Eletrônica Volume 2

500 Pages·2016·15.97 MB·Portuguese

by  Albert Paul Malvino

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A ALBERT MALVINO | DAVID BATES DA
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B AL VOLUME II 8ª EDIÇÃO
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e RT Eletrônica IDER CONHEÇA TAMBÉM
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t AL VOLUME II 8ª EDIÇÃO A M ALEXANDER & SADIKU
V TA Eletrônica Fundamentos de circuitos elétricos, 5.ed.
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O clássico Malvino está de volta, em edição totalmente revisada. Entre as novidades, temas como LED de alta I DINIZ, P. S. R & COLS.
ô | D intensidade e MOSFETs de potência e introdução a sistemas eletrônicos de maior complexidade. Destinado N Processamento digital de sinais: projeto e análise de sistemas, 2.ed.
A O
aos alunos que estão começando o estudo de eletrônica linear, este livro-texto tem como pré-requisitos
V

I disciplinas que abordam circuitos CC/CA, álgebra e um pouco de trigonometria. FOWLER, R.
n D
B A edição brasileira está dividida em dois volumes. No Volume I são tratados os conceitos fundamentais da E Fundamentos de eletricidade, 7.ed. Vol. 1 e 2
A
T eletrônica; no Volume II, a aplicação de tais conceitos em dispositivos e circuitos eletrônicos mais avançados
FRANCO, S.
i E e amplamente utilizados na indústria.
S l Projetos de circuitos analógicos discretos e integrados
c
e
FRENZEL JR., L. E.
a NOVIDADES Eletrônica moderna: fundamentos, dispositivos, circuitos e sistemas
t Fundamentos da comunicação eletrônica: linhas, micro-ondas e antenas, 3.ed.
Fundamentos da comunicação eletrônica: modulação, demodulação e
• Novas seções sobre LED de alta intensidade e como estes dispositivos são controlados para
r recepção, 3.ed.
fornecer iluminação eficiente.
• Reguladores de tensão de três terminais como parte de um bloco funcional de sistema de
HAYT JR., W. H. & COLS.
alimentação são abordados previamente no texto, ao invés de serem deixados para o final da ô
Análise de circuitos em engenharia, 8.ed.
obra, como ocorre com outros textos.
• Introdução aos sistemas eletrônicos de maior complexidade.
MONK, S.
• Mais conteúdo sobre amplificadores de múltiplos estágios relacionados a blocos de circuito que n
30 projetos com Arduino, 2.ed.
formam um sistema.
Programação com Arduino: começando com sketches
• Material adicional sobre MOSFETs de potência.
Programação com Arduino II: passos avançados com sketches
• Mais conteúdo sobre amplificadores classe D, incluindo a aplicação do amplificador classe D na i
forma de circuito integrado monolítico. c
NAHVI & EDMINISTER
• Atualizações sobre chaveamento de fontes de alimentação.
Circuitos elétricos, 5.ed.
a
O’MALLEY, J.
Este livro-texto é indicado para cursos técnicos em eletrônica e telecomunicações, cursos de
Análise de circuitos, 2.ed.
nível tecnológico em eletrônica e para cursos de graduação em engenharias elétrica, eletrônica, de
telecomunicações, de automação e controle.
PERTENCE JR., A.
Amplificadores operacionais e filtros ativos, 8.ed.
VOL. II
PETRUZELLA, F.
VOLUME II 8ª ED.
Eletrotécnica I e II
8ª EDIÇÃO
SADIKU, M. N. O. & COLS.
Análise de circuitos elétricos com aplicações
ÁREA DO PROFESSOR
SCHULER, C.
Professor, acesse o site do Grupo A Eletrônica I e II, 7.ed.
A Bookman Editora é um dos selos editoriais do em loja.grupoa.com.br, busque pela
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ELETRÔNICA TOKHEIM, R.
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Fundamentos de eletrônica digital, 7.ed. Vol. 1 e 2
acadêmica e profissional. O Grupo A Educação ter acesso ao Manual de soluções, Test
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loja.grupoa.com.br
M262e Malvino, Albert.
Eletrônica [recurso eletrônico] / Albert Malvino, David
J. Bates ; tradução: Antonio Pertence Jr. – 8. ed. – Porto
Alegre : AMGH, 2016.
v. 2.
Editado como livro impresso em 2016.
