TEORIA DOS SEMICONDUTORES

Vejamos :

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O valor ohmico do resistor é dado por : R = ( Vf - Vled ) / I led = ( 12 - 2 ) / 0,020 = 500 Ω O valor comercial mais próximo para o resistor é o de 510 Ω .

 

A potência de dissipação será dada por : P = R x I² = 500 x 0,020² = 0,2 W ou 200 mW. Seguindo a regra para o dimensionamento do resistor, vamos adotar uma margem de segurança de duas vezes; assim sendo : 200 mW x 2 = 400 mW .

  

ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS :

 

Para se especificar um led, de maneira prática é necessário que se tenha em mãos pelo menos três ítens : a cor do led, sua forma e sua dimensão física.

 

As cores dos leds mais comuns são : vermelho, verde, amarelo e laranja.

 Quanto suas formas elas podem ser : redondo ( mais comum ), retangular, etc.

 As dimensões físicas são dadas em milímetros, por exemplo, é comum leds redondos com as dimensões de 3 e 5 mm.

 

 PRÁTICA DE MEDIÇÃO :

 

Um led pode normalmente ser testado ligando-o a um circuito simples com uma bateria e um resistor .

Finalmente, vale lembrar que existem outros tipos de diodos com finalidade específica, como o diodo schotty, o diodo túnel, o varicap , etc. A abordagem desses componentes não fazem parte do nosso curso e podem ser melhor conhecidos em literaturas mais abrangentes.

 

 

O TRANSÍSTOR BIPOLAR

 

CONCEITOS BÁSICOS

 

O nome transístor bipolar sugere algo relacionado à sua construção. O conceito bipolar vem do fato que esses transístores são formados pela junção de dois materiais tipo n com um material tipo p ou vice-versa, ou seja, o transístor é um dispositivo semicondutor de três camadas que consistem em duas camadas tipo n e uma tipo p, ou duas tipo p e uma tipo n. O primeiro é chamado de transístor npn e o segundo transístor pnp. Vejamos a ilustração abaixo :

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A configuração da esquerda é um transístor npn e o da direita um transístor pnp.

 

Os níveis de dopagem de cada material são o seguinte :

 

• O emissor possui uma dopagem forte, pois sua função , como o próprio nome sugere, é emitir elétrons na base.

• A base é uma região muito fina e levemente dopada, a fim de permitir que a maioria dos elétrons injetados na base passem para o coletor.

 

• O coletor possui um nível de dopagem intermediário entre a forte dopagem do emissor e a fraca dopagem da base. O coletor é assim chamado porque ele coleta os elétrons que vêm da base.

 

O TRANSÍSTOR NÃO POLARIZADO :

 

No transístor, a difusão dos elétrons livres através da junção produz duas camadas de depleção. Para cada uma dessas camadas de depleção, o potencial da barreira é aproximadamente igual a 0,7 V em 25 °C para um transístor de silício.

 

Pelo fato das três regiões terem diferentes níveis de dopagem, as camadas de depleção não possuem a mesma largura. Quanto mais densamente dopado uma região, maior a concentração de íons próxima da junção. Isto significa que a camada de depleção só penetra ligeiramente na região do emissor porém profundamente na base. A outra camada de depleção estende-se bem para dentro da base e penetra na região do coletor numa quantidade menor. A figura abaixo ilustra o fenômeno ( é importante ressaltar que, a partir de agora, todos os exemplos tomarão como referência um transístor npn de silício, salvo menção em contrário ) :

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A diferença entre essas camadas de depleção são fundamentais no funcionamento do transístor, quando esse recebe uma polarização conveniente.

 

Notar também que, fora a dopagem, a junção BE e a junção BC assemelham-se a um diodo, sendo que o diodo BE está oposto ao diodo BC. Em termos funcionais, porém, dois diodos em oposição não formam um transístor.

