paleontoeletrônica - desenterrando os componentes da era analógica

Aqui vamos discorrer sobre os antepassados dos chips, que hoje povoam, literalmente, até as mentes das pessoas. No começo, tudo era muito romântico, houve uma junção P que se enamorou da junção N e com o casamento surgiu o "diodo de junção" PN (figura 1).

Como o símbolo indica, a corrente elétrica flui(sentido convencional da corrente) do anodo (A) para o catodo (K), lembrem-se de ânions e cátions. O que ocorre bem no meio do diodo é pura Física Quântica. Há uma "barreira potencial" que se estreita quando a polarização é direta (o positivo da fonte de alimentação está no anodo e o negativo no catodo) e se alarga quando a polarização é reversa (+ no K e - no A). Na teoria seria uma chave perfeita, mas tem um porém, mesmo com a barreira potencial impedindo que a corrente flua há uma fuga de alguns elétrons, que sem ter o que fazer derivam no sentido contrário. É a corrente de fuga. Essa fuga não existe nas antigas válvulas eletrônicas, daí dizerem que os equipamentos a válvula não distorcem o som. Falaremos disso outro dia.

Como em alguns casamentos, há o surgimento de triângulos amorosos. Assim, quando uma junção P ou N se mete na relação estável do diodo, surge o transistor. "O transístor de silício e germânio foi inventado nos Laboratórios da Bell Telephone por Bardeen e Brattain em 1947 e, inicialmente, demonstrado em 23 de Dezembro de 1948, por John Bardeen, Walter Houser Brattain e William Bradford Shockley, que foram laureados com o Nobel de Física em 1956. Ironicamente, eles pretendiam fabricar um transistor de efeito de campo (FET) idealizado por Julius Edgar Lilienfeld antes de 1925, mas acabaram por descobrir uma amplificação da corrente no ponto de contato do transistor. Isto evoluiu posteriormente para converter-se no transistor de junção bipolar (BJT). O objetivo do projeto era criar um dispositivo compacto e barato para substituir as válvulas termoiônicas usadas nos sistemas telefônicos da época" (Wikipedia).

Notem que os terminais mudam de nome: (E) emissor, (B) base e (C) coletor. As setas indicam o sentido convencional da corrente elétrica e dão pistas sobre a "polarização " do transistor. Qual é o segredo para não ver um diodo ou transistor pegar fogo? Ora, a corrente elétrica precisa ser limitada e as tensões aplicadas devem respeitar as características dos componentes. Logo, precisamos dos resistores, os mais simples e baratos dos componentes eletrônicos, para limitar a corrente e a tensão aplicadas nos terminais do componente.

Quem imagina quanto custa um transistor de uso geral? E um diodo? Alguém ainda compra componentes eletrônicos desse tipo? A resposta é sim. Até as mais sofisticadas placas eletrônicas fazem uso dos chamados componentes discretos, é que eles ficam num cantinho da placa, não chamam atenção de ninguém, ao contrário dos microprocessadores, que tem até coroas de reis (radiadores de calor) e estão no centro da placa, em local de destaque! Mas, por causa de um transistor ou mesmo um resistor seu notebook pode parar de funcionar. A diferença é que esses componentes ficaram cerca de 4 vezes menores com a técnica chamada smd (surface mounted device). Assim, numa placa podemos ter um chip principal e algumas dezenas de resistores, transistores, capacitores e indutores smd soldados bem pertinho uns dos outros.

A polarização nada mais é do que escolher os valores adequados dos resistores para que o circuito com um diodo ou transistor funcione como planejamos, Planejar pra quê? Ora, vai testando os resistores até dar certo. Você ganha tempo, mas fica de "ressaca" moral porque não calculou como foi ensinado na escola! Convenhamos, ninguém quer se encher de fórmulas e perder o interesse na montagem que só falta um transistorzinho de R$ 0,30 para terminar. A nossa "solucionática" resolve boa parte dos casos assim: se você quer montar um amplificador,por exemplo, use resistores entre 10K Ohms e 100K Ohms. Na saída tem que ter um capacitor entre 1 e 4,7 micro Farads. Se é para ser uma chave liga/desliga (comutador) um resistor entre 2,2 k Ohms e 10 K Ohms resolve, considerando a tensão de alimentação até 9 V. Se essa "chave" for ligar um motor é conveniente colocar um diodo em paralelo, mas com o anodo no negativo da fonte. Complicou? Nada como uma "googlada" pra ver os circuitos já prontos. Vamos combinar uma coisa, o objetivo aqui é fazer o seu projeto funcionar, se pegou a ideia emprestado de alguém dê os devidos créditos e toca pra frente. O nosso cérebro se enche de entusiasmos quando consegue fazer qualquer coisa funcionar, é aquela história do centro de recompensa, ou qualquer coisa assim.

Alguns dos circuitos que serão apresentados nessa seção foram obtidos de um antigo manual do curso por correspondencia da Occidental Schools,que pelo tempo deve estar em domínio público, a Escola nem existe mais e meu diploma ficou preso lá porque usei a "tablita" na época do Plano Cruzado e eles não gostaram. Certo, isso foi em 1986, dá vinte e seis anos, não é? Vamos mudar de assunto.

Como tem gente esperta no mundo! Um sabido apropriou-se do nome e do símbolo da Occidental Schools e está vendendo cursos pela internet, quem quiser conferir visita lá http://occidentalschools.com/ .

Há também os circuitos de revistas de eletrônica e os meus próprios, a maioria adaptações e "cruzamentos" desses circuitos. Aprender fazendo é saudável, mas espero que desperte a vontade de aprofundar a teoria, que é belíssima! Assim, vamos partir para o primeiro circuito? Que tal um pisca-pisca? Usa transistores, resistores, capacitores e os leds, que são diodos emissores de luz.

O Multivibrador Astável

Calma, esse site não é só para adultos. Multivibrador é apenas um oscilador que se equilibra entre dois estados, ligado e desligado, indefinidamente, até que desliguem a alimentação, e ainda assim ele pode piscar algumas vezes. O parente dele é o Multivibrador Biestável, que sai de um estado e muda para outro, espera um pouquinho, e volta para o estado anterior.

A configuração do Astável é bastante simétrica, conforme a figura abaixo. Notem que os valores dos resistores e capacitores, nesse exemplo, são iguais. Vocês podem modificar os valores e ver o que acontece.

OBs: R-1 = R-4=1K Ohm; R-2=R-3=22K Ohms; C-1=C-2= 10 micro Farads.

E cadê os LED?

Inspirem-se nesse outro circuito obtido do site www.amigonerd.net, não poderia ter nome melhor esse site, não é?