Podemos nos
lembrar facilmente da resistência de Norton porque ela é igual à resistência de Thevenin.
Por exemplo, se a resistência de Thevenin for de 2 kQ, a resistência de Norton será de 2
kQ. A única diferença é que a resistência de Norton aparece em paralelo com a fonte de
corrente, enquanto a resistência de Thevenin aparece em série com a fonte de tensão.
RTH A
~
VTH-=-
-1
A
VTH
RTH
RTH
B
o
B
(a) (b)
Figura 1.8 (a) Circuito de Thevenin; (b) Circuito de Norton.
Exemplo1.4
A Bigura 1.9a
Norton.
circUito de
Solução
1.9b,e
de
Segundo, desenhe'oct
à corrente de carga
resistência de Th
10 Eletrônica - 4g Edição - Volume 1 Cap.1
Figura 1.9 Derivação do circuito de Norton a partir do circuito de Thevenin.
1.5 VERIFICAÇÃODEDEFEITOS
A verificaçãodedefeitossignifica descobrir por que o circuito não está fazendo o que
esperamos que ele faça. Os problemas mais comuns são circuitos abertos e curto-circui-
tos. Dispositivos como transistores podem estar abertos ou em curto de vários modos.
Uma forma de destruir um transistor é excedendo sua potência nominal máxima.
Resistores abrem quando excedemos sua potência de dissipaçãomáxima.
Mas podemos obter um resistor em curto-circuito indiretamente, como segue. Durante
a montagem e a soldagem de uma placa de circuito impresso, um pingo de solda
indesejávelpode conectar duas trilhas próximas. Conhecidocomopontedesolda,isso
curto-circuita efetivamente qualquer dispositivo conectado nessas duas trilhas. Por
outro lado, uma solda malfeita significa que não há conexão. Isso é conhecido como
soldafria, e será entendido como um dispositivo aberto.
I
Além de abertos ou de curto-circuitos, nada é possíveL Por exemplo, se um
resistor for superaquecido, mesmo que temporariamente, ele pode ter seu valor de
resistência alterado permanentemente, numa porcentagem qualquer. Se o valor dessa
resistência for crítico, o circuito pode não funcionar corretamente após esse choque
térmico.
UmDispositivoAberto
Lembre-se sempre desses dois fatos sobre um dispositivo aberto:
. A corrente através de um dispositivo aberto é zero.
. A tensão é indeterminada.
A primeira afirmativa é verdadeira, pois um dispositivo aberto tem uma
resistência infinita. Não pode existir corrente numa resistência infinita. A segunda
afirmativa é verdadeira por causa da lei de Ohm:
2kQ A 2kQ A
lOvO
5mAcffi10V-=-
-T
B
O
(a) (b) (c)
I1
~
"t,
r
II
,
r
I
i
I
Cap,1 Introdução 11
v = IR = (0)(00)
Nessa equação, zero vezes infinito é matematicamente indeterminado. Você deve ter
uma idéia da tensão observando o restante do circuito.
UmDispositivoemCurto-circuito
Um dispositivo curto-circuitado é exatamente o oposto. Lembre-se sempre desses dois
fatos sobre um dispositivo em curto-circuito:
. A tensão no dispositivo é zero.
. A corrente é indeterminada.
A primeira afirmativa é verdadeira porque um dispositivo em curto-circuito
tem uma resistência zero. Não pode haver tensão numa resistência zero. A segunda
afirmativa é verdadeira por causa da lei de Ohm:
v O
I----- R - O
Zero dividido por zero ématematicamente sem significado. Vocêpode ter uma idéia da
corrente observando o restante do circuito.
ATabeladeDefeitos
Normalmente, você mede as tensões em relação ao terra. Com essas medidas e com o
seu conhecimento de eletricidade básica, você geralmente pode deduzir o defeito mais
prováveL Após ter isolado um componente como o principal suspeito, você pode
dessoldá-Io ou desconectá-Io e usar um ohmímetro ou outro instrumento para confir-
mar sua suspeita.
Na Figura 1.10, um divisor de tensão consistindo de RI e Rz alimenta os
resistores R3 e R4em série. Antes de verificar se há defeito nesse circuito, você deve
saber quais são os valores normais de tensão. Portanto, a primeira coisa a fazer é
calcular os valores de VA e VB.O primeiro é a tensão entre o terra e o ponto A. O
segundo é a tensão entre o terra e o ponto B.Pelo fato de RI e Rz serem muito menores
que R3 e R4 (10 Q comparado com 100 kQ), a tensão em A é aproximadamente +6 V.
Além disso, visto que R3e R4 são iguais, a tensão em B é de aproximadamente +3 V.
Quando esse circuito não apresentar defeito, você medirá 6Ventre o terra e o ponto A
e 3 Ventre o terra e o ponto B. Essas duas tensões são os valores da primeira linha da
Tab~la1.1.
