Newton C. Braga. 100 CIRCUITOS COM FETs

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2 Newton C. Braga BANCO DE CIRCUITOS - Volume CIRCUITOS COM FETs Editora Newton C. Braga São Paulo Instituto NCB [email protected] 2

3 BANCO DE CIRCUITOS V CIRCUITOS COM FETs Autor: Newton C. Braga São Paulo - Brasil Palavras-chave: Eletrônica - Engenharia Eletrônica Componentes Reparação Service Projetos FET JFET MOSFET Transistor de Efeito de Campo Copyright by INTITUTO NEWTON C BRAGA. 1ª edição Todos os direitos reservados. Proibida a reprodução total ou parcial, por qualquer meio ou processo, especialmente por sistemas gráficos, microfílmicos, fotográficos, reprográficos, fonográficos, videográficos, atualmente existentes ou que venham a ser inventados. Vedada a memorização e/ou a recuperação total ou parcial em qualquer parte da obra em qualquer programa juscibernético atualmente em uso ou que venha a ser desenvolvido ou implantado no futuro. Essas proibições aplicam-se também às características gráficas da obra e à sua editoração. A violação dos direitos autorais é punível como crime (art. 184 e parágrafos, do Código Penal, cf. Lei nº 6.895, de 17/12/80) com pena de prisão e multa, conjuntamente com busca e apreensão e indenização diversas (artigos 122, 123, 124, 126 da Lei nº 5.988, de 14/12/73, Lei dos Direitos Autorais). Diretor responsável: Newton C. Braga Diagramação e Coordenação: Renato Paiotti 3

4 Índice Apresentação... 9 Introdução Seguidor de Fonte (1) Seguidor de Fonte com FET e Bipolar Seguidor de Fonte (2) Amplificador de Alta Impedância Pré-Amplificador de Áudio Amplificador com Ganho Etapa Amplificadora com FET Injetor de Sinais JFET Chave de Toque Traçador de Sinais Alarme de Aproximação Sensor de Aproximação Voltímetro com FET Chave de Toque (2) Amplificador de Potência com Um MOSFET Chave de Toque com MOSFET de Potência Ponte H Híbrida Pré-Amplificador de RF Sintonizado Regulador de tensão com FET Memória Capacitiva Amplificador de RF com MOSFET Medidor de Intensidade de Campo Oscilador Pierce a Cristal VXO VXO com Grande Faixa de Variação Oscilador XTAL de 4 a 20 MHz Oscilador XTAL ajustável Oscilador XTAL ajustável (2) Teste de Bobinas e Capacitores Timer com FET Seguidor de Fonte

5 Relé de Aproximação com MOSFET...45 Chave de Toque com MOSFET...46 Disparador Schmitt...47 Pré-Amplificador com FET...48 Oscilador de 1 khz por Deslocamento de Fase...49 Voltímetro de RF...50 Rádio AM com FET...51 Controle de Potência...52 Etapa de Potência com MOSFET...53 Oscilador XTAL com FET...54 Rádio AM com Dois FETs...55 Receptor Regenerativo...56 Chave de Potência MOSFET...57 Detector de Produto...58 Receptor Super-Regenerativo com FET...59 Rádio AM com FET...60 Teste de Cristais...61 Galena com FET Pré-Amplificador...62 Controle de tom com FET...63 Controle PWM MOSFET e Driver de Solenóide...65 Astável com FET...66 Rádio AM com FET (2)...67 Drive de Potência com MOSFET...68 Timer com FET...69 Temporizador com MOSFET de Potência...70 Rádio OM e OC com FET...71 Eletroscópio...72 Chave de Toque com MOSFET (2)...73 Oscilador XTAL Harmônico...74 Amplificador de 125 W com MOSFET...75 Timer com FET e Unijunção...77 Chave de Toque com FET (3)...78 Amplificador de Alta Potência com MOSFET...79 Amplificador de 3 W com MOSFET...80 Amplificador de 20 W com MOSFET...81 Traçador de Sinais

6 69. Amplificador MOSFET Banda Larga Booster de Palavra Acendimento Suave com MOSFET Inversor com MOSFET Oscilador Pierce a Cristal Oscilador com MOSFET de Dupla Comporta Voltímetro com FET Rádio Regenerativo com FET Oscilador até 30 MHz com XTAL Oscilador com MOSFET de Dupla Comporta (2) Oscilador de Frequência Variável com FET Oscilador com FET de Sobretom Oscilador FET de Sobretom (2) Oscilador de Frequência Variável (2) Voltímetro com FET Receptor Regenerativo AM com FET Amplificador de Ganho Constante Pré-Amplificador e Mixer com FET Pré-Amplificador com FET Amplificador com FET Eletroscópio com MOSFET Pré-Amplificador com FET (2) Excitador de LED com FET P Relé Sensível com MOSFET Pisca-Pisca com MOSFET Pré-Amplificador de Áudio Sensor de Aproximação Voltímetro com FET (2) Amplificador de Alta Potência (2) Adaptador de Alta Para Baixa Impedância Seguidor de Sinais Mixer com FET (2) Oscilador Ponte de Wien com FET TESTANDO FETs COM O MULTÍMETRO MOSFET de Depleção MOSFET de Enriquecimento

7 Resultados Diferentes CONHEÇA O MOSFET TIPOS CIRCUITOS PRÁTICOS AMPLIFICADOR DE BANDA LARGA SEGUIDOR DE FONTE PROVADOR DE BOBINAS E CAPACITORES

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9 NEWTON C. BRAGA Apresentação Durante nossa longa carreira como escritor de artigos e livros técnicos, por diversas vezes abordamos o tema coletânea de circuitos, incluindo também informações. Assim, anteriormente, abordando este tema, publicamos as séries Circuitos e Informações (7 volumes) e Circuitos e Soluções (5 volumes) contendo centenas de circuitos úteis e informações técnicas de todos os tipos. As séries se esgotaram, o tempo passou, mas os leitores ainda nos cobram algo semelhante atualizado e que possa ser usado ainda em projetos de todos os tipos. De fato, circuitos básicos usando componentes discretos comuns, de transistores a circuitos integrados, são ainda amplamente usados como solução simples para problemas imediatos, parte de projetos mais avançados e até com finalidade didática atendendo à solicitação de um professor que necessita de uma aplicação para uma teoria. Assim, voltamos agora com esta série, mas com uma estrutura diferenciada, novos projetos e nova abordagem. O diferencial na abordagem será dividir os diversos volumes da série por temas. Assim, no nosso primeiro volume tivemos circuitos de áudio, depois circuitos de fontes e seguindo a série neste décimo terceiro teremos circuitos com transistores de efeito de campo (FETs, JFETs, MOSFETs, etc.). Em nosso estoque de circuitos, coletados de todas as fontes que temos ao nosso alcance, já temos mais de 5000 deles, muitos dos quais podendo ser acessados de forma dispersa no site. A vantagem de se ter estes circuitos organizados em volumes, além do acesso em qualquer parte, está na fácil localização de um circuito. As informações, por outro lado, estarão agregadas aos circuitos, com links internos, o que só é possível numa publicação digital. A maioria destes circuitos, colhidos em publicações que, em alguns casos, pode não ser 9

10 BANCO DE CIRCUITOS FETs muito atuais, recebe um tratamento especial com comentários, sugestões e atualizações que viabilizam sua execução mesmo em nossos dias. Enfim, com esta série, damos aos leitores a oportunidade de ter em seus tablets, Iphones, Ipads, PCs, notebooks e outras mídias uma fonte de consulta de grande importância tanto para seu trabalho, como para seus estudos ou simples como hobby. Newton C. Braga 10

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12 BANCO DE CIRCUITOS FETs Introdução Depois do sucesso do Banco de Circuitos no meu site e das coleções esgotadas de Circuitos e Informações e Circuitos e Soluções, levo aos meus leitores uma coletânea de circuitos selecionada de minha enorme coleção disponível. Durante minha vida toda colecionei praticamente todas as revistas técnicas de eletrônica estrangeiras, dos Estados Unidos, França, Espanha, Itália, Alemanha, Argentina e até mesmo do Japão, possuindo assim um enorme acervo técnico. Não posso reproduzir os artigos completos que descrevem os projetos que saem nessas revistas, por motivos ditados pela lei dos direitos autorais, mas a mesma lei permite que eu utilize uma figura do texto, com citação, comentando seu conteúdo para efeito de informação ou complementação de um conteúdo maior. É exatamente isto que faço na minha seção no site e também disponibilizo neste livro. Estou selecionando os principais circuitos destas publicações, verificando quais ainda podem ser montados em nossos dias, com a eventual indicação de componentes equivalentes, fazendo alterações que julgo necessárias e disponibilizando-os aos nossos leitores. Para o site já existem mais de circuitos, no momento que escrevo este livro, mas a quantidade aumenta dia a dia. Frequente o site, que ele poderá lhe ajudar a encontrar aquela configuração que você precisa para seu projeto. Os 100 circuitos selecionados para a primeira edição desta série e depois mais 100 para a segunda e assim por diante, já totalizando mais de com este volume, são apenas uma pequena amostra do que você vai encontrar no site. Para esta edição escolhemos 100 circuitos com transistores de efeito de campo ou FET, usando componentes comuns e de fácil obtenção na maioria dos casos. Observamos finalmente que alguns circuitos mostrados neste volume se enquadram em outras categorias. Assim, por exemplo, 12

13 NEWTON C. BRAGA alguns osciladores, amplificadores de áudio, amplificadores para instrumentação que usam FETs podem estar presentes também em outros volumes desta série. Volumes Anteriores: Volume Circuitos de áudio Volume Circuitos de fontes Volume Circuitos osciladores Volume Circuitos de potência Volume Circuitos com LEDs e Displays Volume Circuitos de Rádios e Transmissores Volume Circuitos de Filtros Volume Circuitos de Alarmes e Sensores Volume Circuitos de Testes e Instrumentação Volume Circuitos com Temporizador Volume Circuitos com Operacionais Volume Circuitos de Áudio 2 Volume Circuitos com FETs 13

