Livro de Eletrônica e informática do Básico ao avançado 3ª

Eletrônica do Básico ao avançado por: Josmar Queiroz Silva: http://www.jqs.eti.br
Eletrônica do básico ao avançado
TELEVISORES,
MONITORES,
PLASMA, LCD
E COMPUTADORES
CONTEUDO AVANÇADO
Resistores,
+
Diodo,
Capacitores,
Transistores,
Display LCD e Plasma,
Indutores,
Televisores,
Computadores.
Edição: Revisada www.jqs.eti.br
3ª Edição - 2017
1
Eletrônica do Básico ao avançado por: Josmar Queiroz Silva: http://www.jqs.eti.br
Sumário
PÁGINA
Sumário....................................................2
Apresentação...............................................3
Agradecimento..............................................4
Advertência................................................5
Prefácio...................................................5
Apresentação...............................................6
Bibliografias..............................................6
CAPÍTULOS
PÁGINA
I - RESISTORES, CAPACITORES, BOBINAS E TRANSFORMADORES____________06
II - Estrutura da Matéria_____________________________________24
2. Condutores e Isolantes..................................25
3. Semi-Condutores..........................................26
01. Estrutura Cristalina...................................27
02. Recombinação ..........................................28
03. Cargas Permanentes.....................................29
04. Cristais do tipo N....................................30
05. Cristais do tipo P.....................................31
06. Combinação de Impurezas de Doadores e Receptores.............32
07. Condutibilidade em Semi-Condutores Tratados............33
08. Difusão de Cargas.....................................34
09. A Barreira da Função P-N...............................35
10. Correntes nas funções P-N não polarizadas.......................36
11. Função P.N.com polarização-inversa.......................37
12. Função P:N. com polarização direta....................38
13. Função dos condutores de junção ......................39
14. Levantamento da reta de carga de um diodo .............39
15. Característica do diodo P.N. ........................4 1
16. Efeito avalanche - Break Down.........................41
17. Capacidade da Barreira de Potencial....................43
18. Diodo.de Contato .....................................44
19. Varicap
...........................................44
20. Diodos de Referência (Zenner).........................44
21. Diodo Tunel ..........................................4 4
22. Aplicação............................................4 4
III – Televisor___________________________________________________________45
IV – Display LCD e Plasma________________________________________________52
V – Monitores de Vídeo___________________________________________________53
VI – Memórias Eeprom___________________________________________________62
VII – Computador_______________________________________________________63
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APRESENTAÇÃO
Eletrônica do básico ao avançado
Eletrônica, Televisores, Monitores, Plasma, LCD e Computador.
Este livro foi elaborado por: Josmar Queiroz Silva, com a finalidade de oferecer o conhecimento dos
componentes e contem uma orientação voltada para os técnicos em televisores que tem a necessidade de se
adaptar para as novas tecnologias de televisores que já incorporou a função de uso continuo de computadores,
estas funções estão nos ajuste de setup que já está em uso nos novos televisores e com a Televisão Digital
haverá uma transição rápida do Televisor para o computador em pouco tempo haverá a união em um único
aparelho.
Também orientar o raciocínio de forma a compreender melhor o funcionamento de cada componente
facilitando o reparo de aparelhos eletrônicos e ajudar ao pessoal que concluir curso de Montagem e
Manutenção de Computadores e se depara com defeitos e não tem nenhum conhecimento de eletrônica para
diagnosticar defeito.
O conteúdo atual, dando assim uma visão geral do conhecimento desde o resistor e a física da matéria a
descoberta do transistor até a atualidade com componentes integrados.
Acredito que este livro seja de grande valia para todos os colegas que se interessam em melhorar seus
conhecimentos e também para principiantes interessados em adquirir a capacidade de reparar aparelhos
eletrônicos.
Agradecimentos
A DEUS o meu criador: Que permitiu a minha existência neste mundo maravilhoso e justamente neste período
de tempo de tecnologias vulneráveis como os aparelhos eletrônicos, e me deu esta capacidade de editar este
conteúdo que pode ser de utilidade por muitos anos aos nossos amigos leitores.
Aos meus saudosos pais: Severino Vicente da Silva e Clotildes Queiroz Silva, por ter me criado e educado.
A minha mulher: Neuza Maria da Costa Silva, por me apoiar nesta empreitada.
Dando-me o entusiasmo em criar mais este livro.E que DEUS a abençoe a todos os meus leitores.
Hiper link Suporte : http://www.jqs.eti.br/forum
E mail: [email protected]
ADVERTÊNCIAS
As informações e todo material contido neste livro é fornecido sem nenhuma garantia, de que o uso
conduzirá ao resultado desejado. Os leitores devem, por sua própria conta e risco, utilizar estas
informações. O editor e Autor não podem ser responsabilizados por qualquer imprecisão nas
informações ou material aqui fornecido, e em nenhuma hipótese pode ser incriminado direta ou
indiretamente por qualquer dano, perda, lucros cessantes, etc.
Devido ao uso destas informações.
Este amparado pela LEI Nº 9.610, DE 19 DE FEVEREIRO DE 1998. Artigo 46, parágrafos III e VIII.
Josmar Queiroz Silva
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Prefácio
No conteúdo deste livro foi reunido todo o estudo necessário ao entendimento da física e da química da matéria
para que se possa entender o resistor, capacitor, transistor display de LCD e Plasma, com isto se pode ter um
raciocínio bem avançado dos componentes e funcionamento de cada um.
Foi dividido em sete capítulos para melhor entendimento.
Primeiro capitulo, estuda resistências, capacitores e indutores, segundo capitulo, a física dos materiais até o
estudo do transistor.
Terceiro capitulo, estuda o que é e como funciona o televisor, cinescópio, LCD e Plasma.
Quarto capitulo, estuda os circuitos e seu funcionamento tanto do televisor monitor quanto do computador.
BIBLIOGRAFIAS
1 - Transistor Circuit Analysis
Alfred D. Gronner
Simon and Schuster - tech outlines
2 - Transistores - Curso Intensivo
George C. Stanley Jr.
3 - Television Transistor and Eletronics (Japão)
5 - Boletim de Informações Técnicas
Deptº de Transistores da PHILCO™ -FORD-BRASIL 1974 - 1975
6 – Boletim GRADIENTE™ – DIAGRAMA EM BLOCO TV DE PLASMA.
7 – Manual de serviço DAEWOOD™ Vista explodida.
8 – Manual de serviço SANSUNG™ - Diagrama em bloco Monitor LCD.
9 – Instalando HD ATA MICROSOFT™ - WINDOWSXP
10 – ASUS = http://br.asus.com/news_show.aspx?id=3539
11 – http://www.intel.com/portugues/products/motherbd/index.htm
12 – youtube.com - Vídeos
12 – Olhar digital = http://olhardigital.uol.com.br/video
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Introdução
Ler um livro sobre Principio básico da eletrônica até o avançado sobre Televisores, Monitores é
computadores uma tarefa até que interessante.
O pior é quando na pratica se tem que retirar a tampa traseira do equipamento, é um susto com tantos
componentes a sua frente, é ai que começa a duvida como partir para localizar o defeito, por onde começar,
pois a leitura do livro por mais que explicita não é o suficiente para entender o funcionamento de cada
componente e dos circuitos que compõe o Televisor, monitor e computador.
E o medo, pois é dito popular que a alta tensão mata e onde localizar as partes perigosas. Este livro é para
retirar estas duvidas e encaminhar o leitor com uma orientação tal que não tenha mais nenhuma duvida deste
tipo e possa localizar os defeitos com mais facilidade.
Foi incluído um conteúdo com a teoria que irá retirar quase todas as duvidam sobre funcionamento de cada
circuito e dos componentes eletrônicos, enriquecendo com conhecimentos que irá ajudar no raciocínio pratico
do dia a dia do reparador.
De inicio iremos estudar resistências e capacitores a seguir a estrutura dos materiais com isto entendermos
como funcionam todos os componentes e no final iremos saber um pouco de computador para os técnicos em
televisores.
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Capitulo __________________________________________I
RESISTORES, CAPACITORES, BOBINAS E TRANSFORMADORES.
Os componentes que vamos inicialmente estudar fazem parte de todos os computadores, periféricos.
Componentes importantes serão examinados e circuitos eletrônicos de uso geral como, televisores, monitores,
impressoras, amplificadores, etc. O conhecimento de suas funções é essencial para reparação de qualquer
aparelho eletrônico ou para sua montagem. Além disso, conheceremos o princípio de funcionamento de alguns
transdutores, ou seja, dispositivos que convertem energia como os alto-falantes, fones e microfones. Teremos
finalmente, uma apresentação do mais importante de todos os instrumentos eletrônicos, o multímetro, com as
aplicações básicas que você precisa conhecer para usá-lo na descoberta de problemas dos computadores e de
muitos outros equipamentos eletrônicos:
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
- Resistores
- Potenciômetros e trimpots
- Capacitores
- Bobinas e indutores
- Corrente contínua alternada e transformadora.
- Transdutores: alto-falantes, fones e microfones.
- Os galvanômetros e os multímetros
Resistência Elétrica e a lei OHMS.
A resistência é uma medida da oposição que a matéria oferece à passagem de corrente elétrica. Os materiais são
designados por condutores, semicondutores ou isoladores conforme a oposição que oferecem seja reduzida,
média ou elevada.
V = R.I
V=voltagem
R=resistência ( Ω )
I=Corrente elétrica
Lei de Ohm.
Estabelece a relação existente entre a corrente e a tensão elétrica aos terminais de uma resistência. O parâmetro
R, designado resistência elétrica, é expresso em ohm ( Ω ) .
A resistência elétrica dos materiais pode ser comparada ao atrito existente nos sistemas mecânicos. Por
exemplo, e ao contrário do vácuo, a aplicação de um campo elétrica constante (força constante) sobre uma carga
elétrica conduz a uma velocidade constante nos materiais, situação à qual corresponde uma troca de energia
potencial elétrica por calor. Esta conversão é designada por efeito de Joule, cuja expressão da potência dissipada
é
p = Ri2
A resistência é um dos elementos mais utilizados nos circuitos. Existem resistências fixas, variáveis e ajustáveis,
resistências integradas e resistências discretas, resistências cuja função é a conversão de grandezas não elétrica
em grandezas elétrica, etc. Relativamente a estas últimas, existem resistências sensíveis à temperatura, como
sejam as termo-resistências e os termístores, resistências sensíveis ao fluxo luminoso, designadas por fotoresistência, magneto-resistência, piezo-resistência, químio-resistência, etc.
1) – RESISTORES
A dificuldade que os elétrons encontram em atravessar determinados materiais, é clamada de resistência, e a
perda e transformada em calor, e quando a corrente elétrica não encontra dificuldade em atravessar os matérias é
conhecido como curto circuito. E quando ocorre um curto circuito pode provocar uma conversão de energia em
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calor em uma quantidade além do previsto: e temos uma produção descontrolada de calor, com efeitos
destrutivos.
Exemplo: quando queima um fusível.
Para reduzir, de maneira controlada, a intensidade da corrente, oferecendo-lhe uma oposição ou resistência, ou
então para fazer cair a tensão num circuito a um valor mais conveniente a uma determinada aplicação, usamos
componentes denominados resistores.
Os resistores mais comuns são os de película ou filme de carbono ou metálico, que tem o aspecto mostrado na
figura 1.
FIG 1
1/8W
1/4W
1/2W
R
SIMBOLOS
A “quantidade” de resistência que um resistor oferece à corrente elétrica, ou seja, sua resistência nominal é
medida em ohms (  ) e pode variar entre 0,1 e mais de 47 000 000 .
Também usamos nas especificações de resistências os múltiplos do ohms, no caso o quilohm (k ) e o megohm
(M ).
Assim, em lugar de falarmos que um resistor tem 5600  é comum dizermos 5,6 k ou simplesmente 5k6, onde o
“k” substitui a vírgula.
Para um resistor de 4 700 000 ohms falamos simplesmente 4,7 M ou então 4M7.
A aplicação de resistores, leia mais no capitulo IV Item: a)
Como os resistores são componentes em geral pequenos, os seus valores não são marcados com números e
letras, ou através de um código especial que todos os praticantes de eletrônica devem conhecer.
Neste código são usadas faixas coloridas conforme explicamos a partir da tabela:
Cor
Preto
Marrom
Vermelho
Laranja
Amarelo
Verde
Azul
Violeta
Cinza
Branco
Prata
Dourado
TABELA 1
1ª faixa 2ª faixa
3ª faixa
0
x1
1
1
x10
2
2
x100
3
3
x1000
4
4
x10000
5
5
x100000
6
6
x1000000
7
7
8
8
9
9
x0,01
x0,1
4ª faixa
1%
2%
3%
4%
10%
5%
Saiba mais nos links:
http://www.jqs.eti.br/site/index.php/calculo-resistor-4-cores
http://www.jqs.eti.br/site/index.php/calculo-resistor-5-cores
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Partindo desta tabela, o valor de um resistor é dado por 4 ou 5 faixas coloridas que são lidas da ponta para o centro,
conforme mostra a figura 2.
(figura 2).
Resistor de carvão normal
Fig 2
4ªFaixa=dourado
3ªFaixa=vermelho
2ªFaixa=laranja
1ªFaixa=marrom
Sentido de leitura
Vamos supor que estejamos de posse de um resistor cujas cores na ordem são: marrom, laranja,
vermelho e dourado.
Qual será o seu valor?
A primeira e a segunda faixa fornecem os dois algarismos da resistência, ou seja:
Marrom = 1
Laranja = 3
Formamos assim, a dezena 13.
A terceira faixa nos dá o fator de multiplicação, ou quantos zeros devemos acrescentar ao valor já lido.
No caso temos: 1300 ohms. Vermelho = 00 ou x 100
Temos então 13 + 00 = 1300 ohms ou 1k3.
Para resistores normais a quarta faixa nos diz qual é a tolerância no valor do componente, quando ela
existe. Se esta faixa não existe, temos um resistor de 20%, ou seja, que pode ter até 20% de diferença
entre o valor real da resistência que ele apresenta e o valor que temos na marcação.
No nosso caso, a faixa dourada diz que se trata de um resistor com 5% de tolerância.
Existem resistores “de fio” que por serem maiores, têm a marcação de resistência feita diretamente
com números e outras indicações.
Como viremos na tabela 2.1 abaixo existem resistores de cinco faixas que são usados em aparelhos de precisão, o
significado de cada uma das cinco faixas é o seguinte:
A 1ª, 2ª e 3ª faixa indicam os três primeiros algarismos do valor nominal da resistência, N1,
N3, respectivamente;
N2 e
A 4ª faixa indica o fator multiplicador do valor nominal da resistência, que pode ser 10-2, 10-1, 1, 10,
100, . . ., 109;
A 5ª faixa indica a tolerância do valor nominal da resistência, que neste caso pode ser 0.5%, 1%, 2% e
5%.
Na tabela 2.1 na parte superior temos o exemplo de resistor de 4 faixas, temos:
Verde, 5
Azul, 6
Amarelo 0000 = 560000Mil = 560kohms 1%
Marrom= 1%
Na tabela 2.1 na parte inferior temos o exemplo de resistor de 5 faixas, temos:
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Vermelho, 2
Laranja, 3
Violeta, 7
Preto, 1 = 237 = 237ohms 1%
Marrom= 1%
Figura 2.1 - Tabela de comparação resistores de 4 para 5 Faixas.
Note que a 3ª faixa não é utilizada neste resistor.
(A aplicação do código de cores em resistores leia mais no capitulo IV Item: b)
Vimos anteriormente que, quando uma corrente elétrica força uma passagem por um meio que lhe ofereça
oposição ela despende energia na forma de calor. No caso do resistor, se o componente não for capaz de
transferir este calor para o meio ambiente, ele acaba por aquecer demais e queimar.
A capacidade de um resistor de transferir calor para o meio ambiente está diretamente ligada ao seu tamanho
(superfície de contato com o ar). Esta capacidade é dada pela potência (dissipação) do resistor, a qual é expressa
em watts (W).
Assim, os menores resistores são de 1/8 um pouco maior 1/4 W enquanto que os maiores podem chegar a 20 ou
mais watts (alguns fabricantes especificam as potências em valores decimais como 0,125 W ). Estes resistores
de grandes potências são de material resistente à alta temperatura e em lugar do carbono ou filmes metálicos são
feitos fios de níquel cromo (uma liga de metal). São chamados também de resistores de fio (figura 3).
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ATENÇÃO
Os resistores de grande porte físico são do tipo resistor de fio, e este é usado em circuito que consome corrente
elevada.
Exemplo: Encontramos na fonte de alimentação dos
Computadores, televisores e monitores.
2R2 5% 7Watts
CIRCUITO SERIE DE RESISTORES
Quando ligamos resistores em série, conforme mostra a
figura 4, a resistência resultante que obtemos equivale à
soma das resistências dos vários resistores. Na figura 4
temos a associação de resistores de 100, 20 e 30 ohms, que
resulta numa resistência total de 150 ohms
2R2 10% 10Watts
15R 5% 10Watts
FIG 3
FORMULA
R equivalente = R1+R2+R3 ....Rn
R total = R1+R2+R3
R total = 150 
R1
R2
R1
100
R2
20
R = R1 + R2 + R3
R = 100 + 20 + 30
R = 150
R3
R3
30
FIG 4
CIRCUITO PARALELO DE RESISTORES
Na associação (ou ligação) em paralelo, a resistência equivalente é dada pela fórmula:
Reg =
R1 x R2
R1 + R2
ou
1 / R = 1 / R1 + 1 / R2
Para o caso da figura 5, a resistência equivalente à ligação de um resistor de 20 ohms com um de 30 em paralelo
é de 12 .