 

 

6. 2 - POLARIZAÇÃO DO TRANSÍSTOR BIPOLAR

 

A figura abaixo ilustra a forma de polarização correta do transístor :

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Note que o diodo BE está polarizado diretamente, enquanto que o diodo BC está polarizado reversamente. Pois, mesmo que pareça estranho a princípio, é assim que um transístor opera. Vamos tentar explicar o que ocorre :

 

Um fluxo estável de elétrons, saem do terminal negativo da fonte V1 e entra na região do emissor. A polarização direta VBE força esses elétrons do emissor a entrarem na região da base. A região da base, fina e levemente dopada dá a quase todos esses elétrons uma vida média suficiente para difundirem-se através da camada de depleção do coletor . O campo da camada de depleção empurra então um fluxo estável de elétrons para dentro da região do coletor. Esses elétrons saem do coletor, entram no terminal externo do coletor e fluem para o terminal positivo da fonte de tensão V2. Na maioria dos transístores, mais de 95 % dos elétrons que são injetados no emissor fluem para o coletor e menos de 5 % conseguem preencher as lacunas da base e fluir para fora pelo terminal externo da base.

 

• importante notar que a tensão V1 tem que ser superior à da barreira de potencial da junção BE. A tensão V2, também tem que ser maior que V1.

 

Resumidamente podemos dizer que o transístor, em síntese, opera da seguinte maneira :

 

• Fazendo-se circular uma corrente entre a base e o emissor, também irá circular uma corrente mais intensa entre o emissor e coletor, sendo que a corrente de coletor é proporcional à corrente de base.

 

 

• importante também recordar que, como já exposto, o diodo BE deve estar polarizado diretamente e o diodo BC deve estar polarizado reversamente ( tanto para o transístor npn quanto para o pnp ).

 

 

1. 3 - ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS

 

SIMBOLOGIA :

 

Os símbolos dos transístores npn e pnp conforme a norma ANSI, são os mostrados a seguir :

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Notar que os transístores são diferenciados pela seta no emissor. O transístor npn possui a seta voltada para fora ( o que mostra inclusive o sentido da corrente convencional no emissor ), enquanto que o transístor pnp tem a seta do emissor voltada para dentro.

 

Os modos de polarização dos transístores em um circuito são, basicamente, da seguinte maneira

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Notar que o transístor pnp tem uma polarização contrária a de um transístor npn.

 

CURVAS DE COLETOR :

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Uma forma de se visualizar como um transístor funciona á através de gráficos que relacionam as correntes com as tensões do transístor. Estas curvas I-V serão mais complicadas do que as de um diodo, porque temos que incluir o efeito de corrente de base.

 

Vamos observar o gráfico abaixo :

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Essa curva mostra como um transístor tipicamente funciona como fonte de corrente. Notar que a corrente de coletor é praticamente constante entre o joelho e a região de ruptura, mesmo com a variação do Vce (tensão entre coletor e emissor). Notar também que a corrente de coletor varia proporcionalmente à corrente de base.

 

Tipicamente em um circuito, o transístor opera na região entre o joelho e a ruptura, sempre obedecendo alguns parâmetros de especificação e podendo assumir alguns estados particulares . Tanto estes parâmetros como os estados que o transístor pode assumir serão vistos mais adiante.

 

ALGUNS PARÂMETROS IMPORTANTES :

 

Existem algumas relações que são muito importantes conhecer em um transístor, para que se possa dimensioná-lo ou substituí-lo por um outro transístor chamado de "equivalente" em um circuito.

 

Vejamos aqui algumas dessas características :

 

- Tensão coletor-emissor máxima                 Vceo

 

- Tensão coletor-base máxima                      Vcbo

 

- Tensão reversa emissor-base máxima        Vebo

 

- Corrente de coletor                                      Ic

 

- Ganho ( fator beta )                                      β

 

- Potência de dissipação                                 Pd

 

Tensão coletor-emissor máxima : A tensão Vceo é a especificação da máxima queda de tensão sobre os terminais do coletor e emissor com a base em aberto. Uma tensão maior que a especificada para o componente pode danifica-lo de modo irreversível.

 

Tensão coletor-base máxima : A tensão Vcbo é a especificação da máxima queda de tensão sobre os terminais do coletor e base com o emissor em aberto.

 

Tensão emissor-base máxima : A tensão Vebo é a especificação da máxima queda de tensão reversa sobre os terminais do emissor e base com o coletor em aberto.

 

Corrente de coletor : A corrente de coletor Ic é a especificação da máxima corrente que o transístor pode circular pelo coletor sem ser danificado.