14 BANCO DE CIRCUITOS FETs 1. Seguidor de Fonte (1) Este circuito foi obtido numa revista americana Electronics Now de abril de A revista não mais existe, mas o circuito funciona praticamente com qualquer JFET, amplificando sinais com bom ganho. Sugerimos usar o MPF102 ou BF245 que são mais comuns no nosso mercado. Nele mostra-se como obter uma configuração de seguidor de fonte com um JFET comum. A fonte deve ter excelente filtragem para que não ocorram roncos. Também é importante usar cabos blindados na entrada de sinais, dada a alta impedância de entrada. O consumo é muito baixo, da ordem de poucos miliampères. 14

15 NEWTON C. BRAGA 2. Seguidor de Fonte com FET e Bipolar Este circuito foi obtido numa revista americana Electronics Now de abril de A revista não mais existe, mas o circuito funciona praticamente com qualquer JFET, amplificando sinais com bom ganho. Nele mostra-se como obter uma configuração de seguidor de fonte com um JFET comum e um transistor bipolar para polarização. Os transistores bipolares podem ser os BC548. A impedância do circuito é muito alta, devendo ser usado cabo blindado na entrada de sinal. O consumo é baixo, e se for usada fonte deve ter excelente filtragem para que não ocorram roncos. Os transistores 2N3904 admitem como equivalente o BC

16 BANCO DE CIRCUITOS FETs 3. Seguidor de Fonte (2) Este circuito foi obtido numa revista americana Electronics Now de abril de A revista não mais existe, mas o circuito funciona praticamente com qualquer JFET, amplificando sinais com bom ganho. Nele mostra-se como obter uma configuração de seguidor de fonte com um JFET comum e um transistor bipolar para polarização. O transistor bipolar pode ser o BC548. Neste circuito o consumo é baixo, mas a fonte deve ter excelente filtragem. O cabo de entrada de sinal deve ser blindado para que não ocorram roncos. Equivalente ao 2N3904 é o BC

17 NEWTON C. BRAGA 4. Amplificador de Alta Impedância Encontramos este amplificador de alta impedância de entrada e baixa capacitância, usando FET, em uma documentação dos anos 70. O FET pode ser o BF245 e o transistor PNP o BC558. A alimentação pode ser feita com tensões de 6 a 12 V. O ganho é dado pela relação entre R3 e R5. O consumo é muito baixo possibilitando o uso de bateria na alimentação. O consumo é baixo podendo ser usada fonte com excelente filtragem. Os cabos de sinal devem ser blindados. 17

18 BANCO DE CIRCUITOS FETs 5. Pré-Amplificador de Áudio Esta é uma configuração de um pré-amplificador com um JFET comum, como o MPF102 ou BF245 apresentando excelente ganho e alta impedância de entrada. O consumo é muito baixo e a alimentação pode ser feita com tensões a partir de 9 V, sendo o ideal entre 12 e 18 V. Cabos de entrada e saída de áudio devem ser blindados. Para uma aplicação estéreo deve ser montada uma unidade para cada canal, com uma fonte de alimentação comum. 18

19 NEWTON C. BRAGA 6. Amplificador com Ganho 100 Este circuito de dois estágios tem um ganho de tensão de 100 vezes, com uma elevada impedância de entrada. O circuito é de uma documentação técnica de 1976, mas pode ser montado com transistores modernos como os BF245 e MPF102. A entrada máxima é de 70 mv (áudio) com uma saída de 7 Vrms. O circuito tem um consumo muito baixo, da ordem de 1,4 ma apenas. A impedância de entrada é da ordem de 22 M ohms. A fonte deve ter excelente filtragem e os cabos de sinal devem ser blindados. O potenciômetro de 0,5 M pode ser de 470k, que é o valor comercial atual. 19

20 BANCO DE CIRCUITOS FETs 7. Etapa Amplificadora com FET Este circuito foi obtido numa revista americana Electronics Now de abril de A revista não mais existe, mas o circuito funciona praticamente com qualquer JFET, amplificando sinais com bom ganho. Recomendamos os BF245 ou MPF102 que são mais comuns no nosso mercado. Nele mostra-se como ajustar a polarização do circuito e o seu ganho através de um potenciômetro. A fonte deve ter excelente filtragem e os cabos de sinais devem ser blindados para que não ocorram roncos. O ganho é ajustado em R4. 20

21 NEWTON C. BRAGA 8. Injetor de Sinais JFET Este circuito foi obtido numa publicação inglesa de março de O simples injetor pode ser montado com qualquer JFET comum e gera um sinal que depende de R1 e C1. A alimentação de baixo consumo vem de uma bateria de 9 V. Dependendo do FET pode haver dificuldade para se obter as oscilações. Recomendamos o BF245 ou MPF102. A alimentação também pode ser feita com uma tensão de 12 V. 21

22 BANCO DE CIRCUITOS FETs 9. Chave de Toque Encontramos esta chave de toque num Electronics Handbook de O circuito pode ser montado com relés de 6 ou 12 V, alterando-se para esta tensão a alimentação. O emissor do transistor deve ser ligado ao positivo, o que faltou indicar no esquema original da publicação. O FET pode ser um BF245 ou MPF102. Nunca alimente este circuito com fonte sem transformador, por motivos de segurança. O transistor bipolar que tem o emissor ligado a K1 pode também ser o BC

23 NEWTON C. BRAGA 10.Traçador de Sinais Este seguidor de sinais foi encontrado numa publicação de O FET pode ser o BF245 ou MPF102 e o diodo qualquer um de germânio como o 1N34. O circuito é alimentado por pilhas, pois tem baixo consumo e é ligado à entrada de um amplificador de áudio. Na saída também pode ser ligado um fone de cristal. 23

24 BANCO DE CIRCUITOS FETs 11.Alarme de Aproximação Um toque ou a simples aproximação do sensor (placa de metal) faz com que este circuito emita som cuja frequência é determinada por C2 e ajustada em R6. O circuito é muito sensível e o FET pode ser o BF245. Nunca use fonte sem transformador para alimentar este circuito. O cabo ao sensor deve ser curto. O sensor pode ser uma pequena argola feita com fio rígido ou uma chapinha de metal. Não use cabo com mais de 40 cm para conectar o sensor, pois ele pode captar ruídos que disparariam o circuito de modo errático. Outros amplificadores operacionais podem ser utilizados. 24

25 NEWTON C. BRAGA 12.Sensor de Aproximação Este interessante circuito foi obtido numa Poptronics de Fevereiro de A revista americana não mais existe na sua forma impressa, mas este circuito é ainda viável, pois usa componentes comuns. O transistor bipolar pode ser o BC548 e o FET um BF245. Em lugar do LED pode-se controlar um relé. O circuito não deve ser alimentado por fonte sem transformador. A bobina é formada por 120 espiras de fio 28 em forma de 1 cm com tomada cemtral sem núcleo. Não use cabo com mais de 30 cm para conectar o sensor. O sensor pode ser uma chapinha de metal de 2 a 5 cm ou então uma argola de fio rígido comum. 25

26 BANCO DE CIRCUITOS FETs 13.Voltímetro com FET Este circuito foi obtido numa revista americana Electronics Now de abril de A revista não mais existe, mas o circuito pode ser montado com qualquer JFET comum como o BF245.O circuito permite medir tensões em três faixas com grande impedância de entrada. A alimentação pode ser feita com bateria, pois o consumo é muito baixo. O instrumento também pode ser de 200 ua ou ainda pode ser usada a escala mais baixa de correntes de um multímetro comum. Lembramos que a precisão do circuito depende da tolerância dos resistores de entrada. O trimpot R8 pode ser de 4k7 que é um valor mais comum no nosso mercado. 26

27 NEWTON C. BRAGA 14.Chave de Toque (2) Encontrei este circuito numa Popular Electronics de O circuito pode ser facilmente implementado com qualquer FET de potência e até mesmo um bipolar Darlington, com um resistor de 1k adicional na base. A alimentação pode ser de 6 a 12 V, conforme a carga utilizada. Nunca use fonte sem transformador para alimentar o circuito. Os sensores são duas chapinhas de metal que devem ser tocadas simultaneamente. Outras portas MOS ligadas como inversores podem ser utilizadas neste circuito. 27

28 BANCO DE CIRCUITOS FETs 15.Amplificador de Potência com Um MOSFET Este circuito foi obtido numa revista americana Modern Electronics de 1990, mas ainda é atual e útil. Ele usa um MOSFET para aumentar um sinal de áudio de uma saída de fone, de um MP3, rádio ou outro tipo de fonte de sinal. O transformador pode ser obtido num rádio transistor antigo fora de uso e a alimentação deve ser feita com fonte de 6 a 12 V. O MOSFET de potência pode ser praticamente de qualquer tipo. A corrente deste circuito é da ordem de algumas centenas de miliampères conforme a potência de saída e o ajuste feito em R3. 28

29 NEWTON C. BRAGA 16.Chave de Toque com MOSFET de Potência Este circuito é do meu livro Mechatronics Sourcebook, publicado nos Estados Unidos. Ele mostra como utilizar um MOSFET de potência para comutar uma carga com o toque dos dedos num sensor. Isso é possível graças à elevadíssima resistência de entrada do transistor. O potenciômetro faz o ajuste de sensibilidade e o circuito deve usar fonte com transformador. A capacidade de controle da carga depende apenas do MOSFET usado, normalmente chegando a vários ampères. 29

30 BANCO DE CIRCUITOS FETs 17.Ponte H Híbrida Este circuito para controle de sentido de rotação motores DC com corrente até 500 ma com os BD135/6 e 3 A com os TIP31/2 foi obtido no meu livro Robotics, Mechatronics and Artificial Intelligence, publicado nos Estados Unidos. Os níveis, alto e baixo, baixo e alto, nas entradas determinam a rotação dos motores. Não devem ser aplicados níveis altos simultaneamente nas entradas. Motores de 3 a 15 V podem ser controlados por este circuito. Os níveis de controle nas entradas devem ser complementares, ou seja, 01 e 10. Os FETs de potência devem ter correntes de acordo com os motores controlados. 30

31 NEWTON C. BRAGA 18.Pré-Amplificador de RF Sintonizado Este circuito pode ser usado para amplificar sinais até uns 150 MHz. O JFET pode ser o MPF102 ou BF245 e o circuito de entrada, L e CV, deverá ser sintonizado para a frequência que deve ser amplificada. O tanque de saída pode ser choque ou um resistor de 10 k ohms. Para o caso de um choque ele deve ter uma impedância de pelo menos 5k na frequência que está sendo amplificada. O consumo do circuito é muito baixo. 31