Observe que na ligação em série obtemos resistências maiores do que os dos resistores associados e na ligação
em paralelo obtêm resistências menores.
Fórmula para duas resistências.
R1
Fig 5
R1=30
Reg =
R2
R2=20
1/R = 1/20 + 1/30
1=5
R 60
1/R=
3+2
60
30 x 20
30 + 20
=
600
= 12 
50
ATENÇÃO
Quando em uma montagem de circuito não temos um
determinado valor de resistor, podemos substituir por
dois ou mais resistores em paralelo ou em série.
5R = 60
R = 12
Nota: A maior parte destes componentes já não é mais utilizados. Foram substituídos por circuitos digitais
A aplicação do código de cores em resistores leia mais no capitulo IV, computadores Item: c)
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a) POTENCIÔMETROS E TRIMPOTS
São resistores variáveis, ou seja, dispositivos que podemos usar
para variar a resistência apresentada na circulação de corrente
elétrica.
Na figura 6-A e 6-B temos alguns tipos mais usados destes
componentes.
São constituídos por um elemento de resistência, que pode ser de
carbono ou fio de níquel cromo, sobre o qual corre uma parte móvel
denominada cursor. Conforme a posição do cursor temos a
resistência apresentada por este componente.
6-B
Potenciômetro
Trimmpot de diversos formatos
e o simbolo elétrico 6-A
TRIMPOT – Resistor de ajuste localizado geralmente nos circuitos. Para ajuste interno
do equipamento.
ATENÇÃO
Os novos equipamentos não possuem mais este tipo de componente foram
substituídos por micro controladores.
POTENCIÔMETRO -Resistor de ajuste, localizado geralmente na parte frontal dos
equipamentos mais antigos.
Veja a figura 7, à medida que o cursor vai de A para B, aumenta a resistência entre A e X ao mesmo tempo
em que diminui a resistência entre X e B.
A resistência total entre A e B é a resistência nominal do componente, ou seja, o valor máximo que podemos
obter.
Podemos encontrar potenciômetros e trimpots com valores na faixa de fração
de ohms até milhões de ohms.
Se o mesmo eixo controlar dois
Potenciômetro
Potenciômetros, diremos que se trata de um
Duplo de uma pista
potenciômetro duplo figura 8 A. Alguns
potenciômetros incorporam um interruptor
B
A
X
que é controlado pelo mesmo eixo, como
A
B
Acontece com os controles de volume de
Rádios e amplificadores. No mesmo controle
Fig 8A
Potenciômetro
Podemos aumentar e diminuir o volume e
Fig 7
X
Duplo de duas pistas
Ligar e desligar o aparelho (figura 8)
Simbolo elétrico
Fig-8
Até pouco tempo os potenciômetros eram usados em diversas
funções, como por exemplo, controles de volume, controle de
tonalidade, sensibilidade, já que permitem o ajuste, a qualquer
Terminais do
momento, das características desejadas.
Potenciômetro
Já os trimpots eram usados quando se desejasse um ajuste
único, ou seja, somente num determinado momento, levando o
aparelho a um comportamento que deve ser definitivo (é claro que o ajuste pode ser refeito sempre que
necessário, mas o trimpot normalmente fica dentro do aparelho, que nesse caso precisa ser aberto).
Terminais do
Interruptor
TRIMPOT "MULTVOLTAS"
Na figura 9 mostramos um trimpot de precisão, do tipo multivoltas, muito
usado em equipamentos de precisão.
Nos Novos aparelhos se som
Encontramos controles de volume manual com aparência externa de
potenciômetros. É um disco de fibra com furos e contatos quando se atua no
eixo o contato varia (desliga e liga ) enviando um pulso que faz com que o
micro controlador ajuste o som. Este é um tipo de função digital.
FIG 9
11
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A aplicação de potenciômetros leia mais no capitulo IV computadores Item: d)
CAPACITORES
Os capacitores (que também são chamados de condensadores) são componentes formados por conjuntos de
placas de metal entre as quais existe um material isolante que define o tipo. Assim, se o material isolante for a
mica teremos um capacitor de mica, se for uma espécie de plástico chamado poliéster, teremos um capacitor de
poliéster.
Duas placas, tendo um material isolante entre elas (chamado genericamente
dielétrico), adquirem a propriedade de armazenar cargas elétricas e com isso
Armadura
Negativa
energia elétrica. Na figura 10 mostramos um capacitor com dielétrico de ar e as
placas, chamadas armaduras são planas. Quando encostamos uma placa na outra
ou oferecemos um percurso para que as cargas se neutralizem, interligando as
armaduras através de um fio, o capacitor se descarrega.
A capacidade de um capacitor em armazenar cargas, melhor chamada de
capacitância, é medida em Farad (F), mas como se trata de uma unidade muito
Fig 10
grande, é comum o uso de seus submúltiplos.
Temos então o microfarad (F) que equivale à milionésima parte do Farad ou
0,000 001 F. Em capacitores muito antigos encontramos o microfarad abreviado como mFd.
Um submúltiplo ainda menor é o nanofarad, que equivale a 0,000 000 001 F ou a milésima parte do microfarad
e é abreviado por nF.
Temos ainda o picofarad (pF) que é a milésima parte do nanofarad ou 0,000 000 000 001 F.
Armadura
Positiva
É comum a utilização de potências de 10 para expressar números com muitos zeros. Assim temos as indicações
da tabela 2:
TABELA 2
1F = 10-6F
1nF = 10-9 F
1pF = 10-12F
Veja então que 1 nF equivale a 1 000 pF e que 1 F equivale a 1 000 nF ou 1 000 000 pF.
Os capacitores tubulares, que são formados por folhas de condutores e dielétricos enrolados são usados em
circuitos de baixas freqüências enquanto que os possuem armaduras e dielétricos planos são usados em circuitos
de altas freqüências. O porquê será visto posteriormente.
Um tipo importante de capacitor é o eletrolítico, cuja estrutura básica é mostrada na figura 12 e 12A.
Eletrolíticos
Tantalo
Este é o componente mais utilizado em
Televisor e Monitor de plasma e LCD.
Fig 12
Uma de suas armaduras é de alumínio que, em contato com uma substância quimicamente ativa, se oxida
formando uma finíssima camada de isolante que vai ser o dielétrico.
Desta forma, como a capacitância é tanto maior quanto mais fino for o dielétrico, podemos obter capacitâncias
muito grandes com um componente relativamente pequeno.
É preciso observar que os capacitores eletrolíticos são componentes polarizados, ou seja, a armadura positiva ser
sempre a mesma. Se houver uma inversão, tentando-se carregar a armadura positiva com cargas negativas, o
dielétrico será destruído e o capacitor inutilizado.
Na família dos capacitores eletrolíticos temos um tipo que emprega uma substância que permite obter
capacitâncias ainda maiores que as obtidas pelo óxido de alumínio. Trata-se do óxido de tântalo, o que nos leva
aos capacitores de tântalo (figura 13A).
12
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Estes capacitores podem ser encontrados na faixa de 0,1 F até de 100 000 F.
Simbologia
Capacitor eletrolítico (símbolo)
a)
c)
Plate
SMD
+
+
Poliester
Metalizado
b)
Cerâmica
Fig 13
Existem capacitores que seu valor vem marcado por código de cores exemplo: capacitores de
poliéster metalizado e de Plate veja na figura 13.
A aplicação de capacitores leia mais no capitulo IV Computadores Item: f )
Além da capacitância os capacitores possuem ainda uma outra especificação muito importante: a tensão de
isolação ou de trabalho.
Se aplicarmos uma tensão muito grande às armaduras de um capacitor, a ddp (diferença de potencial) entre estas
armaduras pode ser suficiente para provocar uma centelha que atravessa o dielétrico e causa a destruição do
componente. Assim, nunca devemos usar um capacitor num circuito que mantenha uma tensão maior do que a
especificada.
Na figura 14 mostramos a maneira como normalmente é especificada esta tensão máxima.
Para alguns tipos de capacitores também existem códigos especiais para
Eletroliticos
especificações de valores.
3300 MF 10 Volts
Os cerâmicos de discos, conforme mostra a figura 13, por exemplo, possuem
dois tipos de especificações que não devem ser confundidas.
Para os pequenos valores, temos a especificação direta em picofarad (pF) em
que existe uma última letra maiúscula que indica a sua tolerância, ou seja, a
variação que pode haver entre o valor real e o valor indicado.
Poliester
F = 1%
10k 250 Volts
J = 5%
M = 20%
H = 2,5%
Fig 14
K = 10%
Observe que o “K” é maiúsculo neste caso, não deve ser confundido com “k” minúsculo que indica quilo ou x 1
000.
Para os valores acima de 100 pF pode ser encontrado o código de 3 algarismos, conforme mostra a figura 16.
Simbologia
Capacitor simples
a)
b)
c)
1nF
100nF
10nF
6,6 pF 100Pf
1k 1KV
5,6J
5%
Neste caso, multiplicam-se os dois primeiros algarismos
.01
104
NPO
pelo fator dado pelo terceiro. Por exemplo, se tivermos um
Fig 15
capacitor com a indicação 104:
Temos que acrescentar 4 zeros ao 10 obtendo 10 0000 pF ou então 10 por 10 000 = 100 000 pF o que é a mesma
coisa.
E, é claro que devemos considerar a divisão por 1000 se quisermos obter os valores em nanofarad.
4
Assim, 10 (104) que resulta em 100 000 pF é o mesmo que 100 nF.
13
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Para os capacitores cerâmicos temos também a marcação direta, conforme mostra a figura 16 em que os valores
são dados em microfarad (F).
Para obter o equivalente em nanofarad basta multiplicar por 1 000: assim 0,01 F equivale a 10 nF.
Capacitor de disco de pequena capacitância.
=1000pF
102
=1nF
= 0,001mF
ATENÇÃO:
Quando o capacitor está descarregado, e aplicamos uma tensão (DC)
neste capacitor, neste instante passa a existir uma corrente instantânea, e
em seguida com o capacitor carregado, a corrente deixa de existir, ou
seja, a corrente é igual a zero.
10
00
=2200pF
222
=2,2nF
= 0,0022mF
22
00
Fig 16
Saiba mais no link: http://www.jqs.eti.br/site/index.php/compara-valor-de-capacitores
Isolamento de capacitores leia mais no capitulo IV Computadores Item: g )
Como nos casos dos resistores, também existem capacitores variáveis. Os trimmer miniatura ainda é utilizado
em placa de croma, e transcorder de televisores, e os capacitores variáveis não são mais utilizados nos novos
aparelhos pois foram substituídos por diodo tuner que será estudado no capitulo sobre transistor.
Na figura 18 mostramos os tipos mais comuns. Os trimmers são capacitores de ajuste com valores pequenos,
normalmente de alguns picofarad. São especificados pela faixa de valores que podem adquirir. Um trimmer de
2-20 pF é um trimmer que pode ter sua capacidade ajustada entre estes dois valores.
Os variáveis são usados em sintonia e podem ser especificados pela capacitância máxima, ou seja, quando estão
com o eixo todo fechados.
Fig 18
Trimmer
Miniatura
Trimmer
Variável Duplo
Variável
Simbolo
Simbolo
Simbolo
Também podemos associar capacitores em série e paralelo, conforme indica a figura 19.
C1
C1
C2
C2
Série
Fig 19
1
C
=
1
1
+
C1
C2
Paralelo
C = C1 + C2
14
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Na associação em paralelo, todos os capacitores ficam submetidos à mesma tensão e o valor final obtido é a
soma das capacitâncias associadas.
Na associação em série, os capacitores ficam submetidos a tensões diferentes, mas adquirem a mesma carga em
suas armaduras. A capacitância equivalente (C) é dada pela fórmula:
1 / C = 1 / C1 + 1 / C2 + 1 / C3 + 1/cn
Se tivermos mais capacitores basta acrescentar a expressão 1/Cn onde Cn é a capacitância destes capacitores
adicionados à soma.
Associação de capacitores leia mais no capitulo IV Computadores Item: h )
Tabela do código de cores para capacitores
2)
BOBINAS OU INDUTORES
Muitas (ou poucas) voltas de fio enroladas de modo a formar uma bobina nos levam a um importante
componente eletrônico. As bobinas ou indutores apresentam propriedades elétricas principalmente em relação ás
variações rápidas de corrente. Estas propriedades são dadas pelo que chamamos de indutância.
A indutância de uma bobina é medida em Henry (H) e também é comum o uso de seus submúltiplos: o
milihenry (mH) que vale a milésima parte do henry e o microhenry (uH) que equivale à milionésima parte do
henry. Na figura 20 temos alguns tipos de bobinas e indutores encontrados nos computadores e em muitos
circuitos eletrônicos.
As bobinas de poucas espiras, sem núcleos ou com núcleo de ferrite (que aumentam sua indutância) são usadas
em circuitos de altas freqüências ou que trabalham com variações muito rápidas de corrente. Já as bobinas de
muitas espiras, os choques de filtro, por exemplo, que podem ter núcleos de ferrite ou mesmo ferro laminado
trabalham com correntes de médias e baixas freqüências.
15
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Sem Núcleo
Núcleo de
Ferrite
Núcleo
Ajustavel
Núcleo de Ferrite
Com Tap (Tomada)
Núcleo
Ajustavel
Nùcleo
Laminado
Núcleo de Ferro
Simbolos
Aspectos
Leia mais sobre bobinas, no capitulo IV computadores item: i)
CIRCUITOS DE TEMPO, INDUTORES E CAPACITORES EM CA, SOM E ONDAS DE RÁDIO
Neste capitulo analisaremos o que ocorre com os capacitores e os indutores tanto em circuito de corrente
contínua como em circuitos de corrente alternada.
Estudaremos também um pouco da natureza dos sons e das ondas de rádio, que são utilizados em diversos tipos
de aparelhos eletrônicos inclusive nos computadores. Distinguiremos bem estes dois tipos de vibrações para que
os leitores não tenham dúvidas sobre todas as suas aplicações e propriedades. Teremos os seguintes itens a
estudar:
a) Circuito RC
b) Circuito LC
c) Capacitores em circuitos de corrente alternada
d) Indutores em circuitos de corrente alternada
e) O som
f) Ondas de rádio
a) CIRCUITO RC
Quando associamos um resistor e um capacitor em série, conforme mostra a figura 21.
Obtemos um circuito RC série que apresenta propriedades bastante interessantes que serão analisadas a partir de
agora.
Supondo que inicialmente a chave S1 esteja aberta e que o capacitor esteja completamente descarregado, é
óbvio que a tensão entre as suas armaduras será nula (zero volt).
R
+Ve
S1
C
V
0
Diagrama
Fig 21 Circuito RC Série
16
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No instante em que fechamos a chave, estabelecendo assim uma corrente no circuito, como o capacitor está
completamente descarregado, começa a fluir uma corrente que tende a carregá-lo. Neste instante inicial, o
capacitor se comporta como uma resistência praticamente nula, de modo que a corrente que circula pelo circuito
é limitada apenas pelo valor do resistor. Esta corrente é então máxima no instante em que ligamos a chave S1.
À medida que o capacitor se carrega a tensão entre suas armaduras começa a subir (lembre-se que ele estava
com zero volt no momento em que ligamos o circuito), o que significa que existirá uma diferença de tensão
menor entre a bateria e o próprio capacitor para “bombear” mais cargas. Em outras palavras, à medida que o
capacitor se carrega ele passa a representar uma resistência maior para a circulação da corrente, diminuindo
assim a velocidade com que as novas cargas são transferidas para as suas armaduras.
Fazendo um gráfico do que ocorre temos então uma “subida” inicialmente rápida da tensão nas armaduras, mas
à medida que o capacitor se carrega a carga vai se tornando mais lenta, conforme mostra a figura 22.
V (v)
+ Ve
100%
63%
SUBIDA
INICIALMENTE
RÁPIDA
SUBIDA LENTA
( CURVA EXPONENCIAL )
T (s)
RC
Observe que, como a velocidade da carga diminui à medida que a tensão nas armaduras se eleva, ela nunca
chega a ser igual à estabelecida pela bateria. Em outras palavras, temos uma curva exponencial que se aproxima
infinitamente da tensão aplicada ao circuito, mas que na verdade nunca chega a ela.
A curva exponencial que o gráfico mostra pode ser estabelecida através de uma fórmula que é muito usada nos
cálculos que envolvam circuitos de temporização, osciladores, e é importante para se determinar as velocidades
máximas em que podem operar os circuitos de computadores. No entanto, para os nossos leitores que procuram
um conhecimento básico existe um valor que pode ser calculado de maneira simples e que aparece muito nas
especificações de circuitos que envolvam tempo e em centenas de projetos de circuitos eletrônicos.
Trata-se da constante de tempo de um circuito RC e que é abreviada normalmente por “t”.
A constante de tempo, de um circuito RC é obtida multiplicando-se o valor do resistor (R) em ohms pelo valor
do capacitor (C) em Farad, obtendo-se um valor em segundos.
t=RxC
Mas, o que significa este valor?
O valor RC nos diz quanto tempo decorre entre o instante em que a chave S1 é fechada até que a tensão no
capacitor cheque a 63% do valor da tensão aplicada pela bateria ou fonte externa. Veja o leitor que o mesmo
raciocínio também é válido para a descarga de um capacitor, conforme mostra a figura 23.
C
Fig 23 - Circuito
para descarga de
um Capacitor
R
Diagrama
17
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Assim, partindo de um capacitor completamente carregado, em que a tensão entre as armaduras é máxima, no
momento em que fechamos a chave S1, a descarga começa através do resistor R.