12 Eletrônica - 4g Edição - Volume 1 Cap.1
+12V
RI
10Q
R3
A B
100 kQ
Rz
10Q
R4
100 Q
c D
- -
Figura1.10 Exemplo de verificação de defeito.
Quando RI for aberto, o que você acha que ocorrerá com as tensões? Como
não pode circular corrente através de RI' não haverá corrente através de R2' A lei de
Ohm diz que a tensão em R2é zero. Portanto, VA =Oe VB = O,conforme mostrado na
Tabela 1.1 para RI aberto.
Quando R2está aberto, o que ocorre com as tensões? Como não pode circular
corrente por através de R2' a tensão em A é puxada para cima, tendendo para o valor
da tensão da fonte. Como RI é muito menor que R3 e R41a tensão em A é de aproxi-
madamente 12V.Uma vez que R3e R4 são iguais, a tensão em Btorna-se de 6 V.É por
isso que VA = 12 V e VB =6 V, conforme mostrado na Tabela 1.1 para R2 aberto,
Se o terra for aberto no ponto C, não haverá corrente por R2' Isso é equivalente a
abrir R2. É por isso que o defeito C aberto apresenta VA =12 V e VB =6 V na Tabela 1.1.
Você deve calcular todas as linhas restantes na Tabela 1.1, certificando-se de que
tenha entendido por que existe cada um desses valores para os defeitos apresentados.
Tabela1.1 Defeitos e sintomas.
Defeitos VA VB
Circuito OK
RI aberto
6V
O
3V
O
R2 aberto
R3 aberto
D aberto
12 V
6V
6V
12 V
6V
6V
O
6VR4 aberto
C aberto 6V
6V
Cap.l Introdução 13
Exemplo1.5
que
em 4, leia o valor
. de verificação
na linha R,
'Í'\,.
Ji.~
1.6 APROXIMAÇÕES
ry' Você sabia que 30,48 cm de fio 22 AWG que está 2,54 cm para fora de um chassis tem
uma resistência de 0,016 Q, uma indutância de 0,24 ~H e uma capacitância de 3,3 pF?
Se tivéssemos de incluir os efeitos de resistência, indutância e capacitância em cada
cálculo de corrente, seriam necessários muitos cálculos. É por isso que as pessoas
ignoram a resistência, a indutância e a capacitância na conexão de fios em muitos casos.
[(o
Tabela1.1 Defeitos e sintomas. (continuação)
Defeitos VA Vs
RI em curto 12 V 6V
R2 em curto O O
R3em curto 6V 6V
R4em curto 6V O
14 Eletrônica - 4u Edição - Volume 1 Cap.1
A aproximaçãoideal(às vezes chamada de primeiraaproximação)de um disposi-
tivo é o circuito equivalente mais simples do dispositivo. No caso da conexão de um
fio, a aproximação é um condutor com resistência zero. A aproximação ideal inclui
somente uma ou duas idéias básicas de como funciona um dispositivo.
A segunda aproximaçãoinclui algumas características extras para melhorar a
análise. Geralmente, é essa que os engenheiros e técnicos usam no seu dia-a-dia. Por
exemplo, a aproximação ideal de uma pilha de lanterna é uma fonte de tensão de 1,5V.
A segunda aproximação é uma fonte de tensão de 1,5V em série com uma resistência
de 1 Q aproximadamente.
A terceiraaproximaçãoinclui outros efeitos de menor importância. Apenas
aplicações mais exigentes requerem esse nível de aproximação. Quando estudarmos
diodos e transistores, você verá alguns exemplos da terceira aproximação.
A aproximação a ser usada depende do que você pretende fazer. Se está
verificando defeitos, você achará a aproximação ideal adequada. Em aplicações críti-
cas, você precisará da terceira aproximação. Para a maioria das aplicações, a segunda
aplicação é usada.
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I
~...
(
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Cap.1 Introdução 15
APOIOAOS'ESTU8os
RESUMO
Seção1.1 FontesdeTensão
Uma fonte de tensão ideal produz uma
tensão constante, o que equivale a dizer
que ela tem uma resistência interna igual
a zero. Uma fonte de tensão real funcio-
na como fonte de tensão ideal com uma
resistência em série. Uma fonte de ten-
são quase ideal tem uma resistência in-
terna pelo menos 100 vezes menor que a
resistência da carga. Quando um erro de
menos de 1%for aceitável, podemos tra-
tar as fontes de tensão quase ideais como
fontes ideais.
Seção 1.2 FontesdeCorrente
Uma fonte de corrente ideal produz uma
corrente constante, não importando o
valor da resistência de carga. Uma fonte
de corrente quase ideal é aquela que tem
uma resistência interna pelo menos 100
vezes maior que a resistência de carga.
