Tiristores SCR

     O SCR (silicon controlled rectifier, retificador controlado de silício) é um dispositivo com função semelhante à de um diodo (conduz em um único sentido), com diversas aplicações em eletrônica industrial. Fisicamente, consiste da junção de quatro camadas P e N alternadas entre si, com três terminais: anodo (A), catodo (K) e porta ou gate (G).

     Na figura, podemos observar que a corrente principal (IA) entra pelo terminal do anodo (A) e segue até o catodo (K), como ocorre em um diodo comum.
     A porta (G) permite que se aplique uma corrente (com intensidade menor que a aplicada no anodo), que controla a condução do SCR.
     As principais aplicações do SCR são:
     Retificador – Atua como um diodo comum, com a diferença de que é possível controlar a tensão retificada.
     Interruptor – Atua como chave de estado sólido.
     Controle de potência – Atua na variação da potência entregue a um dispositivo (motor, resistência, lâmpada etc.), por meio do ajuste do disparo.
     Amplificador – Atua como amplificador “tudo ou nada”, por meio da diferença das correntes de porta e de anodo.
     O funcionamento do SCR depende dos valores de corrente e tensão a que está submetido. Vamos analisar uma situação em que a porta aberta (IG) está com corrente igual a zero e com tensões aplicadas. O SCR pode, então, operar de três modos:
     1. Se a tensão aplicada no anodo for negativa em relação à tensão aplicada no catodo, dizemos que o SCR está no bloqueio reverso. Nessa condição, ele se comporta de maneira idêntica a um diodo normal, cortado. Assim como no diodo comum, quando a tensão reversa excede a tensão de breakdown (UBR), o dispositivo é destruído.
     2. Se a tensão aplicada no anodo for positiva em relação à tensão aplicada no catodo e menor que a tensão de breakover (UBO), dizemos que o SCR está no bloqueio direto, isto é, continua cortado.
     3. Se a tensão na bateria continuar aumentando, ao atingir um valor maior ou igual à tensão UBO, o SCR passa a conduzir bruscamente, entrando em estado de condução. Quando isso acontece, dizemos que o SCR disparou. Nessa condição, o dispositivo se comporta como chave fechada, porém com queda de tensão elevada em seus terminais. Essa diferença de tensão aumenta a potência a ser dissipada pelo SCR, que necessita, então, de um dissipador – sua principal desvantagem em comparação com uma chave mecânica.
     O termo “disparo” é utilizado em analogia ao que acontece a um projétil deflagrado por arma de fogo, ou seja, uma mudança brusca de condição, pois o projétil parte do repouso para o movimento em frações de segundo.
     No caso do SCR, o disparo (ou condução) ocorre quando algum mecanismo externo provoca pequena variação em suas correntes internas. Para compreender melhor, observe a figura. Nessa configuração, a estrutura do SCR utiliza dois transistores, um PNP e outro NPN, ligados entre si por uma realimentação
 positiva (regeneração). Em tal modelo, ao ocorrer variação em qualquer uma das correntes internas, por menor que seja, haverá amplificação do sinal, fazendo com que as correntes aumentem até os dois transistores saturarem. A passagem do corte para a condução é extremamente rápida, por causa da realimentação positiva interna, motivo pelo qual se emprega o termo “disparo”.

     Podemos identificar pontos do circuito nos quais alguns dos fatores citados estão atuando, por exemplo: a tensão aplicada; a tensão de breakover (UBO): o mecanismo que causa esse início de processo (surgimento de uma corrente inicial) se a corrente de porta for nula e o valor da tensão (em geral varia de 30 a 1 000 V e depende do SCR e de sua aplicação).
     Depois que o SCR atinge o estado de condução, para fazer o dispositivo cortar novamente é necessário que a tensão de anodo, ou seja, a corrente (IA), fique abaixo de um valor chamado de tensão de manutenção (UH), também conhecido por corrente de manutenção (IH). Para conhecer o valor dessa corrente, é preciso consultar o manual do fabricante, pois varia para cada tipo de SCR, por exemplo: no TIC106 é da ordem de 2 mA e no TIC126, de 40 mA.
     Vimos que a porta (G) é o terminal no qual se aplica a corrente que inicia o processo de disparo quando a tensão de anodo ainda é bem menor que UBO. Quanto maior a corrente aplicada, menor será o valor da tensão de anodo necessária para disparar o SCR. Após o disparo, a porta pode ser desligada (aberta ou colocada em curto com o catodo), pois o SCR continuará a conduzir. O desligamento (reset ou corte) do dispositivo é feito quando a corrente de anodo diminuir abaixo da corrente de manutenção (IH) ou quando a tensão de anodo cair abaixo da tensão de manutenção (UH). Em determinadas aplicações, uma tensão reversa de anodo pode acelerar a mudança de estado de um SCR.