À medida que a tensão cai, entretanto, a corrente de descarga também diminui de modo que a descarga se torna
cada vez mais lenta, obtendo-se um gráfico conforme mostrado na figura 24.
V (v)
+ Ve
DESCARGA INICIALMENTE RÁPIDA
SUBIDA LENTA
( CURVA EXPONENCIAL )
37%
RC
T (s)
Fig. 24 - Descarga de um capacitor
através de um resistor.
Este gráfico também nos fornece uma curva exponencial que nunca encontra com a horizontal de zero volt, o
que quer dizer que teoricamente o capacitor nunca se descarrega completamente.
Aplicando a mesma fórmula da constante de tempo T = R x C obtemos um ponto muito importante neste
gráfico: o instante em que a tensão nas armaduras do capacitor é de 37% da tensão com que ele estava
inicialmente carregado.
Os circuitos de tempo são muito importantes na eletrônica. Um exemplo é dado na figura 25 em que temos um
dispositivo que “sente” quando a tensão na sua entrada atinge um determinado valor, por exemplo, 2/3 da tensão
de alimentação, o que está bem próximo dos 63% da constante de tempo do circuito RC.
R
C
Neste circuito, depois de decorrido o tempo determinado pelos componentes RC da rede de tempo, quando a
tensão atinge 2/3 da tensão de alimentação, o dispositivo “sente” este valor e realiza alguma função ligando ou
desligando uma carga externa. Trata-se de um temporizador.
Leia mais sobre redes RC no capitulo IV computadores item: j)
b) CIRCUITO LC
Uma bobina (Indutor) e um resistor ligados em série, conforme mostra a figura 26, formam um circuito LC.
18
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1V
L
1V
S1
R
0V
Supondo inicialmente que neste circuito a chave S1 esteja aberta, a corrente circulante será nula. Não haverá
campo magnético criado pelo indutor.
No instante em que o interruptor é fechado, a corrente tende a se estabelecer circulando pelo resistor e pelo
indutor onde vai criar um campo magnético.
No entanto, o campo magnético que a corrente tende a criar, tem linhas de força que se expandem e que cortam
as espiras do próprio indutor de modo a induzir uma corrente que se opõe àquela que está sendo estabelecida,
conforme mostra a figura 27.
CORRENTE INDUZIDA
CORRENTE ESTABELECIDA
Fig. 27 - A corrente induzida pela expansão das
linhas do campo se opõe à corrente
estabelecida
O resultado disso é que inicialmente a corrente no indutor encontra uma forte resistência que diminui
consideravelmente sua intensidade.
Fazendo um gráfico para visualizar melhor o que ocorre, vemos que no instante em que a chave (S1) é fechada,
a corrente é praticamente nula. Somente à medida que as linhas do campo magnético criado pela bobina vão se
expandindo é que sua oposição é corrente diminui e ela pode aumentar de intensidade. Como no caso do
capacitor, temos para a corrente uma curva de crescimento exponencial que é mostrada na figura 28.
I(A)
100 %
63 %
SUBIDA LENTA
SUBIDA RÁPIDA
T (s)
RL
Fig. 28 - Carga de um indutor
através de um resistor.
Também neste caso teoricamente a corrente nunca atinge o máximo, que é o valor dado apenas pelo resistor.
A constante de tempo de circuito é obtida quando multiplicamos o valor da indutância do indutor em henry (H)
pelo valor do resistor em ohms ().
19
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t=LxR
Numericamente este valor nos diz, depois de quanto tempo a partir do instante em que fechamos a chave que a
corrente atinge 63% do valor máximo.
Do mesmo modo, partindo do circuito em que a corrente seja máxima no indutor e que momentaneamente seja
comutada, conforme mostra a figura 29, a constante de tempo RL também nos dá uma informação importante.
I MAX
+
L
R
Fig. 29 - Circuito para “descarga”
de um indutor.
Com a interrupção da corrente, as linhas do campo magnético se contraem induzindo uma corrente que vai
circular pelo resistor, dissipando assim a energia existente no circuito na forma de calor. A corrente induzida é
inicialmente alta e gradualmente vai caindo, obtendo-se um gráfico conforme mostra a figura 30.
I (A)
100 %
37%
RL
T (s)
Fig. 30 - Descarga de um indutor
através de um resistor.
Neste gráfico o ponto que corresponde ao produto L x R nos fornece o instante em que a corrente cai a 37% do
valor máximo. Trata-se da constante de tempo do circuito LR.
Nas aplicações práticas, dada a dificuldade de se obter indutores de valores muitos altos (o que não ocorre com
os capacitores) os circuitos RL não são usados senão nos casos em que se necessitam de tempos muito pequenos
de retardo para temporização ou outras aplicações.
Acima de alguns milihenries, a obtenção de um indutor já se torna problemática, pois estes componentes
começam a se tornar volumosos, caros e pesados.
Leia mais sobre indutores no capiutulo IV computadores item: l)
c) CAPACITORES EM CIRCUITOS DE CORRENTE ALTERNADA
No item (a) desta lição vimos o que ocorre com um capacitor, associado com um resistor, num circuito de
corrente contínua, ou seja, em que estabelecemos uma corrente num sentido único para a carga ou descarga do
capacitor.
O que aconteceria com um capacitor se ele fosse usado num circuito alimentado por corrente alternada?
20
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Conforme já vimos na lição anterior, numa corrente alternada o fluxo de cargas inverte-se rapidamente e de
forma constante, no nosso caso a razão de 60 vezes por segundo. Isto é, em cada segundo a corrente circula 60
vezes num sentido e 60 vezes noutro. A inversão não se faz de maneira rápida, mas sim suave, de modo que,
partindo de um instante que a corrente é nula, ela cresce suavemente até atingir o máximo num sentido, para
depois diminuir até se tornar nula novamente.
Depois, ela inverte crescendo suavemente até o máximo no sentido oposto para depois diminuir, isso num
processo contínuo que nos dá um gráfico conforme mostra a figura 31.
I (A)
100 %
37%
T (s)
RL
Fig. 31 - Descarga de um indutor
através de um resistor.
A curva representada neste gráfico recebe o nome de senóide, de modo que a corrente que obtemos nas tomadas
de nossas casas é senoidal de 60hertz. (Alguns países usam correntes de 50 hertz).
O que acontece se ligarmos um capacitor a um circuito que forneça uma corrente desta conforme mostra a figura
32?
+
MAX (+ )
PONTO DE
INVERSÃO
0
0
SEMICICLO
NEGATIVO
MAX (-)
1 CICLO
Fig. 32 - Representação de uma
corrente alternada senoidal
Partindo de um instante em que a tensão seja nula, à medida que ela aumenta de valor numa certa polaridade, ela
“bombeia” cargas para o capacitor, que começa a carregar com a mesma polaridade. Quando a tensão alternada
atinge o máximo num sentido, o capacitor também atinge sua carga máxima.
Depois, quando a tensão diminui, as cargas se escoam do capacitor até que, quando a tensão na rede atinge zero,
o capacitor também estará descarregado.
No semiciclo (metade do ciclo) seguinte, a corrente começa a aumentar, mas no sentido oposto, carregando
assim as armaduras do capacitor com a polaridade oposta, tudo conforme mostra a seqüência da figura 33.
21
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~
C
Fig. 33 - Capacitor num circuito
de corrente alternada
A carga e descarga acompanhadas o ritmo de inversão de polaridade da rede ocorre indefinidamente.
A quantidade de cargas que é “bombeada” e “extraída” do capacitor depende não só da tensão aplicada, mas
também do próprio tamanho do capacitor, ou seja, de sua capacitância.
Esta capacitância determina então a corrente média que circula por este componente no processo de carga e
descarga, já que não podemos falar num valor em cada instante, pois ela varia, conforme vimos.
Podemos dizer que o capacitor se comporta como uma “resistência” neste circuito, permitindo que uma corrente
variável circule.
Como o termo “resistência” não se aplica neste caso, pois o que temos é corrente de carga e descarga circulado,
adota-se um outro termo para indicar o comportamento do capacitor no circuito de corrente alternada.
Este termo adotado é “reatância” e no caso do capacitor temos uma “reatância capacitiva” representada por Xc.
O valor de Xc é dado em ohms e depende basicamente de dois fatores: a freqüência da corrente alternada e o
valor do capacitor. Para calcular a reatância capacitiva apresentada por um capacitor utilizamos a seguinte
fórmula:
Xc 
1
(2    f  C )
Onde:
Xc = reatância capacitiva em ohms ()
x = constante que vale 3,14
f = freqüência em hertz (Hz)
C = capacitância em farad (F)
Onde:
XL = reatância capacitiva em ohms ()
x = constante que vale 3,14
f = freqüência da corrente em hertz (Hz)
L = indutância em henry (f)
Observe que a fórmula nos mostra claramente que quanto maior for a freqüência da corrente, maior será a
oposição encontrada para ela se estabelecer num circuito que exista um indutor.
Dizemos que os indutores oferecem uma oposição maior aos sinais de freqüência mais altas. Seu uso em
combinação com os capacitores nos circuitos de filtros permite a separação de sinais de freqüências diferentes,
conforme veremos oportunamente.
Leia mais sobre indutâncias no capiutulo IV computadores item: m)
22
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Capitulo ________________________________________II
I-Estudo dos materiais semicondutores
I - INTRODUÇÃO
Em Setembro de 1939, no inicio da segunda guerra mundial, a Inglaterra já desenvolvia em laboratórios, o seu
sistema de radar.
o segredo desse sistema, era conseguir obter microondas em forma de feixe e detectar sinais.
Houve a necessidade de pesquisar novos meios de conseguir operar com estas freqüências, pois as válvulas
convencionais não eram capazes de operar Satisfatoriamente com esses sinais.
Dai adveio o estudo de como se obter um monocristal com processo de fabricação artificial e que tivesse
funcionamento, parecido com os cristais naturais como o galena por exemplo.
Para isso foram escolhidos o germânio e o silício e somente em Junho de 1940, nasceu dos laboratórios da Bell
Telephone a primeira. publicação sobre um dispositivo chamado Transfer-Resistór (Resistor de Transferência),
originando dai, o nome transistor, que começou a ser usado comercialmente, apenas em 1951.
Come já é conhecido, estes pequenos dispositivos são capazes de realizar quase tudo o que realizam as válvulas
a vácuo com maior eficiência, menor consumo de energia e durante um período muito maior de tempo, pois,
sendo sólido, o transistor não necessita de um invólucro especial, em cujo interior seja mantido o vácuo; além
disso, dispensa o processo antigo de uma fonte de calor para produzir a emissão de elétron a o que representa
uma enorme redução na energia consumida.
Em vista dessas vantagens, e mais ainda, da quase: completa substituição das válvulas por estes componentes, é
de interesse amplo, aprender alguma coisa sobre eles, o que são, para que servem como é construído como
funcionam e principalmente, como devem ser usados.
O funcionamento das válvulas a vácuo, baseia-se no fluxo de elétrons do cátodo para a placa, fluxo este
controlado pela presença de uma grade.
O funcionamento do transistor baseia-se também num fluxo eletrônico, embora exista uma grande diferença
entre eles.
Para uma melhor compreensão destas diferenças é interessante fazer-se um resumo do que se conhece a respeito
da matéria e o que representa o elétron e sua estrutura e dentro da estrutura cristalina de um cristal.
2- ESTRUTURA DA MATERIA
Qualquer substancia ou material que se conhece, pode ser subdividido em partes cada vez menores, até que se
chegue á menor delas, a molécula.
Definimos então, como molécula, a menor partícula, a qual pode dividir um corpo, sem que ele perca as suas
propriedades fundamentais.
23
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Subdividindo a molécula, chegamos ao átomo, mas desta feita não é mais possível que o material conserve as
suas propriedades fundamentais.
Definimos então que, “o átomo é a menor partícula que constitui a molécula".
Nos primórdios da física, pensou-se realmente que o átomo fosse indivisível; porém, a física moderna mostrou
que o átomo é formado por um grande numero de partículas, que giram ao redor do núcleo em órbitas
concêntricas, assim como (analogamente) os planetas giram em torno do sol.
A essas partículas deu-se o nome de elétrons, que possuem carga elétrica negativa (-).
0 núcleo por sua vez é formado de prótons e nêutrons, sendo que os prótons (como o nome já diz, positivo),
possuem carga elétrica positiva (+) e os nêutrons ( como o nome já diz; neutro ) não possuem carga elétrica
nenhuma.
Os elétrons dispõe-se em camadas ou níveis, sucessivos apartir do núcleo, num total de 7 camadas, cada, qual
com determinado número de elétrons.
Á primeira camada, deu-se o nome de K, á segunda o nome de L e assim, sucessivamente, até a última. Cada
camada tem um numero máximo de elétrons que passamos a descrever:
1a. 2a.
K L
02 08
3a.
M
18
4a. 5a.
N O
32 32
6a.
P
18
7a.
Q
08
Camadas
Quando uma camada se apresenta com o seu número característico de elétrons, diz-se que a mesma está
completa.
24
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Como exemplo, mostramos na figura 2.2. a estrutura atômica do átomo mais simples da natureza que tem a
primeira camada coincidindo com a última e possue apenas um elétron.
Como curiosidade, podemos citar que existem na natureza apenas seis substancias os chamados gases nobres ou
inerte cujos átomos apresentam a camada periférica completa. Estes
átomos não se combinam com nenhum elemento conhecido na natureza até hoje.
Os elétrons que se encontram na camada periférica são chamados de “elétrons de valência” (Valência=Elo
união).
As camadas inferiores completas, não cedem nem recebem elétrons para efeito de ligação de átomos. Logo, os
elétrons de valência são os únicos que - possuem liberdade para participar de fenômenos químicos ou elétricos.
Quando um grupo de átomos está disposto simetricamente entre si (como pode acontecer numa molécula) um
elétron de valência, muitas vezes gira em torno de dois núcleos ao invés de um só, unindo átomos entre si. “A
este fenômeno dá-se o nome de “Cadeia” de Valência”.
Citamos a título de informação tipos de reações, químicas para um melhor entendimento do que sejam as
cadeias de valência.
Valência
Um átomo se diz quimicamente instável quando apresenta a última camada completa, ou seja, a camadas com
dois elétrons e as demais com um número mínimo de 8 elétrons.
Eletrovalência
Ocorre devido a troca de elétrons entre os átomo de elétrons diferentes.
Exemplo: Reação do sódio com cloro (sal de cozinha (Na e Cl ).
Cl 
K LM
2 8 7
Na 
K LM
2 8 1
0 sódio é monovalente, pois cede um elétron. 0 Cloro também é monovalente, pois recebeu um elétron.
25
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Covalência
Ocorre devido a existência de pares de elétrons que participam simultaneamente de dois átomos.
Exemplo: Reação do carbono com oxigênio (C e 0).
C
K L
2 4
O
K L
2 6
Oxigênio é bivalente, pois cada elétron participa de 2 pares. Carbono é tetravalente pois cada elétron participa
de 4 pares.
Denominam-se "Elétrons Livres" todos aqueles elétrons que não possuem união firme, mesmo depois de se
terem formado as "Cadeias de Valência":
Quanto maior for o número de elétrons livres na substancia, maior será o fluxo da corrente de elétrons para cada
tensão, ou seja, maior a condutividade.
3 - CONDUTORES E ISOLANTES
Se ligarmos. Um pedaço de fio de cobre a uma bateria, os elétrons livres são atraídos pelo positivo. Quando isso
acontece, os elétrons livres abandonam certa região do fio, dando, lugar a novos elétrons, que fornecidos pelo
pólo negativo da bateria irão suprir esta falta, estabelecendo dessa maneira uma corrente.
Podemos então definir três tipos de matéria: condutor, isolante e semicondutor.
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Leia mais sobre material isolante no capitulo IV computadores item n)
Os átomos de um material isolaram, quando aquecidos desprendem muito .poucos elétrons na sua ultima
camada, porque eles estão solidamente vinculados em suas ligações covalentes não permitindo assim circulação
de corrente.
Num condutor, isso não acontece porem, com o aumento da temperatura, o condutor tem a sua resistência,
aumentada, devido ao movimento cada vez mais, crescente nos seus elétrons, o que dificulta a passagem da;
corrente que por ele deverá passar.
No material semicondutor ocorre fenômeno inverso: com o aumento da temperatura, sua resistência Interna
diminui, devido à quantidade de impurezas.
Com a diminuição da resistência, tem-se um aumento de corrente, ocasionando assim um aumeto da
temperatura esta por sua vez ocasionando um decréscimo da resistência e assim sucessivamente até a ruptura da
junção.
Lembramos que é a quantidade de elétron na última camada do átomo que define se ele é bom condutor ou não.
Suponhamos dois átomos diferentes: O primeiro com quatro elétrons na última camada, e a segundo com apenas
um, o melhor condutor deles será o segundo átomo, porque a última camada se estabiliza com 8 elétrons; devido
a isso, quanto ao número de elétrons tendendo a oito, maior será a estabilidade do átomo, consequentemente,
quanto menor estabilidade o átomo tiver, melhor as suas possibilidades de condução.
4 - SEMI- CONDUTORES
Existem materiais com estruturas moleculares especiais, que se situam entre os dois grupos (condutores e
isolantes) e não são nem bons condutores nem bons isolantes.
Chamam-se Semicondutores e são materiais que possuem elétrons livres, mas em quantidade determinada pelo
tipo de impurezas do material.
Destes materiais os mais conhecidos são o Silício o Germânio (Si) ou (Ge) e são também usados na construção
de diodos, transistores e outros dispositivos eletrônicos.
