ELECTRONICA ANALOGICA ANALOGI CA I – VALV VALVULAS ULAS
Índice Introdução................................ Introdução....................................................... .............................................. .............................................. ............................................2 .....................2 •
Objectivos..................................................................................................................3
•
Especificos.................................................................................................................3
Historial das válvulas.............................. válvulas..................................................... .......................................................................... ...................................................44 Válvulas............................... Válvulas...................................................... .............................................. .............................................. ................................................5 .........................5 Vantaens Va ntaens e desvantaens desvantaens das válvulas................................. válvulas........................................................ ............................................5 .....................5 !rincipais diferenças entre trans"stores e válvulas......................................................... válvulas............................................................# ...# $plicação das válvulas................................. válvulas........................................................ .............................................. ....................................... .......................# .......# %rans"stor..................... %rans"stor............................................ .............................................. .............................................. ........................................................& .................................& Vantaens Va ntaens e desvantaens desvantaens dos trans"stores................................. trans"stores........................................................ .......................................' ................' $plicação dos trans"stores %()........................................... %()............................................................................... ............................................ ........*+ *+ %rans"stor %rans"stor de Efeito de ,a-po.................................. ,a-po......................................................... ................................................. ...............................** .....** ,aracter"sticas............................ ,aracter"sticas................................................... .............................................. .............................................. ........................................*2 .................*2 !rincipio de funciona-ento......................... funciona-ento................................................ .............................................. .............................................*2 ......................*2 ,onclusão.......................... ,onclusão................................................. .............................................. .............................................. .......................................... .........................*3 ......*3 eferencias (iblioráficas///////////////////////...*4
ELECTRONICA ANALOGICA I – VALVULAS Introdução $ invenção de trans"stor0 foi u- -arco para a enen1aria electrnica e elctrica assico-o para toda 1u-anidade. ,o- o desenvolvi-ento dos trans"stores foi poss"vel a construção de euipa-entos electrnicos deveras funcionando apenas co- pil1as ou baterias. O trans"stor u-a invenção pouco influente ue -udou o curso da 1istria eu- rande ca-in1o para co-putadores e todos os aparel1os electrnicos. $s válvulas já atinia- freuncias de aluns 6ea1ert70 o proble-a ue esuentava- de-ais0 consu-ia- -uita electricidade e se uei-ava- co- facilidade. Era fácil usar válvulas e- rádios0 ue usava- poucas0 -as construir u- co-putador0 ue usava -il1ares delas era e8tre-a-ente co-plicado0 e caro.
ELECTRONICA ANALOGICA I – VALVULAS Objectivos
Ger!is estudar sobre válvulas e trans"stores
Es"eci#icos
$bordar as válvulas e os trans"stores9 :iferenciar válvulas dos trans"stores9 Estudar trans"stores de efeito de ca-po0 e suas caracter"sticas
$istori!% d!s v&%vu%!s
ELECTRONICA ANALOGICA I – VALVULAS ;o final do sculo -pada elctrica0 percebeu ue ao liar a l>-pada ao plo positivo de u-a bateria e u-a placa -etálica ao plo neativo0 era poss"vel -edir u-a certa corrente fluindo do fila-ento da l>-pada ? c1apa -etálica0 -es-o ue os dois estivesse- isolados. Havia sido descoberto o efeito ter-inico0 o princ"pio de funciona-ento das válvulas. $ ideia ue o fila-ento -etálico da válvula ao ser auecido0 e-ite electr=es ue aitados raças ? alta te-peratura0 conseue- vencer a barreira superficial do -etal e fec1ar o circuito co- outro fila-ento locali7ado pr8i-o ao pri-eiro.
$s válvulas já atinia- freuncias de aluns 6ea1ert70 o proble-a ue esuentava- de-ais0 consu-ia- -uita electricidade e se uei-ava- co- facilidade. Era fácil usar válvulas e- rádios0 ue usava- poucas0 -as construir u- co-putador0 ue usava -il1ares delas era e8tre-a-ente co-plicado0 e caro. $pesar de tudo isso0 os pri-eiros co-putadores baseados e- válvulas co-eçara- a surir durante a dcada de 4+0 natural-ente co- propsitos -ilitares. Os principais usos era- a codificação e descodificação de -ensaens e cálculos de artil1aria. $ partir da dcada de 5+0 as válvulas fora- rapida-ente substitu"das pelos trans"stores e -ais tarde pelos circuitos interados e -icro@c1ips.
V&%vu%!s
ELECTRONICA ANALOGICA I – VALVULAS $ válvula electrnica0 ta-b- c1a-ada de válvula ter-inica0 u- dispositivo ue controla a passae- da corrente elctrica atravs do vácuo dentro de u- bolbo de vidro0 ue cont- ele-entos -etálicos. $s válvulas do tipo %iratron0 para aplicaç=es de alta potncia0 são preenc1idas co- ás.