 

O ganho, também chamado de fator beta, ou ainda simplesmente representado pela letra β , estabelece justamente a relação de proporção entre a corrente de base e a corrente de coletor. O fator beta

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• dado pela seguinte relação :

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onde,

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• β = ganho do transístor ( admensional ) Ic = Corrente de coletor em ampéres Ib = Corrente da base em ampéres

 

Exemplo (1) :

 

Se um transístor tem uma corrente de base de 1mA e uma corrente de coletor de 100 mA, qual o seu ganho ?

 

• = I c / I b = 100 m / 1 m = 100 ou seja : β = 100

 

Exemplo (2) :

 

Um transístor de β = 120 , recebe uma corrente na base de 2 mA. Qual será portanto a corrente de coletor ?

 

β = I c / I b = 120 = Ic / 2m                         Ic = 240 mA

 

Isso significa que se o transístor possui um beta de 100 , a sua capacidade de "amplificar" a corrente de base é de cem vezes.

 

Potência de dissipação máxima : A potência Pd é a especificação da potência máxima do componente, dada pela relação entre a tensão Vce e a corrente Ic. Matematicamente temos :

 

Pd = Vce x Ic

 

onde :

 

Pd = Potência de dissipação do transístor em watt

 

Vce = Queda de tensão sobre os terminais coletor e emissor em volts Ic = corrente de coletor em ampéres.

 

Exemplo : Um transístor é especificado pelo fabricante para uma potência Pd = 250 mW. Se em um circuito a sua tensão Vce for de 10 V, qual a máxima corrente que poderá circular por ele ?

 

Pd = Vce x Ic

 

250m = 10V x Ic          Ic = 25 mA

 

Existem outro parâmetros que devem ser levados em conta na especificação de um transístor mas que não serão tratados no curso, como por exemplo a sua frequência de transição, as suas correntes de fuga, seus parâmetros híbridos, o fator alfa, etc.

 

ESPECIFICAÇÕES DO TRANSÍSTOR :

 

Todo transístor, sem exceção, é especificado por códigos dos fabricantes. Existem uma infinidade de transístores com os mais variados tipos de códigos e fabricantes, podendo inclusive haver entre os componentes certas equivalências que variam de circuito a circuito.

 

Em um projeto, o projetista precisa levar em conta uma série de fatores antes de escolher um transístor que opere de modo adequado no circuito.

 

No caso de uma substituição por manutenção , um transístor só deve ser substituído por outro de mesmo código, ou quando isso não for possível, por um equivalente que será escolhido em literaturas próprias.

 

Algumas características dos transístores também têm haver com sua aplicação, por exemplo, um transístor pode ser de potência, de sinal, de uso geral, etc.

 

Os transístores devem ser classificados também quanto sua forma ou encapsulamento de acordo com um código específico.

 

 

TÉCNICAS DE MEDIÇÃO

 

O teste de um transístor pode ser feito, com alguma margem de sucesso, por um multímetro analógico 

ou digital. Quando se testa um transístor fora do circuito com o multímetro ele se comporta na medição como se fosse dois diodos colocados em oposição pela base. O esquema a seguir esclarece o fato :

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Com a medição pelo multímetro deve-se encarar os transístores do modo que são esquematizados acima. Assim, a medição pode ser feita do mesmo modo que para os diodos. Vejamos :

 

• Medir a resistência entre a base e o coletor ; baixa resistência em um sentido e alta no outro.

 

• Medir a resistência entre a base e o emissor ; baixa resistência em um sentido e alta no outro.

 

• Medir a resistência entre coletor e emissor ; alta resistência em ambos os sentidos.

 

Notar, porém que os resistores em série com os diodos podem oferecer, principalmente nos multímetros analógicos, uma diferença razoável se comparado aos diodos.

 

Outro fator que é importante que se saiba, é que a resistência base-coletor normalmente é um pouco menor que a resistência base-emissor. Essa diferença é dada pelo diferente nível de dopagem entre emissor e coletor.

 

Esse tipo de teste não garante o perfeito estado do transístor mas é muito eficiente para verificar se, por exemplo, existe um curto coletor-emissor ou, ainda, para verificar as condições das junções com a base.

