Componentes discretos – características e exemplos
Componentes discretos – características e exemplosData de publicação: 30-12-2022 🕒 6 min de leitura
Os componentes eletrónicos podem ser categorizados de muitas formas, mas geralmente são aceites três principais linhas de categorização. Os componentes podem ser passivos ou ativos, isto é, podem apenas consumir eletricidade ou afetar ativamente os sinais. Os elementos também podem ser classificados consoante o método de montagem. Aqui falamos de construções THT clássicas, montadas num orifício de passagem ou SMD (tecnologia de montagem em superfície). Os componentes podem ainda ser divididos em função da escala de integração, e aqui falamos de elementos discretos e integrados.
O que são componentes discretos
Um componente discreto é uma parte única de um circuito elétrico com uma função dominante. Podem ser, por exemplo, resistências, condensadores ou díodos. Os componentes eletrónicos discretos podem ser passivos ou ativos. Também diferem entre si no método de montagem: são fabricados como componentes THT ou pequenos elementos SMD.
A divisão em componentes discretos e integrados foi criada principalmente para separar os componentes individuais dos circuitos integrados e híbridos, em cujo interior normalmente são desempenhadas muitas funções diferentes. À medida que a miniaturização avança, os componentes discretos são cada vez mais escassos: é mais fácil para os fabricantes colocar algumas resistências adicionais num único núcleo de silício do que produzi-las como componentes separados. No entanto, tenha presente que os componentes individuais nunca desaparecerão, porque, devido à construção de muitos dispositivos, devem ser produzidos desta forma.
Exemplos de componentes discretos – tipos
Resistências
As resistências são um dos componentes discretos mais comuns. A sua tarefa é limitar o fluxo de corrente, sendo o seu excesso convertido em calor. Os resistores são elementos lineares, isto é, a queda de tensão através deles é diretamente proporcional à corrente que flui. As resistências diferem na construção, que depende da aplicação, mas na maioria das vezes são resistências de carbono, em forma de cilindro, com riscas de cores aplicadas à carcaça, que são utilizadas para determinar o valor de resistência de um determinado elemento. Nos projetos SMD modernos, o carbono foi substituído por metais especiais, como o níquel, o estanho ou o crómio.
Condensadores
Os condensadores são tão comuns como as resistências. Trata-se de componentes discretos passivos cuja tarefa é armazenar energia. Para isso, o condensador é construído com dois transformadores (placas) separados por um dielétrico, em cujo campo magnético a energia é armazenada. São muitas as aplicações destes componentes eletrónicos, desde a clássica filtragem em sistemas de alimentação até ao armazenamento de energia em circuitos de lâmpadas de descarga. Os condensadores são fabricados em vários tipos de carcaças, mas na maioria das vezes deparamo-nos com cilindros montados em orifícios de passagem ou pequenos cuboides adaptados para montagem SMD.
Condensadores na oferta da TME
Bobinas
A bobina é um elemento eletrónico baseado no fenómeno da indução eletromagnética. Tem a forma de um enrolamento sobre um núcleo ferromagnético, geralmente um cilindro, mas também é possível encontrar bobinas sem núcleo. Estes elementos são denominados solenoides. Nos circuitos de CC, as bobinas são de natureza puramente resistiva, a sua especificidade muda no caso da corrente alternada. Neste caso, caracterizam-se pela reatância, isto é, pelo parâmetro capacitivo/indutivo.
Estrangulador
Os estranguladores, tal como as bobinas, são componentes eletrónicos que são utilizados para evitar alterações repentinas na corrente elétrica ou limitar o seu valor sem perda de potência (em circuitos de CA). À semelhança das bobinas, os estranguladores são fabricados enrolados num núcleo de bobinagem magnético. As bobinas de estrangulamento têm muitas aplicações, mas podemos distinguir algumas básicas: são utilizadas como elementos anti-interferências em filtros LC, como armazenamento de energia em sistemas de fornecimento de energia e como balastros em sistemas de fornecimento de energia a lâmpadas fluorescentes e lâmpadas de descarga.