32 BANCO DE CIRCUITOS FETs 19.Regulador de tensão com FET Este circuito é de uma documentação técnica de A corrente de saída máxima é da ordem de 50 ma e o JFET pode ser o BF245 ou MPF102. A tensão de entrada máxima é da ordem de 15 V e o zener determina a tensão de saída. O circuito também pode ser implementado com o BD135 para correntes maiores, até uns 200 ma. 32

33 NEWTON C. BRAGA 20.Memória Capacitiva Este circuito pode memorizar um sinal de entrada na forma de uma carga no capacitor. O tempo de memorização depende da qualidade do capacitor que, preferivelmente deve ser do tipo de poliéster que tem menores fugas. A corrente máxima na carga depende do MOSFET usado. O tempo de memorização também depende do valor do capacitor. O circuito é do livro Robotics, Mechatronics and Artificial Intelligence de Newton C. Braga, publicado nos Estados Unidos. 33

34 BANCO DE CIRCUITOS FETs 21.Amplificador de RF com MOSFET Este circuito amplifica sinais de RF até mais de 100 MHz, podendo ser usado como booster em receptores. Podem ser usados MOSFETs equivalentes. O consumo é muito baixo o que permite a alimentação por bateria. Os capacitores devem ser cerâmicos. Dada a frequência dos sinais amplificados e a sensibilidade do circuito, especial cuidado deve ser tomado com o layout da placa. 34

35 NEWTON C. BRAGA 22.Medidor de Intensidade de Campo Encontramos este circuito numa publicação inglesa de O diodo deve ser preferivelmente de germânio e Q1 pode ser um BF245 ou MPF102. A antena é telescópica e XRF depende da frequência podendo ficar entre 100 uh e 1 mh tipicamente. A alimentação é feita com 9 V e o ajuste de zero é um trimpot de 47k. O indicador é um microamperímetro de 100 a 200 ua de fundo de escala. Pode ser usado também um multímetro na escala mais baixa de correntes. O circuito pode operar com sinais de frequências entre 100 khz e mais de 100 MHz. 35

36 BANCO DE CIRCUITOS FETs 23.Oscilador Pierce a Cristal O circuito apresentado é um oscilador do tipo Pierce que opera na frequência fundamental do cristal. Este circuito emprega um transistor de efeito de campo de junção como o BF245 e pode gerar sinais na faixa de algumas centenas de quilohertz até algumas dezenas de megahertz. Na figura mostramos o circuito que é alimentado com uma tensão de 12 V. O importante neste circuito é que o choque XRF tenha uma reatância elevada na frequência de operação. Os capacitores devem ser cerâmicos. 36

37 NEWTON C. BRAGA 24.VXO VXO é a sigla para oscilador de frequência variável com cristal. Na figura temos um circuito de VXO empregando um FET de junção. Este circuito pode fornecer uma variação de 5 khz numa frequência de 7 MHz. Este circuito deve ser alimentado por uma tensão estabilizada de 9 V e a sintonia é feita pelo indutor variável XL. O consumo é muito baixo e os capacitores devem ser cerâmicos. Circuitos com cristal se instabilizam se oscilarem em frequência que não seja exatamente aquela para o qual foi cortado. 37

38 BANCO DE CIRCUITOS FETs 25.VXO com Grande Faixa de Variação VXO é a sigla para oscilador a cristal de frequência variável. A maioria dos circuitos deste tipo tem uma faixa estreita de ajuste. No entanto, um circuito de VXO de maior faixa de variação é mostrado na figura. Neste circuito temos uma faixa de variações de 15 khz na frequência de 7 MHz. Para isso, XL deve ter sua reatância fixada de tal forma a se obter o máximo de deslocamento de frequência quando C1 for sintonizado na faixa de operação do circuito. Os capacitores utilizados devem ser cerâmicos. O FET também pode ser o MPF

39 NEWTON C. BRAGA 26.Oscilador XTAL de 4 a 20 MHz O circuito da figura opera em frequências de 4 a 20 MHz e utiliza também um FET de junção comum como o BF244 ou BF245. A frequência de operação é a fundamental, e o choque de RF deve ter uma reatância elevada na frequência de operação do circuito. Para a faixa indicada, choques de 100 uf a 1 mh podem ser usados. A faixa de tensões de alimentação deste circuito pode variar entre 5 e 15 V quando então teremos um consumo típico de corrente da ordem de 6 ma. Os capacitores utilizados devem ser cerâmicos. 39

40 BANCO DE CIRCUITOS FETs 27.Oscilador XTAL ajustável Outra configuração de oscilador que pode ser ajustado levemente por meio de um capacitor (Cfb) que pode estar em torno de 100 pf para frequências entre 3,5 e 20 MHz, é mostrada na figura.trata-se de um oscilador Pierce com um transistor de efeito de campo de junção como o BF2456 ou qualquer equivalente que opere na frequência desejada. A alimentação do circuito é feita com 12 V e o consumo é da ordem de alguns miliampères. Os capacitores utilizados devem ser cerâmicos. 40

41 NEWTON C. BRAGA 28.Oscilador XTAL ajustável (2) Ainda para um oscilador que pode ter sua frequência ajustada numa faixa estreita de valores, temos o circuito com transistor de efeito de campo da figura. Este circuito opera no terceiro sobretom do cristal, em frequências de até 50 MHz. Veja que existem duas possibilidades de se fazer a conexão do cristal no sentido de manter a frequência de oscilação nos valores desejados. Os capacitores devem ser todos cerâmicos e para os trimmers valores entre 2-20 e 5-50 pf podem ser utilizados. 41

42 BANCO DE CIRCUITOS FETs 29.Teste de Bobinas e Capacitores Com a ajuda de um gerador de sinais, este circuito possibilita testar indutores e capacitores e eventualmente, através de comparação determinar seus valores. O circuito usa um indicador que pode ser a escala mais baixa de correntes de um multímetro. O MOSFET usado pode ser um BF245 já que o circuito é de uma documentação antiga em que o componente usado não mais existe. A alimentação também pode ser feita com bateria de 9 V e o consumo é muito baixo. Em lugar do instrumento original pode ser utilizada a escala mais baixa de um multímetro comum. O controle de sensibilidade consiste num potenciômetro de 1 M ohms. Valores não padronizados de componentes podem ser substituídos pelos atuais mais próximos. Por exemplo, 470 ohms em lugar de 500 ohms. 42

43 NEWTON C. BRAGA 30.Timer com FET Este temporizador para pequenos intervalos, mas que podem ser aumentados com o aumento de R1, foi obtido numa documentação técnica americana de O MOSFET admite equivalente e a alimentação é dupla. O relé deve ser do tipo reed de alta sensibilidade com uma corrente de disparo de 1 ma. Modificações no circuito podem ser feitas para aceitar componentes mais modernos. O potenciômetro de 50 k de fio pode ser substituído pelo valor atual mais próximo que é de 47k. 43

44 BANCO DE CIRCUITOS FETs 31.Seguidor de Fonte Encontramos este circuito numa documentação de O circuito usa um MOSFET de comporta dupla. O ganho do circuito é próximo de 1, mas a impedância de saída é muito baixa e a de entrada muito alta. Isso significa um bom ganho de potência. Componentes equivalentes podem ser utilizados. O consumo de corrente é 10 ma com alimentação de 18 V. O cabo de sinal de entrada deve ser blindado e a fonte de alimentação deve ter excelente filtragem para que não ocorram roncos. O capacitor de 50 uf pode ser de 47 uf que é o valor comercial atual mais próximo. 44

45 NEWTON C. BRAGA 32.Relé de Aproximação com MOSFET Este circuito foi encontrado numa documentação de Poderemos montá-lo com transistores equivalentes, por exemplo, o BC548 para o bipolar. O componente crítico é a bobina osciladora que pode ser experimentada com espiras de fio 28 num tubo com 1 cm de diâmetro. O relé deve ser do tipo reed de alta sensibilidade com uma corrente de disparo de 1 ma. O potenciômetro de ajuste R2 pode ser de 47 ohms e R3 de 220 ohms, ambos de fio. A antena consiste num pedaço de fio de uns 20 cm de comprimento ou um elo para ser pendurado numa fechadura. Os potenciômetros de ajuste podem ser aproximados para 470 ohms e 220 ohms. 45

46 BANCO DE CIRCUITOS FETs 33.Chave de Toque com MOSFET Este circuito, de uma documentação de 1976, usa um MOSFET de baixa potência de difícil obtenção, mas podem ser usados componentes equivalentes. O circuito aciona um reed relé de alta sensibilidade (1 ma) quando se toca na placa sensora. O circuito é alimentado por uma tensão de 12 V, preferivelmente de bateria. O circuito pode ser adaptado para funcionar com 9 V com um FET comum como o BF245. A placa sensora pode ser de metal de 5 a 10 cm e o fio para sua ligação deve ser curto para que não ocorram instabilidades. 46

47 NEWTON C. BRAGA 34.Disparador Schmitt Este circuito faz uma comutação muito rápida quando recebe um sinal de entrada. O FET pode ser o BF245 e o transistor bipolar o 2N2222. O circuito é de uma antiga publicação de Este circuito pode ser usado para aumentar a velocidade de atuação de sensores. O sinal de entrada é uma tensão de pelo menos 2 V. O cabo de entrada deve ser blindado ou a conexão curta para que não ocorram instabilidades. A tensão de alimentação, na verdade, pode ficar entre 9 e 15 V, conforme a aplicação. 47

48 BANCO DE CIRCUITOS FETs 35.Pré-Amplificador com FET Encontramos este circuito tradicional numa documentação americana de O circuito pode ser montado com FETs mais comuns atualmente como o MPF102 e BF245. O circuito tem elevada impedância de entrada e um ganho de tensão de 10 vezes, com uma sensibilidade de 700 mv para saída. O consumo é muito baixo, da ordem de 0,7 ma apenas. Cabo blindado deve ser usado para os sinais e se for usada fonte, deve ter excelente filtragem para que não ocorram roncos. 48