0 átomo de silício tem 14 prótons e 14 elétrons; o átomo de germânio, 32 prótons e 32 elétrons, contudo os dois
átomos tem o mesmo numero de elétrons na última camada (número de valência) que é igual a 4.
Como o número de valência é igual, dizemos que os dois átomos podem ser considerados semelhantes no ponto
de vista elétrico.
Como o átomo de Ge ou Si possui 4 elétrons, na última camada, e o número máximo de elétrons que pode
comportar a última camada é oito, eles podem ser somados dois a dois para formarem o que chamamos de
Estrutura Cristalina.
5 - ESTRUTURA CRISTALINA
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Cada átomo da estrutura está unido por uma ligação covalente aos quatro átomos vizinhos, tomados a mesma
distância. Tal cristal não pode ser um transistor. Poderia ser um isolante, não um semicondutor, já que todos os
elétrons estavam agregados a cadeias de valência e não haveria elétrons livres para deslocar-se. Aplicando-se
uma tensão através de um cristal perfeito, não resultaria uma corrente.
Existem muitas maneiras para se deslocar ou libertar elétrons mediante a aplicação de um foco de luz, aplicação
de uma fonte de calor, etc...
A quantidade de energia necessária para romper uma ligação covalente (libertar um elétron) é deferente de uma
substância para outra.
Por exemplo: Há uma quantidade de elétrons livre no germânio, maior que no silício, capazes de produzir uma
corrente.
Um elétron livre não é a única conseqüência da ruptura de uma cadeia de valência na rede cristalina. De maior
significado no que se refere aos transistores, é o fato de que o espaço vazio criado pela separação de um elétron
de ligação covalente se comporta como uma carga positiva móvel. O espaço vazio pode se mover de um lado
para o outro dentro do cristal, contribuindo para a circulação da corrente quando é aplicada uma tensão.
Obseve a figura 5.2
Em A temos um elétron sendo atraído pelo pólo positivo da bateria provocando com isto um vazio.
Em B temos a carga positiva móvel (lacuna provocada pelo desvio do elétron ) se deslocando para o polo
negativo da bateria devido a força de atração que ele oferece.
Cada vez que um novo elétron é retirado do material pelo positivo da bateria, o negativo supre esta falta com
outro, fazendo com que se preencha com ele, um novo vazio mostrado em C .
Deste modo, formou-se no material duas correntes: uma corrente de elétrons que caminha do pólo negativo da
bateria, para o positivo e outra corrente de lacunas (vazio), que caminha do pólo positivo para o negativo
mostrado em D.
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Em resumo: Cada elétron atraído pelo pólo positivo cria uma lacuna. Por sua vez outro elétron por de deslocarse e ocupar essa lacuna, mas ao ocupada estará criando uma nova lacuna. Assim, na mesma velocidade que um
elétron preenche uma lacuna, é criada uma nova e assim sucessivamente.
A lacuna tem carga igual a do elétron, mas com polaridade oposta e pode deslocar-se no cristal da mesma
maneira que os elétrons livres, assim como, também responde a um potencial elétrico, dirigindo se para o pólo
negativo da fonte.
Na realidade, as lacunas são apenas espaços criados quando os elétrons procedentes de ligação covalentes
completas se introduzem noutras que tenham espaços vazios. Para simplificar a explicação do comportamento
dos semicondutores considera-se as lacunas como cargas positivas.
6 - RECOMBINAÇÃO
Quando acontece de elétrons livres e lacunas em movimento ficarem muito próximos um do outro, há
possibilidade de eles se juntarem eliminando assim um elétron móvel e uma lacuna em movimento. A este
fenômeno dá-se o nome de Recombinação.
7- CARGAS PERMANENTES
Num cristal puro ou perfeito, os elétrons livres e as lacunas podem se obtidos pela aplicação de energia
suficiente para libertá-los da cadeia de valência.
Contudo, nem os elétrons, nem as lacunas se conservam livres permanentemente; há sempre a possibilidade de
uma recombinação.
É possível libertar tantos elétrons e criar tantas lacunas quanto quisermos num cristal de germânio ou silício por
processos químicos.
Os elétrons e as lacunas assim obtidos permanecem no cristal e não desaparece com o tempo como acontece
quando se rompe uma ligação covalente.
0 fato de se poder libertar uma ligação de elétrons e lacunas desta maneira e que permite construir transistores
que satisfaçam a determinadas características.
8- CRISTAIS DO TIPO N
Os elétrons podem ser obtidos no germânio pela adição de pequenas quantidades de outros elementos tais como
fósforo, arsênico e antimônio. A esse processo dá-se o nome de "dopagem" do material.
Estes três elementos usados na dopagem do germânio são semelhantes, pelo fato de terem cinco elétrons de
valência.
Associando-se um átomo de antimônio com cinco elétrons de valência a um átomo de germânio com quatro
elétrons, ocorre que o átomo de antimônio fornece elétrons de valência que entram nas ligações covalentes do
cristal de germânio.
Contudo, como o átomo de antimônio possui cinco elétrons de valência, e o de germânio apenas 4, e considerando também que a última camada de associação só comporta um numero máximo de 8 elétrons, temos
aí um elétron extra como na figura 8.1.
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Este elétron extra não se conserva tão ligado como os outros na ligação covalente, podendo se mover dentro do
cristal, respondendo a forças de atração devido ao campo elétrico criado, quando é aplicada ao cristal alguma
tensão.
Os elementos de dopagem que fornecem elétrons móveis ao germânio ou ao silício, denominam-se "doadores".
Ao germânio ou ao silício tratados para ter um excesso de elétrons móveis denominam-se "Germânio ou Silício
Tipo N". Esta designação "N" significa que os portadores de carga do cristal tem carga negativa.
Estas pequenas quantidades de impureza que são acrescentadas no cristal, não podem ser detectadas por
processos químicos; a indicação mais segura da quantidade de impurezas presente no material é sua resistência
ôhmica.
A titulo de exemplo, a resistência ôhmica de um centímetro cúbico (1 cm3) de germânio puro é de 60 Ohms.
Um cubo do mesmo tamanho, dopado, (tratado com doadores) e pronto para ser usado nos transistores tem cerca
de 2 Ohms.
Esta grande mudança de resistência é produzida adição de impurezas na proporção de cem partes para dez
milhões da substância pura.
9 - CRISTAIS DO TIPO P
As lacunas positivas ou "vazios" nas ligações covalentes, do germânio ou silício, podem ser obtidas por uma
forma semelhante àquela como se obtém os elementos livres.
Os elementos que se misturam com a matéria do cristal para se formar lacunas, são o alumínio, boro, gálio e o
índio, possuindo os mesmos três elétrons de valência.
Do mesmo modo que os elétrons dos átomos doadores penetram nas ligações covalentes para formar o material
tipo N, essas novas impurezas poderão penetrar com três elétrons de valência, na estrutura cristalina do
germânio ou silício. Mas, uma das ligações de valência assim formada, terá um elétron a menos.
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Isto acontece em virtude do átomo da impureza só fornecer três elétrons. O espaço criado pelo elétron que falta,
constitui uma lacuna com carga positiva, onde poderá entrar um elétron de outra união, vide a figura 9.1.
Para que um elétron entre na lacuna existente no material, deverá ele formar uma nova lacuna na ligação de
onde ele procede.
Assim, a adição de uma impureza, que tenha só três elétrons, resulta numa lacuna móvel. Os elemento que criam
lacunas móveis no germânio ou silício chamam-se "Receptores ou Aceitadores", porque recebem elétrons das
ligações covalentes.
Ao material tratado com átomos receptores, dá-se nome de "Material tipo P", o que significa que os
transportadores de corrente são as lacunas'.
10- COMBINAÇAO DE IMPUREZAS DE DOADORES E RECEPTORES
O efeito da introdução de átomos receptores no material do tipo N, é o de neutralizar os elétrons livres. Obtémse este efeito, porque as lacunas provocadas pelos átomos receptores absorvem os elétrons doadores, e logo, as
lacunas introduzidas e os elétrons livres desaparecem como portadores permanentes de cargas.
Obtém-se o mesmo efeito, quando se juntam átomos doadores ao material tipo P.
A medida que se juntam átomos receptores ao material do tipo N, a resistência elétrica aumenta, em
conseqüência de serem preenchidas cada vez mais lacunas. Quando o número de átomos receptores é igual ao de
doadores, a resistência é máxima, podendo-se comparar o material a um isolante.
Quando o número de átomos receptores excede o número de doadores, o material torna-se tipo "P" e apartir
desse momento, a resistência passa a diminuir.
Assim, na fabricação de transistores, o material do tipo N, pode converter-se no tipo P, e vice-versa, sem a
necessidade de purificar-se o cristal.
Esta técnica, contudo, tem certas limitações, pois é necessário germânio e silício extremamente puros para a
preparação de cristais próprios para transistores.
A porcentagem de pureza exigida no cristal de germânio está em torno de 99,99999999% - Ten-Nine (dez
noves).
11 - CONDUTIBILIDADES EM SEMI CONDUTORES TRATADOS
Suponhamos que exista num cristal com uma superfície igual ao tamanho da ponta de um alfinete, um bilhão de
átomos de germânio e algumas centenas de átomos de arsênico.
Os átomos de arsênico contêm algumas centenas de elétrons livres. Na temperatura ambiente, os átomos no
cristal estão em tumultuoso movimento. O núcleo e seus elétrons associados vibram nos seus lugares, mas os
elétrons móveis são impelidos através do cristal, primeiro numa direção e depois em outra sucessivamente.
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Esses movimentos desordenados de um elétron podem ser representados como se vê na figura '11.1.A.
Ao se aplicar uma tensão através de um cristal do tipo N, forma-se um campo elétrico, que tenta mover os
elétrons para o outro lado como se vê na figura.
O efeito resultante do movimento desordenado e de arrasto (movimento induzido pelo potencial elétrico) é
mostrado na figura 11.1.C.
Os elétrons móveis aproveitam a energia aplicada, para convertê-la em aumento de velocidade até que se
chocam com outros elétrons.
A cada colisão, os elétrons perdem parte da sua energia adquirida, na forma de calor, fazendo com que a
resistência diminua.
O movimento das cargas, resultante de uma voltagem aplicada, não perturba o equilíbrio de cargas no cristal.
Assim como alguns elétrons, dirigem-se para o terminal positivo, outros chegam de outras partes do cristal, de
tal maneira que o equilíbrio de cargas se conserva.
Salientamos que com o aumento de temperatura, devido à colisão contínua dos elétrons, a resistência do
material semicondutor diminui o que não acontece nos materiais condutores.
Observe estas diferenças no capítulo 3.
12 - DIFUSÕES DE CARGAS
A título de exemplo, podemos dizer que difusão é o.modo com que um gás ou fumaça enche um quarto ou a
tinta se espalha na água
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Para se dar uma idéia de como ocorre a difusão no semicondutor, imagina-se todas as cargas estão agrupadas
compactamente numa parte do cristal.
Estas cargas estão em movimento contínuo e desordenado, em todas as direções. Geralmente, como metades das
cargas afastam-se do conjunto; num dado momento, algumas delas sairão dos seus limites orbitais.
Como não há cargas disponíveis para vir do exterior, e ocupar o seu lugar, o material tende a expandir-se. Dessa
forma, as cargas tendem a deslocar-se de regiões de alta concentração para regiões de baixa concentração a fim
de estabelecer um á grupamento uniforme de cargas.
Podemos concluir então, que a circulação de correu te pode também ocorrer nos transistores e em outros
dispositivos semicondutores como resultado da difusão de cargas.
13- A BARREIRA DA JUNÇÃO P-N
Se tomarmos unir material P e um material N e os juntar-mos, obtemos a chamada junção P.N. como na figura
13.1.
Como o material tipo P, apresenta muitas lacunas e o material N muitos elétrons, há uma tendência natural de
difusão de lacunas de P para N e elétrons de N para P.
A corrente de material tipo P, para a de tipo N é chamada "Corrente de Difusão", enquanto que a do material
tipo N para o tipo P, é chamada "corrente de campo". A existência da corrente de difusão, - faz com que apareça
uma diferença de potencial junto ao contato de dois materiais, chamada "Barreira de Potencial".
A corrente de difusão acontece devido a recombinação de majoritários junto à barreira de potencial.
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A corrente de campo é originada pela geração de minoritários na barreira de potencial ou em suas proximidades.
No material tipo N, os majoritários são elétrons e os minoritários lacunas.
No material tipo P, os majoritários são lacunas e minoritários elétrons.
No equilíbrio do material, essas duas correntes - são iguais e opostas.
Entretanto as lacunas e os elétrons que se difundem através da união, deixam atrás de si, átomos receptores e
doadores com carga positiva ou negativa respectivamente.
Como se verifica alguma difusão e recombinação, há agora átomos positivos doadores não neutros da lado do
tipo N e átomos receptores negativos não neutros no outro lado, tipo P.
A dupla região de átomos carregados, que se estabelece na junção, impede a posterior difusão de cargas através
da união.
Suponhamos que uma lacuna positiva penetre na linha de divisão entre doadores e receptores não neutros.
A lacuna é repelida pelos átomos doadores, carregados positivamente da direita e ao mesmo tempo é atraída
pelos átomos receptores, carregados negativamente à esquerda.
Assim, a lacuna é sujeita as forças que tendem a fazê-la retroceder para o semicondutor tipo P a que pertence.
A ação do elétron é semelhante. O elétron é repelido pelos receptores à esquerda e atraído pelos doadores à
direita, e assim ficam restringidos ao semicondutor tipo N.
14 - CORRENTES NAS JUNÇÕES P-N NÃO POLARIZADAS
Numa junção PN sem tensão externa aplicada, não pode haver circulação de corrente.
Contudo, simplifica pensar em correntes iguais e opostas circulando na junção. Uma dessas correntes é
constituída pelo movimento de algumas lacunas do material tipo P para o material de tipo N, e a outra,
constituída de elétrons que passam do material tipo N para o tipo P.
As lacunas e elétrons que estabelecem esta corrente são aqueles que absorveram energia suficiente para
ultrapassar a barreira de potencial. A outra corrente igual e oposta a primeira, resultam da ruptura de ligações
covalentes por agitação térmica.
Em virtude da ruptura das ligações, há sempre elétrons libertados no material do tipo N.
As lacunas criadas no material tipo N e os elétrons libertados no material do tipo P, próximo da junção, passam
facilmente através desta, resultando a chamada "corrente de saturação inversa".
15- JUNÇÃO P-N COM POLARIZAÇÃO INVERSA
Quando se aplica uma bateria numa junção PN, com + (positivo) do lado N e - negativo) do lado P, teremos a
chamada polarização inversa como na figura 15.1.
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Neste caso, as lacunas do material tipo P serão á traídas pelo pólo negativo e os elétrons do lado N serão
atraídos pelo pólo positivo da bateria.
Em conseqüência, a largura da barreira de potencial aumentará, aumentando também a sua resistência interna.
Em virtude do aumento da barreira de potencial, a corrente de difusão diminuirá bastante, enquanto que a
corrente de campo aumentará um pouco por se tratar de uma corrente de minoritários.
Teremos então como corrente total, uma corrente pequena no sentido negativo para o positivo; e portanto será
uma corrente predominante de minoritários.
Esta corrente aumenta com a variação da largura da barreira de potencial até o ponto em que chega em sua
largura máxima e a partir desse ponto ela não aumenta mais.
A esse valor de corrente máxima, damos o nome de corrente de saturação inversa".
A junção polarizada neste sentido, apresenta uma resistência muito grande, da ordem de mega-ohms e a corrente
de saturação cerca de alguns nano amperes do silício.
16- JUNÇÃO P-N COM POLARIZAÇÃO DIRETA
Se polarizarmos uma junção P-N, com + (positivo) - do lado P e - (negativo) do lado N, temos a chamada
polarização direta, conforme a figura 16.1.
Desta forma, as lacunas do lado P serão repelidas pelo positivo da bateria e os elétrons do lado N por sua vez
serão repelidos pelo negativo da bateria, provocando com isso, uma redução da largura da barreira de potencial
com a conseqüente redução da resistência interna da junção.
Em virtude disso, haverá um aumento da corrente de difusão e uma diminuição da corrente de campo.
A corrente de difusão aumentará bastante com um pequeno aumento na tensão de bateria pois se trata de uma
corrente de majoritários, enquanto que a corrente de campo diminui muito pouco por se tratar de corrente de
minoritários.
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Como resultado final, teremos uma corrente total, sendo predominantemente de majoritários.
A junção polarizada no sentido direto apresenta - uma resistência baixa, da ordem de algumas dezenas de Ohms.
17- FUNÇÃO DOS CONDUTORES DE JUNÇÃO
Com uma tensão polarizando diretamente a junção PN, as lacunas circulam continuamente através da união da
região P, para a região N.
Em algum lugar da região de transição do cristal para o metal dos condutores de ligação, os elétrons que entram
para preencher as ligações covalentes são fornecidos pelas outras ligações covalentes. Forma-se assim uma
transição da circulação das lacunas para a circulação de elétrons. As sim, as lacunas, ao alcançarem o contato
metálico polarizado pelo terminal negativo, encontram elétrons do condutor e dá-se a recombinação. Desta
maneira, a corrente necessária à circulação de lacunas no semicondutor transforma-se numa corrente originada
pela circulação de elétrons no circuito externo.
18 -LEVANTAMENTO DA RETA DE CARGA DE UM DIODO
Toda vez que for necessária a utilização de um diodo para qualquer finalidade, é sempre conveniente efetuar-se
o levantamento da reta de carga deste diodo.
Para tanto, é indispensável o manual fornecido pelo fabricante, onde é mostrada a curva característica do diodo
conforme a figura 18.1.
