Eletronica 2

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Escola SENAI “Prof. Dr. Euryclides de Jesus Zerbini” 
Campinas – S.P. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2002 
 
 
 
 
 
Eletrônica II 
 
 
Eletrônica II 
 
 SENAI-SP, 2001 
 
Trabalho elaborado pela 
Escola Senai “Prof. Dr. Euryclides de Jesus Zerbini” 
 
 
 
 
 Coordenação Geral Magno Diaz Gomes 
 
 
Equipe responsável 
 
 
 Coordenação Luíz Zambon Neto 
 
 
 Elaboração Edson Carretoni Júnior 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Versão Preliminar 
 
 
 
 
 
 
 
 
SENAI - Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial 
Escola SENAI “Prof. Dr. Euryclides de Jesus Zerbini” 
Avenida da Saudade, 125, Bairro Ponte Preta 
CEP 13041-670 - Campinas, SP 
senaizer@sp.senai.br 
 
Eletrônica II 
SENAI 
 
 
 
 
Sumário 
 
 
 
 
 
 
 
 Osciloscópio 
Medição de Sinais com Osciloscópio 
Gerador de Funções 
Diodo Semicondutor 
Diodos Especiais 
Circuitos Retificadores 
Circuito Retificador com Filtro 
Transistor Bipolar 
Ponto de Operação do Transistor 
Polarização do Transistor 
Características do Transistor Bipolar 
Reguladores de Tensão 
Regulador Monolítico 
Amplificador Operacional 
Amplificador Não-Inversor 
Tiristores 
SCR 
TRIAC 
FET – Transistores de Efeito de Campo 
Referências Bibliográficas 
5 
25 
49 
55 
81 
97 
117 
135 
159 
179 
209 
223 
237 
249 
279 
289 
293 
311 
321 
341 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Eletrônica II 
 
 
Osciloscópio 
 
 
 
 
 
 
 
Uma das grandes dificuldades que os técnicos enfrentam na reparação de circuitos 
eletrônicos é esta: os fenômenos que ocorrem nos componentes eletrônicos são 
abstratos; ou seja, tudo acontece sem que se possa ver. Conseqüentemente, toda a 
reparação é feita também a partir de raciocínios, de forma abstrata. 
 
Daí a importância do osciloscópio para o técnico. É através desse instrumento que 
variações de tensão em um componente do circuito são transformadas em figuras, ou 
seja, em formas de ondas mostradas em uma tela. Isso torna possível a análise do 
comportamento do componente analisado dentro do circuito a ser reparado. 
 
Vamos tratar dos controles básicos e da preparação do osciloscópio para o uso. Desse 
modo, você saberá como utilizar posteriormente esse instrumento nos mais diversos 
tipos de medições. 
 
 
Osciloscópio 
 
O osciloscópio é um equipamento que permite ao técnico em manutenção observar as 
variações de tensão elétrica em forma de figura em uma tela. 
 
Através do osciloscópio, é possível pesquisar e analisar defeitos em circuitos 
eletrônicos e elétricos. 
 
Na tela de um osciloscópio, as imagens são formadas unicamente pelo movimento 
rápido de um ponto na horizontal e vertical, como em um aparelho de televisão. 
 
 
 
 
SENAI 5 
Eletrônica II 
Quando o movimento do ponto é rápido, a imagem que se observa na tela é uma linha. 
 
As imagens se formam na tela do osciloscópio mediante movimentos simultâneos no 
sentido vertical e horizontal. 
 
A figura a seguir mostra um modelo de osciloscópio de traço simples com o painel de 
controle e entrada de sinal em primeiro plano. 
 
 
Como se pode observar pela figura, os controles e entradas do painel podem ser 
divididos em quatro grupos a saber: 
 
1. controles de ajuste do traço ou ponto na tela; 
 
2. controles e entrada de atuação vertical; 
 
3. controles e entrada de atuação horizontal; 
 
4. controles e entradas de sincronismo. 
 
 
 
 
 
 
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Eletrônica II 
Controles de ajuste do traço ou ponto na tela 
A figura a seguir destaca o grupo de controles de ajuste do traço ou ponto. 
 
 
Observação 
As designações dos controles aparecem entre parênteses em inglês, visto que é 
comum os osciloscópios terem esse tipo de identificação. 
 
Esses controles são enumerados a seguir. 
 
• Brilho ou luminosidade (brightness ou intensity): controle que ajusta a 
luminosidade do ponto ou traço. Em alguns osciloscópios, vem acoplado à chave liga-
desliga (on/off) do equipamento. 
 
Observação 
 Deve-se evitar o uso de brilho excessivo, pois a tela do osciloscópio pode ser 
danificada. 
 
• Foco (focus): controle que ajusta a nitidez do ponto ou traço luminoso. O foco deve 
ser ajustado de forma a obter um traço fino e nítido na tela. 
 
Observação 
Os ajustes de brilho e foco são ajustes básicos que sempre devem ser realizados 
quando se utiliza o osciloscópio. 
 
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Eletrônica II 
• Iluminação da retícula (scale illumination): permite iluminar as divisões traçadas 
na tela. 
 
Controles e entrada de atuação vertical 
A figura abaixo coloca em destaque o grupo de controles de atuação vertical. 
 
 
Esses controles estão enumerados a seguir. 
 
• Entrada de sinal vertical ou Y (input): nesta entrada conecta-se a ponta de prova 
do osciloscópio. As variações de tensão aplicadas nesta entrada aparecem sob a 
forma de figuras na tela do osciloscópio. 
 
 
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Eletrônica II 
• Chave de seleção do modo de entrada (CA-CC ou AC-DC): esta chave é 
selecionada de acordo com o tipo de forma de onda a ser observado. Em alguns 
osciloscópios, esta chave tem três posições, a saber: CA – 0 –CC ou 
CA –GND – CC. 
 
Observação 
Em algumas situações, usa-se a posição adicional 0 ou GND para ajustar o 
osciloscópio. 
 
• Chave seletora de ganho vertical (volt gain ou volt/div): com essa chave é 
possível aumentar ou diminuir a amplitude de uma projeção na tela do osciloscópio. A 
figura a seguir mostra o que ocorre com a imagem na tela quando se movimenta a 
chave seletora. 
 
 
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Eletrônica II 
• Ajuste fino de ganho vertical (fine-variable ou vernier): sua função é a mesma 
que a da chave seletora de ganho vertical, ou seja, aumentar ou diminuir a amplitude 
da imagem na tela. A diferença está em que enquanto a chave seletora provoca 
variações de amplitude em passos (proporções definidas), o ajuste fino permite variar 
linearmente a amplitude, porém, sem escala graduada. 
 
• Posição vertical (position): esse controle permite movimentar a projeção mais 
para cima ou para baixo na tela. A movimentação não interfere na forma da imagem 
projetada na tela. 
 
Controle de atuação horizontal 
A figura a seguir coloca em destaque os controles de atuação horizontal. 
 
 
Esses controles são os seguintes: 
 
• Chave seletora na base de tempo (H, sweep ou time/div): é o controle que 
permite variar o tempo de deslocamento horizontal do ponto na tela. Através desse 
controle, pode-se ampliar ou reduzir horizontalmente uma imagem na tela. 
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Eletrônica II 
 
 
Observação 
Em alguns osciloscópios, esta chave seletora tem uma posição chamada EXT 
(externa). Essa posição permite que o deslocamento horizontal do ponto seja 
controlado por um circuito externo ao osciloscópio, através de uma entrada específica. 
Quando a posição EXT é selecionada, não ocorre formação de traço na tela, mas 
apenas um ponto. 
 
• Ajuste fino (variable): este controle permite ajustar com mais precisão o tempo de 
deslocamento do ponto na tela. Atua em conjunto com a chave seletora da base de 
tempo. 
 
• Posição horizontal (H. position): consiste no ajuste que permite centrar 
horizontalmente a forma de onda na tela. Girando o controle de posição horizontal para 
a direita, o traço se move horizontalmente para a direita ou vice-versa. 
 
Sincronismo da projeção 
O sincronismo consiste na fixação da imagem na tela para facilitar a observação. 
A fixação da imagem se faz mediante os controles de sincronismo do osciloscópio. 
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Eletrônica II 
 
 
Os controles de sincronismo são os enumerados a seguir: 
chave seletora de fonte de sincronismo; • 
• 
• 
chave de modo de sincronismo; 
controle de nível de sincronismo. 
 
A chave seletora de fonte de sincronismo (“source”) é uma chave que seleciona o 
local onde será tomado o sinal de sincronismo necessário para fixar a imagem na tela 
do osciloscópio. Possui, em geral, quatro posições, conforme mostra a figura abaixo. 
 
 
Na posição rede (line), a chave seletora permite o sincronismo com basena frequência 
da rede de alimentação do osciloscópio (senoidal 60 Hz). Nessa posição, consegue-se 
facilmente sincronizar na tela sinais aplicados na entrada vertical, sinais esse obtidos a 
partir da rede elétrica. 
 
Na posição externo (ext), obtém-se o sincronismo da imagem com o auxílio de outro 
equipamento externo conectado no osciloscópio. O sinal que controla o sincronismo 
nessa posição é aplicado à entrada de sincronismo. 
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Eletrônica II 
 
 
A chave de modo (mode) e controle de nível (level) de sincronismo, normalmente 
tem duas ou três posições que são: auto; normal +; normal -. 
 
A posição auto permite que o osciloscópio realize o sincronismo da projeção 
automaticamente, com base no sinal selecionado pela chave seletora de fonte de 
sincronismo. 
 
As posições normal + e normal – permitem que o sincronismo seja ajustado 
manualmente por meio de controle de nível de sincronismo (level). 
 
Na posição normal +, o sincronismo é positivo, fazendo com que o primeiro pico a 
parecer na tela seja o positivo. 
 
 
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Eletrônica II 
Na posição normal - , o sincronismo é negativo. O primeiro pico que aparece na tela é 
o negativo. 
 
 
Observação 
Estes controles serão analisados quando se tratar da utilização do osciloscópio na 
medição de tensão CA. 
 
Pontas de prova 
As pontas de prova são utilizadas para interligar o osciloscópio aos pontos de medição. 
 
Uma das extremidades da ponta de prova é conectada a uma das entradas do 
osciloscópio por meio de um conector, geralmente do tipo BNC. 
 
A extremidade livre, por sua vez, serve para fazer a conexão aos pontos de medição. É 
provida de uma garra jacaré e de uma ponta de entrada sinal. A garra jacaré, chamada 
também de terra da ponta de prova, deve ser conectada ao terra do circuito. e a ponta 
de entrada de sinal, por sua vez, conecta-se ao ponto que se deseja medir
SENAI 14 
Eletrônica II 
 
conector BCN 
 
Existem dois tipos de ponta de prova: 
ponta de prova 1:1; • 
• ponta de prova 10:1. 
 