Quando um erro de menos de 1% for
aceitável, podemos tratar todas as fontes
de corrente quase ideais como fontes
ideais.
Seção1.3 OTeoremadeThevenin
Qualquer circuito apresentando uma
resistência de carga pode ser substituído
por uma fonte de tensão ideal com uma
resistência em série. A tensão de Theve-
nin é igual à tensão na carga quando o
----
resistor de carga for desconectado. A
resistência de Thevenin é a resistência
equivalente vista da resistência de carga.
Seção 1.4 OTeoremadeNorton
Qualquer circuito apresentando uma
resistência de carga podeser substituído
por uma fonte de corrente ideal e uma
resistência em paralelo. A corrente de
Norton é igual à corrente na carga
quando a resistência de carga é curto-cir-
cuitada. Aresistência de Norton é igual à
resistência de Thevenin.
Seção1.5 VerificaçãodeDefeitos
Os problemas mais comuns são curto-
circuitos e circuitos abertos. Sempre que
você excede as potências nominais máxi-
mas, pode curto-circuitar ou abrir um
componente. Além disso, pingos de sol-
da podem curto-circuitar componentes e
pontos com soldas frias podem criar a
situação de um circuito aberto.
Seção 1.6 Aproximações
A aproximação ideal ou primeira aproxi-
mação é o circuito equivalente mais
simples de um dispositivo. A segunda
aproximação inclui algumas caracte-
ríticas extras para melhorar a precisão;
ela é usada no trabalho diário. A terceira
aproximação é altamente precisa, mas
raramente é usada.
16 Eletrônica - 4BEdição - Vai. 1 Cap.1
RELAÇÕESIMPORTANTES
Equação1.1 DaTensãoda Fonte
QuaseIdeal
RS < O,OlRL
Por ela, você pode identificar se uma
fonte de tensão é quase ideal. Sua resis-
tência interna é pelo menos 100 vezes
menor que a resistência de carga.
Quando essa condição for satisfeita,
mais de 99% da tensão ideal aparecerá
no resistor de carga. Quando erros de
menos de 1% forem aceitáveis, podemos
tratar todas as fontes quase ideais como
fontes ideais.
Equação1.3 FontedeCorrente
QuaseIdeal
Rs > 100RL
Com esta equação, podemos identificar
se uma fonte de corrente é quase ideal.
Sua resistência interna é pelo menos 100
vezes maior que a resistência de carga.
Quando essa condição for satisfeita,
mais de 99% da corrente ideal circulará
no resistor de carga. Quando erros de
menos de 1% forem aceitáveis, podemos
tratar todas as fontes de corrente quase
ideais como fontes ideais.
Equação1.4e 1.5 OsTeoremasdeNorton
e deThevenin
VTH
IN = RTH
e
RN = RTH
Observe que as resistências de Norton e
de Thevenin são iguais em valores, mas
diferentes em suas posições físicas. A
resistência de Thevenin está sempre em
série com a tensão da fonte, enquanto a
resistência de Norton está sempre em
paralelo com a fonte de corrente.
ATIVIDADESPARAOESTUDANTE
QUESTÕES
1. Uma fonte de tensão ideal tem
a) Resistência interna zero
b) Resistência interna infinita
c) Uma tensão que depende da carga
d) Uma corrente que depende da carga
2. Uma fonte de tensão real tem
a) Resistência interna zero
b) Resistência interna infinita
c) Uma resistência interna pequena
d) Uma resistência interna alta
\
3. Se a resistência de carga for igual a 1 kQ,
uma fonte de tensão quase ideal terá uma
resistência de
a) Pelo menos 10 Q
b) Menos de 10 Q
c) Mais de 100 kQ
d) Menos de 100 kQ
4. Uma fonte de corrente ideal tem
a) Resistência interna zero
b) Resistência interna infinita
c) Uma tensão que depende da carga
d) Uma corrente que depende da carga
. !li
I
l
"';;;'
,
r
I
A I
5. Uma fonte de corrente ideal tem
a) Resistência interna zero
b) Resistência interna infinita
c) Uma resistência interna pequena
d) Uma resistência interna alta
6. Se uma resistência de carga for igual a 1
kQ, uma fonte de corrente quase ideal
terá uma resistência de
a) Pelo menos 10 Q
b) Menos de 10 Q
c) Mais de 100 kQ
d) Menos de 100 Q
7. A tensão de Thevenin é a mesma tensão
a) Com a carga em curto
b) Com a carga aberta
c) Da fonte ideal
d) De Norton
8. A resistência de Thevenin é igual, em va-
lor, à resistência
a) Da carga
b) Da metade da carga
c) Interna de um circuito de Norton
d) Com a carga aberta
9. Para obter a tensão de Thevenin, você
deve .