49 NEWTON C. BRAGA 36.Oscilador de 1 khz por Deslocamento de Fase Este circuito, de uma documentação da Motorola de 1976, utiliza um transistor de efeito de campo comum na época. O mesmo circuito pode ser montado com FETs mais modernos como o MPF106 ou BF245. A frequência depende da rede RC de defasagem. Veja como calcular o circuito para outras frequências na seção de matemática do site do autor. O circuito tem um consumo muito baixo, da ordem de 0,15 ma apenas. O sinal gerado é senoidal. Não use tensão mais baixa na alimentação, pois o circuito pode não oscilar. 49

50 BANCO DE CIRCUITOS FETs 37.Voltímetro de RF Este circuito é de uma publicação de 1978, mas pode ser montado também com o BF245. O instrumento pode também ser a escala mais baixa de correntes de um multímetro. O consumo é muito baixo podendo ser usada uma bateria. Observe que a ponta de prova deve ser ligada via cabo blindado com a malha aterrada. O trimpot de zero pode ser de 2k2 que é valor comercial atual. Pode ser usada uma escala baixa de correntes de um multímetro analógico comum, em lugar do instrumento original. A frequência máxima do sinal analisado é da ordem de 200 MHz. 50

51 NEWTON C. BRAGA 38.Rádio AM com FET Este circuito foi publicado numa Poptronics de janeiro de 2000, mas pode ser montado com facilidade ainda hoje. A bobina consta de espiras de fio 28 ou próximo, num bastão de ferrite de 1 cm de diâmetro por 20 ou mais centímetros de comprimento. O fone deve ser de alta impedância ou piezoelétrico com um resistor de 10k em paralelo. Os capacitores de sintonia podem ser obtidos de rádios AM fora de uso. A antena 1 consiste num fio estendido de pelo menos 5 metros de comprimento e a Antena 2, mais curta. O FET pode ser o BF245. As bobinas podem ser alteradas para permitir que o circuito sintonize estações de ondas curtas. Se for usada fonte, deve ter boa filtragem para que não ocorram roncos. Uma conexão à terra melhora a sensibilidade do circuito. 51

52 BANCO DE CIRCUITOS FETs 39.Controle de Potência Na figura mostramos como ligar um MOSFET de potência na saída de uma função CMOS para controlar uma carga de potência. A tensão da alimentação da carga não precisa ser a mesma do CMOS, mas as fontes dos dois devem ter terra em comum. A corrente máxima da carga depende apenas do transistor usado. Dependendo da potência da carga o transistor deve ser montado em radiador de calor. O circuito também pode ser usado para controlar um relé. O circuito é de um livro de Newton C. Braga. 52

53 NEWTON C. BRAGA 40.Etapa de Potência com MOSFET Este circuito fornece uma boa potência de áudio a partir de um sinal de pelo menos 1 V de amplitude. O MOSFET deve ser dotado de radiador de calor e a fonte deve fornece pelo menos 2 A. MOSFETs equivalentes podem ser utilizados. É conveniente que a fonte tenha boa filtragem para que não ocorram roncos, e se o sinal de entrada for de alta impedância, o cabo deve ser blindado. O rendimento do circuito não é dos mais elevados, o que significa uma corrente de repouso elevada na ausência de sinal. 53

54 BANCO DE CIRCUITOS FETs 41.Oscilador XTAL com FET Este oscilador Pierce com cristal pode empregar qualquer FET mais moderno como o MPF102 ou BF245. A frequência máxima é de uns 30 MHz e a alimentação pode ser feita por tensões de 6 a 9 V. O circuito é de uma documentação da Motorola de O consumo do circuito é muito baixo, da ordem de 2 ma apenas. Os capacitores utilizados devem ser cerâmicos de boa qualidade. 54

55 NEWTON C. BRAGA 42.Rádio AM com Dois FETs Este circuito foi publicado numa Poptronics de janeiro de 2000, mas pode ser montado com facilidade ainda hoje. A bobina L2 consta de espiras de fio 28 ou próximo, num bastão de ferrite de 1 cm de diâmetro por 20 ou mais centímetros de comprimento ou mesmo num tubo de 2 cm sem núcleo. L1 é formada por 20 espiras do mesmo fio sobre L1. O fone deve ser de alta impedância ou piezoelétrico com um resistor de 10k em paralelo. Os capacitores de sintonia podem ser obtidos de rádios AM fora de uso. A antena 1 consiste num fio estendido de pelo menos 5 metros de comprimento e a Antena 2, mais curta. Os FETs podem ser os BF245. Uma boa conexão à terra ajuda a se obter mais sensibilidade. As bobinas também podem ser modificadas para permitir ao receptor captar estações na faixa de ondas curtas. 55

56 BANCO DE CIRCUITOS FETs 43.Receptor Regenerativo As faixas de frequências que este receptor pode sintonizar dependem apenas das bobinas. Para ondas médias L1 deve ter 100 espiras de fio 28 num tubo de 2 cm e L2 10 espiras do mesmo fio sobre L1. O sentido do enrolamento é importante. O transformador T1 é do tipo driver ou saída de rádios transistores e o FET pode ser o MPF102 ou BF245. O consumo do circuito é muito baixo, podendo ser alimentado por uma bateria de 9 V. Deve ser usada uma boa antena e conexão à terra. Os capacitores devem ser cerâmicos. Se o circuito apresentar baixo rendimento inverta L2. 56

57 NEWTON C. BRAGA 44.Chave de Potência MOSFET Com este circuito é possível controlar uma corrente de vários ampères, dependendo de Q1, a partir de um sensor ou interruptor de baixa corrente (2). O circuito funciona com tensões a partir de 6 V e o valor máximo depende apenas do transistor. O resistor em série com R1 depende da tensão para fixar a corrente no sensor ou interruptor. O transistor deve ser dotado de radiador de calor. O circuito é de um livro de Newton C. Braga. 57

58 BANCO DE CIRCUITOS FETs 45.Detector de Produto Este circuito é de uma documentação de 1976, mas pode ser montado com transistores mais modernos como o BF245 e MPF106. O circuito tem um consumo de apenas 1 ma. Sua aplicação é na recepção de sinais de SSB (BLU) fornecendo uma saída de áudio diretamente para um amplificador. O circuito é ligado diretamente à FI e à saída de um gerador de frequência de batimento (BFO). O circuito é projetado para operar com receptores que tenham uma frequência intermediária de 455 khz. O potenciômetro de ganho pode ser de 47k. Os capacitores utilizados devem ser cerâmicos de boa qualidade. 58

59 NEWTON C. BRAGA 46.Receptor Super-Regenerativo com FET Este circuito é de uma documentação técnica de O FET pode ser o MPF102 ou BF245 e a bobina para a faixa de ondas médias consta de 100 espiras de 28 ou próximo tubo de PVC ou papelão de 2 cm de diâmetro. O capacitor variável pode ser obtido de um rádio de ondas médias fora de uso. A saída pode ser num fone de cristal ou piezoelétrico ou aplicada à entrada de um amplificador. A alimentação é de 12 V com consumo de apenas 5 ma. A antena deve ser longa e uma ligação à terra é recomendada. Componentes com valores não padronizados podem ser aproximados para os comuns em nosso mercado. Os capacitores utilizados devem ser cerâmicos e o potenciômetro de fio de regeneração pode ser de 22k, assim como o de volume de 4k7, que são valores atuais padronizados. Uma boa conexão à terra ajuda a obter mais sensibilidade. O circuito pode ser modificado para operar na faixa de ondas curtas, trocando-se a bobina. 59

60 BANCO DE CIRCUITOS FETs 47.Rádio AM com FET Encontrei este circuito numa documentação de O fone deve ser magnético de pelo menos 1k ou cristal (piezoelétrico) com um resistor de 4k7 em paralelo. Os FETs podem ser os BF245 ou outro e a bobina é formada por 80 espiras de fio esmaltado 28 AWG num bastão de ferrite com tomada na 20ª espira para C e 30ª espira para C a partir do lado de terra. O capacitor variável pode ser obtido num radio transistorizado AM fora de uso. Os capacitores devem ser cerâmicos e VR1 pode ser de 4k7 que é um valor padronizado mais fácil de obter. Uma conexão à terra é importante para se obter maior sensibilidade. O circuito pode ser modificado para a recepção de sinais da faixa de ondas curtas. 60

61 NEWTON C. BRAGA 48.Teste de Cristais Este circuito testa cristais de quartzo de frequências entre 100 khz e 10 MHz. O circuito é de uma antiga documentação americana, podendo ser montado com um transistor BF245. O circuito fornece a indicação pelo acendimento da lâmpada de 12 V x 14 ma. Esta lâmpada não é fácil de encontrar, podendo ser substituída por um LED em série com um resistor de 470 ohms. O capacitor C1 pode ser valor padronizado atual cerâmico de 47 pf e o de 250 pf pode ser um de 220 pf. 61

62 BANCO DE CIRCUITOS FETs 49.Galena com FET Pré-Amplificador Este circuito pode funcionar tanto como um receptor de cristal ou de galena com FET pré-amplificador excitando um fone de alta impedância ou piezoelétrico, como ser ligado na entrada de um amplificador, para funcionar como um sintonizador de AM. O FET pode ser o MPF102 ou o BF245 e a bobina consiste em 100 espiras de fio esmaltado 28 ou 30 num cabo de vassoura ou tubo de PVC de 1 polegada com 20 cm de comprimento. O fio é raspado de modo a correr um cursor onde está ligada a antena. O capacitor variável é obtido de um rádio valvulado antigo. A alimentação vem de uma bateria de 9 V. 62

63 NEWTON C. BRAGA 50.Controle de tom com FET Este circuito foi obtido numa revista de A revista não mais existe, mas o circuito pode ser montado ainda tendo como FET o BF245. Este controle de tom tipo Baxandall tem uma elevada impedância de entrada usando poteciômetros lineares. O componente crítico é o potenciômetro com tomada central para os agudos. O consumo é baixo, mas se for usada fonte deve ter excelente filtragem para que não ocorram roncos. Os cabos de sinal devem também ser blindados. Para os componentes podem ser usados valores padronizados mais próximos. 63