A ponta de prova 1:1 permite aplicar à entrada do osciloscópio o mesmo nível de 
tensão e forma de onda aplicado à ponta de medição. 
 
 
A ponta de prova 10:1 é divisora de tensão, entregando ao osciloscópio a décima parte 
da tensão aplicada à ponta de medição. 
 
 
As pontas de prova 10:1 são usadas para permitir que o osciloscópio seja empregado 
para medição ou observações de sinais com tensões e amplitudes 10 vezes maiores 
que o seu limite normal de medição. Assim, um osciloscópio que permita a leitura de 
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Eletrônica II 
tensões até 50V com ponta de prova 1:1, pode ser utilizado em tensões de até 500V 
(10 x 50) com uma ponta de prova 10:1. 
 
Observação 
Existem pontas de prova que dispõem de um botão através do qual se pode selecionar 
10:1 ou 1:1. 
 
Osciloscópio de duplo traço 
O osciloscópio de duplo traço permite visualizar ao mesmo tempo dois sinais na tela. 
 
Ele tem alguns controles que são comuns aos dois traços: 
controles básicos (brilho, foco); • 
• 
• 
• 
• 
• 
controles do horizontal (base de tempo e posição). 
 
As diferenças entre o osciloscópio de traço simples e duplo traço aparecem: 
nas entradas e controles do vertical; 
nos controles e entrada de sincronismo. 
 
Entradas e controles do vertical no osciloscópio duplo traço 
As imagens na tela do osciloscópio são uma projeção da tensão aplicada à entrada 
vertical. Conseqüentemente, para observar dois sinais simultaneamente é necessário 
aplicar duas tensões em duas entradas verticais. 
 
O osciloscópio de duplo traço dispõe de dois grupos de controles verticais: 
um grupo para o canal A ou canal 1 (Channel 1 ou CH1); 
um grupo para o canal B ou canal 2 (Channel 2 ou CH2). 
 
Cada canal vertical controla um dos sinais na tela (amplitude, posição vertical). 
 
A figura a seguir coloca em destaque os grupos de controles do canal 1 (CH1) e canal 
2 (CH2). 
 
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Eletrônica II 
 
Os grupos de controles verticais dos dois canais geralmente são iguais. Cada canal 
dispõe de: 
entrada vertical ou Y (1A e 2A); • 
• 
• 
• 
• 
chave seletora CA – 0 – CC (1B e 2B); 
chave seletora de ganho vertical (1C e DC); 
ajuste fino de ganho vertical (1D e 2D); 
posição vertical (1E e 2E). 
 
Alguns osciloscópios dispõem ainda de um inversor (invert), que é um controle que 
permite inverter a imagem do canal 2 obtida na tela. 
 
 
Modo de operação vertical de duplo traço 
O osciloscópio de traço duplo dispõe de uma chave seletora que possibilita o uso de 
apenas um dos traços na tela; ou seja, como se fosse de traço simples. Tanto o canal 1 
como o canal 2 podem ser utilizados separadamente. 
 
Na posição CH1, o sincronismo é controlado pelo sinal aplicado ao canal 1. 
Na posição CH2, o sincronismo é controlado pelo sinal aplicado ao canal 2. 
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Eletrônica II 
Observação 
Sempre que se usar o osciloscópio de traço duplo como um de traço simples, a chave 
seletora deve ser posicionada no canal utilizado (CH1 ou CH2). 
 
Entre os grupos de controles verticais dos canais 1 e 2 existe uma chave seletora que 
permite determinar quantos e quais canais aparecerão na tela. Esta chave tem pelo 
menos três posições: CH1; CH2; DUAL (ou chopper). 
 
Na posição CH’ aparecerá apenas um traço na tela, projetando o sinal que estiver 
aplicado à entrada vertical do canal 1. Na posição CH2, aparecerá apenas um traço na 
tela, projetando o sinal aplicado à entrada vertical do canal 2. Na posição DUAL 
(chopper), aparecerão na tela dois traços, cada um representando o sinal aplicado nas 
respectivas entradas verticais. 
 
Em osciloscópios mais sofisticados, esta chave pode ter mais posições permitindo, 
desse modo, outras opções de funcionamento. 
 
Controles de sincronismos no osciloscópios duplo traço 
A função dos controles de sincronismo é fixar a imagem na tela. A figura a seguir 
coloca em destaque o grupo de controles de sincronismo. 
 
 
Os controles de sincronismos são: 
chave seletora de fonte de sincronismo; • 
• 
• 
• 
chave seletora de modo de sincronismo; 
controle de nível de sincronismo; 
entrada de sincronismo. 
 
SENAI 18 
Eletrônica II 
Estes controles serão analisados detalhadamente quando tratarmos da medição de 
tensão CA com osciloscópio. 
 
Chave seletora de ganho vertical (VOLT/DIV) 
A chave seletora de ganho vertical estabelece a quantos volts corresponde cada 
divisão vertical da tela. Em todos os osciloscópios, essa chave tem muitas posições, 
de forma que se possa fazer com que cada divisão da tela tenha valores que vão, por 
exemplo, de 1mV a 10V. 
 
 
Em cada posição da chave seletora, o osciloscópio tem um limite de medição. Assim, 
com 8 divisões verticais na tela, selecionando para 10 V/divisão, pode-se medir 
tensões de até 80 V (8 divisões. 10 V/div = 80 V). 
 
Se a tensão aplicada à entrada vertical excede o limite de medição, o traço sofre um 
deslocamento tal que desaparece da tela. 
 
Quando isso acontece, deve-se mudar a posição da chave seletora de ganho vertical 
para um valor maior, reajustar a referência e refazer a medição. 
 
Observação 
Quando o valor de tensão a medir é parcialmente conhecido, a chave seletora de 
ganho vertical deve ser posicionada adequadamente antes de realizar a medição. 
 
É importante lembrar que a posição de referência do traço na tela deve ser conferida a 
cada mudança de posição da chave seletora de ganho vertical e reajustada, se 
necessário. 
 
Ajuste fino de ganho vertical 
Quando o osciloscópio dispõe de um ajuste fino de ganho vertical, este deve ser 
calibrado, antes de executar a medição; caso contrário, a leitura não será correta. 
 
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Eletrônica II 
Em alguns osciloscópios, o ajuste fino de ganho vertical já tem a posição de calibração 
indicada por “CAL”. 
 
 
Quando o ajuste fino não tiver posição de calibração indicada, o ajuste é feito 
utilizando-se uma tensão CC (ou CA quadrada) que está disponível em um borne do 
painel de osciloscópio. 
 
 
Conecta-se a ponta de prova ao borne e ajusta-se o controlede ajuste fino. Isso deve 
ser feito de forma que a tensão lida na tela confira com a tensão (CC ou CA PP) 
indicada ao lado do borne. 
 
Assim, ao lado do borne no painel do osciloscópio está colocado 1VPP. Conecta-se a 
ponta de prova ao borne e posiciona-se o ajuste fino de ganho vertical para que a 
figura na tela indique 1VPP. 
 
Controles da base de tempo 
O traço na tela de um osciloscópio é formado pelo movimento de um ponto, controlado 
pelos circuitos da base de tempo ou varredura horizontal. 
 
O movimento horizontal do ponto é chamado de varredura. Por essa razão, os 
controles da base de tempo do osciloscópio também são conhecidos por controles de 
varredura. 
 
Através dos controles da base de tempo é possível fazer com que o ponto se desloque 
mais rápida ou mais lentamente na tela do osciloscópio. 
 
Em geral, o osciloscópio possui três controles da base de tempo: 
SENAI 20 
Eletrônica II 
chave seletora da base de tempo (H. sweep ou time/div.); • 
• 
• 
ajuste fino da base de tempo (H. vernier); 
amplificador horizontal. 
 
Esses controles são comuns a todos os traços do osciloscópio (duplo traço; 4 traços 
ou mais). Nos osciloscópios de duplo traço, os controles da base de tempo são 
comuns aos dois traços. Esses controles da base de tempo são mostrados a seguir em 
um modelo de osciloscópio de traço simples. 
 
 
 
Chave seletora da base de tempo 
A chave seletora da base de tempo (H sweep ou time/div) é calibrada em valores de 
tempo por divisão (ms/div; ms/div; s/div). 
 
Esta chave estabelece quanto tempo o ponto leva para percorrer uma divisão da tela 
no sentido horizontal. Assim, se a chave seletora da base de tempo estiver 
posicionada em 1 ms/div, o ponto leva um milissegundo para percorrer uma divisão 
horizontal da tela. 
 
SENAI 21 
Eletrônica II 
 
Através da chave seletora é possível expandir ou comprimir horizontalmente a figura 
na tela. 
 
 
Ajuste fino da base de tempo 
Esse botão (variable) atua em conjunto com a chave seletora da base de tempo. 
Permite que o tempo de deslocamento horizontal do ponto na tela seja ajustado para 
valores intermediários entre uma posição e outra da base de tempo. 
 
Desse modo, se a chave seletora da base de tempo tem as posições 1 ms/div e 0,5 
ms/div, o ajuste fino permite que se ajustem tempos entre estes dois valores 
(0,6 ms/div; 0,85 ms/div). 
SENAI 22 
Eletrônica II 
Na tela, o efeito do ajuste fino é de ajustar a largura da figura em qualquer proporção 
que se deseje. 
 
Um aspecto importante deve ser considerado: o ajuste fino não tem escala, de forma 
que não é possível saber exatamente quanto tempo o ponto leva para deslocar-se 
numa divisão horizontal. 
 
Este controle de ajuste fino tem uma posição denominada “calibrado” ou “cal”. Quando 
o controle está na posição “calibrado”, o tempo de deslocamento horizontal do ponto 
em uma divisão horizontal da tela é determinado somente pela posição da chave 
seletora da base de tempo. 
 
 
Sempre que for necessário conhecer o tempo de deslocamento horizontal do ponto em 
uma divisão, o ajuste fino da base de tempo tem que ser posicionado em calibrado. 
 
Ampliador horizontal 
O ampliador (magnifier) é chamado também de expansor e atua na largura da figura na 
tela. Em geral, os expansores permitem que a figura seja ampliada 5 ou 10 vezes no 
sentido horizontal. 
 
Observação 
Nem todos os osciloscópios trazem este controle. 
 
 
 
 
 
 
SENAI 23 
Eletrônica II 
SENAI 24 
Exercícios 
1. Responda: 
a) Para que serve o osciloscópio? 
 
 
 
 
 
b) De que forma as imagens se formam na tela de um osciloscópio? 
 
 
 
 
 
c) Quais são os controles de ajuste de traço ou ponto na tela? 
 