 

 

 

6. 5 - CIRCUITOS SIMPLES COM TRANSÍSTORES

 

CORTE SATURAÇÃO E COMPLIANCE DO TRANSÍSTOR :

 

Antes de iniciarmos o estudo de alguns circuitos com transístores, vamos definir alguns pontos dentro da curva de coletor do transístor. Para tanto vamos observar a curva abaixo :

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A reta de carga mostrada é a região onde o transístor opera de modo a obedecer os critérios da dissipação de potência especificados para o componente. Notar, por exemplo, que quanto maior a corrente de base, menor o Vce permitido e maior a corrente de coletor ( como era de se esperar ).

 

O ponto onde a linha de carga intercepta a curva Ib = 0, é conhecido como ponto de corte. Nesse ponto a corrente de base é igual a zero e a corrente de coletor, salvo algumas fugas, também é zero. Desse modo a tensão Vce no corte é máxima .

 

O ponto onde a linha de carga intercepta a curva Ib = máximo é conhecida como ponto de saturação. Na saturação, o diodo coletor - base sai da polarização reversa, de modo que a condução entre o coletor e o emissor é máxima. Desse modo a tensão Vce na saturação é zero.

 

A compliance é a região entre o ponto de corte e o ponto de saturação. A tensão Vce na compliance assume um valor intermediário entre o máximo e o mínimo, assim como a corrente de coletor, embora de modo inversamente proporcional.

 

Resumidamente temos :

 

 

 

 

 

 

 

 Vamos observar e analisar superficialmente a seguir, alguns circuitos simples que operam de modo a assumirem um ou mais dos estados descritos até agora.

 

 

O TRANSÍSTOR COMO CHAVE :

 

O circuito a seguir ilustra o transístor operando como chave :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Vamos analisar o circuito :

 

Quando a tensão de entrada for zero, o transístor estará em corte. Neste caso ele se comporta como uma chave aberta. Sem nenhuma corrente pelo resistor do coletor, a tensão de saída iguala-se a +15 V.

 

Quando a tensão de entrada for +5V, o transístor estará saturado ( considerando-se os valores de Rb e Rc adequados ). Neste caso ele se comporta como uma chave fechada. Com uma intensa corrente pelo resistor do coletor, a tensão de saída iguala-se a 0 V, pois a queda de tensão Vce iguala-se a zero.

 

O transístor operando como chave só pode assumir os estados de saturação e corte, e nunca um estado intermediário. A nível de projeto, uma maneira de se garantir que o transístor opere como chave é provocar no componente uma "saturação forte", ou seja, projetar o circuito com uma corrente de base suficientemente alta para que Ic seja máxima quando da saturação.

 

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O TRANSÍSTOR COMO AMPLIFICADOR :

 

O esquema abaixo ilustra um transístor operando como amplificador :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Nesse tipo de circuito, a malha Rb1 - Rb2 é ajustada de modo que na condição de repouso ( Vin

 

• 0 ), a tensão Vce seja igual a metade da tensão Vcc. O ponto da reta de carga onde o transístor opera nestas condições é chamado de ponto quiescente.

 

Quando a tensão na entrada sofre variação, a tensão na saída acompanha a entrada, porém com a fase do sinal invertida (observe o esquema). Logo, um circuito desse tipo é tido como amplificador pois serve para "aumentar" a amplitude do sinal de entrada. Os capacitores C1 e C2 são usados para desacoplar a componente DC das fontes de sinal.

 

Esse tipo de circuito é muito comum em aplicações de áudio, vídeo, instrumentação, etc.

 

 

O TRANSÍSTOR COMO FONTE DE CORRENTE CONSTANTE:

 

Um transístor pode operar como uma fonte de corrente, "amarrando-se" a malha da base à malha do coletor, de modo que a malha de base não sofra variação e, conseqüentemente, mantenha a corrente de coletor constante. O esquema abaixo ilustra uma fonte de corrente básica :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Esse tipo de circuito tem como principal característica o fato de que a malha de base tenha praticamente a mesma corrente da malha de coletor ( assumindo-se para efeito prático que Ic = Ie, já que Ib << Ic ).

 

Matematicamente a equação das malhas é a seguinte :

 

Vbe + Ie x Re - Vbb = 0 logo :        Ie = ( Vbb - Vbe ) / Re

 

Se Ie = Ic, e sabendo-se que Vbe = 0,7 V e Re tem valor constante, a corrente de emissor só depende da tensão de base Vbb. Se a tensão Vbb for constante, a corrente Ic será constante, de modo que o circuito se comporte como uma fonte de corrente constante. O que ocorre nesse tipo de circuito é o que chamamos de "amarramento" ( em inglês chamado de bootstrap ).