64 BANCO DE CIRCUITOS FETs 51.Controle PWM MOSFET e 555 Este circuito foi obtido numa revista americana Modern Electronics de 1990, mas ainda é atual e útil. Ele usa um circuito integrado 555 para gerar um sinal PWM que é aplicado a um motor DC através de um MOSFET de potência. O CI pode ser alimentado por tensões de 5 a 9 V e o motor com tensão separada de acordo com suas necessidades. É conveniente ligar em paralelo com o motor um diodo 1N4002 para se evitar a tensão inversa gerada que pode causar problemas de funcionamento ao FET. O capacitor C1 pode ter seu valor alterado para se obter o que proporcione melhor desempenho sem vibrações do motor. 64

65 NEWTON C. BRAGA 52.Driver de Solenóide Este circuito pode controlar solenóides de correntes cuja intensidade depende apenas do MOSFET usado, mas que pode chegar a vários ampères e sob tensão que também depende desse componente. O circuito pode ser alimentado por tensões de 12 a 50 V e a excitação é feita por uma tensão de pelo menos 2 V. O transistor deve ser montado em radiador de calor, conforme a potência da carga controlada. O circuito é do livro Robotics, Mechatronics and Artificial Intelligence de Newton C. Braga, publicado nos Estados Unidos. 65

66 BANCO DE CIRCUITOS FETs 53.Astável com FET Este circuito foi obtido numa revista americana Electronics Now de abril de A revista não mais existe, mas o circuito pode ser montado com qualquer JFET comum como os BF245. O circuito gera sinais retangulares de frequência que depende dos capacitores usados. A alimentação pode ser feita com bateria, pois o consumo é muito baixo. A frequência pode ser alterada com a troca dos capacitores que não precisam ter os mesmos valores, caso o sinal gerado deva ser assimétrico. 66

67 NEWTON C. BRAGA 54.Rádio AM com FET (2) Este circuito foi publicado numa Poptronics de janeiro de 2000, mas pode ser montado com facilidade ainda hoje. A bobina L2 consta de espiras de fio 28 ou próximo, num bastão de ferrite de 1 cm de diâmetro por 20 ou mais centímetros de comprimento ou mesmo num tubo de 2 cm sem núcleo. L1 é formada por 20 espiras do mesmo fio sobre L1. O fone deve ser de alta impedância ou piezoelétrico com um resistor de 10k em paralelo. Os capacitores de sintonia podem ser obtidos de rádios AM fora de uso. A antena 1 consiste num fio estendido de pelo menos 5 metros de comprimento e a Antena 2, mais curta. O FET pode ser o BF245. As bobinas podem ser alteradas para recepção dos sinais na faixa de ondas curtas. Uma conexão à terra possibilita um aumento da sensibilidade. 67

68 BANCO DE CIRCUITOS FETs 55.Drive de Potência com MOSFET Este circuito foi obtido num manual de eletrônica de semicondutores de potência americano da década de 60. O MOSFET deve ser escolhido de acordo com a carga alimentada, assim como a tensão. O diodo pode ser 1N4004 e os demais componentes são comuns. O MOSFET deve ser montado em radiador de calor. A tensão máxima depende do FET, estando em torno de 30 V para os bipolares usados. 68

69 NEWTON C. BRAGA 56.Timer com FET Este circuito foi achado numa publicação de Podemos usar qualquer JFET como o MPF102 ou BF245. O relé é de 12 V com uma corrente máxima de bobina de 100 ma. Q2 pode ser um BC558. O tempo é dado basicamente por C1 e ajustado em VR1. Capacitores maiores podem ajudar a obter tempos mais longos. O trimpot ou potenciômetro de ajuste pode ser de 2M2 que é um valor padronizado mais fácil de obter. 69

70 BANCO DE CIRCUITOS FETs 57.Temporizador com MOSFET de Potência Fechando e abrindo S1 por um instante para carregar o capacitor, o transistor conduz alimentando a carga. O transistor vai conduzir por um tempo que depende de seu valor e do resistor de 1 a 10 M na comporta. O resistor sem valor é de 10 k ohms tipicamente. O MOSFET deve ser especificado de acordo com a corrente da carga. Este circuito é do livro Mechatronics Sourcebook de Newton C. Braga, publicado nos Estados Unidos. 70

71 NEWTON C. BRAGA 58.Rádio OM e OC com FET Este receptor experimental foi encontrado numa publicação inglesa de Ele pode receber sinais de ondas médias até a faixa de ondas curtas de uns 30 MHz, dependendo da bobina. Essa bobina deve ter de 20 a 100 espiras de fio 28 num bastão de ferrite com tomadas obtidas em posições diversas, de modo a se obter maior rendimento. O fone deve ser de alta impedância ou então piezoelétrico com um resistor de 4k7 em paralelo. Os FETs podem ser os BF494 ou MPF102. Uma boa ligação à terra possibilita a obtenção de um aumento da sensibilidade. A antena deve ser longa com pelo menos 10 m de comprimento. 71

72 BANCO DE CIRCUITOS FETs 59.Eletroscópio O circuito é da revista Hands-On Electronics dos Estados Unidos, edição de fevereiro de A revista não existe mais, mas o circuito pode ser montado como par de transistores BF245. O sensor é uma antena telescópica ou simplesmente um pedaço de fio comum rígido. O ajuste do equilíbrio é feito em R7 e de fundo de escala em R6. Para melhor funcionamento procure um instrumento com zero no centro da escala. A escala baixa de correntes de um multímetro pode ser usada em lugar do instrumento original. Não use fonte de alimentação para este circuito. 72

73 NEWTON C. BRAGA 60.Chave de Toque com MOSFET (2) Encontrei este circuito numa Electronics Experimenter Handbook de O circuito pode ser facilmente montado ainda hoje, pois todos os componentes são comuns. O que ele faz é fornecer um sinal de controle a partir de um toque num sensor. Nunca alimente este circuito com fonte sem transformador. O FET pode ser o BF245 ou MPF102. O cabo do sensor deve ser curto para ao captar sinais que possam instabilizar o circuito. 73

74 BANCO DE CIRCUITOS FETs 61.Oscilador XTAL Harmônico Para uma oscilação numa frequência harmônica daquela do cristal usado, com a possibilidade de variações numa faixa estreita, temos o interessante circuito da figura com base num transistor de efeito de campo de junção. Este circuito também deve operar satisfatoriamente com cristais na faixa de 3,5 a 20 MHz, e o capacitor C2 deve fazer juntamente com L1 a sintonia na frequência da harmônica que se desejar na saída. O circuito deve ser alimentado com 9 V de uma tensão estabilizada e os capacitores de 25 e 100 pf do divisor capacitivo de realimentação eventualmente devem ser alterados conforme a frequência específica de operação, principalmente no caso de frequências mais baixas quando valores maiores devem ser usados no sentido de manter o nível dessa realimentação. 74

75 NEWTON C. BRAGA 62.Amplificador de 125 W com MOSFET Este circuito foi obtido numa revista espanhola Resistor de setembro de Os componentes críticos são os FETs de saída, mas eles podem ser substituídos por pares de mesma corrente atuais. O circuito deve ser alimentado por fonte simétrica de 40 V x 5 A e sua faixa de resposta vai de 5 Hz a 50 khz com 0,5 db. A corrente de repouso é de 75 ma. L1 é formada por 12 espiras de fio 16 numa forma de 1 cm sem núcleo. Dada a potência envolvida, o montador deve ter bastante experiência com o layout de circuitos de alta potência. Trilhas largas para a condução das correntes mais intensas são importantes. 75

76 BANCO DE CIRCUITOS FETs 76

77 NEWTON C. BRAGA 63.Timer com FET e Unijunção Este circuito é de uma documentação técnica de 1982, mas pode ser montado com o BF245 para o FET e qualquer PUT. O circuito aciona um LED no final do tempo programado. O circuito deve ser alimentado com tensões entre 9 e 12 V, e como o consumo é baixo, pode ser usada bateria. Máximo é de 4 minutos obtido com um capacitor de uf para C1. O circuito pode ser modificado para acionar um relé no final da temporização. 77

78 BANCO DE CIRCUITOS FETs 64.Chave de Toque com FET (3) Encontrei este circuito numa Electronics Experimenter Handbook de O circuito pode ser facilmente montado ainda hoje, pois todos os componentes são comuns. O que ele faz é acionar um relé a partir de um toque num sensor. Nunca alimente este circuito com fonte sem transformador. O FET pode ser o BF245 ou MPF102 e a alimentação deve ser feita com tensão de acordo com o relé utilizado. O transistor bipolar pode ser o BC548. Não use fonte sem transformador para alimentar este circuito. O cabo de conexão ao sensor deve ser curto, no máximo com uns 30 cm. 78

79 NEWTON C. BRAGA 65.Amplificador de Alta Potência com MOSFET Este circuito foi obtido numa documentação inglesa de O circuito pode ser montado com MOSFETs de potência equivalentes. Os transistores do par diferencial de entrada PNP podem ser os BC557 e o par NPN os BC547. Para a excitação dos MOPSFETs pode ser usado o BD136 (PNP). A fonte deve ser simétrica e a potência é de algumas dezenas de watts. A corrente da fonte deve ser de pelo menos 3 A. O diodo pode ser o 1N4148 ou equivalente de uso geral. Os resistores de 0,22 ohms são de fio com pelo menos 2 W de dissipação. 79

80 BANCO DE CIRCUITOS FETs 66.Amplificador de 3 W com MOSFET Este amplificador foi obtido numa publicação inglesa de Transistores MOSFETs equivalentes podem ser usados. A potência não é das maiores, mas a qualidade de som é muito boa. A fonte deve fornecer uma corrente de pelo menos 500 ma. O montador deve ter experiência com o layout de placas de circuitos deste tipo. Muito cuidado deve ser tomado com o layout, pois trata-se de circuito crítico sujeito a instabilidades por realimentações indevidas. 80

81 NEWTON C. BRAGA 67.Amplificador de 20 W com MOSFET Este circuito é de um manual baseado em informação de componentes japoneses de Os MOSFETs de potência admitem equivalentes para pelo menos 10 A e devem ser dotados de dissipadores de calor. Os demais transistores também admitem equivalentes. A fonte deve fornecer pelo menos 1 A. O montador deve ter bastante experiência com o desenho de placas de amplificadores deste tipo. 81