Suponhamos que o circuito onde se quer a utilização diodo é o mostrado na figura 18.2.
Primeiramente, devemos supor o diodo como um curto circuito, a fim de analisar qual a máxima corrente
Para o entendimento deste exemplo deveremos primeiro saber o que é e como funciona os resistores
que circulará pelo circuito.
I max =
20V
= 200 mA
100 Ohms
A seguir, coloca-se este valor no gráfico, como sendo o primeiro ponto por onde passará nossa reta descarga
conforme a figura 18.3.
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Faz-se a corrente negativa a um valor mínimo abrindo-se o circuito e calculando-se a tensão máxima a que
chegará o valor de tesão do circuito
.
No caso será a própria tensão da bateria.
V Max = 20 Volts.
Coloca-se também este valor no gráfico, como sendo o segundo ponto por onde passará a nossa reta de carga,
conforme a figura 18.3.
Una-se este ponto ao outro, determinando-se a reta de carga do diodo.
Na intersecção desta reta, com a curva característica do diodo; teremos o ponto: "Quiescente" ou "Ponto de
Trabalho" Q, do diodo.
Este ponto nos mostra exatamente quais serão as condições de trabalho do diodo, do seguinte modo:
Pelo ponto "Q" traçamos retas paralelas aos dois eixos (Id e Vd). Do ponto de interseção entre as retas assim
obtidas e os eixos propriamente ditos, teremos leituras à as condições de trabalho do diodo que no nosso
exemplo são:
Vd = 10 Volts
Id = 80 mA
19 - CARACTERISTICAS DO DIODO PN
A curva característica de um diodo de junção P-N é mostrada na figura 19.1. A curva mostrada e idêntica para
os diodos de germânio e silício, com diferença somente na escala.
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Como já foi visto anteriormente, a corrente de saturação inversa no diodo de germânio é muitas vezes maior que
no diodo de silício, isto para uma mesma temperatura.
Para um diodo de germânio, é necessário uma polarização direta de cerca de 0,1 Volts para se obter" uma
corrente direta de 1,0 mA enquanto que para ode silício é necessário uma tensão em torno de 0,7 Volts.
Esta diferença é devida às quantidades de energia necessárias para romper as ligações covalentes no silício e no
germânio.
A tensão inversa da junção P-N, origina alguma corrente, contudo se a tensão inversa torna-se demasiadamente
grande, dá-se a ruptura. A tensão a que se dá essa ruptura chama-se: "Tensão Reversa da Ruptura da Junção"
(Break Down = Avalanche).
A tensão inversa de ruptura é.uma propriedade característica de cada diodo semicondutor. Pode-se obter
qualquer tensão de ruptura entre 3 e 1000 - Volts, por exemplo.
Ainda existem diodos tais como os "Diodos de Efeito Zenner" em que essa característica - (tensão de Break
Down) é sumamente importante, sendo característica primordial para o seu funcionamento, como veremos mais
adiante. A tensão de ruptura é estável e não varia com a temperatura.
20- EFEITO AVALANCHE - BREAK DOWN
Se em uma junção P-N, for aumentando a tensão reversa de polarização, a largura da barreira de potencial
aumentará e um elétron que se encontra nessa região será cada vez mais acelerado devido ao campo elétrico
aplicado.
Aumentando-se gradativamente esta tensão, poderemos chegar num ponto em que os elétrons acelerados
adquiram energia suficiente para dar origem a outros elétrons livres os quais poderão também ser a celerados
podendo originar outros elétrons livres, e assim sucessivamente.
Quando esse fenômeno ocorre, a corrente inversa do diodo cresce rapidamente e neste ponto dizemos que
atingimos o potencial de ruptura. A esse fenômeno damos o nome de "avalanche".
Para o entendimento deste exemplo deveremos primeiro saber o que é e como funciona os capacitores
21-CAPACIDADE DA BARREIRA DE POTENCIAL
O lado P da junção PN, está carregado positivamente por causa da presença de lacunas; o lado N, carregado
negativamente, por causa da presença de elétrons.
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Ao se aplicar uma tensão na junção, forma-se a barreira de potencial. Como um lado da barreira está positivo,
dizemos que se formou nesta área um capacitor.
Se aumentarmos as dopagens dos materiais, a barreira de potencial diminui, e sua capacidade aumenta.
A capacidade de uma junção P-N assume importância significativa quando se tratar de diodos para altas
freqüências. Isto ocorre porque se a capacidade que se encontra em paralelo com o diodo no circuito
equivalente, for grande, para freqüências altas, sua reatância será pequena deixando passar corrente nos dois
sentidos, tirando então as propriedades características dos diodos que são a de deixar passar corrente em apenas
um sentido.
Esta capacidade, a qual nos referimos não assume importância em freqüências baixas.
Em uma polarização direta, a largura da barreira de potencial diminui, fazendo com que a capacidade aumente.
Na polarização inversa, a largura aumenta ocasionando um decréscimo da capacidade (vide figura - 21.1).
Observe-se ainda que variando-se a tensão, variará também a largura da barreira de potencial e em conseqüência
a sua capacidade; portanto o diodo poderá ser usado como um capacitor, cuja capacidade depende da tensão
aplicada.
Este dispositivo é chamado de "varicap" ou "varactor" e é usado em controle automático de freqüências.
22- DIODO DE CONTATO
O diodo de contato difere do de junção P-N na construção, e nas características elétricas. O diodo de contato
consiste num fio muito fino, comprimido contra a superfície do fragmento do cristal semicondutor como se vê
na figura 22.1.
O material usado é o do tipo "P". 0 movimento das cargas neste diodo não e compreensível facilmente ou
explicável como no diodo de junção P-N.
Existe uma barreira de potencial entre o metal e o semicondutor e é exatamente esta barreira a responsável pelas
propriedades retificadoras do dispositivo.
A resistência interna de um diodo de contato é em geral mais elevada que a do diodo de junção, não podendo
tolerar níveis de dissipação tão altos como os tolerados no diodo de junção P-N.
Por outro lado, tem vantagens para muitas aplicações, visto que a sua capacitância é muito menor
em virtude da área de contato ser muito menor que na área de junção P-N.
Os diodos de contato podem ser muito menores e ainda terem propriedades elétricas mais estáveis.
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23- VARICAP
Como já foi citado anteriormente, variando-se a tensão nos extremos de um "varicap", estamos variando a
barreira de potencial da junção e consequentemente sua capacidade.
A figura 23.1., mostra como exemplo, um diodo "varicap" usado no sintonizador de F.M. de um rádio receptor
de FM.
Suponhamos que a freqüência do oscilador local do sintonizador, esteja se deslocando em direção à freqüência,
abaixo do ideal.
Devido à presença de outros estágios existentes no circuito, este desvio de freqüência é transformado. em
aumento de tensão negativa de C.A.F. aplicado ao anôdo do diodo "D" que representa um capacitor ligado em
paralelo com a bobina oscilados L.
O aumento da tensão negativa aplicada ao diodo, faz com que sua capacidade diminua tendendo o circuito a
oscilar sempre em direção oposta ao lado do desvio (que nesse caso é de freqüência mais alta.)_
24 - DIODOS DE REFERENCIA-ZENNER
É um diodo cuja região de avalanche ("break down") é aproveitada para a estabilização de tensão.
A figura 24.1., mostra a característica deste diodo.
A figura 24.2., mostra um circuito usado para estabilização em fontes reguladas, onde a tensão a ser estabilizada
depende diretamente das características do diodo, e a diferença de potencial entre as tensões de entrada e saída,
encontram-se nos extremos do resistor.
Na figura 24.3., o efeito do diodo é multiplicado pelos transistores T1 e T2.
No emissor do transistor T2, encontra-se uma tensão.
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são estabilizada pelo diodo "Zenner".
0 aumento de carga aplicada na saída, provoca uma queda de tensão na base do T2.
Esta queda de tensão faz com que o transistor fique polarizado em menor corrente, ou seja, maior resistência
interna.
Como a corrente da base de T1, depende diretamente da resistência interna a de T2 e R, e estando este último
fixo; a possível queda de tensão na saída é convertida na diminuição da resistência interna do transistor T1.
Com a diminuição da resistência interna de T1, a tensão de saída permanece supre no mesmo valor.
25- DIODO TUNEL
0 semicondutor empregado para a fabricação deste diodo, possui uma resistência específica bem baixa,
aproximada a dos metais.
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Além daqueles fabricados com o Germânio e o Silício, existem também aqueles fabricados com outros tipos de
materiais Taís como o Ga (Gálio), As (Arsênico) ou In (Índio) e Sb (Antimônio).
A curva característica do diodo túnel apresenta o aspecto dado na figura 25.1.
Este diodo apresenta a particularidade de ter uma região de resistência negativa entre o pico e o
vale, propriedade que é aproveitada para se construir osciladores e comutadores.
A partir da tensão de pico de polarização (direta) para a tensão de vale, a curva característica toma um caminho
inverso daquele que iria tomar um diodo convencional, isto é, a corrente do diodo túnel tende a diminuir-se
com o aumento da tensão.
Com, isto, nota-se que a corrente percebida na região de pico, é maior que a da regue, de vale.
A largura de sua barreira de potencial é muito pequena, da ordem de 100 angstrons, e a velocidade da variação
de corrente é considerada equivalente à velocidade da luz.
Entre outras aplicações deste diodo, podemos citar os osciladores de microondas de baixa potência, em
computadores eletrônicos como dispositivos de comutação, e em outros circuitos que operam com freqüências
muito elevadas.
A figura 25.2., mostra um circuito oscilador formado por um diodo túnel, associado a um circuito
transistorizado.
No instante em que a chave ch é ligada, o capacitor C se carrega através de RL e R.
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Durante o primeiro período, a tensão desenvolvida na extremidade do capacitor "C" faz com que o diodo atinja
o ponto "B" da curva, e nesta situação o transistor entra em corte, devido ao fato da resistência interna do diodo
estar baixa, provocada por uma alta corrente.
A partir do ponto (B), a tensão do capacitor continua aumentando, fazendo com que o diodo passe a ser
polarizado na região de vale (ponto C da curva) provocando uma queda instantânea de sua corrente interna, com
um conseqüente aumento de sua resistência.
Uma vez que a polarização do transistor depende - dos valores de R e R interno do diodo, no instante C, o
transistor passa para a saturação provocando a descarga do capacitor, e assim sucessivamente.
26- APLICAÇOES
Os diodos semicondutores têm um emprego bastante grande em todos os campos das aplicações eletrônicas. Um
simples computador, por exemplo, pode utilizar milhões de diodos.
Uma aplicação do diodo de contato é no detector de freqüências extremamente altas, de transmissão e recepção
de micro ondas por exemplo. Para este fim, o diodo semicondutor de contato pontual é preferível à válvula de
vácuo termiônico, devido ao tamanho, custo, etc Amplamente utilizadas em fôrnos de Microondas. Os diodos de
silício de contato pontual já operam em, frequências da ordem de 60,000 MHz.
O diodo de junção P-N tem muitas aplicações em que se aproveitam as suas características especiais. Uma
aplicação comum é como retificador de potência. O retificador de junção é ideal para uso em fontes de tensão
para equipamentos transistorizados. É capaz, de trabalhar em correntes tensões usadas em instalações de alta
potência.
Sua eficiência nestes, dispositivos pode exceder aos 90%.
Outras aplicações baseiam-se nas diferentes propriedades dos diodos,
de junção P-N.
Os diodos zenner, por exemplo, com sua propriedade apresentar tensão inversa de ruptura permite usá-los nos
reguladores de voltagem, conjuntamente com transistores nos amplificadores, em alimentadores de energia
reguláveis. As tensões de ruptura que podem atingir vão de 3 a mais de 1000 Volts.
A capacitância variáveis dos diodos de junção PN(varicaps), permitem usa em dispositivos especiais nos
circuitos que constituem os controles automáticos de freqüência. Esta aplicação tem vantagens particulares em
televisão a cores por exemplo, onde se faz necessário um. acurado controle de freqüência.
Os diodos varicaps funcionam com uma capacitância variável através da variação de tensão em freqüências
superiores a 1000 MHz.
Podemos citar, também os varactores aplicados em circuitos multiplicadores de freqüências, os diodos túnel
uzados nos circuitos osciladores em equipamentos de microondas de baixa potencia e sintonizadores de FM,
usados também em circuitos de comutação em computadores por trabalhar com uma região de resistência
negativa.
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Capitulo______________________________III
O Televisor
Historia Parte I
O Televisor evoluiu bastante nos últimos anos chegou ao ponto que para se consertar não
precisamos mais saber como funciona todos os circuitos como era antigamente por este motivo vamos
estudar somente o que interessa para se ter a capacidade de determinar defeitos e poder resolver com
facilidade qualquer problema.
Vamos conhecer primeiro a estrutura do Televisor para que possamos ter uma idéia do
funcionamento e poder-mos resolver os defeitos com mais facilidade, tanto do Televisor quando do
Monitor de vídeo .
A estrutura da Televisão e do cinema
A finalidade principal da Televisão é aumentar o alcance da visão humana. Sendo assim a televisão
deve ter a capacidade de reproduzir todas as propriedades de uma cena real.
Algumas destas propriedades são: Luz, sombra, cromaticidade (cor), contraste, brilho, detalhes e
movimentos contínuos. Estas cenas constituem a imagem. Ela se encarrega de transformar as variações
luminosas em sensações (impulsos elétricos) que são levadas ao cérebro por meio do nervo ótico. E
possue ainda a capacidade de persistência que consiste em quando vemos uma imagem ela fica retida
(gravada) na visão durante um certo tempo que equivale a cerca de um décimo de segundo. Um
exemplo de persistência é quando se olha um ventilador em baixa velocidade se consegue ver a hélice
e quando aumentamos a velocidade não se ver a hélices. Devido a esta propriedade do olho humano é
que temos o cinema e a televisão.
Tanto a televisão quanto o cinema as imagens estão paradas. Mais esta imagens são apresentadas á
nossa visão num tempo menor que o da persistência visual, assim temos a sensação de movimento,
conforme ilustra a figura 1
Figura1
No cinema, a projeção se faz com uma velocidade de 24 quadros por segundo, esta é a freqüência de
repetição ideal para nos dar a sensação de movimento. Pois o obturador que projeta cada imagem ou
quadro na tela por duas vezes consecutivas aumentando assim a freqüência de repetição de 24 para 48
vezes por segundo. A vista recebe assim duas impressões luminosas, em vez de uma, durante a
projeção da imagem ou quadro, e devido á persistência da visão isto resulta em uma impressão de luz
constante com esta variação de luminosidade elimina a cintilação e a imagem fica com boa definição
visual.
Em televisão, adotou-se um numero maior de repetições que é de 30 quadros por segundos, os quais
são recompostos 60 vezes por segundos (2X30) porque 60 hertz (60 ciclos por segundos) é a
freqüência da rede elétrica de corrente alternada no Brasil. Isto facilitou o projeto da televisão: a
própria freqüência da rede elétrica sincroniza a imagem na tela do televisor.
Na época da criação da Televisão só existia válvulas e os projetistas tinham dificuldade de filtrar
a energia elétrica, pois os retificadores eram válvulas diodo e precisava de enormes capacitores
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eletrolíticos para executar a filtragem e sendo a rede elétrica na mesma
freqüência estabilizava a imagem com facilidade. Veja as válvulas na figura
1a
Estrutura básica da imagem
Para podermos converter uma imagem em sinais elétricos devemos conhecer os
elementos básicos que constituem a imagem, que consiste em pequenas áreas de
luz ou sombra conhecidas como elementos da imagem.
A quantidade de detalhes na imagem depende da grandeza e do numero dos elementos que constituem.
Fig.1a - válvulas
Exploração de uma imagem
Consiste em retirar as principais informações desta.
Em fotografia, por exemplo, a imagem é explorada por meios de pontos. Os milhares de pontos
formam os elementos da imagem. E em TV a exploração é em linhas de cima para baixo da direita
para esquerda.
Figura 2 – Principio que rege a exploração da imagem
A exploração da imagem e semelhante á maneira pela qual um leitor percorre uma pagina impressa,
lendo da esquerda para a direita e de cima para baixo e descendo gradualmente para a parte inferior da
pagina a medida que cada linha de letras está sendo lida. Desta maneira, a imagem eletro sensível
produzida pela câmara de televisão é explorada linha por linha, até que a imagem inteira tenha sido
dissecada em milhares de impulsos elétricos separados, que representam os elementos individuais da
imagem que está sendo televisada.
Figura 2
Na figura - 2 é mostrado o processo de varredura eletrônica da televisão. O quadro é formado pelo
retângulo ABCD.
O feixe eletrônico inicia a exploração no ponto A e termina a primeira linha no ponto B, e retorna à
esquerda no ponto C com uma velocidade muito maior que a utilizada para se deslocar de A para B.
Esta linha onde o feixe eletrônico retorna é chamada de “retraço”.
O retraço não pode aparecer na tela do televisor ou do monitor, pois o circuito apagador torna
invisível.
No entanto o leitor já deve ter visto estes retraços em um televisor ou monitor defeituoso.
O Brasil, EUA e Japão adotou um padrão para formar a imagem que é o de 30 quadros por segundo
cada quadro possue 525 linhas. Que são varridas (525X30) igual a 15750 hertz. A tela do televisor
tem 15750 linhas horizontais e 700 linhas verticais que equivale a (525X700) = a 367.500 pontos.
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Quatro sinais são básicos na televisão a cores:
1º Sincronismo Horizontal para varrer linhas horizontais (15750hz)
2º Sincronismo Vertical para varrer quadro (60hz)
3º Sinal de vídeo que contem as informações da cena televisada.