 

Para melhorar a compreensão do circuito, podemos imaginar uma fonte de corrente controlando, por exemplo, um led.

 

As fontes de corrente são amplamente utilizadas nos mais diversos circuitos, com diversas variações no modo de construção.

 

 Finalmente, vale lembrar que os transístores bipolares não são os únicos tipos de transístores que existem, muito embora sejam os mais comuns e servem como "pedra fundamental" dos circuitos com semicondutores controlados. Existem também outras variedades de transístores com funcionamentos bem diferentes do bipolar. Entre os outros tipos podemos citar, por exemplo :

 

• Transístores unijunção - São aplicados em circuitos osciladores e compostos de uma única junção P-N.

 

• Transístores FET - São transístores que funcionam através de um princípio de efeito de campo elétrico em um pórtico da pastilha. São muito empregados em circuitos de sinais muito pequenos, onde sensibilidade e alta impedância de entrada são necessários.

 

Como a abordagem desse tipo de componente não faz parte do curso, é aconselhável que se consulte outras literaturas a respeito desses componentes.

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OUTROS COMPONENTES EM ELETRÔNICA

 

Veremos neste capítulo alguns tópicos relacionados a outros componentes eletrônicos muito comuns em nosso dia-a-dia. A abordagem dos componentes será superficial , mas muito importante para a compreensão do funcionamento desses componentes nos equipamentos eletrônicos.

 

 

O OPTOACOPLADOR

 

Um componente muito utilizado em circuitos de acionamento e controle é o optoacoplador.

 

O componente é composto basicamente de uma fonte emissora de luz ( um led ) e uma fonte receptora de luz ( um fototransístor ) em um invólucro hermético ou não.

 

O esquema abaixo ilustra o circuito de um optoacoplador :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O funcionamento desse dispositivo é muito simples :

 

• Quando o led é polarizado e emite luz, o transístor, que tem sua pastilha exposto ao led, recebe a energia luminoso fornecida e passa a conduzir quando polarizado convenientemente, operando como uma chave.

 

Esse tipo de circuito é muito utilizado quando se deseja um isolamento elétrico entre duas partes de um circuito ( no caso dos optoacopladores fechados ), ou como um detector no sensoramente de objetos móveis que possam se colocar entre o feixe luminoso do led e o transístor ( no caso dos optoacopladores abertos ).

 

No exemplo a seguir ilustramos um optoacoplador funcionando como isolador em um circuito que opera com uma tensão de comando de 5V e uma tensão no circuito principal de 24V :

 

 

 

 

 

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Como ilustra o esquema, quando a entrada receber 5V, a lâmpada no circuito deverá acender pela saturação do fototransístor.

 

 

7. 2 - O VARISTOR

 

O varistor é outro componente bastante comum e simples. Ele normalmente é feito de um óxido sobre um cristal ou metal. Para se entender o funcionamento do varistor vamos observar a curva abaixo :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O gráfico representa a relação entre a corrente e a tensão aplicada sobre o varistor. O ponto Vn

 

• o valor da tensão nominal do varistor. O funcionamento é o seguinte :

 

• Aplicando-se uma tensão sobre o varistor, ele se comporta como se fosse uma "chave aberta" se a tensão aplicada for menor que a tensão Vn. Quando a tensão V atingir um valor superior a Vn, o varistor passa a conduzir fortemente, comportando-se como uma "chave fechada".

 

Esse tipo de comportamento é muito interessante se aplicado em circuitos como dispositivo de proteção de sobretensão.

 

Fontes, inversores de frequência, módulos de telefonia, etc, são equipamentos onde o uso de varistores é bastante difundido.

 

Abaixo vemos um dos símbolos mais comuns dos varistores :

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 O esquema abaixo ilustra um circuito que utiliza um varistor para proteção contra sobretensão de entrada :

 

 

  

 

 

 

 

 

 

Caso a tensão de entrada exceda o limite de 250V, a varistor irá conduzir fortemente, causando uma espécie de "curto-circuito" que irá romper o fusível de entrada de modo que a sobretensão não atinja o primário do transformador. Com o restabelecimento da tensão correta ao circuito, o varistor voltará à sua condição "chave aberta".