a) Curto-circuitar o resistor da carga
b) Abrir o resistor da carga
c) Curto-circuitar a fonte de tensão
d) Abrir a fonte de tensão
10. Para obter a corrente de Norton, você
deve
a) Curto-circuitar o resistor da carga
b) Abrir o resistor da carga
c) Curto-circuitar a fonte da tensão
d) Abrir a fonte de tensão
11. A corrente de Norton é às vezes chamada
de corrente
a) Com a carga em curto
b) Com a carga aberta
c) De Thevenin
d) De tensão de Thevenin
\
Cap.1 Introdução 17
12. Uma ponte de solda pode provocar
a) Um curto
b) Uma abertura
c) Um incêndio
d) Uma corrente de Norton
13. Uma solda fria pode provocar
a) Um curto
b) Uma abertura
c) Um incêndio
d) Uma tensão de Thevenin
14. Um resistor aberto tem
a) Uma corrente infinita que
circula por ele
b) Uma tensão zero
c) Uma tensão infinita
d) Uma corrente zero que circula por ele
15. Um resistor em curto tem
a) Uma corrente infinita que
circula por ele
b) Uma tensão zero
c) Uma tensão infinita
d) Uma corrente zero que circula por ele
16. Uma fonte de tensão ideal e uma resis-
tência interna são um exemplo de
a) Aproximação ideal
b) Segunda aproximação
c) Terceira aproximação
d) Modelo exato
17. Tratar uma conexão de um fio como um
condutor com resistência zero é um
exemplo de
a) Aproximação ideal
b) Segunda aproximação
c) Terceira aproximação
d) Modelo exato
18. A tensão na saída de uma fonte ideal
a) É zero
b) É constante
c) Depende do valor da resistência
da carga
d) Depende da resistência interna
18 Eletrônica - 4gEdição - Voz. 1 Cap.1
19. A corrente de saída de uma fonte de cor-
rente ideal
a) É zero
b) É constante
c) Depende do valor da resistência
da carga
d) Depende da resistência interna
20. o teorema de Thevenin substitui um cir-
cuito complicado que alimenta uma car-
ga por uma
a) Fonte de tensão ideal e uma
resistência em paralelo
b) Fonte de corrente ideal e um
resistor em paralelo
c) Fonte de tensão ideal e um
resistor em série
d) Fonte de corrente ideal e um
resistor em série
21. o teorema de Norton substitui um circui-
to complicado que alimenta uma carga
por
a) Fonte de tensão ideal e um resistor
em paralelo
b) Fonte de corrente ideal e um
resistor em paralelo
c) Fonte de tensão ideal e um
resistor em série
d) Fonte de corrente ideal e um
resistor em série
22. Uma maneira de curto-circuitar um com-
ponente é
a) Com uma solda fria
b) Com uma ponta de solda
c) Desconectando-o
d) Abrindo-o
PROBLEMASBÁSICOS
Seção1.1 FontesdeTensão
1.1 Suponha q).le uma fonte de tensão tenha
uma tensão ideal de 12 V e uma resis-
tência interna de 0,5 Q. Para que valores
de resistência de carga essa fonte pode
ser considerada quase ideal?
1.2 Uma resistência de carga pode variar de
270 Q a 100 kQ. Se uma fonte de tensão
quase ideal alimenta essa carga, qual é a
resistência interna da fonte?
1.3 Uma pilha de lanterna tem uma resis-
tência interna de 1 Q. Para que valores de
resistências de carga essa pilha pode ser
considerada quase ideal?
1.4 Uma bateria de carro tem uma resistência
interna de 0,06 Q. Para que valores de
resistência de carga a bateria pode ser
considerada quase ideal?
1.5 A resistência interna de uma fonte de ten-
são é igual a 0,05 Q. Qual é o valor da
queda de tensão que aparece na resis-
tência interna quando a corrente que cir-
cula por ela é de 2 A?
1.6 Na Figura 1.11, a tensão ideal é de 9 V e a
resistência interna é de 0,4 Q. Se a resis-
tência de carga for zero, qual é a corrente
na carga?
Rs
~OR'
Figura1.11
Seção1.2 FontesdeCorrente
1.7 Suponha que uma fonte de corrente te-
nha um valor ideal de 10mA e uma resis-
tência interna de 20 MQ. Para que valores
de resistência de carga essa fonte de cor-
rente será considerada ideal?
l:
,
-;
.~
I'!
~iI
Cap.1 Introdução 19
1.8 Uma resistência de carga pode variar de
270 Q a 100 kQ. Seuma fonte de corrente
quase ideal alimenta essa resistência de
carga, qual é a resistência interna dessa
fonte?
1.9 Uma fonte de corrente tem uma resis-
tência interna de 100 kQ. Qual é o maior
valor de resistência de carga se a fonte de
corrente é considerada quase ideal?
1.10