82 BANCO DE CIRCUITOS FETs 68.Traçador de Sinais Este circuito é de uma publicação de 1982, mas pode ser montado com o BF245 para Q1 e BC548 para Q2. O fone de cristal pode ser substituído por uma cápsula cerâmica. O circuito possui uma chave seletora de ganho e é alimentado por uma bateria de 9 V. Não alimente este circuito com fonte. O terminal de terra deve ter uma garra para ligar ao terra do equipamento que está sendo analisado. 82

83 NEWTON C. BRAGA 69.Amplificador MOSFET Banda Larga Este circuito é de uma documentação da RCA dos anos 70. O MOSFET de dupla comporta não é muito fácil de obter, mas os demais componentes são comuns. Este circuito tem um excelente ganho numa faixa de frequências que vai até uns 10 MHz. A amplitude do sinal de saída chega aos 1 Vrms. Os componentes podem ser alterados conforme as características desejadas, O consumo é muito baixo, da ordem de 2 ma. 83

84 BANCO DE CIRCUITOS FETs 70.Booster de Palavra Este pré-amplificador para microfone de alta impedância pode dar um bom reforço à palavra falada (faixa de 300 a 3kHz) se o amplificador usado não tiver bom ganho. O circuito é de uma Electronics Hobbyst de 1977, mas pode ser montado com o MPF-102 ou o BF245. O consumo é muito baixo o que torna possível o uso de bateria na alimentação e R4 pode ser de 47k ou100k ohms. Cabos de entrada e saída de sinal devem ser blindados. 84

85 NEWTON C. BRAGA 71.Acendimento Suave com MOSFET Ao se alimentar este circuito acionando S1 a lâmpada acende suavemente num tempo determinado pelo capacitor de 470 nf. O circuito pode funcionar com tensões maiores, de acordo com a lâmpada. O MOSFET deve ser dotado de radiador de calor. A curva de acendimento não é linear, dadas as características dos MOSFETs. O circuito pode ser modificado para operar com outras tensões. 85

86 BANCO DE CIRCUITOS FETs 72.Inversor com MOSFET Este circuito é de uma Poptronics da década de 80, mas pode ser montado com qualquer MOSFET de potência equivalente. Os transistores devem ser dotados de dissipadores de calor e a saída tem uma tensão contínua da ordem de 150 a 300 V dependendo do transformador usado. O primário pode ser de 110 V ou 220 V. Os diodos podem ser os 1N4007. Observamos que a corrente de saída é baixa. A potência de saída dependerá do transformador usado também. 86

87 NEWTON C. BRAGA 73.Oscilador Pierce a Cristal Este oscilador tem sua frequência controlada por cristal podendo ficar entre 100 khz e alguns megahertz. Conforme podemos ver pela figura, o circuito faz uso de um transistor de efeito de campo de junção. O choque de RF é de 1 mh e o transistor de efeito de campo admite equivalentes. A alimentação pode ser feita com tensões entre 9 e 16 volts. Transistores equivalentes como o MPF102 ou BF245 podem ser utilizados. 87

88 BANCO DE CIRCUITOS FETs 74.Oscilador com MOSFET de Dupla Comporta O circuito mostrado na figura se caracteriza pela estabilidade e pelo uso de um componente pouco comum. Esse circuito é capaz de gerar sinais na faixa de 100 khz a 500 khz dependendo apenas do cristal usado. Os valores dos componentes são para uma alimentação de 12 V com o transistor indicado, originalmente fabricado pela RCA. Equivalentes de dupla comporta podem ser experimentados com eventuais alterações nos componentes de polarização. Alterações no resistor de 100 ohms, em série com a alimentação, permitem usar fontes com outras tensões. Lembramos que a corrente drenada pela etapa é da ordem de 8 ma. Isso permite calcular a queda de tensão no resistor. 88

89 NEWTON C. BRAGA 75.Voltímetro com FET Este circuito foi obtido numa revista americana Electronics Now de abril de A revista não mais existe, mas o circuito pode ser montado com qualquer JFET comum como os BF245. O circuito permite medir tensões em três faixas com grande impedância de entrada. A alimentação pode ser feita com bateria, pois o consumo é muito baixo. A precisão do circuito dependerá da tolerância dos resistores de entrada. O instrumento pode ser substituído pela escala mais baixa de correntes de um multímetro comum. 89

90 BANCO DE CIRCUITOS FETs 76.Rádio Regenerativo com FET Este circuito foi publicado numa Poptronics de janeiro de 2000, mas pode ser montado com facilidade ainda hoje. A bobina L2 consta de espiras de fio 28 ou próximo, num bastão de ferrite de 1 cm de diâmetro por 20 ou mais centímetros de comprimento ou mesmo num tubo de 2 cm sem núcleo. L1 é formada por 20 espiras do mesmo fio sobre L1. O fone deve ser de alta impedância ou piezoelétrico com um resistor de 10k em paralelo. Os capacitores de sintonia podem ser obtidos de rádios AM fora de uso. A antena consiste num fio estendido de pelo menos 5 metros de comprimento. O FET pode ser o BF245. Se a sensibilidade for reduzida, inverta a ligação de L1. Uma boa conexão à terra ajuda a obter maior sensibilidade. 90

91 NEWTON C. BRAGA 77.Oscilador até 30 MHz com XTAL O circuito mostrado na figura pode gerar sinais de boa intensidade até uma freqüência de 30 MHz, dependendo apenas do cristal usado e do circuito tanque de saída. O circuito formado por L1 e VC deve ser ressonante na freqüência de operação do circuito. Observamos que os transistores de efeito de campo de junção MF102 e BF245 praticamente têm as mesmas características, mas sua pinagem é diferente. O sinal é retirado por 3 ou 4 espiras de uma bobina enrolada sobre L1. 91

92 BANCO DE CIRCUITOS FETs 78.Oscilador com MOSFET de Dupla Comporta (2) O circuito mostrado na figura se caracteriza pela estabilidade e pelo uso de um componente comum. Esse circuito é capaz de gerar sinais na faixa de 100 khz a 500 khz dependendo apenas do cristal usado. Os valores dos componentes são para uma alimentação de 12 V com o transistor indicado, originalmente fabricado pela RCA. Equivalentes de dupla comporta podem ser experimentados com eventuais alterações nos componentes de polarização. Alterações no resistor de 100 ohms, em série com a alimentação, permitem usar fontes com outras tensões. Lembramos que a corrente drenada pela etapa é da ordem de 8 ma. Isso permite calcular a queda de tensão no resistor. 92

93 NEWTON C. BRAGA 79.Oscilador de Frequência Variável com FET A grande vantagem do circuito mostrado na figura está no fato de que sua freqüência é controlada por uma tensão contínua. Isso permite que o circuito seja usado em conjunto com conversores digitais para analógico (DAC), controlando-se a freqüência quer seja pela saída paralela de um PC como por um microprocessador. O varicap pode ser do tipo duplo como representado no diagrama ou, na sua falta, podem ser usados dois variacaps separados como os BB809 que são relativamente comuns no nosso mercado. Basta ligá-los em oposição. A bobina, formada por 40 espiras de fio 28 num tubo de 1 cm de diâmetro leva o circuito a gerar sinais centralizados aproximadamente em 3,5 MHz. Os capacitores usados no circuito devem ser cerâmicos e o transistor de efeito de campo de junção (JFET) admite equivalente como o MPF102. O circuito pode gerar sinais de até algumas dezenas de megahertz bastando apenas alterar a bobina para a faixa desejada. A largura da faixa varrida depende basicamente das características do varicap usado. 93

94 BANCO DE CIRCUITOS FETs 80.Oscilador com FET de Sobretom O oscilador da figura tem sua freqüência determinada pelo cristal. O valor indicado é 4,5 MHz, mas cristais na faixa de 100 khz a 10 MHz podem ser utilizados. A freqüência do sinal de saída, que pode ser uma harmônica da freqüência do cristal, será sintonizada em L1/CV. A bobina L1, enrolada sobre L1 para acoplamento do sinal deve ser calculada para se obter a impedância desejada. Transistores equivalentes como o MPF102 podem ser usados e o capacitor de 10 nf deve ser cerâmico. Alterações na tensão de alimentação podem ser feitas com mudança de valor do resistor de 100 ohms. 94

95 NEWTON C. BRAGA 81.Oscilador FET de Sobretom (2) Na figura mostramos uma configuração para um oscilador de sobretom controlado por cristal usando um transistor de efeito de campo de junção. A freqüência deste oscilador, que depende do cristal, pode ficar entre 100 khz e 10 MHz tipicamente. Os capacitores devem ser cerâmicos e o transistor de efeito de campo admite equivalente como o MPF

96 BANCO DE CIRCUITOS FETs 82.Oscilador de Frequência Variável (2) O Variable Frequency Oscillator (VFO) ou Oscilador de Freqüência Variável mostrado na figura pode gerar sinais numa faixa de freqüências determinada pela bobina e pelo variável. Para freqüências entre 1 e 5 MHz, por exemplo, o variável pode ser do tipo comum encontrado em receptores de ondas médias e a bobina formada por espiras de fio 28 num bastão de ferrite de 0,8 a 1,0 cm de diâmetro e 12 a 15 cm de comprimento. O circuito pode gerar sinais até perto de 30 MHz, dependendo apenas dos valores dos componentes usados no circuito ressonante. Os capacitores devem ser cerâmicos e o transistor de efeito de campo de junção (JFET) admite equivalentes. 96

97 NEWTON C. BRAGA 83.Voltímetro com FET Este circuito tradicional de voltímetro de alta sensibilidade usando um FET pode empregar o MPF102 ou BF245 em sua versão moderna. O trimpot de ajuste R12 pode ser de 4k7 e R14 de 2k2. Os demais componentes são comuns. O circuito mede tensões em 7 escalas selecionadas por uma chave rotativa. A alimentação do circuito é feita por uma bateria de 9 V e o consumo muito baixo. A precisão do circuito depende da tolerância dos resistores da rede de entrada. O instrumento pode ser substituído pela escala mais baixa de correntes de um multímetro analógico comum. 97

98 BANCO DE CIRCUITOS FETs 84.Receptor Regenerativo AM com FET Este circuito foi obtido numa documentação técnica inglesa de O circuito pode ser montado com facilidade com qualquer JFET como o BF245 e TR2 pode ser um BC548. A saída é para fone de cristal ou piezoelétrico. L1 é formada por 100 espiras de fio 28 num bastão de ferrite de 12 a 20 cm de comprimento e L2 por 5 espiras do mesmo fio. Inverta a ligação de L2 se o circuito apresentar baixo rendimento. C1 pode ser retirado de um velho rádio transistor fora de uso. 98