4º Croma sinal que contem as informações de cor da cena televisada.
Saiba mais no capitulo IV computadores item: p)
Tubo de Raios Catódicos (TRC) ou válvula de Imagem.
A válvula de imagem, Tubo de Raios Catódicos ou Cinescópio é o dispositivo que converte os sinais
elétricos em luminosos. Produzindo a imagem na tela feita de material florescente aluminizado.
Qualquer que seja o tamanho da tela, em um cinescópio todos possuem os seguintes elementos
básicos:
A) Um catodo como fonte emissor de elétrons.
B) Um calefator (filamento) para aquecer
o catodo para que ele possa emitir os
Ponto
MAT (Alta Tensão)
elétrons.
Luminoso
25Kv (25000 V)
Filamento
C) Uma grade de controle para regular o
numero de elétrons que passa através
Feixe de
dela.
elétrons
D) Uma grade de foco para concentrar o
feixe de elétrons que passa através
dela.
E) Um anodo alimentado por alta tensão
para acelerar os elétrons emitidos pelo
Grade
catodo.
Screen
F) Um meio de desviar os elétrons para
Catodo
qualquer direção e controlado para
Canhão
Grade de de elétrons
escrever na tela florescente.
Grade de Fóco
Controle
G) Uma tela florescente para emitir luz
sob o impacto do feixe de elétrons.
Tipos de válvulas de imagem (Cinescópio) ou tubo de raios catódicos.
Eletrostáticos: Muito utilizado em aparelhos de precisão. Exemplo: Osciloscópios.
Eletromagnéticos: É o mais utilizado até hoje, tanto em televisores como em monitores de vídeo.
Atualmente é fabricado também em tela plana.
Como já foi dito no início do capitulo que para se consertar uma televisão atual não precisa conhecer a
fundo. Veja no diagrama em bloco da Figura 1, uma televisão convencional e atual, note cada circuito
separado o que nos novos televisores os circuitos foram integrados em pastilhas LSI conforme figura
1ª.
( Integração em larga escala), o que reduziu bastante os circuitos e com isto facilita no reparo pois não
precisamos mais reparar cada circuito. Em caso de reparo, o que se faz é que quando se suspeita de
está com defeito substitui-se o CI. Correspondente.
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Figura 1 - Diagrama em bloco de um Televisor convencional
Figura 1a - Diagrama de um Televisor Micro Controlado com CI (LSI).
Aparti do ano de 1990
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Figura 2 a – Disposição dos acessórios em um cinescópio
MAT
Aneis de Pureza
e convergencia
Foco
Vermelho
Azul
Screen
Horizontal
TV
Bobina Defletora
Marron
Varredura
Vertical
Vertical
Verde
Varredura Horizontal
Figura 2 b
TV
Observe na Figura 2 a, b e c a disposição da bobina defletora, anéis de convergência e ligação do
flyback ( MAT, FOCO, SCREEN ) em um cinescópio. Quero lembrar que em cinescópio de tela plana
não é mais utilizado os anéis de pureza de cor.
Figura 2 c
Chupeta
Aquadague
Bobina Defletora
Anéis de Pureza
Conector da Defletora
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Atualmente também existem os dispositivos conversores de sinais elétricos em luminosos que não são
válvulas. Exemplo a seguir.
Capitulo_________________________________________IV
Display LCD e Plasma utilizado em Televisores, Calculadoras, Relógios,
Celulares e Monitores.
Display de LCD: (de Cristal Líquido),
A - É uma tecnologia recente, empregado em Televisores, monitores e laptop (Note Book) tem
espessura fina em torno de 7 centímetros, se baseiam nas propriedades do reflexo da luz através de um
conjunto de substâncias de material líquido.
Para criar a luz que atravessa o conjunto de moléculas, são usados 3 tipos distintos de tecnologia:
1 -Transitiva - usado em televisores LCD; Ativos (TFT).
2 - Reflexiva - usado em calculadoras, relógios e outros dispositivos eletrônicos portáteis; Passivo
3 - Projetada gerada - usado em projetores LCD.
Cores no LCD
Para usar cores em LCD, é necessário utilizar filtros no sistema RGB (Red, Green, Blue - vermelho,
verde, azul) sobre cada uma das minúsculas unidades gráficas (TN). Ao colocarmos 3 unidades TN
com filtros de cores diferentes, conseguimos formar um pixel, que varia sua tonalidade de acordo com
a tensão aplicada a uma das unidades.
Telas TFT (Monitores de matriz ativa)
Essas telas utilizam transistores para a aplicação de tensão de forma independente a cada unidade TN.
Trata-se de um eixo X e outro Y, onde o primeiro é responsável pelo sinal de ativação e o segundo,
pelo controle do sinal de vídeo. Esse tipo de tela é muito utilizado em note books e podem usar até
16,7 milhões de cores, em uma boa resolução.
Nota:
A espessura de monitores ou televisores de LED não se aplica a especificada no Item A.
É bem mais fino. E a diferença entre LCD e LED é apenas a iluminação da tela: no LCD utiliza-se
florescente e no LED o nome já confirma. Utiliza diodo LED para iluminar a tela. Menor consumo de
energia menos componentes para gerar alta tensão para lâmpadas.
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LCD Figura 3 a
Veja na foto da figura 3a o Diagrama em bloco de um monitor de LCD.
Reparando um monitor ou Televisor de LCD ou Plasma.
Descrição:
Basicamente o televisor plasma, LCD ou LED é idêntico no que se refere ao monitor de ambos os tipos, a
única diferença está nos recursos de utilização e o acréscimo do circuito de recepção, ou redução do inversor
de alta tensão. Como todo Televisor de Plasma, LCD ou LED já tem a estrutura do Monitor e vem com a opção.
Fica mais fácil no entendimento.
Para reparar um monitor de LCD, LED ou de plasma, devido a miniaturização dos
componentes o que o técnico pode fazer:
Em primeiro lugar o Técnico tem que saber soldar componentes SMD veja como no link do suporte
técnico.
http://www.jqs.eti.brl.net/site/index.php/soldafria
ou youtube
http://www.youtube.com/results?search_query=Soldering&aq=f
O televisor de plasma, LCD ou LED de acordo com o diagrama em bloco da figura
3ª. É dividido em:
Modulo da fonte, na maioria dos monitores não vem embutido no gabinete vem separado.
Modulo de RF composto do seletor de canais e circuitos de vídeo e som.
Modulo de áudio, composto de amplificador de potencia de audio.
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Modulo principal, composto dos demais circuitos. Veja diagrama em bloco de um televisor de Plasma
na Figura 3b.
2º Para desmontar o monitor ou o televisor devemos manter em mãos uma coleção de canetas colorida para
que ao ser retirado cada parafuso se pintar o local com uma marcação da cor no para fuso e no local. Motivo é
que nestes aparelhos é utilizada uma infinidade de formatos de parafusos e no momento da montagem surge a
duvida qual é quem, são parecidos e roscas diferentes colocados errados danificam a carcaça do equipamento.
3º Devido ao baixo consumo de energia e trabalhar com tensões de 12, 5 e 3,3 Volts quase não ocorrem
defeitos. O que podemos fazer é uma observação visual nas placas e se necessário em caso do monitor de
regial praiana deve ser feito uma limpeza na placa conforme as dicas do meu livro de Televisor segunda
edição.
4º Na verificação se os transistores reguladores estão com solda fria e se tem algum capacitor com vazamento
de acido e a limpeza dos contatos dos cabos flat é o conector DB15 com solda fria e cabo lógico partido. Veja
na figura abaixo um monitor LCD internamente.
Podemos observar no diagrama em bloco da figura abaixo, que o monitor LCD vem com uma fonte externa de
14 Volts que é ligada a um regulador DC que divide em três tensões que são:
12 volts, 5 volts, 3,3 Volts
O circuito é composto de duas chaves de vídeo, (IC201)
Pré-amplificador PLL, (IC301)
Maquina controladora (IC406) com os periféricos incluindo as memórias SDRAM (IC401,402,403)
Figura 3ª
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Nota: O defeito que mais ocorre em televisores de LCD e LED é o circuito T-COM com defeito, provocando
imagem Borrada.
Nos monitores de LED é defeito na lâmpada interna da tela veja uma solução interessante no link:
http://youtu.be/izCleVpkbL4
Monitor desmontado Parcial
Monitor visto por traz.
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Ferramentas necessárias:
Borracha macia para limpeza de contatos. Quero lembrar que em CPU um dos defeitos que mais
ocorre é contato de memória sujo e a borracha é uma ferramenta indispensável.
Kit de chave Alen.
Kit de chave Phillps.
Kit de chave Estrela.
Multímetro.
Pistola de Ar quente para reparar solda fria em placas.
Lente de aumento, para melhor visualizar as soldas nas placas.
Display de plasma;
A principal diferença deste tipo de Display, é que cada pixel cria sua própria fonte de luz e a imagem
da tela é mais nítida e não possue problemas de distorção nas extremidades. Para gerar a luz em cada
pixel, são usados elétrodos carregados entre painéis de cristal, que originam pequenas explosões de gás
xenônio, que por sua vez, reagem com luz ultravioleta, fazendo o fósforo vermelho, verde ou azul de
cada pixel, brilhar. Muito utilizado em televisores de tela Gigante, acima de 32 polegadas e espessura
fina.
Na figura 3c, um exemplo simplificado de como é produzida a luz em um pixel na tela de plasma.
No diagrama em bloco do Televisor de plasma, observe que alem das entradas de áudio vídeo tem o circuito
de RF composto de seletor de canais. Possue três conjuntos de memórias dois SDRAM e um flash sendo que
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uma para maquina controladora mais a memória flash e a outra para controle de entrada de vídeo e comandos
da fonte.
Diagrama em bloco de um televisor de Plasma.
(Figura 3d, televisor com tela de plasma)
TVs de tubo têm muitas
Desvantagens em relação às tecnologicamente mais avançadas, mas sua durabilidade é maior, e,
portanto elas ainda ganham na relação custo-benefício ao longo do tempo.
As TVs de plasma, LCD ou LED aceitam conexões com qualquer tipo de aparelho, inclusive
computadores pessoais. Mas são caras, e sua vida útil média vai de 20 mil a 30 mil horas
Possui, geralmente, 3 milhões de pixels que são iluminados em uma certa ordem para que a imagem na
tela seja criada. Como, ao contrário das TVs de tubo, elas não funcionam com feixe de luz, a imagem
tem um foco uniforme e de qualidade elevada. Cada pixel consiste em 3 células (vermelha, verde e
azul). Se uma TV tem 3 milhões de pixels, logo ela tem 9 milhões de células. Com tudo isso, consegue
gerar imagens com mais de 16 milhões de cores. Os novos televisores de LED 4K tem resolução 4K
UHD Criada pela SONY em 2003, dispõe de uma resolução de 3840 × 2160 pixels (8,3 megapixels)
veja o link: http://olhardigital.uol.com.br/video/41371/41371
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Plasma Figura 3e
,
Veja na foto da figura 3b o Diagrama em bloco de um monitor de PLASMA.
Capitulo__________________________________________V
Monitores de vídeo
Introdução
O monitor de vídeo do tipo "Tubo de Raios Catódicos", mais conhecidos como "Monitores CRT" (Cathode
Ray Tube) É um dispositivo com funcionamento semelhante a de uma TV, mas o objetivo é servir de meio de
comunicação visual entre o computador e o usuário.
Funcionamento
Os monitores de vídeo que usa tubo, o CRT citado anteriormente. A tela deste tubo é composta por
camadas de fósforo, que é atingida por elétrons através de "disparos" feitos por um canhão localizado
na extremidade inferior do tubo. Quando o elétron encontra o fósforo, uma luz é gerada naquele ponto.
Basicamente, é isso que faz com que a imagem apareça na tela do monitor. Observe as figuras do
capitulo III Televisor pagina 50 Diagrama do cinescópio.
Para gerar as imagens, o canhão percorre toda a extensão da tela, ponto por ponto, linha por linha. Como cada
ponto de luz tem duração curta e a imagem precisa ser constantemente atualizada, esse processo, conhecido
como varredura, é repetido a todo instante.
Freqüência horizontal
O canhão citado acima, possui 3 feixes de cores, que trabalham em conjunto e ao mesmo tempo: um
feixe que é direcionado ao fósforo verde, um feixe direcionado ao fósforo vermelho e um feixe
direcionado ao fósforo azul (a combinação destas cores geram as outras). A intensidade deste canhão é
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medida em MHz. Geralmente, os monitores possuem essa intensidade (também conhecida por largura
de banda, banda passante ou dot rate) entre 100 MHz e 200 MHz. O canhão percorre a tela do monitor
com esses três feixes e realiza esse processo constantemente, da seguinte forma: o canhão percorre a
tela em forma de linhas (daí o nome de horizontal), começando de cima para baixo e da esquerda para
direita veja figura 3 do capitulo III Televisor. Quando uma linha é terminada, o canhão parte para a
outra. Quando todas as linhas tiverem sido percorridas, ele volta para o início e repete o processo. É
claro que você não percebe que o monitor faz isso, pois essa varredura ocorre de maneira
extremamente rápida.
Chamamos de freqüência horizontal, o número de linhas que o canhão do monitor consegue percorrer por
segundo. Assim, se um monitor consegue varrer 35 mil linhas, dizemos que sua freqüência horizontal é de 35
kHz.
Freqüência vertical
Você pode ter imaginado que se existe uma freqüência horizontal, existe uma vertical. E, de fato,
existe. Esta freqüência consiste no tempo em que o canhão leva para ir do canto superior esquerdo para
o canto inferior direito da tela. Assim, se a freqüência horizontal indica a quantidade de vezes que o
canhão consegue varrer linhas por segundo, a freqüência vertical indica a quantidade de vezes que a
tela toda é percorrida pelo canhão por segundo. Se é percorrida, por exemplo, 56 vezes por segundo,
dizemos que a freqüência vertical do monitor é de 56 Hz.
Resolução dos monitores
Você já sabe que a imagem do monitor é formada pela varredura do canhão sobre as linhas com pontos
(também chamado de pixels) do monitor. Mas quantas linhas o monitor tem? Bem, para saber isso,
você consulta seu computador para saber a resolução. Caso a resolução seja, de por exemplo, 800 X
600, significa que a tela possui 800 linhas na vertical e 600 linhas na horizontal. É como se fosse
uma matriz. Para exemplificar, imagine que cada ponto é uma célula do Excel, localizada por sua linha
e coluna. Atualmente, as resoluções mais encontradas são: 640x480, 800x600, 1024x768 e 1280x1024.
É claro que existem outras resoluções. Elas são aplicadas conforme a necessidade. Por exemplo, uma
jogo pode requerer uma resolução menor, como 320x200. Quanto maior for a resolução, maior será o
espaço visível na tela, pois o tamanho dos pontos diminui. Quero lembrar que em monitores de
LCD e Plasma a resolução não pode ser alterada, ela só pode ser usada a resolução padrão do
monitor.
Dot Pitch
O Dot Pitch é o termo utilizado para referenciar os pontos coloridos na tela do monitor. Lembrando, o
canhão trabalha com 3 feixes de cores. Na tela, a camada de fósforo gera a cor correspondente ao feixe
através da intensidade da corrente elétrica. Cada ponto da tela consegue representar somente uma cor a
cada instante. Cada conjunto de 3 pontos, sendo um vermelho, um verde e um azul, é denominado
tríade. Dot Pitch é, basicamente, a distância entre dois pontos da mesma cor. Quanto menor esta
distância melhor a imagem. Veja a ilustração abaixo para entender melhor Figura 4 tubo delta, figura 5
tubo In-Line.
Figura 4 Delta
Figura 5 In Line
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O Dot Pitch é medido em milímetros. Para uma imagem com qualidade, o mínimo recomendado é o uso em
monitores com Dot Pitch igual ou menor que 0,28 mm.
O efeito Flicker
Quando um monitor trabalha com uma freqüência vertical menor que 56 Hz, pode-se ocorrer o efeito
Flicker (ou cintilação), onde uma sombra parece percorrer constantemente a tela, fazendo com que a
mesma pareça estar piscando. Em alguns monitores, esse problema começa a ocorrer a partir de 60 Hz.
Para resolver isso se pode aumentar as freqüência vertical e horizontal do aparelho, claro, seguindo as
orientações do manual para evitar danos. Quando isso não é possível, pode-se recorrer a um truque
conhecido por "varredura entrelaçada" ou "entrelaçamento", onde o canhão do tubo de imagem
percorre a tela primeira através das linhas pares e em seguida através das linhas ímpares. Esse recurso
faz com que a freqüência vertical dobre e o Flicker não ocorram, mas as imagens geradas acabam
tendo menos definição.
Capitulo__________________________________________VI
Memórias EEPROM
Para que serve uma EEPROM:
Assim como um computador tem a memória para armazenar o setup da CPU, os televisores mais
novos utilizam as memórias do tipo EEPROM para armazenar as características próprias do aparelho.
Tipo o tamanho em polegadas, áudio com todas as suas funções, sistemas de cores utilizados, entradas
AV, SVideo, sintonia dos canais, AGC, AFT, RGB e todas as características do modelo do Televisor ,
inclusive os ajustes que antigamente era feito por trimmpots e agora se faz pelo remoto alterando as
configurações do menu SERVIÇO.
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Alem dos ajustes anteriores em Televisores e Monitores também se faz os ajustes de geometria como
Almofada, dimensão do quadro, altura vertical, linearidade vertical, freqüência vertical, posição
horizontal, freqüência horizontal.
