Eletrônica Digital
História à Eletrônica Digital
A Eletrônica Digital surgiu a partir da evolução da eletrônica análogica e se desenvolveu a príncipio com os circuitos integrados na decáda de 1970, depois com os microprocessadores (decáda de 1980) e com os microcontroladores.
Porém alguns de seus conceitos foram desenvolvidos ainda no secúlo XIX. A álgebra de Boole desenvolvida pelo matématico inglês George Boole é datada de 1854. Somente em 1938 as teorias de Boole foram utilizadas, por Claude Elwood Shannon para solucionar problemas de circuitos de telefonia com relés.
A eletrônica digital só existe por causa da eletrônica analógica que será mostrada abaixo a principal diferença entre as duas:
Básicamente a eletrônica analógica é constituida por valvulas;
Já a digital se dispõem de circuitos lógicos para realizar processograndes com algo menor;
Porém uma não vive sem a outra...
Transistores Bipolares de porta isolada (IGBT’s)
O transistor bipolar de porta isolada (IGBT) destaca-se pelas características de baixa queda de tensão no estado ligado do BJT com as excelentes características de chaveamento, que traz um circuito de acionamento da porta bem simplificado e com alta impedância de entrada do mosfet. Existem no mercado transistores IGBT’s com os valores nominais de corrente e de tensão bem acima dos valores encontrados para Mosfet’s de potência.
Os IGBT’s estão gradativamente substituindo os mosfet’s que se dizem em aplicações de alta tensão, onde as perdas na condução precisam ser mantidas em valores baixos. Mesmo as velocidades de chaveamento dos IGBT’s sejam maiores (até 50 kHz) do que as do BJT’s e as do mosfet’s.
Ao contrário do ocorrido no MOSFET, o IGBT não tem nenhum diodo reverso internamente, sendo assim este fator torna sua capacidade de bloqueio para tensões inversas muito baixa, podendo suportar uma tensão inversa máxima em menos de 10 volts.
Princípios de operação do IGBT
A operação do IGBT é muito similar à dos MOSFET’s de potência. Para colocá-lo no estado ligado, basta polarizá-lo positivamente no terminal do coletor (C+) em relação ao terminal do emissor (E -). De igual maneira, uma tensão positiva VG aplicada na porta (G) fará o dispositivo passar para o estado ligado (ON), quando a tensão no gate (G) exceder a tensão de limiar. O IGBT passara para o estado desligado (OFF) quando houver o corte de tensão do terminal da porta (G).
Curva Característica de tensão-corrente do IGBT
A curva característica e uma plotagem da corrente de coletor (IC) x a tensão do coletor-emisor (VCE). Quando não houver a tensão aplicada na porta, o transmissor IGBT estará no estado desligado (OFF), onde a corrente (IC) é igual a zero (0) e a tensão que passa através da chave é igual a tensão da fonte.Se a tensão > VGE(th) for aplicada na porta, o dispositivo passará para o estado ligado e permitira a passagem da corrente IC. Essa corrente é limitada pela tensão da fonte e pela resistência de carga. No estado ligado, a tensão através da chave se define a zero.
Eletrônica Digital
Na eletrônica digital este controle se faz digitalizando o sinal de controle no seu estágio de geração para evitar as variações térmicas ou de envelhecimento a que todo material está sujeito(desde o sensor até o relê final de um sistema analógico); no mais, o sinal digitalizado pode ter a forma de uma corrente pulsante cuja freqüência de pulsação represente fielmente o sinal “variação de resistência por efeito da temperatura”. O efeito da variação de parâmetros (e aumento do erro de medição) por termo-agitação e envelhecimento é cumulativo nos sistemas analógicos, pois as variações de parâmetros devidas ao aumento da temperatura no forno (a medir) são produzidas pelo mesmo processo interno atômico que origina a “deriva”, “agitação indesejável” “movimento eletrônico caótico” e se tornam parte das variações espúria que mascaram a medição, e ainda mais serão amplificadas por componentes que têm sua própria agitação térmica que se tornam cumulativos. Exemplo de alguns osciloscópios de laboratório que devem permanecer ligados por longos períodos de tempo antes de realizar medições com eles, mesmo assim, antes de fazer as medições deverão ser aferidos para rever qual é o valor ou se não mostram sinais de derivas.(o mais normal é que apresentem variações de posicionamento na vertical do traço horizontal com níveis de entrada “zero”).