 
 
 
 
d) Qual é a diferença entre as pontas de prova 1:1 e 10:1? 
 
 
 
 
 
e) Qual é a função da chave seletora de ganho vertical? 
 
 
 
 
 
2. Relacione a segunda coluna com a primeira: 
a) Chave seletora de ganho vertical 
b) Chave de seleção CA/CC 
c) Entrada de sinal vertical 
d) Posição vertical 
( ) Seleciona o tipo da forma de onda 
( ) Conecta a ponta de prova 
( ) Varia o tempo de deslocamento 
( ) Movimenta a projeção 
( ) Aumenta ou diminui a amplitude do sinal 
 
Eletrônica II 
 
 
Medição de Sinais 
com Osciloscópio 
 
 
 
 
 
 
Em circuitos de CA e CC, o osciloscópio permite verificar, visualmente, através da 
forma de onda senoidal, quadrada, triangular ou qualquer outra, o comportamento dos 
componentes eletrônicos. Isso faz com que esse instrumento seja largamente utilizado 
em reparos de circuitos de tv, aparelhos de som, controles industriais, e outros. 
 
Neste capítulo, vamos tratar da medição de sinais com osciloscópio. Você vai aprender 
como se faz para obter uma projeção na tela e como se determinam valores típicos de 
tensões, correntes, freqüências e defasagens. Dessa maneira, você estará habilitado a 
usar o osciloscópio na manutenção de equipamentos eletrônicos. 
 
Para desenvolver os conteúdos e atividades aqui apresentadas, você já deverá 
conhecer gerador de funções, osciloscópio, tensões contínua e alternada. 
 
 
Medição de tensão contínua com osciloscópio 
 
A medição de tensão CC com osciloscópio é utilizada na análise e reparação de 
circuitos. 
 
Vamos considerar um osciloscópio já com um traço selecionado e projetado na tela e 
ajustado em brilho e foco. Nesse caso, a preparação para a medição de uma tensão 
CC divide-se em três etapas: 
• ajuste da referência; 
• seleção do modo de entrada; 
• conexão da ponta de prova do osciloscópio. 
 
 
Ajuste da Referência 
SENAI 25 
Eletrônica II 
Quando se utiliza o osciloscópio para medição de tensões contínuas, é necessário 
estabelecer uma posição para o traço na tela, que servirá de posição de referência. 
 
Deve-se posicionar o traço sobre uma das divisões do reticulado da tela, utilizando o 
controle de posição vertical do canal selecionado. 
 
 
Para fazer o ajuste da posição de referência do traço, procede-se da seguinte forma: 
• coloque a chave seletora de modo de entrada (CA - 0 - CC) do canal escolhido na 
posição 0; 
• ajuste a posição do traço na tela usando o controle de posição vertical deste canal. 
 
Observação 
Quando se faz o ajuste, o operador deve ficar numa posição frontal à tela do aparelho, 
conforme mostra a figura a seguir. 
 
 
Seleção CA-CC e conexão da ponta de prova 
Para medições de tensão contínua, procede-se da seguinte maneira: 
SENAI 26 
Eletrônica II 
• após o ajuste da referência, posicione para CC a chave seletora de modo de 
entrada (CA - 0 - CC) do canal escolhido; 
• conecte a ponta de prova na entrada vertical do canal escolhido. 
 
Após a conexão da ponta de prova, procede-se à medição da tensão e à interpretação 
da medição. 
 
Na medição de tensão, temos a observar: 
• Após a preparação do osciloscópio, as extremidades da ponta de prova podem ser 
conectadas nos pontos onde está presente a tensão a ser medida. 
• Quando as extremidades livres da ponta de prova são conectadas aos pontos de 
medição, o traço muda de posição na tela. 
 
A figura a seguir mostra, respectivamente, a posição do traço antes e depois da 
conexão da ponta de prova aos pontos de medição. 
 
 
Em seguida, faz-se a interpretação da medida, ou seja, determina-se o valor de tensão 
aplicada na entrada. Isso é feito em duas etapas: 
 
1. Verifique primeiramente de quantas divisões foi a mudança de posição do traço na 
tela (em relação à posição de referência). 
 
 
 
 
 
 
 
SENAI 27 
Eletrônica II 
Na figura a seguir, a mudança de posição do traço foi de duas divisões. 
 
 
2. Multiplique o número de divisões obtidas pelo valor indicado pela chave seletora de 
ganho vertical do canal (que indica o valor de cada divisão). 
 
Vamos supor, por exemplo, uma mudança de posição de duas divisões e a posição da 
chave seletora de ganho vertical de 5 V/divisão, conforme mostra a figura que segue. 
 
 
Nesse caso, para obter a tensão contínua entre os pontos medidos, basta multiplicar o 
número de divisões pelo valor indicado pelachave seletora de ganho vertical. Ou seja: 
tensão contínua = 2 divisões . 5 V/div = 10 V. 
 
Pelo fato de permitir a medição de tensões, o eixo vertical da tela do osciloscópio é 
denominado eixo das tensões. 
 
 
SENAI 28 
Eletrônica II 
A subdivisão das divisões no eixo vertical principal, eixo vertical central, permite a 
leitura de valores que não completam um número inteiro de quadros ou divisões. 
 
Um quadro contém 5 subdivisões. Portanto cada subdivisão corresponde a 0,2 de um 
inteiro. 
 
Na figura a seguir pode-se observar a medição de uma tensão CC de 4,8 V, ou seja, 
2,4 divisões . 2 V/div. 
 
 
Observação 
O valor de tensão correspondente a cada divisão da tela é definido pela chave seletora 
de ganho vertical. 
 
Para que o osciloscópio possa ser utilizado para medições de valores de tensão de 
milivolts até dezenas de volts, basta posicionar a chave seletora de ganho vertical. 
 
Tensões negativas e positivas 
O osciloscópio pode ser utilizado tanto para medição de tensões positivas como 
negativas. 
 
As tensões contínuas positivas e negativas dependem do pólo da fonte de alimentação 
em que é conectado o terra. Assim, quando se conecta o terra ao pólo negativo, 
obtém-se tensões contínuas positivas; na conexão ao pólo positivo, obtém-se 
tensões contínuas negativas. 
 
Para que a medição seja correta, a garra negativa que é o terra da ponta de prova do 
osciloscópio é ligada ao terra do circuito, seja ele positivo, ou negativo. 
 
SENAI 29 
Eletrônica II 
Quando a tensão aplicada na entrada vertical é positiva, o traço se desloca da posição 
de referência para cima. 
 
Observe esse deslocamento representado na figura a seguir. 
 
 
Quando a tensão aplicada na entrada vertical é negativa, o traço se desloca da 
posição de referência para baixo, conforme mostra a figura que segue. 
 
 
A interpretação dos valores das tensões negativas é feita da mesma forma que a das 
tensões positivas. 
 
 
Medição de tensão alternada com osciloscópio 
 
Utiliza-se o osciloscópio sobretudo para realizar medições de tensão alternada. Esse é 
um tipo de medição muito comum no reparo e manutenção de equipamentos 
eletrônicos. 
 
 
 
 
SENAI 30 
Eletrônica II 
Processo de medição de tensão CA 
O processo de medição de tensão CA com o osciloscópio divide-se em três etapas: 
• obtenção da forma de onda CA na tela; 
• sincronismo da projeção; 
• interpretação da medição. 
 
Obtenção da forma de onda CA 
Vamos tomar um osciloscópio com um traço previamente selecionado (CH1 ou CH2), 
ajustado em brilho e foco. Nesse caso, para obter a projeção de uma CA na tela, é 
preciso fazer não apenas a seleção do modo de entrada e a conexão da ponta de 
prova no osciloscópio, mas também a conexão da ponta de prova nos pontos de 
medição. 
 
Para medições de tensão CA, a chave “seleção do modo de entrada” pode ser 
posicionada em CA ou CC. Para medições de CC, apenas a posição CC deve ser 
utilizada. 
 
A ponta de prova é conectada na entrada vertical do canal selecionado. Se o 
osciloscópio possuir ajuste fino de ganho vertical, deve-se calibrá-lo antes de executar 
a medição. 
 
Após posicionar os controles, as pontas de prova são conectadas nos pontos de 
medição. Quando se conectam as pontas de prova nos pontos de medição, a tensão 
CA presente nestes pontos se projeta em forma de figura na tela do osciloscópio. 
 
Normalmente, a figura está fora de sincronismo, conforme mostra a figura a seguir. 
 
SENAI 31 
Eletrônica II 
Caso a imagem exceda os limites da tela na vertical, deve-se recorrer à chave seletora 
de ganho vertical, para obter o máximo de amplitude dentro dos limites da tela. 
Recorre-se também a essa chave quando a imagem na tela é muito pequena e é 
necessário obter uma imagem com maior amplitude. 
 
Interpretação da medição 
Para realizar a leitura da tensão, é preciso sincronizar a imagem na tela. Em geral, 
para que o osciloscópio fixe automaticamente a imagem na tela, basta posicionar a 
chave de modo de sincronismo em “auto”. 
 
Se na posição auto não houver sincronismo, deve-se passar para normal e sincronizar 
com auxílio do controle de nível. 
 
A leitura de tensão alternada aplicada na entrada vertical no osciloscópio é feita pela 
determinação da tensão de pico a pico da imagem projetada na tela. 
 
Verifica-se o número de divisões verticais ocupadas pela imagem e multiplica-se pelo 
valor indicado pela chave seletora de ganho vertical. 
 
 
Número de divisões Posição da chave seletora Tensão medida 
3 x 0,5 V = 1,5 VPP 
 
Observação 
Quando o osciloscópio dispõe de um ajuste fino do ganho vertical, este deve ser 
calibrado antes de executar a medida. 
 
SENAI 32 
Eletrônica II 
Posicionamento adequado para a leitura 
Para facilitar a leitura do número de divisões ocupadas na tela, pode-se movimentar 
verticalmente a imagem, usando o controle de posição vertical. 
 
Esse procedimento permite posicionar um dos picos da CA sobre uma linha de 
referência sem modificar sua amplitude. 
 
 
Pode-se também movimentar horizontalmente a imagem (controle de posição 
horizontal - H. position) sem prejuízo para a leitura. Isso possibilita colocar o pico da 
tensão exatamente sobre o eixo vertical principal, facilitando a leitura. 
 
 
 
 
 
SENAI 33 
Eletrônica II 
Medição de período para cálculo de freqüência 
Pode-se usar o osciloscópio para determinar a freqüência de um sinal elétrico. Isso é 
possível porque o período de uma CA pode ser determinado através do osciloscópio. 
 
Relação entre período e freqüência 
Freqüência (f) é o número de ciclos completos de um fenômeno repetitivo que ocorre 
na unidade de tempo. Desse modo, temos: 
f = número de ciclos completos em 1 segundo. 
 