Estranguladores na oferta da TME
Díodos Schottky e retificadores
Os díodos retificadores são um dos exemplos clássicos de dispositivos semicondutores discretos. A sua principal função é retificar a corrente alternada, pelo que muitas vezes podem ser encontrados em todo o tipo de fontes de alimentação. Para a construção destes elementos semicondutores, é utilizado principalmente o silício, juntamente com um conjunto de outros elementos com os quais se efetua a dopagem. Um díodo semicondutor tem dois condutores: um ânodo e um cátodo, colocados em lados opostos de um cilindro pequeno, embora seja possível encontrar díodos noutros formatos, principalmente destinados a montagem SMD.
Díodos Schottky no catálogo da TME
Transístores bipolares
Os transístores bipolares são outro exemplo de dispositivos semicondutores discretos. O universo atual da eletrónica baseia-se nestes elementos à base de silício. Graças aos transístores, pode construir facilmente, por exemplo, um interruptor ativado por eletricidade, e este elemento pode amplificar sinais, o que será particularmente útil em projetos analógicos. Os transístores estão encerrados em muitos tipos de carcaças, desde o clássico TO92 até construções de potência muito maiores, colocadas dentro do TO3. Além disso, existe toda uma gama de carcaças concebidas para montagem em superfície.
Díodos PIN
Um dos componentes discretos mais interessantes é o díodo PIN. Do lado de fora, assemelha-se a um díodo semicondutor clássico, mas as construções diferem na sua estrutura interna. No díodo PIN, entre as camadas do semicondutor P e N, há uma área fracamente dopada com semicondutor intrínseco. Graças a esta solução, os díodos PIN não têm muito boas propriedades de retificação, mas adaptam-se muito bem aos sinais de alta frequência. São utilizados em todo o tipo de atenuadores de frequência, detetores de radiação ou sistemas de potência de alta tensão.
Pontes retificadoras
As pontes retificadoras (pontes Graetz), embora sejam implementadas como circuitos integrados únicos, também são componentes discretos. Estas construções constituem retificadores de amplo alcance cuja tarefa é retificar a tensão alternada. As pontes baseiam-se em quatro díodos semicondutores conectados corretamente e podem ser encontradas nas fontes de alimentação. Estes sistemas estão encerrados em vários tipos de carcaças, desde pequenos DIP4 até GBI muito maiores, que muitas vezes se fazem acompanhar de dissipadores de calor que dissipam o excesso de calor. Pontes retificadoras disponíveis na TME
Transístores IGBT
Os transístores IGBT, também denominados transístores com porta isolada, combinam as vantagens de dois tipos de transístores: a facilidade de condução dos transístores unipolares e a tensão de rutura, bem como a velocidade das construções bipolares. Graças a estas propriedades, estes elementos são eficazmente utilizados em inversores como interruptores que permitem bloquear tensões altas na ordem dos kV e ativar correntes superiores a 1 kA.
Díodos TVS
Os díodos TVS, ou os chamados díodos transil, podem não se distinguir à primeira vista de outros díodos semicondutores, mas a sua utilização é bastante diferente. Estes elementos são utilizados principalmente para proteger outros componentes eletrónicos contra os efeitos nocivos das sobretensões. Esta construção funciona de forma semelhante a um varistor, mas é muito mais rápida: o seu tempo de resposta ocorre em valores na ordem de 1 picossegundo. Depois de exceder o limiar de tensão, a resistência do díodo diminui rapidamente, pelo que o circuito consegue ser interrompido de forma suficientemente rápida, salvando assim os restantes elementos.
Lâmpada de eletrões
Os tubos de vácuo clássicos também são componentes discretos. Vale a pena sabê-lo, apesar de estas construções serem raras nos dias de hoje. Antes da invenção do transístor, a maioria dos sistemas de controlo baseava-se nestes elementos. Os tubos de eletrões eram fabricados em forma de bolhas de vidro, dentro das quais, consoante o tipo, se colocavam entre dois e oito elétrodos. Eram ânodo e cátodo acompanhados de muitas grelhas.
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