Na lição anterior de nosso curso tratamos dos componentes passivos, ou seja, componentes que não amplificam nem geram sinais como os resistores, capacitores, indutores, transformadores, etc.
Nesta lição trataremos dos componentes ativos e de semicondutores que são componentes mais avançados.
Os componentes estudados a seguir, aparecem em grande quantidade na maioria dos equipamentos automotivos modernos.
Diodos
Os diodos semicondutores são dispositivos que conduzem a corrente num único sentido. Por este motivo eles são utilizados tanto em funções lógicas como na retificação, ou seja, para converter corrente alternada em corrente contínua. Na figura 1 temos o símbolo e o aspecto destes componentes.
Figura 1—Diodos — símbolos e aspectos
Uma aplicação importante destes componentes na eletrônica automotiva é justamente na saída dos alternadores (que produzem correntes alternadas) para convertê-la em corrente contínua de modo que ela possa ser utilizada para carregar a bateria. Na figura 2 temos um conjunto de diodos de um alternador automotivo comum.
Figura 2—Seis diodos de um alternador comum
Os diodos possuem duas especificações importantes: a tensão máxima que suportam dada em volts e a corrente máxima que podem conduzir, dada em ampères.
O teste de diodos é simples. Com o multímetro verificamos se ele conduz num sentido mas não no outro. Se ele conduzir nos dois sentidos, é porque está em curto. Se não conduzir em nenhum sentido é porque se encontra aberto.
Transistores
De todos os componentes eletrônicos modernos, talvez o mais importante seja o transistor bipolar ou simplesmente transistor. O transistor pode amplificar sinais, gerar sinais ou ainda funcionar como uma chave eletrônica, ligando e desligando circuitos. Em outras palavras, colocando um transistor num circuito ele pode controlar este circuito a partir de sinais de comando.
Existem dois tipos de transistores que são diferenciados pelo modo como sua estrutura de silício é determinada. Se usarmos dois pedaços de silício N e um de silício P teremos um transistor NPN. Por outro lado, usando dois pedaços de silício P e um de N, teremos um transistor PNP. Na figura 3 temos os símbolos
Figura 3—Símbolos dos transistores
Existem diversos tipos de transistores que se diferenciam quanto ao tamanho e forma. Na figura 4 temos os aspectos dos principais dos transistores.
Figura 4—Tipos de transistores comuns
Os transistores maiores, de metal são destinados ao controle de correntes intensas, como por exemplo nos sistemas de ignição eletrônica, etc. Os ,menores são destinados a operação com sinais fracos como em rádios, com sensores, sinalização, geração de sinais de controle, etc.
SCR
SCR é o acrônimo Para Silicon Controlled Rectfier ou Diodo Controlado de Silício. Trata-se de um dispositivo semicondutor de 4 camada destinado ao controle de correntes intensas nos circuitos. Este dispositivo possui um anodo e um catodo entre os quais passa a corrente principal, e um elemento de disparo denominado gate. Na figura 5 temos o símbolo adotado para representar este componente assim como seu aspecto.
Figura 5 - SCR - Símbolo e aspectos
Os SCRs são utilizados em alarmes e principalmente em sistemas de ignição disparando quando a faísca deve ser produzida. Neste momento eles conduzem a intensa corrente de descarga dos capacitores que vai para a bobina.
Estes componentes são especificados pela corrente que podem conduzir, assim como a tensão máxima que podem suportar. Os SCRs pertencem ao grupo de semicondutores denominados tiristores ou diodos de quatro camadas.
Um SCR se comporta como um diodo, ou seja, conduz a corrente num único sentido quando disparado, assim, deve ser utilizado principalmente em circuitos de corrente contínua.
Outros tiristores
Além dos SCRs existem outros componentes da família dos, SCRs ou diodos de quatro camadas. Dentre eles destacamos os Triacs que são controles de potência utilizados principalmente em circuitos de corrente alternada, com símbolo e aspecto mostrados na figura 6.