ISBN 978-85-8055-593-6
1. Engenharia elétrica. 2. Eletrônica. I. Bates, David J.
II. Título
CDU 621.38
Catalogação na publicação: Poliana Sanchez de Araujo – CRB10/2094
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Tradução:
Antonio Pertence Jr
Engenheiro Eletrônico e de Telecomunicação (PUC-MG)
Mestre em Engenharia Mecânica (UFMG)
Especialista em Processamento de Sinais pela Ryerson University, Canadá
Membro da Sociedade Brasileira de Eletromagnetismo
Professor da Universidade FUMEC
Versão impressa
desta obra: 2016
2016
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Obra originalmente publicada sob o título Electronic Principles, 8th Edition
ISBN 9780073373881 / 0073373885
Original edition copyright ©2015, McGraw-Hill Global Education Holdings, LLC. All rights reserved.
Portuguese language translation copyright ©2016, AMGH Editora Ltda., a Grupo A Educação S.A. company.
All rights reserved.
Tradutor da 7a edição: José Lucimar do Nascimento
Gerente editorial: Arysinha Jacques Affonso
Colaboraram nesta edição:
Editora: Denise Weber Nowaczyk
Capa: Maurício Pamplona (arte sobre capa original)
Imagem da capa: Alex Yeung/Shutterstock
Editoração: Clic Editoração Eletrônica Ltda.
Reservados todos os direitos de publicação, em língua portuguesa, à
AMGH EDITORA LTDA., uma parceria entre GRUPO A EDUCAÇÃO S.A. e McGRAW-HILL EDUCATION
Av. Jerônimo de Ornelas, 670 – Santana
90040-340 Porto Alegre RS
Fone: (51) 3027-7000 Fax: [phone]
Unidade São Paulo
Rua Doutor Cesário Mota Jr., 63 – Vila Buarque
01221-020 São Paulo SP
Fone: (11) 3221-9033
SAC 0800 703-3444 – www.grupoa.com.br
É proibida a duplicação ou reprodução deste volume, no todo ou em parte, sob quaisquer
formas ou por quaisquer meios (eletrônico, mecânico, gravação, fotocópia, distribuição na Web
e outros), sem permissão expressa da Editora.
IMPRESSO NO BRASIL
PRINTED IN BRAZIL
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Dedicatória
O livro Eletrônica, 8ª ed., é
dedicado a todos os estudantes
que estão se esforçando para
Albert P. Malvino atuou como técnico de eletrônica quando
aprender os fundamentos e
serviu na Marinha dos Estados Unidos de 1950 a 1954. Ele se
princípios da eletrônica.
formou na University of Santa Clara Summa Cum Laude em
1959 com graduação em Engenharia Elétrica. Durante os cinco
anos seguintes, trabalhou como engenheiro eletrônico nos
Laboratórios Microwave e na Hewlett-Packard enquanto obtinha
seu mestrado (MSEE - Master of Science in Electrical Engineering)
na San Jose State University em 1964. Ele ensinou no Foothill
College pelos quatro anos seguintes e foi reconhecido como
membro da National Science Foundation em 1968. Após obter o
Ph.D. em Engenharia Elétrica pela Stanford University em 1970,
Dr. Malvino iniciou uma carreira de escritor em tempo integral.
Ele escreveu 10 livros-texto que foram traduzidos para 20 línguas
estrangeiras em mais de 108 edições. Dr. Malvino foi consultor e
criou circuitos microcontroladores para o SPD-Smart Windows.
Além disto, ele desenvolveu um software educacional para
técnicos e engenheiros em eletrônica. Ele também atuou na
Diretoria da Research Frontiers Incorporated. Seu endereço
eletrônico é www.malvino.com.
David J. Bates é professor adjunto no Departamento de
Tecnologias Eletrônicas no Western Wisconsin Technical
College localizado em La Crosse, Wisconsin. Juntamente com
o trabalho como técnico em manutenção eletrônica e técnico
em engenharia elétrica, ele tem mais de 30 anos de experiência
como professor.
Suas credenciais incluem graduação em Tecnologia Eletrônica
Industrial, em Educação Industrial e mestrado (M.S. Master of
Science degree) em Educação Vocacional/Técnica. Certificados
incluem um certificado A+ como técnico de Hardwares,
bem como certificado em Técnica Eletrônica (CET Certified
Electronics Technician) pela ETA-I (Electronics Technicians
Association International) e pela ISCET (International Society of
Certified Electronics Technicians). Atualmente, David J. Bates
é administrador de certificações para a ETA-I e ISCET e atuou
como membro da Junta Diretora da ISCET, atuando também
como perito em eletrônica básica para a NCEE (National Coalition
for Electronics Education).