:entro do bolbo de vidro e8iste o cátodo0 ue e-ite electr=es0 u- fila-ento ue auece o cátodo0 u-a placa0 ue recebe os electr=es0 u-a rade de controlo0 ue pode au-entar ou di-inuir o flu8o electrnico do cátodo ou da placa0 dependendo da sua polari7ação.
V!nt!'ens e desv!nt!'ens d!s v&%vu%!s (esv!nt!'ens @ Ela -uito -aior0 trabal1a uente e precisa de tens=es -uito elevadas para funcionar. Entretanto0 conveniente-ente usada ela pode fa7er as -es-as coisas ue os trans"stores e afinal ela fora- inventados -uito antes do trans"stor.
E) re%!ção !os !)"%i#ic!dores @;ecessidade de operar co- altas tens=es9 @;ecessidade de usar transfor-adores pesados9 @$s válvulas prprias para estes euipa-entos são -uito caras
ELECTRONICA ANALOGICA I – VALVULAS @$ válvula trabal1a uente e u-a boa parte da eneria consu-ida pelo euipa-ento para auec@la. A-a parte -enor apenas convertida e- so-9
V!nt!'ens * ;o in"cio s 1avia válvulas co-o co-ponentes activos. Elas passara- então a ser usadas na construção de a-plificadores de so-0 inicial-ente co-uns e depois0 co- o desenvolvi-ento de tecnoloias especiais para a construção0 tanto das válvulas co-o de transfor-adores0 entrara- para a cateoria deno-inada HI@BI ou $lta@fidelidade. O resultado deste tipo de funciona-ento ue a curva caracter"stica da válvula -ostra u-a rande linearidade ao lono de toda a sua fai8a de operação.
$pesar de todas as deficincias0 na poca a -aior parte da indCstria continuou trabal1ando no aperfeiçoa-ento das válvulas0 obtendo -odelos -enores e -ais confiáveis. !or-0 vários pesuisadores0 co-eçara- a procurar alternativas -enos proble-áticas. Várias destas pesuisas tin1a co-o objectivo a pesuisa de novos -ateriais0 tanto condutores0 uanto isolantes. Os pesuisadores co-eçara- então a descobrir ue aluns -ateriais não se enuadrava- ne- e- u- rupo ne- no outro0 pois de acordo co- a circunst>ncia0 podia- actuar tanto uando isolantes uanto co-o condutores0 for-ando u-a espcie de rupo inter-ediário ue foi loo apelidado de rupo dos se-icondutores. Duria o trans"stor.
ELECTRONICA ANALOGICA I – VALVULAS +rinci"!is di#erenç!s entre tr!ns,stores e v&%vu%!s ;a i-ae- te-os a diferença visual entre u-a válvula0 u- trans"stor e u- -icro@c1ip0 dentro de u- -icro@c1ip pode- ser inseridos centenas de trans"stores.
V&%vu%!s Ocupa- -ais espaço e consu-e- -ais eneria0 produ7e- -ais calor. Tr!ns,stor Ocupa- -enos espaço0 consu-e- -enos eneria0 produ7e- -enos calor -
A"%ic!ção d!s v&%vu%!s $ válvula electrnica utili7ada e- a-plificadores de radiofreuncia e etrans-issores de -enos de u- uiloFatt at -uitos uiloFatt. Estas válvulas são de construção -oderna e alia- alta potncia ? robuste7 -ec>nica. $ placa ou >nodo deste tipo de dispositivo fabricada co- rafite ou -etais sinteti7ados. Isto se deve para suportar altas te-peraturas e altas dissipaç=es tr-icas. $l- da utili7ação e- e-issoras de radiodifusão e televisão0 alu-as espcies de válvulas de potncia ainda fabricadas são utili7adas e- euipa-entos de eletro-edicina0 co-o bisturis electrnicos e euipa-entos de dia ter-ia para trata-ento fisioterápico. Os fornos de -icroondas possue- u-a válvula de alta potncia c1a-ada 6anetron. Essa válvula a responsável pelo sinal de radiofreuncia ue esuentaos ali-entos-
Tr!ns,stor
ELECTRONICA ANALOGICA I – VALVULAS $ invenção de trans"stor0 foi u- -arco para a enen1aria electrnica e elctrica assico-o para toda 1u-anidade. ,o- o desenvolvi-ento dos trans"stores foi poss"vel a construção de euipa-entos electrnicos deveras funcionando apenas co- pil1as ou baterias. O trans"stor u-a invenção pouco influente ue -udou o curso da 1istria eu- rande ca-in1o para co-putadores e todos os aparel1os electrnicos. $ pri-eira eração de co-putadores dependia da invenção de tubos de vácuo0
a seunda
