exemplo de circuito eletronico
Esquema de um amplificador bem simples.
Os
circuitos eletronicos
diferem dos
circuitos eletricos
por possuirem interligacoes entre diversos
componentes eletronicos
, enquanto os
circuitos eletricos
somente tem conexoes entre
componentes eletricos
.
Antigamente, a montagem de circuitos eletronicos era executada de forma artesanal e sobre um chassis. Neste chassis eram parafusadas pontes de ligacoes, e nestas feitas as conexoes entre os diversos componentes e a respectiva fiacao, soldados de acordo com um diagrama pre estabelecido.
Montagem manual de um circuito
Com o advento da
miniaturizacao
, veio a necessidade de uma aglomeracao mais compacta entre os componentes e pecas formadoras do circuito eletronico. Esta nova
plataforma
de montagem era totalmente diferente dos antigos chassis e suas pontes de conexao. Inicialmente os circuitos comecaram a ser aglomerados em placas de materiais
isolantes
com furos onde de um lado se inseriam as
pernas
dos componentes e na outra face eram soldados os fios das conexoes. Este processo, alem de demorado acabava por complicar a montagem, aumentando a probabilidade de erros.
Passou-se entao a se utilizar um metodo de alta escala de producao chamado de
circuito impresso
.
Os circuitos impressos utilizam componentes como
resistores
,
capacitores
,
transistores
e condutores entre outros. O inicio de seu uso foi logo apos a
Segunda Guerra Mundial
, quando foi inventada a solda por emersao.
Antes do processo da solda por emersao, os componentes eram soldados um a um nas pontes com o uso de
ferros de solda
. Com o novo metodo, os componentes eram dispostos numa placa de material isolante, onde numa das faces eram feitas as ligacoes atraves de um metodo de impressao e corrosao de uma fina pelicula de
cobre
. Esta pelicula ficava apos corroida com a
fiacao impressa
exposta. Ao inserir os componentes nos furos feitos na placa isolante, suas
pernas
eram cortadas e a face de ligacao onde estavam, era imersa em
estanho
derretido. Apos retirar o circuito que estava em contato com o estanho, os componentes ja estavam presos ao cobre de forma fixa, rapida e perfeita.
Modernamente os circuitos eletronicos sao muito mais complexos, alem dos metodos normais de circuitos impressos existem outras formas muito mais avancadas de producao. O circuito eletronico, deixou de ser um circuito propriamente dito, passou a ser encarado como um componente eletronico. Exemplos sao os
circuitos integrados
,
microprocessadores
, entre outros.
Todo circuito eletronico e constituido de no minimo tres componentes:
- Fonte de alimentacao
:
Fornece energia para o circuito trabalhar.
- Dispositivo de saida:
Realiza trabalho util. Pode ser um
led
, um alto-falante, etc.
- Condutores:
Interligam os componentes do circuito. Sao os fios e cabos, e algumas vezes a carcaca metalica do equipamento.
Contudo, somente circuitos muito simples funcionam sem um quarto componente:
- Dispositivo de entrada:
Podem converter outra forma de energia em
eletricidade
, que sera utilizada pelo circuito (p. ex. um
microfone
), ou oferecer ao usuario meios de controle sobre o comportamento do circuito (p. ex. um
potenciometro
).
Em um circuito de eletronica podem ser medidas as seguintes grandezas:
- Tensao
[
1
]
:
e uma indicacao de quanta
energia
e envolvida na movimentacao de uma carga eletrica entre dois pontos no espaco.
- Corrente
[
2
]
:
consiste no fluxo de cargas eletricas que se movimentam.
- Potencia
[
3
]
:
e definida como a quantidade de energia termica que passa por um condutor durante uma quantidade de tempo.
As unidades fundamentais de medidas em eletricidade sao o volt (V), usado para medir tensoes, o ampere (A), usado para medir correntes e o watt (W), utilizado para medir potencia. Para o tempo, a unidade de medida adotada e o segundo (s); que combinado com tensao e corrente forma outras quantidades uteis. Os simbolos algebricos para tensao, corrente e potencia sao, respectivamente, V, I e P.
Um simples circuito, onde ha uma fonte de tensao V, gerando uma corrente I, e a mesma diminuindo seu valor com a resistencia R.
A lei de Ohm define a unidade de resistencia
[
4
]
como 1[V] dividido por 1[A]. O simbolo para resistencia e R e sua unidade de medida e o ohm (Ω). Resistencia eletrica e a capacidade de um corpo qualquer de se opor a passagem de
corrente eletrica
mesmo quando existe uma
diferenca de potencial
aplicada. Seu calculo e dado pela Primeira
Lei de Ohm
.
A lei de Ohm pode ser escrita como se segue:
Simbologia de componentes comumente utilizados.
Circuitos eletronicos analogicos sao aqueles em que a corrente ou a tensao podem variar continuamente com o tempo para corresponder a informacao que esta sendo representada. Alem disso, seu comportamento varia com a temperatura e outros fatores. Os componentes comumente utilizados sao os
resistores
,
mosfets
,
indutores
,
transistores
,
capacitores
,
LEDs
e
diodos
, mas existem outros componentes, que por sua vez possuem uma simbologia especifica.
[
5
]
Diferentemente dos circuitos analogicos, onde os valores de tensao se alteram, nos circuitos digitais as tensoes podem assumir apenas dois niveis logicos: Nivel logico alto, correspondente a 5 volts, e nivel logico baixo, corresponde a 0 volts (Ground). Os circuitos digitais originam-se de transistores interconectados entre si, onde os mesmos sao utilizados em pequenas escalas, formando os denominados circuitos integrados, a partir deles, pode-se criar portas logicas que fornecem as funcoes da logica booleana: AND, NAND, OR, NOR, XOR e NOT, juntamente com suas combinacoes. Os transistores interconectados para fornecer feedback positivo sao usados como travas e flip-flops, circuitos que possuem dois ou mais estados metaestaveis e permanecem em um desses estados ate serem alterados por uma entrada externa.
Com essas diferencas, nota-se que os circuitos digitais possibilitam um manuseio mais facilitado do projeto, visto que nao e necessario preocupar-se com distorcoes, controle de ganho, tensoes de offset entre outras apresentadas no circuito analogico. Com isso, e possivel aplicar uma enorme quantidade de elementos logicos em um circuito digital de alta complexidade, em um unico chip de silicio, tornando assim as operacoes logicas mais acessiveis e sao encontradas solucoes mais rapidamente para problemas mais complexos. Os circuitos digitais, portanto, podem fornecer logica e memoria, permitindo que executem funcoes computacionais arbitrarias.
Como foi anteriormente dito, as portas logicas sao formadas a partir de transistores, mosfets e resistores, vistas nos modelos logo abaixo:
Placa com tecnologia de montagem superficial, onde pode se notar claramente que os componentes utilizados sao relativamente pequenos.
Com o avanco da
tecnologia
, houve a necessidade de reduzir cada vez mais o tamanho das placas, para assim torna-las compactas e produzir dispositivos menores, com isso, os componentes reduziram significativamente de tamanho com o decorrer dos anos. A tecnologia de montagem em superficies consiste em componentes que estao soldados acima e abaixo da placa, podendo assim, realizar um maior aproveitamento das duas faces da placa, o que antes nao existia, pois os componentes passavam de um lado para o outro da placa e suas
pernas
soldadas para poder entao fixa-lo. Como houve a miniaturizacao das placas, os circuitos ficaram mais aglomerados, dificultando assim encontrar os problemas existentes.
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Colclaser; Neamen; Hawkins, Roy A. ; Donald A. ; Charles F.
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