David J. Bates é também co-autor de Basic Electricity, um manual
técnico-laboratorial elaborado por Zbar, Rockmaker e Bates.
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Agradecimentos
•
A produção da oitava edição do livro Eletrônica envolve o esforço combinados de
um time de profissionais.
Agradeço a todos da McGraw-Hill Higher Education que contribuíram para
esta edição, especialmente a Raghu Srinivasan, Vincent Bradshaw, Jessica Portz e
Vivek Khandelwal. Um agradecimento especial também a Pat Hoppe cujo critério,
revisão cuidadosa e um enorme trabalho relacionados aos arquivos do MultiSim
foi uma contribuição significativa para este livro. Agradeço a todos cujos comen-
tários e sugestões foram extremamente valiosos no desenvolvimento desta edição.
Isto inclui a todos que dispenderam seu tempo para responder e levantar dados
para o desenvolvimento do manuscrito e aqueles que cuidadosamente revisaram
novamente o material. Cada inspeção e revisão foi cuidadosamente examinada e
contribuiu enormemente para esta edição. Valiosas contribuições foram obtidas de
professores de eletrônica dos Estados Unidos e de revisores internacionais. Ainda,
as revisões e contribuições de organizações certificadoras da área da eletrônica,
incluindo a CertTEC, a ETA International, a ISCET e a NCEE, foram muito posi-
tivas. Aqui está uma lista dos revisores que ajudaram a fazer esta edição compre-
ensiva e relevante.
Revisores desta edição
Reza Chitsazzadeh Chueh Ting
Community College of Allegheny County New Mexico State University
Walter Craig John Veitch
Southern University and A&M College SUNY Adirondack
Abraham Falsafi KG Bhole
BridgeValley Community & Technical University of Mumbai
College Pete Rattigan
Robert Folmar President
Brevard Community College International Society of Certifi ed
Robert Hudson Electronics Technicians
Southern University at Shreveport Steve Gelman
Louisiana President of National Coalition for
John Poelma Electronics Education
Mississippi Gulf Coast Community
College
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Prefácio
•
A oitava edição de Eletrônica continua sua tradição como uma introdução clara e
aprofundada aos circuitos e dispositivos semicondutores eletrônicos. Este livro é
destinado aos estudantes que estão iniciando o estudo de eletrônica linear. Os pré-
-requisitos são disciplinas que tenham abordado circuitos CA/CC, álgebra e um
pouco de trigonometria.
Este livro aborda as características essenciais dos dispositivos semiconduto-
res, além de testes e circuitos práticos nos quais eles são encontrados. Por meio de
conceitos explicados de forma clara, coloquial e fáceis de ler, o texto estabelece a
base necessária para a compreensão do funcionamento e verificação de defeitos
dos sistemas eletrônicos. Todos os capítulos contêm exemplos práticos de circui-
tos, aplicações e exercícios.