eração dependia dos trans"stores0 a terceira era o circuito interado0 e a uarta eração de co-putadores suriu aps a invenção do -icroprocessador. Os trans"stores transfor-ara- o -undo electrnico e teve u- enor-e i-pacto sobre o projecto do co-putador. %rans"stores são feitos de se-icondutores substituindo tubos na construção de co-putadores. $o substituir os tubos de vácuo volu-osos e pouco confiáveis co- trans"stores0 os co-putadores pode- aora e8ecutar as -es-as funç=es0 utili7ando -enos eneria e espaço. A-a i-portante classe de trans"stores de 3 ter-inais são os dispositivos de efeito de ca-po0 para estes0 o par>-etro de controlo o ca-po elctrico atravs da junção eoposição a corrente do %(). A- trans"stor bipolar de junção0 ;!; ou !;! udispositivo de corrente controlada no ual estão envolvidas correntes de electr=es e lacunas. O trans"stor de efeito de ca-po unipolar. Ele opera co-o dispositivo de tensão controlada co- a corrente de electr=es no canal ; ou a corrente de lacunas no canal !. Os dispositivos %() ou BE% pode- ser usados e- u- circuito a-plificador Gou outros circuitos se-el1antes0 desde ue seja- adeuada-ente polari7ados. A- trans"stor u- dispositivo co-posto por -ateriais se-i@condutores Ger->nio e sil"cio ue tanto pode condu7ir uanto isolar. %rans"stores -udara- e -odulara- a corrente electrnica. O trans"stor foi o pri-eiro dispositivo concebido para funcionar co-o u- trans-issor0 a conversão de ondas sonoras e- ondas electrnicas0 e resistncia0 controle electrnico actual. O no-e tr!ns,stor ve- da Jtr!nsJ do trans-issor e sistor. de resistncia.
V!nt!'ens e desv!nt!'ens dos tr!ns,stores
ELECTRONICA ANALOGICA I – VALVULAS V!nt!'ens @6enor ta-an1o @6ais leve @;ão precisa de fila-ento @6ais resistente @:issipa -enos potncia @;ão necessita te-po de aueci-ento @6enores tens=es de ali-entação
T!)!n/o Os trans"stores desde o te-po de sua criação di-inu"ra- de ta-an1o e- proporç=es -icroscpicas.0 o ue visto nos co-putadores0 ue usava- salas inteiras e 1oje são portáteis. Deu ta-an1o influencia e- -atria de c1ip de co-putador.
+eso %rans"stores são -ais leves0 o ue pti-o para o uso e- dispositivos electrnicos -veis ou instru-entos cient"ficos.
C!%or !rodu7e- -enos calor0 portanto pode- ser e-balados -ais densa-ente e- uaparel1o electrnico se- e8iire- siste-as de refrieração co-ple8os.
Consu)o de ener'i! ,onso-e- -enos eneria0 ou seja0 são -ais eficientes e co- -enor preço
(ur!bi%id!de %- -ais te-po de vida0 e- ra7ão de seu desin si-ples e construção -etálica. Dão adeuados para dispositivos electrnicos ue precisa- resistir a i-pacto e condiç=es a-bientais e8tre-as.
(esv!nt!'ens
ELECTRONICA ANALOGICA I – VALVULAS ;o uso para siste-as de a-plificação o uso das válvulas -ais vantajoso0 pois o sosai co- -ais potncia
A"%ic!ção dos tr!ns,stores T01 Os trans"stores são usados nas placas de aparel1os electrnicos e elctricos. Dão -uito utili7ados e- processadores de co-putador0 sendo principais responsáveis pela -oderni7ação co-putacional e- *'K+. Duas principais aplicaç=es são co-oL ,1ave electrnica de controlo Gcontrola o flu8o de eneria e co-o a-plificador de sinais. Aso co-o c1ave de controloL 6odo onde ele condu7 a corrente entre o e-issor e o colector0 ou deslia se- levar corrente elctrica. ;a fiura abai8o0 1á u- e8e-plo disso0 onde a c1ave D* ao ser liada0 fa7 circular u-a corrente pela base. Ele satura e acende a l>-pada. $ resistncia liada a base calculada0 fa7endo co- ue a corrente au-entada pelo an1o resulte nu- valor -aior ue o necessário0 no caso0 a l>-pada.
Uso co)o !)"%i#ic!dor $ corrente oscila entre 7ero e u- valor -á8i-o. ;este caso a corrente do colector u-Cltiplo da corrente da base. $plicando na base do trans"stor u- sinal0 o resultado será u-a corrente -ais elevada no colector.