99 NEWTON C. BRAGA 85.Amplificador de Ganho Constante Este circuito foi obtido numa revista americana Electronics Now de abril de A revista não mais existe, mas o circuito pode ser montado com qualquer JFET comum como os BF245 e os bipolares BC548. Com este circuito temos um controle automático de volume ou volume constante para uma etapa amplificadora. 99

100 BANCO DE CIRCUITOS FETs 86.Pré-Amplificador e Mixer com FET O circuito apresentado consiste num pré-amplificador com duas (ou mais) entradas. A impedância de entrada é elevada e o ganho excelente, com um baixo consumo. A saída é de baixa impedância e até 10 entradas podem ser agregadas ao mesmo circuito. Um resistor de 330 ohms a 570 ohms em série com a fonte pode ajudar a desacoplar o circuito, reduzindo o ruído, se for alimentado por fonte. Os cabos de entrada e de saída devem ser blindados e as conexões entre os componentes devem ser curtas. FETs equivalentes como o BF245 podem ser usados. Circuito semelhante se encontra na seção de circuitos simulados do site. Use apenas fonte de alimentação com excelente filtragem. 100

101 NEWTON C. BRAGA 87.Pré-Amplificador com FET Este circuito tem excelente qualidade de amplificação e alta impedância de entrada. Sua saída excita a maioria dos amplificadores de áudio comum. Veja circuito como este simulado na seção de Circuitos Simulados do site, As conexões de entrada e saída de sinal devem ser curtas ou blindadas. A alimentação pode ser feita com bateria, pois o consumo é muito baixo. Transistores de efeito de campo de junção (JFET) equivalentes podem ser utilizados. 101

102 BANCO DE CIRCUITOS FETs 88.Amplificador com FET Este circuito apresenta um ganho de 21 db e uma elevadíssima impedância de entrada, podendo ser usado como um excelente pré-amplificador de áudio. O consumo é muito baixo e ele pode ser alimentado com tensões de 12 a 15 V tipicamente. Transistores equivalentes como BF245 podem ser utilizados. 102

103 NEWTON C. BRAGA 89.Eletroscópio com MOSFET O 3N128 é um MOSFET ultra sensível que pode ser usado num eletroscópio, conforme mostra o diagrama abaixo. O instrumento é um microamperímetro com zero no centro, mas também pode ser usado um microamperímetro de 200 ua comum. O trimpot ajusta o centro de escala. O sensor consiste numa argola de metal ou esfera de 2 a 5 cm de diâmetro. Nunca toque o objeto carregado no sensor, pois a descarga pode danificar o transistor, se a tensão for elevada. O consumo do circuito é muito baixo, possibilitando sua alimentação por bateria. 103

104 BANCO DE CIRCUITOS FETs 90.Pré-Amplificador com FET (2) Este excelente pré-amplificador tem uma impedância de entrada elevada e opera com sinais de 20 a Hz, com distorção de apenas 0,1%. A alimentação pode ser feita com tensões de 9 V a 12 V e como o consumo é muito baixo, podem ser usadas baterias. Os cabos de entrada e de saída devem ser blindados e transistores equivalentes podem ser empregados. 104

105 NEWTON C. BRAGA 91.Excitador de LED com FET P Este circuito é sugerido pela Texas Instruments consistindo numa fonte de corrente para excitar um LED. O transistor usado é um FET de canal P e a corrente ajustada até 20 ma num trimpot de 250 ohms ou 220 ohms. O circuito é alimentado por uma tensão de 12 V. FETs equivalentes de canal P podem ser usado. 105

106 BANCO DE CIRCUITOS FETs 92.Relé Sensível com MOSFET Encontrei este circuito numa revista Popular Electronics de 1989, que não mais existe. Trata-se de uma etapa excitadora de relé que usa um MOSFET como amplificador, obtendo-se uma grande sensibilidade graças à elevada impedância de entrada. O relé é de 12 V, mas outras tensões podem ser experimentadas, desde que acima de 9 V. Transistor equivalentes são admitidos. 106

107 NEWTON C. BRAGA 93.Pisca-Pisca com MOSFET Encontrei este circuito numa revista Popular Electronics de 1989, que não mais existe. Trata-se de um astável usando dois MOSFETs. A frequência é determinada pelos capacitores que podem ser alterados. As lâmpadas de 12 V podem ter correntes de 100 ma a 1 A. Praticamente qualquer MOSFET de potência pode ser usado. 107

108 BANCO DE CIRCUITOS FETs 94.Pré-Amplificador de Áudio Este simples pré-amplificador com alta impedância de entrada tem aplicações em geral como microfones, transdutores diversos, fontes de sinal de pequena intensidade, etc. Veja seu funcionamento em circuitos simulados. Sua alimentação pode ser feita com tensões de 6 a 15 V, o consumo é muito baixo, o que possibilita o uso de pilhas e baterias, e transistores equivalentes como o BF245 podem ser utilizados. Cabos de entrada e saída de áudio devem ser blindados. 108

109 NEWTON C. BRAGA 95.Sensor de Aproximação Este interessante circuito foi obtido numa Poptronics de Fevereiro de A revista americana não mais existe na sua forma impressa, mas este circuito é ainda viável, pois usa componentes comuns. O transistor pode ser o BC548 e em lugar do LED pode-se controlar um relé. O circuito não deve ser alimentado por fonte sem transformador. A tensão de alimentação pode ser de 12 V e em lugar do LED e resistor R4 podemos ligar um relé. 109

110 BANCO DE CIRCUITOS FETs 96.Voltímetro com FET (2) Este voltímetro analógico, com grande sensibilidade e resistência de entrada, tem uma configuração tradicional encontrada em muitas publicações. O circuito é de uma documentação dos anos 70, mas pode ser montado com facilidade com transistores BF245 ou MPF102. O circuito é alimentado por uma bateria de 9 V com um consumo muito baixo. A precisão do circuito depende exclusivamente da precisão dos resistores usados na entrada do circuito. R1 é na verdade de 2,2 M ohms e não 2 mohms como indicado no original. A precisão depende da tolerância dos resistores de entrada. O trimpot R13 de ajuste pode ser de 4k7, assim como R14 pode ser de 470 ohms que são os valores padronizados atuais. 110

111 NEWTON C. BRAGA 97.Amplificador de Alta Potência (2) Este circuito foi obtido numa documentação inglesa de O circuito pode ser montado com MOSFETs de potência equivalentes. Os transistores do par diferencial de entrada. A fonte deve ser simétrica e a potência é de algumas dezenas de watts. Este circuito exige grande experiência do montador quanto ao layout da placa de circuito impresso. 111

112 BANCO DE CIRCUITOS FETs 98.Adaptador de Alta Para Baixa Impedância Encontramos este circuito numa Electronics Hobbyst de O circuito é indicado para adaptar a impedância de um microfone de alta à entrada de baixa de um amplificador. O FET admite equivalente como o MPF102 e BF245. A alimentação é feita por uma única pilha AAA ou AA, já que o consumo da unidade é extremamente baixo. Cabos de entrada e saída de sinais devem ser blindados. 112

113 NEWTON C. BRAGA 99.Seguidor de Sinais Este circuito foi encontrado numa edição de 1987 da revista Hands On Electronics dos Estados Unidos. A revista não mais existe, mas o circuito pode ser montado com facilidade. Este circuito é um amplificador de baixa potência com saída para um amplificador funcionando num seguidor de sinais. O FET pode ser o BF245. Os diodos podem ser osw 1N34 ou qualquer de germânio. Use apenas bateria para alimentar o circuito, já que o consumo é muito baixo. 113

114 BANCO DE CIRCUITOS FETs 100.Mixer com FET (2) O mixer com FET (1) desta série usava um único FET para amplificar e misturar os sinais de todas as entradas. Este mixer é mais elaborado, pois usa um FET para cada entrada e um FET final como driver para saída. Desta forma, muitos outros canais de entrada podem ser agregados com uma impedância de entrada muito maior. O circuito tem bom ganho e a impedância elevada de entrada, dadas as características dos FETs. Equivalentes aos FETs usados como os BF245 podem ser usados. A alimentação deve ser excelente filtragem e os cabos de entrada e saída de sinais devem ser blindados, para que não ocorram problemas de zumbidos. 114

115 NEWTON C. BRAGA 101.Oscilador Ponte de Wien com FET Encontrado numa Hands On Electronics de 1995, este circuito gera um sinal senoidal cuja frequência depende de C1 e C2. Veja na seção de matemática para eletrônica como calcular estes componentes assim como R1 e R2 para outras faixas de frequências. A alimentação pode ficar entre 6 e 12 V. O FET pode ser o MPF102 ou BF245 e outros operacionais podem ser empregados. A amplitude do sinal de saída depende da tensão de alimentação. 115

116 BANCO DE CIRCUITOS FETs TESTANDO FETs COM O MULTÍMETRO Não é preciso dizer que, sabendo usar, o multímetro consiste num instrumento universal de teste capaz de ajudar na avaliação do estado de uma infinidade de componentes. No entanto, para que o multímetro mostre toda sua utilidade é preciso saber usá-lo. Assim, no teste de certos componentes como MOSFETs é preciso ter alguns cuidados no procedimento de teste e é justamente disto que falaremos neste artigo. Obs: Veja mais nos nossos livros da série Como Testar Componentes e também Os Segredos no Uso do Multímetro. Os transistores de efeito de campo podem ser de dois tipos: enriquecimento e depleção, cujos símbolos são mostrados na figura 1. Nos dois tipos, a corrente entre o dreno e a fonte é controlada pela tensão aplicada à comporta (gate). Observe que, 116

117 NEWTON C. BRAGA em alguns casos um quarto terminal, ligado ao substrato é acrescentado. Se bem que seu comportamento elétrico num circuito seja o mesmo, o modo de testá-los é diferente. Podemos usar para o teste desses componentes multímetros comuns digitais analógicos numa escala R x 100 e medir a resistência entre os seus terminais. Os procedimentos com a interpretação dos resultados são dados a seguir: MOSFET de Depleção Usando um ohmímetro na escala R x 100 meça a resistência entre o dreno e a fonte nos dois sentidos, ou seja, primeiro faça uma leitura e depois nova leitura invertendo as pontas de prova conforme mostra a figura