Período (T) é o tempo necessário para que ocorra um ciclo completo de um fenômeno 
repetitivo. Desse modo, temos: 
T = tempo de ocorrência de 1 ciclo. 
 
A freqüência e o período de um fenômeno estão intimamente relacionados. A relação 
entre as duas grandezas se expressa pela equação: 
 
T
1f =
 
A equação mostra que à medida que a freqüência aumenta, o período diminui e vice-
versa. 
 
Uma vez conhecido o período de um sinal, a equação permite que se determine sua 
freqüência. 
 
Através da observação dos sinais elétricos na tela do osciloscópio, pode-se determinar 
o seu período e, portanto, calcular a sua freqüência. 
 
Determinação do período de um sinal 
O eixo horizontal do osciloscópio é denominado "eixo dos tempos" porque, através das 
suas divisões, pode-se determinar o período de formas de ondas alternadas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
SENAI 34 
Eletrônica II 
 
Para determinar com precisão o período de uma CA, é preciso que o controle de ajuste 
fino da base de tempo seja mantido na posição "calibrado". 
 
Uma vez determinado corretamente o período, é possível obter a freqüência desejada. 
Para isso basta aplicar a CA a um dos canais do osciloscópio e projetá-la e sincronizá-
la na tela. 
 
A chave seletora permite fazer o ajuste da base de tempo que possibilita a compressão 
ou expansão da forma de onda na tela. Com isso, obtém-se uma figura adequada à 
observação e leitura do período. 
 
Observações 
• Quanto menor o número de ciclos projetados na tela, mais precisa poderá ser a 
determinação do período. 
 
• O ideal é conseguir projetar apenas um ciclo da CA na tela, o que é feito com auxílio 
apenas da chave seletora da base de tempo, já que o ajuste fino tem de estar 
calibrado. 
 
Com a CA projetada na tela, deve-se estabelecer um ponto na figura como início do 
ciclo e posicioná-lo exatamente sobre uma das divisões do eixo horizontal. 
 
SENAI 35 
Eletrônica II 
Com o ponto de início do ciclo posicionado, verifica-se o número de divisões do eixo 
horizontal ocupado pelo ciclo completo. 
 
 
Observação 
Pelos controles de posição, pode-se movimentar a figura no sentido vertical ou 
horizontal na tela, sem prejudicar a leitura. 
 
Para determinar o período da CA, é necessário conhecer: 
• o tempo de cada divisão, fornecido pela posição da chaveseletora da base de 
tempo; 
• o número de divisões horizontais, ocupadas por um ciclo e observados na tela do 
osciloscópio. 
 
Assim: T (período) = no de divisões horizontais de um ciclo x tempo de uma divisão. 
 
A figura a seguir mostra um exemplo de determinação do período de uma CA senoidal. 
 
SENAI 36 
Eletrônica II 
 
Partindo dos dados da figura, temos: 
T = 5,0 x 1 
T = 5,0 ms ou 0,005 s 
 
Determinado o período, pode-se calcular a freqüência do sinal através da relação: 
T
1f =
 
A freqüência da CA da figura é: 
005,0
1f =
f = 200 Hz 
 
Portanto, para determinar a freqüência procede-se da seguinte maneira: 
• posicionar o ajuste fino de tempo em calibrada; 
• projetar a CA na tela e sincronizar; 
• obter o menor número possível de ciclos na tela; 
• determinar o período; 
• calcular a freqüência. 
 
 
 
 
 
 
 
 
SENAI 37 
Eletrônica II 
Medição do ângulo de fase 
 
Em muitas ocasiões, torna-se necessário analisar ou determinar a relação de fase 
entre duas tensões CA ou entre uma tensão e uma corrente CA em um componente. 
Isso pode ser feito através de um osciloscópio duplo traço. 
 
Este processo somente pode ser utilizado para CA de freqüências iguais, porque 
quando as freqüências são diferentes o ângulo de fase está em constante modificação. 
 
sinais de mesma 
freqüência 
 
sinais de freqüências 
diferentes 
 
Para verificar a relação de fase entre uma tensão e uma corrente CA em um 
componente ou circuito, é necessário observar simultaneamente duas senóides: 
• a senóide da tensão; 
• a senóide da corrente. 
 
Para observar a senóide da tensão, emprega-se um dos canais do osciloscópio, 
conectando a ponta de prova (sinal e terra) diretamente nos pontos a serem 
observados. 
 
SENAI 38 
Eletrônica II 
 
Observação 
Para observar as variações de corrente no osciloscópio, é necessário que elas 
sejam transformadas em variações de tensão. 
As figuras a seguir mostram as pontas de prova conectadas a um circuito e a 
projeção na tela que corresponde a senóide de "tensão aplicada". 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
O resistor é o componente ideal para realizar a conversão de corrente em tensão por 
duas razões: 
• a tensão presente entre os terminais de um resistor é proporcional à corrente; 
• a tensão desenvolvida no resistor está em fase com a corrente. 
 
Assim, toda a vez que for necessário observar com o osciloscópio a forma de onda de 
corrente em um circuito deve-se incluir um resistor em série com este circuito. 
 
A queda de tensão neste resistor será proporcional e estará em fase com a corrente do 
circuito. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
queda de tensão 
proporcional à 
corrente do circuito 
SENAI 39 
Eletrônica II 
Conectando o osciloscópio sobre este resistor, a forma de onda apresentada na tela 
representará a corrente no circuito. 
 
É importante lembrar que ao inserir um resistor em série com um circuito, este resistor 
interfere na resistência total, provocando uma alteração na corrente circulante, ou seja, 
RT = Rcircuito + R 
 
Para evitar que o resistor acrescentado influencie significativamente nos resultados 
observados, deve-se utilizar um resistor cujo valor seja pequeno em relação à 
resistência do circuito que se deseja analisar. 
 
 
Observação 
Em geral, utiliza-se um resistor cujo valor seja no máximo 10% da resistência do 
circuito que se deseja analisar. 
 
Como normalmente se necessita observar simultaneamente as formas de onda de 
tensão e de corrente, utiliza-se um osciloscópio de duplo traço, de forma que: 
• um dos canais é colocado sobre o resistor, para observação da forma de onda de 
corrente; 
• o outro canal é aplicado diretamente sobre a carga. 
 
 
 
 
 
 
SENAI 40 
Eletrônica II 
A figura a seguir mostra como seria conectado o osciloscópio duplo traço para verificar 
a relação de fase entre corrente e tensão em um resistor. 
 
O ato de conectar o terra do osciloscópio no meio dos dois componentes a serem 
medidos implica no fato de que o canal 1 apresenta uma medida acima da referência e 
o canal 2 uma medida abaixo da referência. 
 
Sempre que o osciloscópio for conectado desta forma, deve-se usar a entrada com 
inversão do osciloscópio para a medição abaixo da referência. 
 
As senóides de corrente e tensão sobre o resistor aparecerão na tela como mostra a 
figura a seguir. 
 
 
 
 
SENAI 41 
Eletrônica II 
O mesmo processo pode ser usado para determinar a relação de fase entre tensão e 
corrente em componentes como o capacitor. 
 
 
O valor do resistor deve ser de, no máximo, 10% do valor da reatância capacitiva do 
capacitor. 
 
As divisões horizontais da tela podem ser usadas para determinar o ângulo de 
defasagem. 
 
Por exemplo: vamos supor que um ciclo da senóide de tensão ocupe 6 divisões 
horizontais da tela. Como um ciclo completo de CA corresponde a 360o, pode-se 
elaborar uma regra de três: 
 
6 divisões → 360o 
1 divisão → x 
6 . x = 360 . 1 
 
 6
360x = 
x = 36o 
 
A senóide de corrente da figura está atrasada uma divisão. Portanto, neste caso, a 
corrente está 60o atrasada com relação à tensão. 
 
 
 
 
 
SENAI 42 
Eletrônica II 
A figura a seguir mostra outro exemplo de determinação do ângulo de fase através das 
divisões horizontais da tela do osciloscópio. 
 
 
4 divisões → 360o 
0,4 divisões → x 
 
4 . x = 360 . 0,4 
 
 
4
360x = 
 
x = 90o 
 
 
Medição do ângulo de fase por figuras de Lissajous 
 
Figuras de Lissajous é o nome dado às figuras que aparecem na tela do osciloscópio 
quando se aplicam sinais às entradas vertical e horizontal do osciloscópio, desligando 
a varredura horizontal interna. 
 
Abaixo estão algumas figuras de Lissajous. 
 
SENAI 43 
Eletrônica II 
Através das figuras de Lissajous é possível determinar a relação de fase entre duas 
CA’s de mesma freqüência usando um osciloscópio de traço simples. 
 
Conexão do Osciloscópio ao Circuito 
Para determinar o ângulo de fase, os dois sinais de mesma freqüência são aplicados 
às entradas vertical e horizontal, mantendo-se a chave de varredura horizontal na 
posição "externa". 
 
 
O resistor R no circuito converte as variações de corrente em variações de tensão. 
 
Após a colocação dos dois sinais, ocorre a formação de uma figura de Lissajous na 
tela. 
 
Para obter a leitura correta do ângulo de fase, o sinal aplicado no vertical deve 
ocasionar a mesma amplitude de deflexão na tela que o horizontal, em número de 
quadros, e a figura deve estar centrada na tela. 
 
 
SENAI 44 
Eletrônica II 
Em geral, torna-se necessário atuar no controle da amplitude vertical ou horizontal 
para realizar o ajuste. 
 
Uma vez concentrada a figura, determinam-se dois valores: Ymax e Y0 que é a 
intersecção da figura com o eixo Y. 
 
Observações 
• Ymax é o valor de pico máximo da figura no eixo Y em relação ao eixo x; 
• Y0 é o valor de Y quando o eixo x vale zero. 
 
 
De posse dos dois valores, determina-se o ângulo de fase a partir da equação 
 
θ - arc sen Yθ . 
 Ymax 
 
Convenção: 
θ é o ângulo de defasagem; 
Y0 e Ymax são as leituras da tela; e 
arc sen é a função arco sen θ. 
 
Observação 
Através das figuras de Lissajous, não é possível determinar qual é o sinal adiantado ou 
atrasado, porque isso depende da ordem de ligação dos sinais no osciloscópio. 
 
 
 
SENAI 45 
Eletrônica II 
A seguir está uma tabela de senos e um exemplo de determinação do ângulo de fase 
por figura de Lissajous. 
 
Ângulo (θ) 0° 10° 20° 30° 40° 45° 50° 60° 70° 80° 90° 
Seno (θ) 0 0,17 0,34 0,5 0,64 0,71 0,77 0,87 0,94 0,98 1 
 
Exemplo: 
 
 
θ = arc sen 
 Ymax 
Y0 
 
θ = arc sen 
8,2
1,2
 
 
θ = arc sen 0,75 
 
θ ≅ 50° (sen 50° = 0,77 da tabela). 
 