Tr!ns,stor de E#eito de C!)"o
ELECTRONICA ANALOGICA I – VALVULAS A- trans"stor bipolar de junção G%() ;!; ou !;! u- dispositivo de corrente controlada no ual estão envolvidas correntes de electr=es e lacunas. O trans"stor de efeito de ca-po GBE% unipolar. Ele opera co-o dispositivo de tensão controlada co- a corrente de electr=es no canal ; ou a corrente de lacunas no canal !. Os dispositivos %() ou BE% pode- ser usados e- u- circuito a-plificador Gou outros circuitos se-el1antes0 desde ue seja- adeuada-ente polari7ados. O trans"stor de efeito de ca-po difere do trans"stor de junção bipolar nas seuintes caracter"sticas i-portantesL *. M de fabricação si-ples e ocupa -enos espaço. O 6ODBE% uando interado ocupa -enos da área da pastil1a ocupada pelo trans"stor bipolar. :esta -aneira0 são a-pla-ente utili7ados para interação e- lara escala. 2. E- u-a parte da fai8a de operação dos 6ODBE%0 eles actua- co-o ele-entos resistivos controlados por tensão e ocupa- área -uito -enor ue o resistor de ,I correspondente. 3. $presenta alta i-ped>ncia de entrada Gat *+*4N. Isto sinifica ue a constante de te-po do circuito de entrada bastante rande para possibilitar ue a cara ar-a7enada na peuena capacit>ncia de entrada per-aneça por te-po suficiente para ue o dispositivo seja utili7ável co-o ele-ento de -e-ria e- circuitos diitais. 4. !ossui capacidade de dissipar potncias elevadas e co-utar randes correntes ealuns nanosseundos. 5. M -enos ruidoso do ue u- trans"stor bipolar0 e0 portanto -ais adeuando para estáios de entrada de a-plificadores de bai8o n"vel G e8tensiva-ente usado e- receptores B6 de alta fidelidade. $s principais desvantaens do BE% são apresentar u-a relativa-ente peuena banda de an1o e- co-paração co- o %() e -aior susceptibilidade a danos uando -anuseado. O uso de dielctrico de porta0 nor-al-ente di8ido de sil"cio0 apresenta u-a
C!r!cter,stic!s
ELECTRONICA ANALOGICA I – VALVULAS
Contro%e "or tensão a corrente entre o dreno e a fonte controlada pela tensão aplicada na porta0 e- contraste co- o valor do trans"stor %()0 cuja corrente de colector controlada pela corrente da base.
A%t! i)"ed2nci! de entr!d! L para ue seja poss"vel controlo de corrente do canal n necessário ue produ7a u-a polari7ação reversa0 das junç=es da porta0 provocando desta for-a u- au-ento na reião de depilação destas junç=es e edecorrncia disto0 u- estreita-ento do canal0 co- isso te-@se correntes de porta e conseuente-ente0 alta i-ped>ncia.
Curv! c!r!cter,stic! L o co-porta-ento de )BE% pode ser su-ari7ado por suas curvas de dreno e de transcondut>ncia.
Outr!s c!r!cter,stic!s os trans"stores )BE%0 apresenta- -enores an1os erelação aos %()0 e e- decorrncia disto te- -aior estabilidade tr-ica0 os )BE% te- di-ens=es -enores os co-paradas co- os trans"stores %().
+rinci"io de #uncion!)ento $ssi- co-o os %()0 1á se-pre dois tipos de trans"stores n"n e "n"0 a diferença esta no portador -aioritário Gelectr=es ou lacunas. A-a ve7 ue os BE%0 são controlados por variação do ca-po elctrico atravs da junção0 poss"vel construir u- capacitor no ele-ento de controlo a0 dessa for-a0 redu7ir ainda -ais a corrente de fua.
Conc%usão Bindo o trabal1o pode concluir@se ue co- o avanço tecnolico0 foi se-pre poss"vel a construção de euipa-entos electrnicos co- -enor di-ensão0 assi- co-o poss"veis
ELECTRONICA ANALOGICA I – VALVULAS -udanças ue ven1a- a -el1orar o dese-pen1o desses euipa-entos ou -es-o torna@ lo -ais -odernos.
Re#erenci!s 0ib%io'r&#ic!s *. %ransistor@iPipedia.
ELECTRONICA ANALOGICA I – VALVULAS 2. 6IQQ6$;0 )0 H$QRI$D.,.,.Electronic :evices and ,ircuits. International student Ed. ;eF SorP. 6cTraF@Hill.*'K#alvino0 $lbert !aul9 EletrUnica Vol.*9 6cTraF@Hill9 Dão !aulo9 *'&K6il-an0 )acob9 Trabel0 $rvin9 6icroelectronics9 6cTraF@Hill. 4. (OSQED%$:0 . Q.9 ;$DHEQDRS0 Q. Dispositivos eletrônicos e teoria de circuitos . & ed. Dão !auloL !rentice Hall0 2++K.