Leia Mais…

Umidade, poeira e fumaça podem danificar seu computador

    Você sabia que o ar ideal para o computador deve ter pouca poeira, fumaça e pouca umidade? Infelizmente na prática não é possível conseguir um ambiente ideal, e portanto devemos tentar obter o mais próximo do ideal. A umidade, a poeira e a fumaça dos cigarros produzem oxidação e corrosão nos contatos metálicos dos componentes do computador. O resultado é a ocorrência de maus contatos. Aparelhos de áudio e vídeo podem funcionar precariamente com maus contatos, mas um computador só funciona corretamente se todos os seus contatos estiverem em perfeitas condições.
     É proibido fumar na mesma sala onde está instalado um computador. Se esta norma não for respeitada, os computadores terão seus contatos lentamente oxidados ao longo do tempo. Ocorrerá mau contato nos conectores, nos soquetes das memórias, nos pinos do processador e nos contatos do seu soquete. Esses maus contatos podem demorar poucos meses, um, dois ou mais anos a aparecer, dependendo da quantidade de fumaça e do tipo de contato usado nos componentes (contatos banhados a ouro resistem mais que os banhados a estanho) mas quando isto ocorre, o computador pode ficar completamente inutilizado, já que é impraticável limpar os seus milhares de contatos.
     O ambiente onde o computador está instalado deve estar sempre limpo. Carpetes devem ser limpos preferencialmente com um aspirador de pó, evitando o uso de vassouras, pois ao varrer um carpete ou tapete, muita poeira é espalhada no ar. A mesa onde está o computador também deve estar sempre limpa. Quando a sala onde está o computador não possui ar condicionado e janelas precisam ficar abertas, devemos instalar o computador o mais distante possível da janela. Outra providência importantíssima é manter o computador coberto com capas plásticas sempre que estiver desligado. Com esta providência, a quantidade de poeira que atinge o interior do computador é bastante reduzida. Capas plásticas são vendidas em lojas de suprimentos para informática, em diversos tamanhos.
     Em cidades muito úmidas (por exemplo, o próprio Rio de Janeiro, perto da orla marítima), o uso do ar condicionado é recomendável, não apenas para evitar o calor, mas principalmente, para reduzir a quantidade de umidade no ambiente. 

Leia Mais…

Capacitores

     O capacitor é um componente eletrônico capaz de armazenar e fornecer cargas elétricas. Ele é formado por duas placas paralelas, separadas por um material isolante, chamado dielétrico. Quando o ligamos a uma tensão fixa, momentaneamente passa por ele uma pequena corrente, até que suas placas paralelas fiquem carregadas. Uma fica com cargas negativas (elétrons) e outra com cargas positivas (falta de elétrons).

     Existem vários tipos de capacitores, e as principais diferenças estão nos valores e nas tensões elétricas suportadas. Um capacitor que vai ser ligado a uma tensão de 50 volts deve ser maior que outro de mesmo valor mas que vai ser ligado a uma tensão de apenas 10 volts. Um capacitor sofre ruptura do dielétrico quando é ligado a uma tensão mais elevada que a especificada. Em outras palavras, ele explode!

Capacitores de desacoplamento, um ao
lado de cada chip.

     O valor de um capacitor é chamado de capacitância. A grandeza usada para medi-la é o faraday, cujo símbolo é F. O faraday é uma unidade muito grande para medir os capacitores da vida real. Um capacitor de 1F seria imenso. Encontramos na prática capacitores medindo algo da ordem de milésimos ou milionésimos do faraday. Por isso é mais comum usar o microfaraday para medir os capacitores. Um capacitor de 4700 F, por exemplo, é considerado de tamanho relativamente grande para um circuito eletrônico. Ainda assim existem os chamados supercapacitores, que possuem capacitâncias da ordem de alguns faradays, entretanto não são empregados em circuitos eletrônicos devido ao seu grande tamanho.
     Os capacitores têm várias aplicações nos circuitos eletrônicos. Um das principais é a filtragem. Eles podem acumular uma razoável quantidade de cargas quando estão ligados a uma tensão. Quando esta tensão é desligada, o capacitor é capaz de continuar fornecendo esta mesma tensão durante um pequeno período de tempo, funcionando portanto como uma espécie de bateria de curta duração.

     Em qualquer placa de circuito, encontramos pequenos capacitores ao lado de cada chip. São chamados de capacitores de desacoplamento. Uma das caracteríticas elétricas dos chips é que de um instante para outro podem aumentar substancialmente a quantidade de corrente consumida. A fonte de alimentação nem sempre tem condições de responder ao fornecimento de corrente com a rapidez necessária (em geral em bilionésimos de segundo), e o resultado é uma pequena queda de tensão próxima ao chip que está solicitando este aumento de corrente. O capacitor de desacoplamento tem condições de fornecer rapidamente a corrente elevada que o chip exige, dando tempo à fonte para se adaptar ao novo patamar de corrente. Os capacitores de desacoplamento funcionam portanto como pequenas baterias axiliares, ajudando a fonte de alimentação no fornecimento de corrente para os chips.
     Um capacitor não precisa necessariamente ter placas paralelas e um dielétrico. Qualquer objeto possui uma capacitância. O corpo humano, por exemplo, pode funcionar como um capacitor de baixo valor, mas ainda assim capaz de armazenar cargas elétricas. É o que chamamos de eletricidade estática.
     Capacitores também têm grandes aplicações em circuitos de rádio. Eles não permitem a passagem da corrente contínua, já que seu dielétrico é um isolante, mas permitem a passagem de tensões alternadas. Como a corrente alternada trafega ora no sentido direto, ora no sentido inverso, um capacitor pode ora se carregar positivamente, ora negativamente, deixando que a corrente alternada o “atravesse”. Quanto mais alta é a freqüência da corrente alternada, mais facilmente ela atravessa o capacitor. Eles podem assim ser usados como filtros, barrando as freqüências baixas e deixando passar as freqüências altas.

Leia Mais…