 
 
 
SENAI 46 
Eletrônica II 
θ = arc sen 
Ymax
Y0 
 
θ = arc sen 3
 3 2,
0, 
 
θ = arc sen 0,94 
 
θ = 70° 
 
 
Observação 
Quando se obtém um círculo perfeito a defasagemé de 90° , pois Y0 = Ymax. 
Logo, sen 
Ymax
Y0 = sen 1 = 90° 
 
 
Exercícios 
 
1. Responda: 
a) Quais grandezas elétricas podem ser medidas por um osciloscópio? 
 
 
 
 
 
b) O que define se a medição de tensão é negativa ou positiva? 
 
 
 
 
 
c) Quais as etapas para medição de tensão alternada? 
 
 
 
 
 
d) Qual é a utilização das figuras de Lissajous? 
 
 
 
SENAI 47 
Eletrônica II 
SENAI 48 
 
 
 
2. Relacione a segunda coluna com a primeira. 
 
a. Medição da freqüência ( ) Usar uma entrada com inversão. 
b. Medição de tensão alternada ( ) Determinar o período. 
c. Medição de tensão contínua ( ) Calcular o cosseno do ângulo. 
d. Medição do ângulo de fase I/E ( ) Usar a chave de seleção do modo de entrada 
em CC. 
 ( ) Usar a chave de seleção do modo de entrada 
em CC ou CA. 
 
Eletrônica II 
 
 
Gerador de Funções 
 
 
 
 
 
 
 
No trabalho de manutenção, o técnico de eletroeletrônica enfrenta situações em que é 
preciso usar equipamentos que o ajudem a descobrir e a corrigir defeitos em 
aparelhos. O gerador de funções é um destes equipamentos, utilizado com freqüência 
na manutenção de equipamentos de som e imagem. 
 
O presente capítulo vai tratar do gerador de funções e mostrar o modo correto de 
operar esse equipamento. 
 
Para desenvolver os conteúdos e atividades desta lição, é necessário que você 
conheça corrente alternada e resistência interna. 
 
 
Gerador de funções 
 
O gerador de funções é utilizado para calibrar e reparar circuitos eletrônicos. É um 
equipamento que fornece tensões elétricas com diversas formas de onda chamadas de 
sinais elétricos, com amplitudes e freqüências variáveis. 
 
Características do gerador de funções 
As características fundamentais dos geradores de funções são: 
• tipos de sinais fornecidos; 
• faixa de freqüência; 
• tensão máxima de pico-a-pico na saída; 
• impedância de saída. 
 
Tipos de sinais fornecidos 
SENAI 49 
Eletrônica II 
Os sinais variam de modelo para modelo. Dentre os tipos de sinais mais comuns, 
fornecidos pelo gerador, temos os que se apresentam as formas de ondas senoidal, 
quadrada e triangular. 
 
 
Faixa de freqüência 
Dependendo da marca e do modelo, o gerador de funções fornece sinais em uma 
freqüência que vai de 1 Hz a vários MHz. Os manuais dos fabricantes informam a faixa 
de freqüência que o equipamento pode fornecer. Por exemplo, de 1Hz a 20 kHz. 
 
Tensão máxima de pico-a-pico na saída 
A tensão máxima de pico-a-pico é o valor máximo de amplitude do sinal que o gerador 
pode fornecer. 
 
Impedância de saída 
A impedância de saída é a impedância que o gerador apresenta entre os terminais de 
saída. Os geradores podem ser de: 
• alta impedância de saída, para circuitos a válvula; 
• média impedância de saída, para circuitos transistorizados. Geralmente, sua 
impedância é de 600 Ω; 
SENAI 50 
Eletrônica II 
• b
impe
 
É im
obte
 
Disp
O pa
para
 
Obs
cont
 
 
No g
1. 
2. 
3. 
forn
100
freq
4. 
que
dos 
ser 
faixa
aixa impedância de saída, para trabalhos em circuitos digitais. Em geral, sua 
dância de saída fica em torno de 50 Ω. 
portante conhecer as características do gerador de funções, porque isso permite 
r a máxima transferência de potência entre gerador e carga. 
ositivos de controle 
inel do gerador de sinal tem uma série de dispositivos de controle que servem 
 ajustar o equipamento de acordo com o trabalho a realizar. 
erve na figura a seguir um modelo de gerador de funções, com o painel de 
roles em destaque. 
a 
liga 
erador
chave li
chave s
chave s
ecem v
kHz. Es
üência 
controle
 permite
limites 
multiplic
 de fre
deslig
 de funções são comuns os seguintes dispositivos de controle: 
ga-desliga que serve para ligar e desligar o equipamento; 
eletora de sinal ou função que seleciona a forma de onda do sinal de saída; 
eletora de faixa de freqüência ou multiplicador, presente em geradores que 
alores de freqüência em ampla faixa como, por exemplo, de 10Hz a 
se seletor possui diversas posições, permitindo escolher a faixa de 
desejada como, por exemplo, de 100 Hz a 1000 Hz; 
 de freqüência fornecida ou DIAL: é um controle acoplado a uma escala 
 estabelecer o ajuste da freqüência do sinal fornecido pelo gerador dentro 
definidos pelo seletor da faixa de operação. O valor indicado no dial deve 
ado pela faixa de frequência previamente ajustada pela chave seletora de 
quência; 
SENAI 51 
Eletrônica II 
5. controle de nível de saída ou amplitude: serve para ajustar a amplitude (pico-a- 
pico) do sinal de saída. 
Existem geradores de funções mais sofisticados que dispõem de outros controles. 
 
Observação 
Para uma correta compreensão dos controles adicionais, é preciso consultar o manual 
do fabricante. 
 
Influência da carga na amplitude do sinal 
O gerador de funções apresenta uma impedância interna. Esta impedância interna 
produz um efeito semelhante ao de uma resistência elétrica colocada no interior do 
aparelho, em série com a saída. 
 
Assim como em pilhas e baterias, essa impedância de saída do gerador pode ser 
representada com um resistor em série com os bornes de saída. 
 
Devido a essa resistência, a amplitude do sinal sofre uma redução quando a carga é 
ligada. Tal redução se deve ao fato de que a impedância interna provoca uma queda 
de tensão, quando o gerador fornece corrente ao circuito. 
 
O efeito é semelhante à queda de tensão que ocorre em pilhas e baterias devido a 
suas resistências internas. 
SENAI 52 
Eletrônica II 
 
Quanto maior for a carga a ser alimentada, maior será a corrente fornecida pelo 
gerador e maior será também a queda de tensão interna no gerador. Portanto, haverá 
uma maior redução na amplitude do sinal de saída. Por essa razão, sempre que se 
utilizar o gerador de funções, o nível de saída deve ser ajustado com a carga 
conectada. 
 
Casamento de impedância 
Para obter a máxima transferência de potência gerador-carga, a impedância de saída 
do gerador deve ser a mais próxima possível da impedância da carga. 
 
Observe na figura que segue uma situação ideal de casamento de impedância, com 
máxima transferência de potência. 
 
 
 
 
SENAI 53 
Eletrônica II 
54 
Exercícios 
 
1. Responda às seguintes perguntas: 
a) Qual é a utilidade do gerador de funções? 
 
 
 
 
b) Cite duas características de um gerador de funções. 
 
 
 
 
c) Quais tipos de sinais são fornecidos por geradores de funções? 
 
 
 
 
2. Nomeie os dispositivos de controle solicitados. 
a 
a 
 
1. 
2. 
3. 
4. 
5. 
 
deslig
lig
SENAI 
Eletrônica II 
 
 
Diodo Semicondutor 
 
 
 
 
 
 
 
A eletrônica se desenvolveu espantosamente nas últimas décadas. A cada dia, novos 
componentes são colocados no mercado, simplificando o projeto e a construção de 
novos aparelhos, cada vez mais sofisticados. Um dos fatos que contribuiu de forma 
marcante para esta evolução foi a descoberta e a aplicação dos materiais 
semicondutores. 
 
O primeiro componente fabricado com materiais semicondutores foi o diodo 
semicondutor que é utilizado até hoje para o entendimento dos circuitos retificadores, 
ou seja, aqueles que transformam CA em CC. 
 
Este capítulo tratará do diodo semicondutor, visando fornecer os conhecimentos 
indispensáveis para o entendimento dos circuitos que transformam CA em CC, ou seja, 
circuitos retificadores. 
 
Para ter sucesso no desenvolvimento desses conteúdos, você já deverá ter 
conhecimentos relativos a corrente elétrica, materiais condutores e isolantes. 
 
 
Materiais semicondutores 
 
Materiais semicondutores são aqueles que apresentam características de isolante ou 
de condutor, dependendo da forma como se apresenta sua estrutura química. O 
exemplo típico do material semicondutor é o carbono (C). Dependendo da forma como 
os átomos se interligam, o material formado pode se tornar condutor ou isolante. 
 
Dois exemplos bastante conhecidos de materiais formados por átomos de carbono são 
o diamante e o grafite. 
 
SENAI 55 
Eletrônica II 
O diamante é um material de grande dureza que se forma peloarranjo de átomos de 
carbono em forma de estrutura cristalina. É eletricamente isolante. 
 
O grafite é um material que se forma pelo arranjo de átomos de carbono em forma 
triangular. É condutor de eletricidade. 
 
Estrutura química dos materiais semicondutores 
Os materiais considerados semicondutores se caracterizam por serem constituídos de 
átomos que têm quatro elétrons (tetravalentes) na camada de valência. Veja na figura 
a seguir a representação esquemática de dois átomos (silício e germânio) que dão 
origem a materiais semicondutores. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Átomo de germânio 
 
 
Os átomos que têm quatro elétrons na última camada têm tendência a se agruparem 
segundo uma formação cristalina. Nesse tipo de ligação, cada átomo se combina com 
quatro outros. Isso faz com que cada elétron pertença simultaneamente a dois átomos. 
 
SENAI 56 
Eletrônica II 
 
Esse tipo de ligação química é denominado de ligação covalente. As ligações 
covalentes se caracterizam por manter os elétrons fortemente ligados em dois núcleos 
associados. Por isso, as estruturas cristalinas puras, compostas unicamente por 
ligações covalentes, adquirem características de isolação elétrica. 
 
O silício e o germânio puros são materiais semicondutores com características 
isolantes quando agrupados em forma de cristal. 
 
Dopagem 
A dopagem é o processo químico que tem por finalidade introduzir átomos 
estranhos (impureza) na estrutura cristalina de uma substância pura como o germânio 
e o silício, por exemplo. Esses átomos estranhos a estrutura cristalina são 
denominados impurezas. 
 