 

 

7. 3 - TIRISTORES (SCRs E TRIACs)

 

Estudaremos agora, um pouco mais profundamente, o comportamento de um componente muito utilizado em eletrônica industrial : o tiristor.

 

Tiristores são componentes eletrônicos cujo princípio de funcionamento é baseado em uma ação regenerativa. Veremos aqui dois tipos principais de tiristores :

 

• Os SCRs ( do inglês "Silicium Controller Retifier")

 

• Os TRIACs ( do inglês " Triode AC switch").

 

 

O SCR - RETIFICADOR CONTROLADO DE SILÍCIO :

 

De todos os tiristores, o SCR é o que consegue dissipar grandes quantidades de calor. Por isso mesmo é utilizado em controles de máquinas de transmissão em CC, entre outros.

 

Como o próprio nome do componente sugere, ele nada mais é que um diodo retificador controlado externamente.

 

SIMBOLOGIA :

 

 

 

 

 

 

 Como se pode verificar no símbolo, o SCR possui um anodo e um catodo típicos de um diodo, e um terminal de "controle" chamado gate.

 

 

FUNCIONAMENTO

 

Podemos fazer uma analogia grosseira de um SCR, utilizando-se dois transístores dispostos como abaixo:

 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Vamos assumir que ambos os transístores possuem uma corrente de base relativamente grande.

 

Vejamos o que aconteceria com o circuito :

 

• No instante to, o nível do sinal no gate é zero. O transístor T2 está em corte, logo T1 também está em corte.

 

• No instante t1, o nível do sinal no gate é 1. Logo, o transístor T2 passa do corte para a saturação. Saturando, T2 leva a base de T1 a nível zero o que força também a sua condução. T1 conduzindo, realimenta T2 que se mantém, então, definitivamente saturado. Flui então uma corrente do anodo para o catodo.

 

• No instante t3, o nível do sinal de gate retorna a zero. T1 e T2 permanecem saturados devido

 

• realimentação na base de T2. Logo, o único meio de se "desligar" o circuito é interrompendo-se a alimentação da fonte.

 

O SCR funciona exatamente da mesma maneira, ou seja, permanece "bloqueado" enquanto não recebe um nível de tensão positivo no gate. Após recebido um impulso de disparo ele conduz corrente do anodo para o catodo. A condução do SCR só pode ser interrompida se o nível de tensão da fonte cair para zero. As tensões de disparo de um SCR podem variar, estando porém em torno de 1,5 V ( como especifica o catálogo da Texas ).

 

Vejamos abaixo, um circuito típico onde se utiliza um SCR para controlar uma bobina de campo de um VARIMOT :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Note que o circuito não passa de uma ponte retificadora controlada pelo disparo dos SCRs. Neste caso, os SCRs desligam ao final de cada semiciclo, pois em corrente alternada a tensão assume o valor de 0V duas vezes no ciclo.

 

 

 

ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS

 

  

A melhor maneira de se especificar um SCR é através das especificações do fabricante. Contudo, pelo menos dois tópicos precisam ser observados : a capacidade de corrente e a tensão de isolação do SCR.

 

Exemplo :

 

TIC 106 D - TEXAS :

 

TIC 106 - SCR p/ 30 A ( máximo )

 

Sufixo D - Tensão de isolação de 400V.

 

Os SCRs da SEMIKRON têm seus códigos dados de maneira análoga aos diodos. Vejamos um exemplo:

 

 

SKT 490 / 16

SKT - é o tipo de SCR

490

- é a máxima corrente de condução

16

- é a tensão de isolação = 1600 V

 

Logo, as considerações para substituição de um SCR desse tipo são análogas aos diodos, mantendo-se os mesmos critérios.

 

TÉCNICAS DE MEDIÇÃO :

 

O teste do SCR com o multímetro, embora seja fácil de ser efetuado, não é tão simples de ser explicado. Para se medir um SCR, é aconselhável o uso de um multímetro analógico, pois com ele fica mais fácil de se verificar se há algum defeito do que em um digital. Vejamos quais são os passos do teste :

 

• Com a gate desligado ( não toque-o, mesmo com os dedos ), meça a resistência entre o anodo e o catodo do SCR. A resistência deve ser alta nos dois sentidos.

 

• Meça a resistência entre o anodo e o gate nos dois sentidos. A resistência deve ser alta.