Defeitos em memórias EEPROM de Televisores e Monitores:
As memórias “EEPROM” podem causar diversas falhas nos aparelhos, desde não ligar, estar sem
som, funcionar sem cores, geometria alterada, não sintonizar canais. O que é resolvido com a
substituição da mesma e conseqüentemente refazer todos os ajustes necessários seguindo o manual do
fabricante. Em alguns casos basta resetar a memoria.
As falhas nas memórias podem ser provocadas por diversas causas: como solda fria com mau contato,
fonte com tensão exagerada, descarga atmosférica, e até mesmo pelo próprio componente com defeito
ou os seus dados alterados por algum pico de tensão.
O ideal na hora de trocar a EEPROM é que se tenha em mãos uma já gravada com as características do
modelo do aparelho a ser reparado, tornando o serviço mais rápido e simples. Em alguns Televisores o
próprio micro se encarrega de gravar estes dados, mas outros é que temos que inserir todos estes dados
na memória. Podemos comprar uma gravada do serviço autorizado ou simplesmente comprar uma que
esteja virgem e gravarmos os dados.
A maioria dos televisores utiliza as memórias do tipo 24Cxx, 24LCxx. Note o valor em (XX) quer
dizer a capacidade de armazenamento dos dados, quanto maior mais dados dependendo do aparelho.
Exemplo uma memória 24C04 cabe menos dados que uma 24C16 e assim por diante.
Como funciona o programador de EEPROM.
O programador é um dispositivo que se conecta a porta serial ou paralela de um computador PC. Que
necessita de um software para que funcione corretamente. Através deste software podemos copiar os
dados da memória original (já gravada) para guardar em uma pasta formando nosso banco de dados ou
podemos transferir os dados de um banco de dados para uma EEPROM vazia. Uma solução ideal é
montar um gravador de memória e toda vês que tiver a oportunidade copiar a memória e guardar o
arquivo BIN para defeitos futuro.
Saiba mais acessando o link:
http://www.jqs.eti.br/site/index.php/gravador-eeprom
Capitulo________________________________________________VIII
COMPUTADORES
Neste capitulo será mostrado os principais componentes de uma CPU e a necessária atenção para
evitar prejuízo.
Os cuidados que o Técnico deve ter:
Verificar a chave de voltagem na Fonte de Energia.
Verificar se os parafusos que prendem a Fonte e a placa mãe estão bem fixados.
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Verificar se o ventilador (Cooler) está na rotação e se for necessário retirar do local para limpeza,
observar a posição se for colocado ao contrario destrói a pastilha do processador e não esquecer
de recolocar a pasta térmica para transferência de calor para o radiador.
Fonte de Alimentação
É a Fonte de Alimentação a responsável pela transformação da tensão alternada que é fornecida pela
concessionária de energia, 120V ou 220V, para as tensões contínuas necessárias à alimentação dos
circuitos e dos outros componentes internos do computador. Os cabos que dela partem fornecem
energia entre +5,-5 e +12,-12 V para alimentar, Placa Mãe, Cooler, Drive de Disquetes, HD, CDROM, Leds, Placas, etc...
O seu ventilador interno serve para resfriar a própria fonte e retirar, também o ar quente que fica
dentro do Gabinete, por este motivo a saída de ar da fonte não deve ser obstruído.
Os cabos que saem da fonte são de 4 tipos:
Cabo de ligação a Placa da placa mãe
Cabo ligação aos Drives de 3 ½" - pequena com 4 fios
Para ligação a HD, CD-ROM, Drives de 5 ¼" - grande com 4 fios
Para ligação no display de velocidade - 2 fios nas fontes AT . Nas fontes ATX este cabo não existe, as
mais novas possuem outro cabo de ligação da placa mãe com 4 fios de 12 volts.
Tipos de Fontes
Os PCS podem ser de dois tipos Fonte AT( não mais utilizadas ) e ATX ( utilizada atualmente).
A fonte AT é aquela em que se liga através de uma chave liga desliga e a ATX é ligada por um toque
em um sensor frontal ou do teclado e quando for desligar é feito pela CPU automaticamente.
Testar a Fonte antes de ligar na placa.
Para ligar uma fonte ATX basta colocar em curto o fio verde do conector
principal ao fio preto que está ao lado, qualquer um preto de ambos os lados a
fonte aciona.
Veja figura 1
Reparação de Fonte
As fontes são protegidas contra sobrecarga mesmo assim trabalham e aquecem muito e com isto a vida
útil dos seus componentes podem esgotar em pouco tempo, os hardware custam muito e se uma fonte
perder a regulagem pode provocar a queima de um periférico e o gasto é alto. Por este motivo não é
aconselhável reparar fonte, mais podemos fazer pequenos reparos são quando o Cooler perde a rotação
devemos substituir e refazer algumas soldas que se soltam com excesso de calor, ponte retificadora,
capacitores eletrolíticos e fusível pode ser trocados.
Ligação da fonte na placa Mãe
É um processo fácil, mas exige atenção! Normalmente com o gabinete vem a fonte de alimentação interna do
computador e com ela você liga praticamente tudo. A fonte tem um cabo de alimentação maior, que é para ser
encaixado no conector ATX da placa-mãe:
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Conector fora.
Conector encaixado.
Instalação da Rede elétrica
Se a rede elétrica em que for ligado o computador não estiver bem preparada podem ocorrer choques
ao usuário ou danos ao equipamento.
Nas casas ou escritórios, normalmente, as redes de energia apresentam dois fios. Um desses fios é
denominado FASE e o outro é denominado NEUTRO. A tensão é normalmente de 120/127 Volts, mas
existem algumas cidades em que a tensão pode ser de 220/240 Volts.
Qualquer computador pode ser ligado a essas redes que funcionaram sem problemas. Entretanto, os
fabricantes de microcomputadores exigem que as redes em que esses equipamentos serão ligados
tenham um terceiro fio, denominado fio TERRA.
O fio TERRA deverá estar ligado realmente à terra, ao solo, segundo determinadas especificações, de
forma a fazer o real aterramento. O aterramento protege contra interferências, choques elétricos.
Um bom aterramento é conseguido enterrando-se uma haste metálica de no mínimo um metro de
profundidade, no solo, e ligando-se o fio TERRA nela. Esse aterramento serve para qualquer aparelho
elétrico.
Como em nossas casas isso não é feito, uma saída seria ligar o fio TERRA ao NEUTRO, mas isso não
é muito aconselhável.
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Pode-se, ainda, obter o aterramento ligando-se o fio às partes metálicas existentes na casa, tubulações
de água, da própria rede elétrica, na caixa onde fica presa a tomada de energia.
A tomada, que fica na parede, onde será ligado o micro deve possuir três terminais. Pode ser comprada
em casas de material elétrico e é a mesma utilizada para ligação de aparelhos de ar condicionado. Sua
instalação é bem simples, mas deve ser feito com cuidado por se tratar de ligação elétrica.
SISTEMAS DE PROTEÇÃO
Filtros de linha - devemos tomar cuidado, pois muitos são apenas extensões. Para saber se é realmente
um filtro deve-se verificar em sua embalagem se constam os nomes do dispositivo de proteção contra
sobre tensão e do filtro contra interferência. O ideal seria que os nossos estabilizadores já viessem com
esta proteção, mas como não é assim estes filtros são uma boa ajuda.
Estabilizadores de Tensão - este equipamento protege o seu aparelho contra variações da tensão
elétrica e interferências. Deve-se adquirir um estabilizador que comporte a soma da potência gasta
pelos aparelhos que irão ser ligados nele, normalmente um estabilizador de 1.2 Kva é mais do que
suficiente.
No-Break - este equipamento é simplesmente um estabilizador com uma bateria. A diferença é que a
bateria alimenta o sistema para que possamos desligar o equipamento sem perder dados.
PLACA DE CPU OU PLACA MÃE
Também chamada de Placa Mãe, é nela que encontramos a maior parte dos componentes que vão
executar as funções básicas de um microcomputador. As placas mãe vêm de fabrica com manual e CD
de instalação dos drivers e as mais antigas possuíam os slot ISA as novas não vem mais com este
suporte veja na lista abaixo os tipos de slot:
Slots padrão PCI. ( A partir de 2014 estão sendo retiradas para ser substituída pela PCI express mine)
Slot AGP exclusiva para placas de vídeo.( Atualmente já foram retiradas das placas )
Slot PCI Express lançado em placas a partir de 2006.( foi adicionada para substituir a placa AGP )
Slots padrão ISA Não vem mais em placas novas
Soquetes para a instalação de módulos SIMM, DIN, PC100, PC 133 nas placas antigas, as novas
possuem soquete para memória DDR3
Conectores de interface IDE (2) Primário e Secundário para HD e CD-ROM (não está mais em uso)
Conectores de interface SATA e USB (atualmente é mais utilizado)
Conector de Drives de 3 ½” (não está mais em uso)
Conectores das portas seriais (2) Para mouse AT (está saindo de uso)
Conector PS2 para mouse, (está saindo de uso em substituição da USB)
Conector da porta paralela. Para impressora. (está saindo de uso em substituição da USB)
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Conector da porta de jogos, para joistic
Soquete para o Microprocessador, Vários tipos depende do fabricante do processador Veja na figura
um soquete 370..
Colocar o processador na placa-mãe é um processo simples: basta levantar a alavanca, encaixar o
processador (sem fazer muita pressão para não correr o risco de trincá-lo) e travá-lo baixando-se a
alavanca. Ele só encaixa de uma maneira, então não há como errar./
Como foi visto anteriormente o soquete para microprocessador 370 que já está fora de linha agora o
soquete mais usado é o P5. Intel® P965 chipsets e suporte ao processador Intel® Core™2 vide figura
Vejamos a seguir alguns tipos de soquete e processador em uso:
1º - LGA775 Pentium 4 e Celeron Intel™
Socket 775.
Socket 478 = Soquete: mPGA478
2º - Socket Mobili em Destop Intel™
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3º - Athlon XP, Athlon, Duron, Sempron
AMD Socket A.
4º - AMD Athlon 64, Sempron.
Socket754
5º - AMD Athlon 64 X2, Athlon 64 FX, Athlon.
Socket AM2.
6º - AMD Athlon 64 X2, Athlon 64 FX, Athlon.
Socket939.
Memória ROM (BIOS), Memória CACHE (SRAM)
Bateria, algumas placas novas não utilizam mais a bateria.
Conectores para os cabos de alimentação da fonte
Conectores para ligação dos fios do painel frontal do Gabinete
Alguns tipos de soquete de processador utilizado atualmente figura abaixo
Figuras abaixo de soquete de diversos processadores
Conector para ligar o teclado dois tipos AT e PS2
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Cabo flat IDE usado no HD e no CR-Rom dois tipos COMUN
e de 80 VIAS.
Cabo flat para Drives de 3 ½”
Cabos das interfaces serial, paralela e USB.
Micro ventilador (Cooler)
CONECTORES DA PLACA DE CPU (Placa Mãe) Veja
figura ao lado
Na parte dianteira do Gabinete existem vários fios com
conectores nas extremidades, que deverão ser conectados em
seus correspondentes na placa. São eles:
Conector para travar o Teclado (Key Lock). Placas novas não
existem mais
Conector para o Alto-Falante
Conector para o botão Reset
Conector para o botão Turbo. Placas novas não existem mais
Conector para o LED do Power (verde)
Conector para o LED do Turbo (amarelo). Placas novas não existem mais
Conector para o LED do HD (vermelho)
Os conectores da chave do Teclado, do Alto-Falante e dos botões do Turbo e do Reset não possuem
polaridade, podendo ser colocados em qualquer posição nos conectores da Placa Mãe. Já os LED’s
possuem polaridade, isto é, só acenderão se forem ligados na posição correta, pólo positivo com
positivo e negativo com negativo. Esta indicação pode ser encontrada no manual da placa indicada
com um ponto negro.
Deve-se tomar cuidado com o conector do Reset e o do Turbo Switch, estes dois conectores não
podem ser ligados fora de seus próprios lugares, sob pena de se perder a placa.
Algumas Placa Mãe possuem outros tipos de conectores além dos citados acima. Estes não recebem
fios ou cabos mas, pequenas peças plásticas com uma ligação de metal, denominadas JUMPERS que
fazem a função liga/desliga de uma determinada opção na placa.
O modo de colocação de cada jumper está especificado no manual que acompanha a placa.
Outros tipos de conectores que as placas possuem são os SLOTS. São grandes encaixes onde serão
colocadas as placas de vídeo, fax/modem, som, etc. conforme já foi especificado anteriormente.
Os tipos de Slots são:
ISA - padrão 8 bits não existem mais só em placa velhas.
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ISA - padrão 16 bits não existem mais só em placa velhas.
VLB - padrão 32 bits não existem mais só em placa velhas.
PCI - padrão 32 bits.
PCI – Express mini 1x
PCI – Express media 8x
PCI – Express grande exclusiva para placas de vídeo 16x
AGP - Exclusiva para placa de vídeo 4x e 8x.
USB - Atualmente é o mais usado por impressoras e Câmeras fotográficas scane e câmeras de vídeo
(WEBCAM)
Os padrões ISA 8 bits e VLB já não são mais encontrados em placas novas.
MEMÓRIAS
Quando falamos de memória estamos nos referindo àquela composta por Circuitos Integrados (CI’s).
Os CI’s são construídos por pastilhas de silício feito de forma tal que contem vários milhares de
transistores conforme foi estudado em materiais semicondutores. Em nosso caso estamos falando de
memórias de placa mãe que é diferente de memórias eeprom que memoriza informações dos
micro controladores de televisores e Monitores.
Tipos de memória:
RAM Dinâmica (DRAM) - Representa a maior parte da memória que vamos encontrar no
computador. Quando dizemos que um micro tem 256 Mb de memória estamos nos referindo à DRAM
ou DDR
ROM - Mais rápida que a RAM, mas também mais cara por este motivo utilizada em pequena
quantidade, para guardar o programa BIOS e o programa Setup.
EDO DRAM - Evolução da memória DRAM. Só pode ser utilizada em placas que foram planejadas
para utiliza-las.
CACHE - Memória do tipo SRAM (RAM Estática) bem mais veloz que a DRAM, usada também em
pequena quantidade para acelerar a velocidade da memória DRAM. Esta memória passou a existir a
partir das placas 386 DX de 25MHz.
PIPELINED BURST CACHE - Cache projetado especificamente para placas Pentium. Também do
tipo SRAM, mas com muito mais velocidade de acesso.
Memórias DDR
São atualmente as mais usadas fabricadas em varias freqüências
DDR 266 =PC2100,
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DDR 333 =PC2700,
DDR 400=PC3200.
Já existem DDR 2 até freqüência de 512 Mhz e
DDR 3 de frequência de 1066 Mhz ou superior.
Esta é uma DDR PC2700
A diferença entre as diversas memorias, está na posição da guia
MEMÓRIA CMOS
É do tipo RAM, desenvolvida com tecnologia denominada CMOS. Contém o relógio do sistema e
armazena a configuração de hardware instalado no computador, protege contra alguns tipos de vírus, é
responsável pelo processo de auto-teste, realizado quando o micro é ligado, controle de senha, controle
do uso de energia. Para estas informações não se percam quando desligamos o micro, este chip tem
uma bateria que o alimenta permanentemente.
Mp4
São circuitos com funções de radio FM e armazenamento de musicas e dados e utilizam memórias são
alimentados por uma bateria. Em breve substituíram os HDS e driver de disket, funcionam em porta
USB
Driver Leitor de Memórias.
Já existe no mercado leitores de memórias que pode ser instalado via porta USB ou no lugar do driver de
Disquete é muito útil na leitura de memórias de maquinas fotográfica digital
PEN- Drivers
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Os pendrivers são o melhor meio para transportar dados.
INTERFACES
Atualmente é fabricada placa mãe no formato On-Board de vídeo aceleradora já vem com a interface
incorporada. Nas placas Of –Board é colocada em uma placa separada que são conectada a um dos
slots.
Ligação com dois drives - 5 ¼" ou 3 ½" (FDD) ( fora de uso)
Ligação com quatro HD’s e CD-ROM - padrão IDE ( fora de uso)
Ligação serial ATA para HD ultra ATA somente em placas de ultima Geração.Vem com dois ou
quatro slot serial Ata e dois IDE podem ser usado um ou outro. (as novas placas não tem mais IDE)
Ligação paralela – impressora ( fora de uso)
Ligação USB – Impressora e câmeras.
Ligação serial (COM1) – mouse ( fora de uso).
Ligação serial (COM2) - modem externo ( fora de uso)
Podemos encontrar as indicações de cada conector, bem como a posição de colocação de cada cabo, no
manual da placa ou na própria placa
LIGAÇÃO DOS DRIVES
Há alguns anos os computadores podiam operar com um ou dois drives de disquete. Os drives eram
ligados a sua Interface controladora através do cabo FLAT de 34 pinos. Este cabo, também chamado
de Universal, possuia cinco conectores: 1 para ligar na Interface, 2 para drives de 5 ¼" e 2 para drives
de 3 ½". Em uma de suas extremidades existiam um trançado dos fios. O drive ligado a esta
extremidade eram o denominados "A" e o drive ligado no meio do cabo eram o denominados "B". O
fio colorido, na lateral do cabo, corresponde ao pino 1 de conexão tanto no drive quanto na Interface.
Quero lembrar que os cabos preparados para drivers de 5 ¼" não existem mais nas novas placa mãe e
nem os de 3 ½". Disquetes já estão obsoletos.
O cabo FLAT leva apenas os sinais de dados e comandos para os drives. A alimentação do drive é
fornecida por um outro conector de quatro pinos, vindo da fonte de alimentação.