Figura 6—Triac — símbolo e aspectos
Estes componentes são encontrados em carregadores de baterias e dimmers de lâmpadas incandescentes.
Eles controlam a intensidade da carga de uma bateria. Como os triacs controlam correntes intensas eles tendem a se aquecer sendo, por este motivo, montados em dissipadores de calor.
Circuitos integrados (CIs)
Os circuitos integrados, muitas vezes chamados de chips quando na verdade o chip é a pastilha de silício em que eles são montados, são componentes de grande utilidade na eletrônica moderna. Eles consistem num conjunto de componente como resistores, transistores, diodos, etc., todos fabricados por um processo único numa pastilha de silício já interligados de modo a formar um circuito completo.
Por exemplo, pode-se obter um circuito integrado que seja um amplificador completo, pois ele contém em seu interior todos os componentes de um amplificador.
As pastilhas de silício são extremamente pequenas , sendo colocadas no interior de invólucros com terminais para sua ligação, conforme mostra a figura 7.
Figura 7—Tipos de circuitos integrados
O que o circuito integrado (CI ou IC, abreviadamente) faz depende do modo como os componentes são interligados no seu interior. Assim, cada circuito integrado recebe uma identificação através da qual sabemos o que ele faz. Hoje existem centenas de milhares de tipos de CIs, empregados numa variedade enorme de funções, inclusive nos carros.
Nos automóveis encontramos circuitos integrados em diversas funções, como temporização, nos carros, no sistema de ignição, etc.
Microcontroladores
Microcontroladores são circuitos integrados de uma categoria diferente. São circuitos que podem ser programados para exercer diversas funções de controle.
Por exemplo, são os microcontroladores que formam o cérebro ou a central de controle dos carros, sendo ligados a um conjunto de sensores espalhados pelo veículo e aos dispositivos que devem ser controlados. Os microcontroladores são componentes extremamente complexos, contendo milhões de transistores e outros componentes integrados numa única pastilha. Na figura 8 temos o aspecto de um microcontrolador.
Figura 8—Microcontroladores
Os microcontroladores utilizados nos circuitos automotivos vêm com uma programação básica e uma memória onde é armazenado um conjunto de dados que correspondem às características do veículo em que ele vai funcionar. A introdução destes dados é feita pelo fabricante e eventualmente por uma oficina de regulagem ou reparação através de um equipamento especial, como o mostrado na figura 9.
Figura 9—Ferramenta de diagnóstico de motores.
Este equipamento lê os dados de sensores em sua função coloca na memória do microcontrolador os parâmetros de funcionamento daquele veículo.
DSPs
Os DSPs ou Digital Signal Processadores (Processadores Digitais de Sinais) são circuitos integrados que se destinam ao controle de processos dinâmicos que ocorrem num carro, como a velocidade de um motor elétrico de ventilação, um limpador de pára-brisas inteligente. Os DSPs pegam sinais de sensores e transformam estes sinais, passando-os para a forma digital. Com isso, eles podem ser processados resultando em ações que vão determinar como diversos dispositivos do carro operam.
Por exemplo, eles podem utilizar a informação da temperatura do radiador para determinar qual é a melhor velocidade para a ventoinha de refrigeração.
Questionário
1 - A principal propriedade dos diodos é:
A. Amplificar correntes
B. Bloquear correntes
C. Conduzir a corrente num único sentido
D. Deixar a corrente passar em ambos os sentidos
2 - Os transistores servem para:
A. Retificar correntes
B. Amplificar sinais ou gerar sinais
C. Controlar circuitos
D. Proteger circuitos
3 - Os SCRs fazem parte de que família dos semicondutores?
A. Tiristores
B. Retificadores
C. Comutadores
D. Circuitos integrados
4 - Os circuitos integrados são?
A. Componentes passivos
B. Comutadores de corrente
C. Conjuntos de componentes interligados
D. Pastilhas semicondutoras
Respostas: 1-C 2-B 3-A 4-C