A dopagem, que é realizada em laboratórios, introduz no interior da estrutura de um 
cristal uma quantidade controlada de uma determinada impureza para transformar 
essa estrutura num condutor. A forma como o cristal conduzirá a corrente elétrica e a 
sua condutibilidade dependem do tipo de impureza utilizado e da quantidade de 
impureza aplicada. 
 
Cristal N 
Quando o processo de dopagem introduz na estrutura cristalina uma quantidade de 
átomos com mais de quatro elétrons na última camada, como o fósforo (P), que é 
pentavalente, forma-se uma nova estrutura cristalina denominada cristal N. 
 
Dos cinco elétrons externos do fósforo, apenas quatro encontram um par no cristal. 
Isso possibilita a formação covalente. O quinto elétron do fósforo não forma ligação 
covalente porque não encontra, na estrutura, um elétron que possibilite essa formação. 
SENAI 57 
Eletrônica II 
No cristal semicondutor, cada átomo de impureza fornece um elétron livre dentro da 
estrutura. 
 
 
Esse elétron isolado tem a característica de se libertar facilmente do átomo e de vagar 
livremente dentro da estrutura do cristal, constituindo-se um portador livre de carga 
elétrica. 
 
É importante notar que, embora o material tenha sido dopado, seu número total de 
elétrons e prótons é igual, de forma que o material continua eletricamente neutro. 
 
Nesse cristal, a corrente elétrica é conduzida no seu interior por cargas negativas. Veja 
representação esquemática a seguir. 
 
 
Observe que o cristal N conduz a corrente elétrica independentemente da polaridade 
da bateria. 
 
Cristal P 
SENAI 58 
Eletrônica II 
A utilização de átomos com três elétrons na última camada, ou seja, trivalentes, no 
processo de dopagem, dá origem à estrutura chamada de cristal P. O átomo de índio 
(In) é um exemplo desse tipo de material. 
 
Quando os átomos de índio são colocados na estrutura do cristal puro, verifica-se a 
falta de um elétron para que os elementos tetravalentes se combinem de forma 
covalente. Essa ausência de elétron é chamada de lacuna, que, na verdade, é a 
ausência de uma carga negativa. 
 
Os cristais dopados com átomos trivalentes são chamados cristais P porque a 
condução da corrente elétrica no seu interior acontece pela movimentação das 
lacunas. Esse movimento pode ser facilmente observado quando se analisa a 
condução de corrente elétrica passo a passo. 
 
Quando se aplica uma diferença de potencial aos extremos de um cristal P, uma 
lacuna é ocupada por um elétron que se movimenta, e força a criação de outra lacuna 
atrás de si. Veja figura a seguir na qual a lacuna está representada por uma carga 
positiva. 
 
A lacuna é preenchida por outro elétron gerando nova lacuna até que esta seja 
preenchida por um elétron proveniente da fonte. 
 
 
As lacunas se movimentam na banda de valência dos átomos e os elétrons livres que 
as preenchem movimentam-se na banda de condução. 
 
Observações 
A banda de valência é a camada externa da eletrosfera na qual os elétrons estão 
fracamente ligados ao núcleo do átomo. 
• 
 
SENAI 59 
Eletrônica II 
Banda de condução é a região da eletrosfera na qual se movimentam os elétrons 
livres que deixaram a banda de valência quando receberam uma certa quantidade 
de energia. 
• 
 
 
 
 In 
 
 
 
 
A condução de corrente por lacunas no cristal P independe da polaridade da fonte de 
tensão. Assim, os cristais P e N, isoladamente, conduzem a corrente elétrica qualquer 
que seja a polaridade de tensão aplicada às suas extremidades. 
 
 
Os cristais P e N são a matéria prima para a fabricação dos componentes eletrônicos 
modernos tais como diodos, transistores e circuitos integrados. 
 
 
Condutibilidade dos materiais semicondutores 
 
Há dois fatores que influenciam a condutibilidade dos materiais semicondutores. Eles 
são: 
• a intensidade da dopagem e 
• a temperatura. 
 
 
 
SENAI 60 
Eletrônica II 
Intensidade da dopagem 
Os cristais dopados mais intensamente se caracterizam por apresentar maior 
condutibilidade porque sua estrutura apresenta um número maior de portadores livres. 
 
Quando a quantidade de impurezas introduzidas na estrutura cristalina é controlada, a 
banda proibida pode ser reduzida a uma largura desejada. Essa faixa está localizada 
entre as bandas de valência e condução. 
 
 
Temperatura 
Quando a temperatura de um material semicondutor aumenta, a energia térmica 
adicional faz com que algumas ligações covalentes da estrutura se desfaçam. Cada 
ligação covalente que se desfaz pelo aumento da temperatura permite o aparecimento 
de dois portadores livres de energia a mais na estrutura do cristal. A presença de um 
maior número de portadores aumenta a condutibilidade do material, permitindo a 
circulação de correntes maiores no cristal. 
 
Assim, o comportamento de qualquer componente eletrônico fabricado com materiais 
semicondutores depende diretamente de sua temperatura de trabalho. Essa 
dependência é denominada de dependência térmica e constitui-se de fator importante 
que deve ser considerado quando se projeta ou monta circuitos com esse tipo de 
componente. 
SENAI 61 
Eletrônica II 
 
 
Diodo semicondutor 
 
O diodo semicondutor é um componente que se comporta como condutor ou isolante 
elétrico, dependendo da forma como a tensão é aplicada aos seus terminais. 
 
Uma das aplicações mais comuns do diodo é na transformação de corrente 
alternada em corrente contínua como, por exemplo, nos eliminadores de pilhas ou 
fonte CC. 
 
A ilustração a seguir mostra o símbolo do diodo, de acordo com a norma NBR 12526. 
 
 
O terminal da seta representa um material P e é chamado de anodo e o terminal da 
barra representa um material N e é chamado de catodo. 
 
A identificação dos terminais (anodo e catodo) no componente pode aparecer de 
diversas formas. A seguir estão representadas duas delas: 
• o símbolo do diodo impresso sobre o corpo do componente; 
• barra impressa em torno do corpo do componente, indicando o catodo. 
 
 
SENAI 62 
Eletrônica II 
Junção PN 
O diodo se constitui da junção de duas pastilhas de material semicondutor: uma de 
material N e outra de material P. Essas pastilhas são unidas através de aquecimento, 
formando uma junção entre elas. Por essa razão o diodo semicondutor também é 
denominado de diodo de junção PN. 
 
Após a junção das pastilhas que formam o diodo, ocorre um processo de acomodação 
químicaentre os cristais. Na região da junção, alguns elétrons livres saem do material 
N e passam para o material P onde se recombinam com as lacunas das proximidades. 
 
O mesmo ocorre com algumas lacunas que passam do material P para a material N e 
se recombinam com os elétrons livres. 
 
Assim, forma-se na junção, uma região na qual não existem portadores de carga 
porque estão todos recombinados, neutralizando-se. Esta região é denominada de 
região de depleção. 
 
 
Como conseqüência da passagem de cargas de um cristal para o outro, cria-se um 
desequilíbrio elétrico na região da junção. Os elétrons que se movimentam do material 
N para o material P geram um pequeno potencial elétrico negativo. 
As lacunas que se movimentam para o material N geram um pequeno potencial 
elétrico positivo. 
 
Esse desequilíbrio elétrico é denominado de barreira de potencial. No funcionamento 
do diodo, esta barreira se comporta como uma pequena bateria dentro do componente. 
A tensão proporcionada pela barreira de potencial no interior do diodo depende do 
material utilizado na sua fabricação. Nos diodos de germânio (Ge), a barreira tem 
aproximadamente 0,3 V e nos de silício (Si), aproximadamente 0,7 V. 
 
 
 
SENAI 63 
Eletrônica II 
 
Observação 
• Não é possível medir a tensão da barreira de potencial utilizando um voltímetro nos 
terminais de um diodo porque essa tensão existe apenas dentro do componente. 
• O diodo continua neutro, uma vez que não foram acrescentados nem retirados 
portadores dos cristais. 
 
Polarização do diodo 
A aplicação de tensão sobre o diodo estabelece a forma como o componente se 
comporta eletricamente. A tensão pode ser aplicada ao diodo de duas formas 
diferentes, denominadas tecnicamente de polarização direta e polarização inversa. 
 
A polarização é direta quando a tensão positiva é aplicada ao material P (anodo) e a 
tensão negativa ao material N (catodo). 
 
 
Na polarização direta, o pólo positivo da fonte repele as lacunas do material P em 
direção ao pólo negativo, enquanto os elétrons livres são repelidos pelo pólo negativo 
em direção ao pólo positivo. 
Se a tensão da bateria externa é maior que a tensão da barreira de potencial, as forças 
de atração e repulsão provocadas pela bateria externa permitem aos portadores 
adquirir velocidade suficiente para atravessar a região com ausência de portadores, 
ou seja, a barreira de potencial. Nesta condição, existe na junção um fluxo de 
portadores livres dentro do diodo. 
SENAI 64 
Eletrônica II 
 
A polarização direta faz com que o diodo permita a circulação de corrente elétrica no 
circuito através do movimento dos portadores livres. 
 
Assim, quando o diodo está polarizado diretamente, diz-se que o diodo está em 
condução. 
 
 
A polarização é inversa quando a tensão positiva é aplicada no material N (catodo) e 
a negativa no material P (anodo). 
SENAI 65 
Eletrônica II 
Nesta situação, os portadores livres de cada cristal são atraídos pelos potenciais da 
bateria para as extremidades do diodo. Isso provoca um alargamento da região de 
depleção porque os portadores são afastados da junção. 
 
 
Como não existe fluxo de portadores através da junção, a polarização inversa faz com 
que o diodo impeça a circulação de corrente no circuito elétrico. Nesse caso, diz-se 
que o diodo está em bloqueio. 
 
 
Características de condução e bloqueio do diodo semicondutor 
Nas condições de condução e bloqueio, seria ideal que o diodo apresentasse 
características especiais, isto é, 
• quando em condução (polarização direta) conduzisse a corrente elétrica sem 
apresentar resistência, comportando-se como um interruptor fechado. 
• quando em bloqueio (polarização inversa), ele se comportasse como um isolante 
perfeito, ou um interruptor aberto, impedindo completamente a passagem da 
corrente elétrica. 
SENAI 66 
Eletrônica II 
Todavia, devido às imperfeições do processo de purificação dos cristais 
semicondutores para a fabricação dos componentes, essas características de 
condução e bloqueio ficam distantes das ideais. 
 
Na condução, dois fatores influenciam nessas características: a barreira de potencial e 
a resistência interna. 
 