LIGAÇÃO DO HD
Os computadores podem operar com até 4 HD’s padrão IDE e são ligados as suas Interfaces por cabos
FLAT de 40 pinos (os novos utilizam cabo do HD de 80 Vias). Neste cabo existem três conectores que
podem ser ligados em qualquer ordem. Também possui um fio colorido em uma das extremidade para
determinar a posição do pino 1, como nos drives de disquete, e seu encaixe deve seguir a orientação do
pino 1 da Interface e do HD. Esta orientação é mostrada no manual dos dois componentes ou neles
próprios.
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Algumas placas alem dos 4 slots IDE possuiam dois SERIAL ATA. Atualmente as placas possuem
até 8 slot de SATA
Assim como nos drives de disquete existe um cabo de alimentação próprio para HD composto de 4
fios , sendo um amarelo dois pretos e um vermelho veja figura 2 que é o mesmo cabo dos drives de 5
¼".
Nas placas que são fabricadas hoje em dia a mesma Ligação (Interface) que é usada para o HD
secundário pode ser utilizada para o CD-ROM
Conector de Força, cabo de energia 12Volts e 5 volts
Ligação do CD ROM na opção slave
.
LIGAÇÃO PARALELA
Nesta Interface é conectado o cabo que servirá de ligação, normalmente para uma impressora. Hoje em
dia já existem outros periféricos que são ligados a esta Interface. Para a conexão do cabo deve-se
seguir a mesma orientação pelo fio colorido que representa o pino 1.
LIGAÇÃO SERIAL
A Interface Serial COM1 é normalmente utilizada para conexão do Mouse, gravador de eeprom e a
COM2 para um periférico como uma Impressora ou Modem externo. Assim como os outros cabos
existe um fio colorido em uma das extremidades para a orientação de encaixe.
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Não confundir DRIVES com DRIVERS
Deve-se entender por Drive os componentes denominados:
Floppy Disk Drive (FDD) - Drive de Disco Flexível
Drive de CD, DVD
Hard Disk Drive (HDD) - Drive de Disco Rígido
Estes componentes possuem uma parte mecânica e uma parte eletrônica. Destinam-se a armazenar
dados para posterior consulta, e aplicativos que são as ferramentas que produzem os trabalhos no
microcomputador.
DRIVERS
Deve-se entender que são softs feitos para acionar determinada interface com drivers de vídeo, drivers
de som e assim por diante.
DISCOS FLEXÏVEIS
Existem dois “tipos “de Drive de Disco Flexível, o de 3 ½” e o de 5 ¼” , o mais utilizado hoje em dia é
o de 3 ½" e 1.44 Mb. Abaixo mostramos uma tabela com a relação capacidade de armazenamento em
disco e tamanho do drive:
CAPACIDADE
TAMANHO
360 Kb
fora de uso
5 ¼"
1.2 Mb
fora de uso
5 ¼"
720 Kb
fora de uso
3 ½"
1.44 Mb
em uso
3 ½"
A media (disquete) utilizada nestes drives é muito sensível não devendo ser tocada, receber poeira nem
levar sol ou unidade. Atualmente o ideal é utilizar drives de Cd-rom com CD-RW que pode ser
apagado e regravado do mesmo modo que o disquete.
DISCOS RÍGIDOS E DRIVES DE CD E DVD
Disco Rígido, HD, Drive C, Winchester, são os nomes como é conhecido este periférico. É um
componente de alta capacidade de armazenamento de dados, o que hoje pode chegar a casa dos 600
Gb, com a Interface IDE , ATA ou Serial ATA
Acompanha o HD um manual, com informações sobre as conexões dos cabos, FLAT e de alimentação,
os jumpers para configuração da situação do HD e do CD ou DVD, etc...
Estes dados também podem vir gravados na carcaça do HD, CD, DVD ou na própria embalagem do
componente.
Quando colocamos somente um HD IDE no equipamento este deve ser jumpeado como Master, o que
é o padrão que todos os HD’s IDE vêm da fábrica. Se quisermos colocar um segundo HD IDE ou um
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CD IDE, DVD IDE devemos jumpear um deles para Slave, a indicação da colocação correta deste
jumper podemos conseguir no manual ou impresso na carcaça do drive.
Procedimento para instalar um HD Serial ATA no Windows XP
Os drive de HD ATA para configurar nas primeiras placas.
1- Preparação do disco com o driver:
Procure no CD da placa Mãe o programa MAKEDISK e execute com um disquete no Driver A:\.
2-Instalação do Windows XP:
Inicie a CPU com o CD do Windows XP, quando o CD começar a instalação, observe que logo no
inicio da instalação aparece na barra inferior escrito, para serial ATA pressione a tecla F6 e irá pedir o
Driver do Serial ATA, coloque o disquete e pressione a letra E para especificar o dispositivo adicional,
pressione ENTER e escolha a opção Serial ATA Raid controller (Windows XP). Pressione ENTER e
adiante sempre pressionando ENTER até começar a instalar o Windows XP e o resto é tudo igual. Nas
novas placas a instalação é automática e a única pergunta é se quer instalar no HD serial ATA. As
placas aparti do ano de 2008 não precisa mais destes recursos. São quase automáticas pois o sistemas
novos como o Windows 7 o HD sata pode ser configurado na bios como IDE ou AHCI ( O Windows
XP não suporta AHCI ). Só é suportado pelo Windows 7, Windows 8, 8.1 e Windows 10. Hd acima de
2 Terabits precisa ser configurado para tecnologia GPT para ser reconhecido o tamanho total. No
Windows 10 selecione meu computador com botão esquerdo do mouse e escolha gerenciar quando
abrir a janela escolha gerenciar disco, clique sobre o numero do disco com botão esquerdo do mouse e
mande converter para GPT. Agora seu HD vai ter tamanho total em Terabits.
Nas figuras os conectores SATA e IDE
HD-SATA
HD - IDE de cima e SATA o de baixo
PLACAS DE VÍDEO
Não existem grandes dificuldades hoje em dia com relação à Placa de Vídeo. É só colocá-la no slote
adequado para o modelo adquirido como PCI padrão, AGP ou PCI Express e ligar o micro que ela será
reconhecida automaticamente. Algumas placas novas como a PCWARE não reconhece
automaticamente a placa OFF BOARD, precisa configurar na bios.
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Esta placa passou por várias alterações no decorrer da evolução da informática e atualmente a mais
utilizada é a PCI EXPRESS. Até pouco tempo a mais usada era AGP de 4X ou 8X a padrão VGA
barramento PCI. Outros barramentos são: ISA e VLB não existe mais.
As Placas de Vídeo possuem um BIOS próprio armazenado em uma memória do tipo ROM, que
controla o seu funcionamento. Possuem um conector do tipo DB-15, para ligação do Monitor de Vídeo
e um outro conector que possibilita, trabalhando em conjunto com outras placas, captar sinais de TV,
de câmera de vídeo ou vídeo-cassete.
As Placas de Vídeo também tem memória RAM que pode ir de 1 Mb a 4 Mb, (PCI padrão) e de 64 Mb
até 256 MB (AGP) e de 512 ou mais as PCI express e de acordo com a necessidade do sistema a ser
montado. Vem acompanhadas de um manual e CD de instalação dos drivers.
MONITOR DE VÍDEO
Leia o Capitulo (V) Monitores de Video
É o componente que mostra o que está sendo feito no microcomputador. No início monocromáticos
evoluíram para modelos com padrão de cores que chegam a 32 milhões e tamanhos de tela que chegam
a 21" TRC. Os televisores de PLASMA, LCD e LED podem perfeitamente ser utilizados como
monitores de vídeo com telas de até 100”
O monitor vem com dois cabos um para ser ligado à rede elétrica ou a fonte do próprio Gabinete e
outro para ser ligado a Placa de Vídeo. Acompanha também um manual e o pedestal que deve ser
encaixado na base.
As principais características são:
Tamanho da tela - no Brasil os mais comuns são os de 17" para TRC, esta medida corresponde ao
comprimento de sua tela em diagonal. Para os de LCD e LED sem limite de tamanho.
Dot Pitch - Medida da distância entre dois pontos consecutivos da mesma cor. É o principal
responsável pela qualidade de imagem de um monitor. O valor mais comum encontrado em monitores
é o de 0,28mm, popularmente chamado. 28 dot pitch.
Modo de varredura - Este é outro responsável pela qualidade de imagem quando opera em alta
resolução. A imagem na tela é formada por uma seqüência de linhas horizontais e o processo de
montagem e remontagem destas linhas é denominado.
Varredura. O processo de Varredura pode ser executado de duas maneiras diferentes:
- Entrelaçado - São montadas primeiro as linhas ímpares e depois as linhas pares.
- Não Entrelaçado - As linhas são montadas uma após a outra de maneira seqüencial. Para a resolução
da imagem este é o modo preferencial.
TECLADO
Existem vários tipos, mas todos hoje em dia se conectam a qualquer tipo de micro sem qualquer
problema. Vem com um cabo tipo DIN que deve ser encaixada em um conector localizado na Placa
Mãe em uma posição determinada por uma marcação.
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MOUSE
Depois da entrada no mercado e conseqüente utilização em larga escala do programa Windows™ o
Mouse passou a ser componente indispensável em qualquer máquina.
Vem acompanhado de um manual simples e um disquete com o Driver de Mouse. Sua instalação é
simples, somente deve-se conectar o seu cabo a uma das portas seriais na traseira do micro,
normalmente a COM1.
SETUP
O que se chama "montar o SETUP" é executar o programa Setup, que fica gravado na ROM, para
indicar ao sistema qual é a configuração da máquina. Este programa tem que ser executado quando
montamos, mudamos ou acrescentamos algum componente que o próprio sistema não possa
reconhecer automaticamente. Para montar um micro não há necessidade de conhecer todos os detalhes
sobre o Setup.
Para ter acesso ao programa Setup, na maioria dos computadores devemos pressionar a tecla DEL Em
alguns computadores antigos o acesso era permitido pressionando-se a tecla ESC. Na tela, durante a
inicializado, aparecerá a mensagem:
Press <DEL> To Run Setup ou Hit <DEL> if you want to run Setup
SETUP BÁSICO
O Menu principal pode ser com tela gráfica ou tela de texto. Não importa qual seja a formatação da sua
tela, no manual da placa encontraremos as informações necessárias para a sua configuração.
Existem variações de um Setup para outro, apresentaremos abaixo duas seqüências que podem ser
vistas em um menu Setup:
Primeiro menu, mais atual:
Standard CMOS Setup
Bios Feactures Setup
Chipset Feactures Setup
Power Management Setup
PCI Configuration Setup
Load Bios Defaults
Load Setup Defaults
Password Setting
IDE HDD Auto Detection
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Save & Exit Setup
Exit Without Save
Segundo menu, mais antigo:
Standard CMOS Setup
Advanced CMOS Setup
Advanced Chipset Setup
Peripheral Configuration
PnP Configuration
Power Management
Security
IDE Setup
Anti Vírus
Load Defaults
Exit
ROTEIRO PARA ACERTO DO SETUP
As alterações básicas de um Setup, independente de qual nome de item exista no menu são:
Data e Hora
Tipos dos drives de disquete
Parâmetros do disco rígido, se não houver Auto Detection
Tipo de Placa de Vídeo
Horário de Verão (Daylight), deve ser desabilitado
Vírus Warning (Aviso de Vírus), só deve ser habilitado após a instalação do Sistema Operacional.
Boot Sequence (Seqüência de Boot)
IDE HDD Block Mode, deve ser habilitado se o HD suportar este modo
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Nos circuitos dos computadores.
a) Os resistores
Além de usarmos muitos resistores, também empregamos múltiplos e submúltiplos de diversas
unidades, O quilo (k) e o mega (M) indicando milhares e milhões podem ser encontrado nas
especificações de quantidade de memória (quilo byte e megabyte abreviados por kB e mB) ou ainda de
velocidade ( quilohertz e megahertz abreviados por kHz e MHz).
b) Código de cores em resistores.
Examine uma placa de fonte de computador (será interessante conseguir uma fonte usada ou queimada
em algum depósito de sucata). Vejam quantos resistores tem. Procure ler seus valores pelo código que
foi explicado Tomando o cuidado, pois resistores comuns tem 4 faixas e os de precisão tem 5
faixas.Embora as resistências de cinco faixa serem usadas em aparelhos de precisão podemos
encontrar alguma resistência de precisão em fonte de computador.
c) Resistores em ligações série e paralelo.
Resistores podem ser ligados em série e em paralelo nos computadores. O conceito de que qualquer
coisa que tenha certa resistência pode ser ligada em série e em paralelo e podemos calcular a
resistência equivalente, é importante no reparo dos computadores.
d) Potenciômetros.
Encontramos facilmente potenciômetros nos monitores de vídeo mais antigos. São eles que fazem o
ajuste do brilho, contraste e posicionamento da imagem na tela.
Nos sistemas multimídia encontramos potenciômetros como controles de volume e tom nas caixas
amplificadas ou nos drives de CD-ROM. Os novos aparelhos não utilizam mais este tipo de
componente, a função foi substituída por circuitos controlados por micro controladores.
f) Capacitores.
Nas placas dos computadores, fontes e diversos dispositivos encontram capacitores de todos os tipos
estudados, de acordo com sua função e valor. Assim, nas fontes de destacam os eletrolíticos de valores
elevados e nas placas mãe podemos encontrar os tipos de tântalo e cerâmicos em predominância.
E em placas de vídeo encontramos eletrolítico colado que é o SMD, fig 12A.
g) Isolamento de capacitores.
Nos computadores a maioria dos circuitos opera com tensões de 5 ou 12V. Isso significa que os
capacitores usados devem ser especificados para operar com tensões pouco acima destes valores.
Apenas nas fontes de alimentação ou em pontos mais críticos é que encontramos capacitores com
tensões de trabalho mais elevadas.
h) Associação de capacitores
Podemos encontrar capacitores associados em alguns pontos dos computadores, mas isso é raro. O
caso mais importante ocorre quando não temos um capacitor do valor desejado e ligamos dois ou mais
de certa forma a obter este valor desejado.
i) Bobinas
As bobinas são componentes importantes do computador podendo ser encontradas em diversas
funções. Uma delas é justamente “filtrar” variações muito rápidas da corrente que poderiam afetar o
funcionamento de certas partes críticas. Os denominados filtros de linha e alguns outros tipos de filtros
fazem uso desta propriedade das bobinas e seu funcionamento ficará claro à medida que nos
aprofundamos no estudo.
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j) Circuito RC.
Os circuitos internos de um computador e qualquer placa na verdade são formados de resistores e
capacitores. Assim, eles se comportam como “redes RC” e por isso não conseguem mudar rapidamente
de estado, ou seja, não é possível fazer com que as tensões mudem rapidamente de valor. Ora, num
computador todo o funcionamento está baseado nestas mudanças de valor das tensões que passam
pelos denominados “níveis lógicos” de que falaremos oportunamente. Isso significa que é muito
importante para os projetistas diminuir ao máximo os efeitos das capacitâncias de placas e outros
componentes de modo que eles se tornem rápidos. Assim, é a capacitância que juntamente com as
resistências dos circuitos, o principal fator que limita a velocidade de operação de todos os dispositivos
do PC.
l) Indutores
Os fios e as trilhas de cobre que conduzem as correntes nas placas de circuito impresso as comportam
como indutores. Tanto maior será seu valor quanto mais comprido forem e quanto mais curvas
tiverem. Isso significa que, do mesmo modo que as capacitâncias indesejáveis dos circuitos, os fios e
trilhas de cobre, por apresentarem certa indutância, limitam a velocidade de funcionamento dos
circuitos. Estes fatores também são muito importantes quando vamos ligar dois dispositivos por meio
de um cabo, por exemplo, o computador a uma impressora, O fato de o cabo apresentar capacitâncias e
indutâncias indevidas (por menores que sejam), impede que ele funcione bem além de certo
comprimento. As indutâncias e as capacitâncias impedem que os sinais sejam transmitidos sem
deformações de um ponto a outro dos circuitos.
m) - Indutâncias.
Qualquer fio ou mesmo trilha numa placa de circuito impresso apresenta certa indutância. Se,
conforme vimos à indutância tem um efeito tanto maior num circuito quanto maior a sua freqüência, a
velocidade de operação de um computador está seriamente dependente deste fator. De fato, quanto
maior for a velocidade de operação de um computador, ou seja, a freqüência de seu clock, maior serão
os efeitos de qualquer indutância que seja apresentada de forma indevida nos seus circuitos. É por isso
que, para transmitir sinais de um ponto a outro, como, por exemplo, em redes ou para a impressora, é
muito importante que os cabos usados e demais elementos do circuito tenham uma indutância muito
baixa. Caso contrário, os sinais são afetados pela forte oposição apresentada surgindo os problemas de
funcionamento.
n) - Material isolante
Nas fontes de alimentação de computadores é encontrada uma fina película de mica no isolamento dos
transistores e diodo.
o) - Diodos e transistores
Os diodos e transistores têm um emprego bastante grande em todos os campos das aplicações
eletrônicas. Um simples computador, por exemplo, pode utilizar milhões de diodo e transistores.
p) - Varredura vertical e horizontal em Monitor.
Os monitores de vídeo utilizam o mesmo principio do televisor a diferença está no numero de linhas
utilizadas na varredura horizontal e vertical que varia conforme a resolução utilizada na configuração
do adaptador de vídeo. Atualmente é mais econômico o uso em grandes empresas monitores de LCD
ou LED, devido ao minimo consumo de energia e perda em calor ser bem menor e com isto a
economia em manutenção e refrigeração do ambiente ser mínimo, e com uma grande vida útil.
Espero que este livro tenha contribuído para o aprimoramento do conhecimento de todos os
leitores.
--- FIM---75