118 BANCO DE CIRCUITOS FETs As duas leituras de resistência nesta prova devem ser iguais. Depois, ligue a ponta de prova positiva do multímetro na comporta. Agora, encoste a ponta negativa inicialmente no dreno, medindo a resistência gate-dreno e depois no terminal de fonte, medindo a resistência gate-fonte, conforme mostra a figura

119 NEWTON C. BRAGA As duas leituras devem ser de resistências próximas do infinito, ou seja, circuito aberto. Se o transistor tiver um terminal de substrato, ligue a ponta preta no terminal de substrato. Meça a resistência entre o substrato e o dreno e, além disso, entre o substrato e a fonte. A resistência medida deve ser infinita, conforme mostra a figura

120 BANCO DE CIRCUITOS FETs Invertendo as pontas de prova nas duas medidas anteriores deve-se encontrar uma baixa resistência, alguma coisa em torno de 1 k ohms. MOSFET de Enriquecimento Novamente, com o multímetro na escala de resistência Ohms x 100, meça a resistência entre o dreno e a fonte nos dois sentidos, conforme mostra a figura

121 NEWTON C. BRAGA As duas medidas devem indicar uma resistência extremamente alta, próxima do infinito. Depois, conecte a ponta de prova positiva do multímetro no terminal de comporta do transistor. Com a ponta negativa meça a resistência entre o gate e o dreno e entre on gate e a fonte. As duas resistências, conforme mostra a figura 6, devem indicar uma resistência infinita. 121

122 BANCO DE CIRCUITOS FETs Desligue o terminal negativo da comporta e ligue-o ao terminal de substrato. Medindo a resistência entre este terminal e dreno e depois fonte, as leituras devem ser resistência infinita. Agora, ligue a ponta de prova positiva ao substrato e meça a resistência entre o dreno e o substrato e depois entre a fonte e o substrato. As duas resistências devem ser infinitas. Invertendo as pontas de prova deveremos ter uma medida de baixa resistência, da ordem de 1 k ohms. Resultados Diferentes Para todos os testes uma leitura de resistência baixa onde deveria ser alta indica um transistor em curto. Uma resistência da 122

123 NEWTON C. BRAGA ordem de algumas centenas de quilohms ou alguns megohms onde deveria ser muito alta indica um transistor com fugas. Observamos também que a baixa resistência, indicada nos testes, pode ter valores diferentes dos indicados, conforme o tipo de componente. Uma resistência muito alta, onde deveria ser baixa, indica um transistor aberto. Veja que estes são testes estáticos, nada revelando sobre o fato do transistor estar funcionando ou não. Ele indica apenas que a estrutura do componente não está danificada. 123

124 BANCO DE CIRCUITOS FETs CONHEÇA O MOSFET Os transistores de efeito de campo não são componentes novos. Na verdade, em teoria foram criados antes mesmo dos transistores comuns bipolares. No entanto, com a possibilidade de se obter este dispositivo na versão de alta potência, o MOSFET se tornou um componente extremamente popular que já começa a ser o preferido em muitas aplicações. Neste artigo falaremos do MOSFET comum, seu princípio de funcionamento e algumas aplicações práticas, deixando para o futuro a abordagem da sua versão de potência que exige um espaço maior. Os transistores de efeito de campo diferentemente dos transistores bipolares comuns são típicos amplificadores de tensão e não de corrente. Enquanto a corrente de coletor de um transistor comum é função da corrente de base, num transistor de efeito de campo, a corrente de dreno é função da tensão de comporta, conforme indica a figura

125 NEWTON C. BRAGA MOSFET é a abreviação de Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor ou Transistor de Efeito de Campo de Óxido de Metal Semicondutor. Na figura 2 temos uma estrutura simplificada de um MOSFET. Uma fina película de óxido de metal isola a região de comporta da região do canal que liga o dreno à fonte. Dependendo da polaridade dos materiais semicondutores usados podemos ter MOSFET de canais N ou P, conforme mostram os símbolos da figura 3. O eletrodo ligado ao substrato normalmente nas aplicações comuns é unido ao eletrodo de fonte, se bem que existam aplicações que exijam transistores em que este eletrodo seja polarizado de forma independente. 125

126 BANCO DE CIRCUITOS FETs Para usar o transistor de efeito de campo de canal N o circuito básico é o mostrado na figura 4. Com uma tensão nula de comporta a corrente de dreno tem um valor que depende da tensão de alimentação até o ponto de saturação. Para cortar a corrente de dreno a comporta deve ficar negativa em relação à tensão de fonte. Tanto mais negativa ela fica menor é a corrente que pode fluir entre o dreno e a fonte conforme mostra o gráfico junto à figura. Observe que estas curvas são bastante semelhantes as obtidas com válvulas (principalmente os tipos pentodo) e que polarizando o componente na sua região linear ele se torna um excelente amplificador de sinais. TIPOS Além dos tipos de comporta única, os MOSFETs comuns podem ser encontrados nas versões de comporta dupla com o símbolo mostrado na figura

127 NEWTON C. BRAGA Como estes componentes podem operar com frequências bastante altas, os tipos de comporta dupla se prestam a operação como misturadores de sinais. Levando-se em conta que os MOSFETS são bastante sensíveis as descargas estáticas, o manuseio deve ser feito com muito cuidado no sentido de não se tocar na comporta sob pena de danificar de modo irreversível o componente. O que ocorre é que a descarga "fura" a finíssima camada de óxido que isola a comporta do canal, tornando o componente imprestável. Os tipos comuns são protegidos contra este problema com a inclusão na própria pastilha de diodos de proteção, conforme mostra a figura

128 BANCO DE CIRCUITOS FETs A característica de elevadíssima impedância de entrada dos MOSFETs os torna ideais para inúmeras aplicações que envolvam a amplificação de pequenos sinais de áudio até frequências relativamente elevadas. As aplicações que daremos a seguir podem ser elaboradas em função de tipos comuns como os da RCA ou ainda 3N187 e equivalentes da série 3N. 128

129 NEWTON C. BRAGA CIRCUITOS PRÁTICOS 102.AMPLIFICADOR DE BANDA LARGA O circuito mostrado na figura 7 pode amplificar sinais que vão desde a faixa de áudio até 10 MHz. A faixa muito larga de frequências de operação e sua impedância de entrada da ordem de 1 M ohms o torna ideal como etapa de entrada para instrumentos tais como frequencímetros ou mesmo osciloscópio. A intensidade máxima do sinal de entrada (a partir do qual temos a saturação) é da ordem de 100 mvrms. A amplitude máxima do sinal de saída é de 1 Vrms. O indutor que serve de carga para a saída é ajustado para se obter com o trimmer o ganho máximo do circuito na 129

130 BANCO DE CIRCUITOS FETs frequência de 10 MHz, mas dependendo da aplicação estes componentes podem ser alterados. Observe que uma das comportas tem uma polarização fixa dada por R2 e R3 de modo a levar o componente a uma corrente de repouso ideal para a aplicação. 103.SEGUIDOR DE FONTE Um seguidor de fonte é um amplificador que tem um ganho de tensão unitário, porém uma elevadíssima impedância de entrada e uma impedância muito baixa de saída. O circuito da figura 8 mostra uma aplicação deste tipo que pode ser considerada equivalente ao seguidor de tensão normalmente feito com amplificadores operacionais. Neste caso a amplitude máxima do sinal de entrada antes do qual se obtém a saturação é da ordem de 2 volys e a amplitude máxima do sinal de saída é da ordem de 1,5 Vrms. Dentre as aplicações recomendadas para este circuito podemos citar o casamento de impedância de fontes de sinais de áudio como, por exemplo, microfones. 130

131 NEWTON C. BRAGA 104.PROVADOR DE BOBINAS E CAPACITORES O circuito da figura 9 é uma ponte que serve tanto para medida de capacitâncias como indutâncias e faz uso de um transistor de efeito de campo MOS de canal duplo alimentado por uma tensão de 9 V. O princípio de funcionamento é simples: aplica-se o sinal de um gerador de sinais na entrada (a frequência vai depender da ordem de grandeza da indutância ou da capacitância medida normalmente ela estará entre 20 Hz e 20 khz para medidas de capacitância entre 50 nf e uf e indutâncias entre 5 mh e 6000 Hz com os valores de capacitância e indutância de referência usados. O procedimento para uso na medida de capacitância é o seguinte: a) Capacitância * Ligue o gerador de sinais na entrada do circuito: quanto menor o capacitor mais elevada deve ser a frequência usada. * Ligue o capacitor aos terminais de prova. * Coloque a chave S1 na posição C. * Acione a alimentação e o gerador. * Vá ajustando a frequência do gerador até obter uma deflexão do ponteiro indicador em determinado instante. Ajuste a sensibilidade caso não seja possível detectar esta deflexão ou tente nova faixa de frequências. * Leia a frequência no gerador e calcule a capacitância pela fórmula: C = 1/(0,0395 x f x f) Esta fórmula é válida para o caso de L1 ser de 1 mh. b) Capacitância * Ligue o gerador de sinais na entrada. Observe que maior indutância significa a escolha inicial de frequências mais baixas. * Ligue o indutor nos terminais de prova. 131

132 BANCO DE CIRCUITOS FETs * Coloque a chave S1 na posição L. * Ligue a alimentação e o gerador de sinais. * Vá ajustando a frequência até obter uma deflexão do ponteiro do instrumento indicador. Se isso não ocorrer ajuste a sensibilidade e/ou mude a faixa de frequências. * Anote a frequência em que o salto da agulha ocorrer e aplique a fórmula seguinte para calcular a indutância: L = 1/(0,39 x f x f) (os valores são para um capacitor C2 de 10 nf e a indutância é obtido em microhenry). CONCLUSÃO Os circuitos que vimos são apenas exemplos de aplicação dos transistores de efeito de campo MOS de comporta dupla de baixa potência. Existem muitas possibilidades de uso para este componente com características excepcionais. Lembramos que existem diversos circuitos integrados de amplificadores operacionais que incorporam nas suas etapas de entrada estes transistores e que, portanto podem ser utilizados em circuitos equivalentes. 132