A barreira de potencial, presente na junção dos cristais, faz com que o diodo entre 
em condução efetiva apenas a partir do momento em que a tensão da bateria atinge 
um valor maior que a tensão interna da barreira de potencial. 
 
A resistência interna faz com que o cristal dopado não seja um condutor perfeito. O 
valor dessa resistência interna é geralmente menor que 1 Ω nos diodos em condução. 
 
Um circuito equivalente do diodo real em condução apresenta os elementos que 
simbolizam a barreira de potencial e a resistência interna. 
 
 
Na maioria dos casos em que o diodo é usado, as tensões e resistências externas do 
circuito são muito maiores que os valores internos do diodo (0,7 V; 1 Ω ). Assim, é 
possível considerar o diodo real igual ao diodo ideal no que diz respeito à condução, 
sem provocar erros significativos. 
 
No circuito a seguir, por exemplo, a tensão e a resistência externa ao diodo são tão 
grandes se comparadas com os valores do diodo, que a diferença entre eles se torna 
desprezível. 
 
 
 
 
SENAI 67 
Eletrônica II 
 
Erro = 0,0333 - 0,0328 = 0,0005 A, correspondente a 1,53 % (desprezível face à 
tolerância do resistor). 
Na condição de bloqueio, devido à presença de portadores minoritários (impurezas) 
resultantes da purificação imperfeita, o diodo real não é capaz de impedir totalmente a 
existência de corrente no sentido inverso. Essa corrente inversa é chamada de 
corrente de fuga e é da ordem de alguns microampères. 
 
Como essa corrente é muito pequena se comparada com a corrente de condução, a 
resistência inversa do diodo pode ser desprezada na análise da grande maioria dos 
circuitos. 
A 0333,0
1500
50
R
VI A 0328,0
1501
3,49
R
VI ======
 
O circuito equivalente do diodo real em bloqueio apresenta esta característica. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SENAI 68 
Eletrônica II 
Curva característica 
 
 
O comportamento dos componentes eletrônicos é expresso através de uma curva 
característica que permite determinar a condição de funcionamento do componente em 
um grande número de situações. A curva característica do diodo mostra seu 
comportamento na condução e no bloqueio. 
 
Região de condução 
Durante a condução, a corrente do circuito circula no cristal. Devido à existência da 
barreira de potencial e da resistência interna, aparece um pequeno valor de tensão 
sobre o diodo. 
 
A curva característica do diodo em condução mostra o comportamento da queda de 
tensão em função da corrente que flui no circuito. 
SENAI 69 
Eletrônica II 
 
A curva característica de condução mostra que a tensão no diodo sofre um pequeno 
aumento quando a corrente aumenta. Ela mostra também que enquanto o diodo está 
abaixo de 0,7 V (no caso do silício), a corrente circulante é muito pequena (região C da 
curva). Isso é conseqüência da oposição ao fluxo de cargas feita pela barreira de 
potencial. Por isso, a região típica de funcionamento dos diodos fica acima da tensão 
característica de condução. 
 
Região de bloqueio 
No bloqueio, o diodo semicondutor não atua como isolante perfeito e permite a 
circulação de uma corrente de fuga da ordem de microampères. Essa corrente 
aumenta à medida que a tensão inversa sobre o diodo aumenta. 
 
 
 
 
 
 
SENAI 70 
Eletrônica II 
Regimes máximos do diodo em CC 
 
Os regimes máximos do diodo em CC estabelecem os limites da tensão e corrente que 
podem ser aplicados ao componente em circuitos de corrente contínua, sem provocar 
danos em sua estrutura. 
 
Analisando o comportamento do diodo em condução e bloqueio, verifica-se que os 
fatores que dependem diretamente do circuito ao qual o diodo está conectado são: 
corrente direta nominal (IF, do inglês "intensity forward"); • 
• tensão inversa máxima (VR, do inglês "voltage reverse"). 
 
A corrente direta nominal (IF) de cada tipo dediodo é dada pelo fabricante em folhetos 
técnicos e representa o valor máximo de corrente que o diodo pode suportar, quando 
polarizado diretamente. Veja a seguir, as características de corrente máxima (IF) de 
dois diodos comerciais. 
 
Tipo IF (A) 
1N4001 1,0 
MR504 3,0 
 
Quando polarizado inversamente, toda tensão aplicada ao circuito fica sobre o diodo. 
 
 
Cada diodo tem a estrutura preparada para suportar um determinado valor de tensão 
inversa. Quando se aplica a um diodo um valor de tensão inversa máxima (VR) maior 
que o especificado, a corrente de fuga aumenta excessivamente e danifica o 
componente. 
 
O valor característico de VR que cada tipo de diodo suporta sem sofrer ruptura é 
fornecido pelos fabricantes. Veja a seguir exemplos de valores característicos de 
tensão máxima inversa de alguns diodos comerciais. 
 
SENAI 71 
Eletrônica II 
 
Tipo VR (V) 
1N4001 50 
1N4002 100 
MR504 400 
BY127 800 
 
 
Reta de carga 
 
A reta de carga é uma traçagem sobre a curva característica do diodo com o objetivo 
de determinar previamente qual será a corrente e tensão no diodo em determinadas 
condições de trabalho. 
 
 
Para traçar a reta de carga de um diodo, deve-se determinar a tensão de corte, ou 
seja, a que está sobre o diodo quando este estiver na região de bloqueio, e a corrente 
de saturação, isto é, a corrente que circula pelo diodo quando ele está na região de 
condução em um determinado circuito. 
 
Quando o diodo está em corte ou bloqueio, a tensão da fonte está totalmente sobre o 
componente. Desta forma pode-se afirmar que a tensão de corte é igual a tensão da 
fonte de alimentação do circuito. 
 
 
 
SENAI 72 
Eletrônica II 
Logo: 
VC = VCC 
 
Onde VC é tensão de corte e VCC a tensão de alimentação. 
 
A corrente de saturação é a corrente do circuito quando o diodo está na região de 
condução ou saturado. 
 
 
Pode-se determinar a corrente de saturação a partir da lei de Ohm. A corrente que 
circula no resistor é a corrente de saturação IS e a tensão sobre o resistor é a tensão 
de alimentação VCC. 
 
Desta forma: 
L
CC
S R
V
I =
 
Onde IS é a corrente de saturação, VCC a tensão de alimentação e RL o resistor de 
carga ou limitador. 
 
A partir dos valores de tensão de corte e corrente de saturação, traça-se uma reta na 
curva característica do diodo da seguinte forma: a tensão de corte VC é identificada no 
eixo de tensão VD do gráfico e a corrente de saturação no eixo de corrente ID. Essa 
reta é denominada reta de carga. 
SENAI 73 
Eletrônica II 
 
O ponto de encontro entre a reta de carga e a curva do diodo é denominada de ponto 
de trabalho ou quiescente (Q). 
 
 
Projetando este ponto quiescente nos eixos de tensão e corrente do gráfico tem-se os 
valores de corrente e tensão do diodo no circuito. 
 
 
 
 
 
 
 
SENAI 74 
Eletrônica II 
Potência de dissipação 
A potência de dissipação de um diodo é o valor de potência que ele dissipa em um 
circuito. 
 
A partir dos valores de tensão e corrente no diodo é possível determinar a potência de 
dissipação. 
 
PD = VD . ID 
 
No exemplo a seguir, serão determinados os valores de tensão corrente e potência no 
diodo. 
 
 
 
De acordo com os dados do esquema elétrico os valores da tensão, de corte e 
corrente de saturação podem ser calculados. 
 
VC = VCC 
VC = 3 V 
 
A 063,0
47
3
R
V
I
L
CC
S ===
IS = 63 mA 
 
SENAI 75 
Eletrônica II 
A partir dos valores da tensão de corte e corrente de saturação, deve-se traçar a reta 
de carga. 
 
 
O cruzamento da reta de carga com a curva característica do diodo determina o ponto 
quiescente. Ao projetar o ponto quiescente nos eixos de tensão e corrente do gráfico é 
possível determinar a tensão e a corrente no diodo. 
 
 
ID = 63 mA 
VD = 1,6 V 
 
A partir desses valores é possível determinar a potência dissipada no diodo. 
PD = ID . VD 
PD = 0,063 . 1,6 
PD = 0,100 W ou 100 mW 
 
 
SENAI 76 
Eletrônica II 
Exercícios 
 
1. Responda às seguintes perguntas: 
a) Qual a principal característica de um material semicondutor? 
 
 
 
 
 
b) Quantos átomos de valência deve ter um material semicondutor? 
 
 
 
 
c) O que é ligação covalente? 
 
 
 
 
 
d) O que é dopagem? 
 
 
 
 
 
e) Qual a finalidade da impureza em uma estrutura cristalina? 
 
 
 
 
 
2. Responda: 
a) O que é barreira de potencial? 
 
 
 
SENAI 77 
Eletrônica II 
 
 
b) É possível medir a tensão da barreira de potencial de um diodo? 
 
 
 
 
 
c) Quais os valores das barreiras de potencial de um diodo de silício e de germânio? 
 
 
 
 
 
d) Cite um exemplo de utilização da curva característica de um diodo. 
 
 
 
 
 
3. Faça o esquema do circuito solicitado: 
a) Circuito com um diodo polarizado diretamente. 
 
 
 
 
 
b) Circuito com um diodo polarizado inversamente. 
 
 
 
 
 
4. Resolva os problemas que seguem: 
a) Determine os valores de tensão de corte e corrente de saturação em um circuito 
com diodo. Sabe-se que a tensão de alimentação do circuito é de 12 VCC e o resistor 
de carga de 220k Ω. 
 
SENAI 78 
Eletrônica II 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
b) De acordo com o gráfico a seguir, determine a tensão, a corrente e a potência 
dissipada no diodo e faça esquema do circuito elétrico. A fonte que alimenta o 
circuito é de 2 VCC e o resistor limitador 560 Ω. 
 
 
 
 
 
5. Relacione a segunda coluna com a primeira. 
 
a. Silício ou germânio puro ( ) Quatro elétrons na última camada. 
b. Átomo trivalente ( ) Cinco elétrons na última camada. 
c.Átomo pentavalente ( ) Característica isolante . 
d. Catodo ( ) Material tipo N. 
e. Átomo tetravalente ( ) Três elétrons na camada de valência. 
 ( ) Três prótons na última camada. 
SENAI 79 
Eletrônica II 
SENAI 80 
 
 
6. Preencha as lacunas com V para as afirmações verdadeiras e F para as afirmações 
falsas. 
a) ( ) O índio é um tipo de material utilizado na dopagem de um cristal P. 
b) ( ) O cristal N recebe átomos pentavalentes na sua estrutura cristalina. 
c) ( ) A lacuna é a ausência de elétron na estrutura cristalina. 
d) ( ) O cristal P conduz somente em um sentido. 
e) ( ) A intensidade da dopagem e a temperatura não influenciam na 
condutibilidade de um material semicondutor. 
 
