ATPS Eletronica Analogica 1

Sensores térmicos NTC e PTC

Sem sombra de dúvida, uma das grandezas mais difíceis de ser mensurada e, principalmente, controlada, é a temperatura. Isso porque além dos instrumentos e demais acessórios envolvidos na medição, os fatores externos também influenciam na medida e na operação do sistema como um todo.

Os Termistores, que têm seu nome oriundo do inglês thermalresistors , são resistores semicondutores sensíveis à temperatura e têm, de acordo com o seu tipo, um coeficiente resistência / temperatura negativo (NTC) ou positivo (PTC).

Essa distinção entre o termistor PTC (Positive TemperatureCoefficient ) e o NTC (Negative TemperatureCoefficient) é caracterizada pelo material que é empregado em sua construção. Tais dispositivos são construídos a par tir de misturas de cerâmicas de óxidos semicondutores, tais como titanato de bário para os PTCs, e magnésio,níquel, cobalto, cobre, ferro e titânio para os NTCs.

Na ilustração da figura 1. pode-se observar o comportamento da resistência de vários metais face à mesma variação de temperatura imposta a eles. Nota-se que a variação de resistência de um metal qualquer (∆Rm) é significativamente menor do que a de um NTC (∆Rs) e, por sua vez, o PTC tem um comportamento intermediário a esses.

Diodos

Diodo semicondutor

O diodo semicondutor é um componente que se comporta como condutor ou isolante elétrico, dependendo da forma como a tensão é aplicada aos seus terminais. Uma das aplicações mais comuns do diodo é na transformação de corrente alternada em corrente contínua como, por exemplo, nos eliminadores de pilhas ou fonte CC.

A ilustração a seguir mostra o símbolo do diodo, de acordo com a norma NBR 12526.

O terminal da seta representa um material P e é chamado de anodo e o terminal da barra representa um material N e é chamado de catodo. A identificação dos terminais (anodo e catodo) no componente pode aparecer de diversas formas. A seguir estão representadas duas delas:

• Símbolo do diodo impresso sobre o corpo do componente;

• Barra impressa em torno do corpo do componente, indicando o catodo.

Curva característica

O comportamento dos componentes eletrônicos é expresso através de uma curva característica que permite determinar a condição de funcionamento do componente em um grande número de situações. A curva característica do diodo mostra seu comportamento na condução e no bloqueio.

Diodo emissor de luz

O diodo emissor de luz ou LED, do inglês light emitting diode, é um tipo especial de diodo semicondutor que emite luz quando é polarizado diretamente. O símbolo gráfico do LED é definido pela NBR 12526/92, e está apresentado a seguir.

Os LEDs são encontrados nas mais diversas formas e dimensões. Veja alguns exemplos na ilustração a seguir.

O catodo do LED é identificado por um "corte" (ou chanfro) na base do encapsulamento, ou pelo terminal menor.

O LED apresenta as seguintes vantagens:

• Pequena tensão de alimentação (2 V) e baixo consumo (20 mA);

• Tamanho reduzido;

• Nenhum aquecimento;

• Alta resistência a vibrações;

• Grande durabilidade.

Funcionamento

Quando o LED é polarizado diretamente, entra em condução. Isso permite a circulação da corrente que se processa pela liberação dos portadores livres na estrutura dos cristais.

O deslocamento de portadores da banda de condução provoca a liberação de energia, ou seja, emissão de fótons em forma de luz. Esse efeito ocorre principalmente quando o tamanho da banda proibida é igual ao comprimento de onda (λ) da luz emitida.

Observação

A banda proibida é a região da ligação covalente entre uma camada de valência e outra, na qual não há elétrons livres.

Diodo zener

O diodo zener é um tipo especial de diodo utilizado como regulador de tensão. A sua capacidade de regulação de tensão é empregada principalmente nas fontes de

alimentação de modo a fornecer uma tensão de saída fixa.

A norma NBR 12526/92 define seu símbolo gráfico conforme ilustração a seguir.

Comportamento do diodo zener

O comportamento do diodo zener depende fundamentalmente da forma como ele é polarizado.

Com polarização direta, o diodo zener se comporta da mesma forma que um diodo semicondutor ou retificador, entrando em condução e assumindo uma queda de tensão típica.

Observação

Normalmente o diodo zener não é usado com polarização direta nos circuitos

eletrônicos.

Na polarização inversa, até um determinado valor de tensão inversa, o diodo zener se comporta como um diodo comum, ficando em bloqueio. Nesse bloqueio, uma pequena corrente de fuga circula no diodo zener, tal como no diodo convencional. Em um determinado valor de tensão inversa, o diodo zener entra subitamente em condução, apesar de estar polarizado inversamente.

A corrente inversa aumenta rapidamente e a tensão sobre o zener se mantém praticamente constante.

O valor de tensão inversa que faz o diodo zener entrar em condução é denominado de tensão zener (VZ).

Enquanto