 

• Agora meça a resistência entre o gate e o catodo. Essa junção deve se comportar como um diodo, ou seja, deve haver uma alta resistência em um sentido e uma baixa no outro.

 

O esquema abaixo ilustra o comportamento da medição até aqui :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Agora vejamos o teste de disparo :

 

• Com o positivo do multímetro no anodo e o negativo no catodo, não deve haver condução, a

 

princípio.

 

• Agora, sem desligar a ponta positiva do anodo, tente provocar um contato desta com o gate. O SCR deve disparar ( conduzir ).

 

• Ainda sem retirar as pontas de prova dos terminais anodo e catodo, desligue a conexão da ponta de prova com o gate. O SCR deverá permanecer em condução, comprovando o disparo.

 

• Retire a ponta de prova do anodo por um instante e depois recoloque-a novamente. A condução deve ter cessado e a resistência anodo/catodo voltou a ser alta.

 

• importante observar porém que não são todos os componentes que possibilitam o teste do disparo dessa maneira, mas em muitos casos ele funciona bem. Esse tipo de procedimento é mais coerente, na verdade, somente para SCRs de baixa potência e baixa tensão, que operam com corres de gate muito pequenas.

 

Outra observação importante diz respeito aos SCRs de disco. Esses componentes normalmente funcionam presos sob duas placas de cobre, e o contato interno do cristal com o catodo só ocorre quando o componente sofre uma pressão superficial. Logo, no caso de se testar esse tipo de componente, prenda-o antes sob pressão, por exemplo, em uma morsa ( isolada, é claro ).

 

 

OS TRIACS :

 

O triac nada mais é do que um componente construído com dois SCRs colocados em anti-paralelo.

 

O Triac é um componente muito utilizado no controle de dispositivos de CA, visto sua configuração que, diferentemente do SCR ( que conduz em um único sentido ), é bidirecional.

 

Observe o esquema abaixo, ele ilustra um circuito análogo a um Triac, feito a partir de dois

 

SCRs :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Agora já não faz mais sentido chamarmos os terminais de anodo e catodo, pois o anodo de um SCR é o catodo de outro e vice-versa.

 

Esses componentes, no entanto, só são indicado para utilização com frequências abaixo dos 500 Hz. Acima dessa frequência deve-se utilizar SCRs em anti-paralelo.

 

SIMBOLOGIA :

 

O símbolo mais usual do triac é o ilustrado abaixo :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Observe novamente a semelhança no símbolo com dois SCRs em oposição.

 

 

ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS :

 

Assim como os SCRs, os triacs devem ser especificados principalmente pela sua capacidade de corrente e sua tensão de isolação. Os códigos dos fabricantes se assemelham aos utilizados para os SCRs. Devido a essa semelhança é bom que se tome cuidado para não utilizarmos um SCR no lugar de um triac ou vice-versa. Um exemplo ilustra a semelhança entre os códigos :

 

• Um TIC 116 D é um SCR

 

• Um TIC 216 D é um triac.

 

 

TÉCNICAS DE MEDIÇÃO :

 

A medição dos triacs também se assemelham aos SCRs. Vejamos :

 

- Com a gate desligado, meça a resistência entre M1 e M2. A resistência deve ser alta nos dois

 

sentidos.

 

• Meça a resistência entre M1 e o gate nos dois sentidos. Essa junção deve se comportar como um diodo, ou seja, deve haver uma alta resistência em um sentido e uma baixa no outro.

 

• Agora meça a resistência entre o gate e M2 . Essa junção também deve se comportar como um diodo, ou seja, deve haver uma alta resistência em um sentido e uma baixa no outro.

 

O esquema abaixo ilustra o comportamento da medição :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O teste de disparo que é possível com alguns SCRs, não são normalmente eficazes para os triacs. Um teste mais apurado deve ser feito ligando-se o triac a um circuito.

 

 

CONSIDERAÇÕES FINAIS :

 

Fica como nota que existem mais uma outra infinidade de componentes que não foram nem citados até agora, mas que têm um papel cada vez mais importante na eletrônica. Entre estes componentes estão os amplificadores operacionais, que têm muita utilidade em eletrônica industrial e instrumentação. Porém dado ao nível e conteúdo do curso, a abordagem a esses componentes não será feita, ficando seu estudo para as literaturas mais profundas e abrangentes.

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