 
Eletrônica II 
SENAI 81 
 
 
Diodos Especiais 
 
 
 
 
 
 
 
Desde o descobrimento da junção semicondutora PN, muitos estudos têm sido 
realizados com os materiais semicondutores, em busca de novos componentes. 
 
O diodo emissor de luz (LED) é um dos componentes descobertos através dessas 
pesquisas. Atualmente, na grande maioria dos aparelhos eletrônicos, as lâmpadas de 
sinalização estão sendo substituídas por esse componente semicondutor capaz de 
emitir luz. 
 
O outro componente foi o diodo zener que veio atender à necessidade de utilização 
de dispositivos reguladores de tensão surgida com a crescente sofisticação dos 
equipamentos eletrônicos. 
 
O presente capítulo tratará do LED e do diodo zener. Para ter sucesso no 
desenvolvimento dos conteúdos e atividades aqui apresentados, é necessário ter 
conhecimentos relativos a diodo semicondutor, curvas características e à polarização 
dos diodos semicondutores. 
 
 
Diodo emissor de luz 
 
O diodo emissor de luz ou LED, do inglês light emitting diode, é um tipo especial de 
diodo semicondutor que emite luz quando é polarizado diretamente. O símbolo 
gráfico do LED é definido pela NBR 12526/92, e está apresentado a seguir. 
 
Eletrônica II 
SENAI 82 
O LED é fabricado com uma combinação de elementos como o arsênio (AS), o gálio 
(Ga), que formam o arseneto de gálio e o fósforo (P). Dependendo da quantidade de 
fósforo depositada, eles poderão irradiar luz visível vermelha, amarela ou verde, que 
são as mais comuns, embora também possam ser encontrados os LEDs que irradiam 
luz laranja ou azul. 
 
Há LEDs que emitem luz invisível ao olho humano, ou seja, a luz infravermelha e a luz 
ultravioleta. 
 
Outros emitem duas cores diferentes. São os LEDs bicolores que consistem de dois 
LEDs de cores diferentes encapsulados dentro deuma mesma cápsula de três 
terminais. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Um dos terminais é comum aos dois LEDs. Para que o componente irradie a cor 
desejada, basta polarizar diretamente o LED dessa cor. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Eletrônica II 
SENAI 83 
Os LEDs são encontrados nas mais diversas formas e dimensões. Veja alguns 
exemplos na ilustração a seguir. 
 
 
O catodo do LED é identificado por um "corte" (ou chanfro) na base do 
encapsulamento, ou pelo terminal menor. 
 
 
O LED apresenta as seguintes vantagens: 
• pequena tensão de alimentação (2 V) e baixo consumo (20 mA); 
• tamanho reduzido; 
• nenhum aquecimento; 
• alta resistência a vibrações; 
• grande durabilidade. 
 
Funcionamento 
Quando o LED é polarizado diretamente, entra em condução. Isso permite a 
circulação da corrente que se processa pela liberação dos portadores livres na 
estrutura dos cristais. 
 
 
Eletrônica II 
SENAI 84 
O deslocamento de portadores da banda de condução provoca a liberação de 
energia, ou seja, emissão de fótons em forma de luz. Esse efeito ocorre 
principalmente quando o tamanho da banda proibida é igual ao comprimento de 
onda (λ) da luz emitida. 
 
 
Observação 
A banda proibida é a região da ligação covalente entre uma camada de valência e 
outra, na qual não há elétrons livres. 
 
Características dos LEDs 
Os LEDs apresentam as mesmas características dos diodos semicondutores a saber: 
• corrente direta máxima (IFM); 
 
• corrente direta nominal (IF); 
 
• tensão direta nominal (VF); 
 
• tensão inversa máxima (VR). 
 
A corrente direta máxima expressa pela notação IFM, é o parâmetro que define a 
corrente máxima de condução do LED sem prejuízo para sua estrutura. 
 
A corrente direta nominal, IF, é um valor de corrente de condução indicado pelo 
fabricante no qual o LED apresenta um rendimento luminoso ótimo e que, 
normalmente, corresponde a 20 mA. 
 
 
 
 
Eletrônica II 
SENAI 85 
A tensão direta nominal representada por, VF, é a especificação que define a queda 
de tensão típica do diodo no sentido da condução. A queda da tensão nominal ocorre 
no componente quando a corrente direta tem valor nominal (IF). 
 
 
Para valores de corrente direta diferentes do valor nominal (IF), a tensão direta de 
condução sofre pequenas modificações de valor. 
 
A tensão inversa máxima, representada pela notação VR, é a especificação que 
determina o valor de tensão máxima que o LED suporta no sentido inverso sem sofrer 
ruptura. 
 
Nos LEDs, ela é pequena, da ordem de 5 V, porque esses componentes não são 
usados em retificação e sim para emitir luz. Portanto, na prática, só trabalham com 
polarização direta. 
 
A tabela a seguir mostra características de alguns LEDs. 
 
LED Cor VF (V)* IFn (mA) 
FLV 110 vermelho 1,7 50 
LD 37I verde 2,4 60 
LD 35I amarelo 2,4 60 
* O valor de VF é obtido com IF = 20 MA. 
 
 
 
 
 
 
Eletrônica II 
SENAI 86 
Utilização do LED em CC 
A utilização do LED em corrente contínua exige a fixação de sua corrente direta 
nominal (IF). A limitação da corrente pode ser feita através de um resistor. 
 
 
A figura a seguir apresenta um circuito retificador de onda completa com um led para 
indicar a existência de tensão na saída. 
 
 
O valor do resistor limitador é dado por: 
 
 
Onde; VCC é a tensão de saída da fonte, 
 VF é a tensão nominal de condução do LED, e 
 IF é a corrente nominal de condução do LED 
 
Tomando-se como exemplo a fonte retificadora do esquema apresentado e os valores 
do LED FLV 110 e a tensão da saída da fonte como sendo 10 V, por 
 
F
FCC
I
VVR −=
Eletrônica II 
SENAI 87 
exemplo, o valor do resistor seria: 
 
Ou seja, R = 390 Ω ou 470 Ω (em valores comerciais padronizados). 
 
A potência do resistor seria aproximadamente: 
 
PR = VR . IR = (10 – 1,7). 0,02 = 166 mW 
 
Para trabalhar a frio: PR = 0,5 W. 
 
 
Diodo zener 
 
O diodo zener é um tipo especial de diodo utilizado como regulador de tensão. A sua 
capacidade de regulação de tensão é empregada principalmente nas fontes de 
alimentação de modo a fornecer uma tensão de saída fixa. 
 
A norma NBR 12526/92 define seu símbolo gráfico conforme ilustração a seguir. 
 
 
Os diodos zener de pequena potência podem ser encontrados em encapsulamento 
de vidro ou de plástico enquanto os de maior potência são geralmente metálicos para 
facilitar a dissipação de calor. Veja os dois tipos de zener nas ilustrações a seguir. 
 
 
Ω=
−
=
−
= 415
02,0
7,110
I
VVR
F
FCC
Eletrônica II 
SENAI 88 
Comportamento do diodo zener 
O comportamento do diodo zener depende fundamentalmente da forma como ele é 
polarizado. 
 
Com polarização direta, o diodo zener se comporta da mesma forma que um diodo 
semicondutor ou retificador, entrando em condução e assumindo uma queda de 
tensão típica. 
 
 
Observação 
Normalmente o diodo zener não é usado com polarização direta nos circuitos 
eletrônicos. 
 
Na polarização inversa, até um determinado valor de tensão inversa, o diodo zener 
se comporta como um diodo comum, ficando em bloqueio. Nesse bloqueio, uma 
pequena corrente de fuga circula no diodo zener, tal como no diodo convencional. 
Em um determinado valor de tensão inversa, o diodo zener entra subitamente em 
condução, apesar de estar polarizado inversamente. 
 
A corrente inversa aumenta rapidamente e a tensão sobre o zener se mantém 
praticamente constante. 
Eletrônica II 
SENAI 89 
 
 
O valor de tensão inversa que faz o diodo zener entrar em condução é denominado 
de tensão zener (VZ). 
 
Enquanto houver corrente inversa circulando no diodo zener, a tensão sobre seus 
terminais se mantém praticamente no valor da tensão zener. 
 
É importante observar que no sentido inverso, o diodo zener difere do diodo 
semicondutor retificador convencional, ou seja, um diodo retificador nunca chega a 
conduzir intensamente no sentido inverso. Se isso acontecer, o diodo estará em curto 
e danificado. 
 
Eletrônica II 
SENAI 90 
O diodo zener, por sua vez, é levado propositadamente a conduzir no sentido 
inverso para que uma tensão zener constante seja obtida em seus terminais, sem 
que isso danifique o componente. 
 
Características do diodo zener 
As características elétricas importantes do diodo zener são: 
• tensão zener; 
• potência zener; 
• coeficiente de temperatura; 
• tolerância. 
 
Tensão zener 
A tensão zener ou tensão de ruptura depende do processo de fabricação e da 
resistividade da junção semicondutora. Durante a ruptura, o diodo zener fica com o 
valor de tensão zener sobre seus terminais. Esses valores são fornecidos pelos 
fabricantes nos catálogos técnicos. 
 
Potência zener 
A potência zener é a potência dissipada pelo diodo em condições normais de 
funcionamento. 
 
Na curva de ruptura, esse diodo apresenta a tensão zener em seus terminais e é 
percorrido por uma corrente inversa. A potência zener é dada pelo produto da tensão 
e corrente, ou seja: PZ = VZ . IZ 
 
Os diodos zener são fabricados para determinados valores de potência de dissipação 
que determinam a dissipação máxima que o componente pode suportar. Esses 
valores são fornecidos pelo fabricante. 
 
Utilizando os valores de tensão zener e potência zener máxima, pode-se determinar a 
corrente máxima que o zener pode suportar, ou seja: 
 
 
 
 
 
Z
ZMÁX
ZMÁX V
P
I =
Eletrônica II 
SENAI 91 
Observação 
Esse valor de corrente zener máxima não pode ser excedido sob pena de danificar o 
diodo por excesso de aquecimento. 
 
A região de funcionamento do zener é determinada por dois valores de corrente 
porque sua tensão inversa é constante. Esses valores são: IZmax e IZmin. 
 
 
O valor de IZmax é definido pela potência zener: 
 
 
O valor de IZmin corresponde a 10% do valor de IZmax, ou seja: 
 
 
Coeficiente de temperatura 
O desempenho dos componentes fabricados com materiais semicondutores sofre 
influência da temperatura (dependência térmica). Por isso, a tensão zener se 
modifica com a variação da temperatura do componente. 
 
A influência dessa variação é expressa