Novidades desta edição
A revisão proposta da oitava edição teve como base o retorno de professores de
eletrônica, profissionais da área e organizações certificadoras, juntamente com
uma extensa pesquisa, e inclui os seguintes aprimoramentos e modificações:
• Material adicional sobre características das luzes LED
• Novas seções sobre LEDs de alta intensidade e como estes dispositivos são
controlados para fornecer iluminação eficiente
• Introdução aos reguladores de tensão de três terminais como parte de um blo-
co funcional de sistema de alimentação previamente no texto
• Rearranjo e condensação de seis para quatro capítulos sobre o transistor de
junção bipolar (TJB)
• Introdução aos Sistemas Eletrônicos
• Mais conteúdo sobre amplificadores de múltiplos estágios relacionados a blo-
cos de circuito que formam um sistema
• Material adicional sobre “MOSFET’s de potência”, incluindo:
• Estruturas e características dos MOSFET’s de potência
• Exigências técnicas para interface e acionamento de MOSFET’s
• Chaves para cargas
• Circuitos de Meia-Ponte e Ponte-Completa em H
• Introdução à modulação de largura de pulso (PWM) para o controle da
velocidade de motores
• Mais conteúdo sobre Amplificadores Classe D, incluindo a aplicação do am-
plificador Classe D na forma de circuito integrado monolítico
• Atualizações sobre Chaveamento de Fontes de Alimentação
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viii Prefácio
Material para o professor
O professor interessado em acessar material exclusivo deste livro deve acessar o
site do Grupo A em www.grupoa.com.br, buscar pela página do livro, clicar em
“Material para o professor” e cadastrar-se. Lá estarão disponíveis os seguintes
recursos (em inglês):
• Manual do professor, com soluções dos problemas do livro
• Apresentações em Power Point para todos os capítulos
• Test banks com questões de revisão adicionais para cada capítulo
• Arquivos de circuitos do Multisim
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Sumário
•
Volume II
•
Capítulo 14 Efeitos de frequência 568
14-1 Resposta em frequência de um 14-8 Efeito Miller 596
amplifi cador 570 14-9 Relação tempo de subida-largura de
14-2 Ganho de potência em decibel 575 banda 599
14-3 Ganho de tensão em decibel 579 14-10 Análise de frequência de
14-4 Casamento de impedância 581 estágios TJB 602
14-5 Decibéis acima de uma 14-11 Análise de frequência em
referência 584 estágios FET 609
14-6 Gráfi cos de Bode 586 14-12 Efeitos de frequência em circuitos
com dispositivos de montagem em
14-7 Mais gráfi cos de Bode 590
superfície (SMDs) 615
Capítulo 15 Amplifi cadores diferenciais 624
15-1 Amplifi cador diferencial 626 15-5 Ganho em modo comum 647
15-2 Análise CC de um amp-dif 629 15-6 Circuitos integrados 651
15-3 Análise CA de um amp-dif 634 15-7 Espelho de corrente 654
15-4 Características de entrada de um 15-8 Amp-dif com carga 656
amp-op 640
Capítulo 16 Amplifi cadores operacionais 666
16-1 Introdução aos amp-ops 668 16-5 Duas aplicações de amp-ops 691
16-2 Amp-op 741 670 16-6 CIs lineares 695
16-3 Amplifi cador inversor 680 16-7 Amp-ops como dispositivos de
16-4 Amplifi cador não inversor 686 montagem em superfície 701
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x Sumário
Capítulo 17 Realimentação negativa 710
17-1 Quatro tipos de realimentação 17-5 Amplifi cador VCIS 723
negativa 712 17-6 Amplifi cador ICIS 725
17-2 Ganho de tensão de um VCVS 714 17-7 Largura de banda 727
17-3 Outras equações para VCVS 716
17-4 Amplifi cador ICVS 721
Capítulo 18 Circuitos lineares com amp-op 740
18-1 Circuitos amplifi cadores 18-6 Circuitos amplifi cadores
inversores 742 somadores 763
18-2 Circuitos amplifi cadores não 18-7 Reforçadores (boosters) de
inversores 744 corrente 768
18-3 Circuitos inversores/não 18-8 Fontes de corrente controladas por
inversores 748 tensão 770
18-4 Amplifi cadores diferenciais 753 18-9 Controle automático de ganho 775
18-5 Amplifi cadores de 18-10 Operação com fonte simples 777
instrumentação 759
Capítulo 19 Filtros ativos 788
19-1 Respostas ideais 790 19-7 Filtros passa-baixas VCVS de
19-2 Respostas aproximadas 793 componentes iguais 822
19-3 Filtros passivos 805 19-8 Filtros passa-altas VCVS 826
19-4 Estágios de primeira ordem 809 19-9 Filtros passa-faixa MFB 829
19-5 Filtros passa-baixas VCVS de segunda 19-10 Filtros rejeita-faixa 833
ordem e ganho unitário 813 19-11 Filtros passa-todas 835
19-6 Filtros de ordem maior 819 19-12 Filtros biquadrático e de variável de
estado 840
Capítulo 20 Circuitos não lineares com amp-op 850
20-1 Comparadores com referência 20-6 Conversão de forma de onda 873
zero 852 20-7 Geração de forma de onda 877
20-2 Comparadores com referência 20-8 Outro gerador de onda
diferente de zero 859 triangular 880
20-3 Comparadores com histerese 864 20-9 Circuitos com diodo ativo 881
20-4 Comparador de janela 869 20-10 Diferenciador 885
20-5 Integrador 870 20-11 Amplifi cador classe D 887
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