Plano de Aula. 1 Diodos. 2 Transistores Bipolares de Junção - TBJ. 3 Transistores de Efeito de campo - FETs. 4 Resposta em Frequência

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1 Plano de Aula 1 Diodos 2 Transistores Bipolares de Junção - TBJ 3 Transistores de Efeito de campo - FETs 4 Resposta em Frequência 5 Projeto - Fonte automática de tensão regulável Prof. Dr. Baldo Luque (UFAC) 1 semestre de 2016 Julho / 76

2 História É um dispositivo de estado sólido de três terminais. Primeiro transistor desenvolvido pela Bell Telephone Laboratories. Este transistor foi apresentado em novembro de 1947 nos Laboratórios da Bell Telephone por seus inventores William Shockley, Walter H. Brattain e Jhon Bardeen e que rendeu um premio Nobel anos mais tarde. Prof. Dr. Baldo Luque (UFAC) 1 semestre de 2016 Julho / 76

3 História O Transistor vem a substituir as válvulas termoionicas que consumiam muita energia, tinham muito baixo rendimento e funcionavam com tensões da ordem das centenas de Volts. Prof. Dr. Baldo Luque (UFAC) 1 semestre de 2016 Julho / 76

4 Tipos de Transistor NPN PNP A nível de estrutura elas possuem três camadas de material semicondutor dopado de modo a formar junções. Prof. Dr. Baldo Luque (UFAC) 1 semestre de 2016 Julho / 76

5 Representação Elétrica I E = I B + I C V BE = 0, 7 V Como I B << I E I E I C C=Coletor B=Base E = Emissor Prof. Dr. Baldo Luque (UFAC) 1 semestre de 2016 Julho / 76

6 Curva Característica do Transistor TBJ tipo NPN Prof. Dr. Baldo Luque (UFAC) 1 semestre de 2016 Julho / 76

7 Parâmetros do TBJ Alfa (α).- Este parâmetro vem a relacionar os valores das correntes I C e I E α = I C I E onde : α = {0, 9 0, 998} ou α 1 = I C I E Beta (β).- Relaciona os valores de corrente I C e I B. Chama-se também, parâmetro de amplificação do Transistor. β = I C I B onde : β = {50 500} assim I E =(β + 1) I B Na folha de dados dos fabricantes o fator "β" é lido como "h FE " Prof. Dr. Baldo Luque (UFAC) 1 semestre de 2016 Julho / 76

8 Parâmetros do TBJ Em geral: O TBJ atua como um amplificador de corrente junto com alguns outros dispositivos de modo a operar adequadamente. Um amplificador TBJ possui respostas em CC e CA. A análise em CC normalmente se conhece como polarização em CC. Prof. Dr. Baldo Luque (UFAC) 1 semestre de 2016 Julho / 76

9 Análise por reta de carga Esta técnica usa as curvas características do transistor e a equação do circuito coletor para determinar um dos possíveis pontos de operação Q. Prof. Dr. Baldo Luque (UFAC) 1 semestre de 2016 Julho / 76

10 Análise por reta de carga Exemplo7.- Determine a reta de carga para o circuito mostrado. Prof. Dr. Baldo Luque (UFAC) 1 semestre de 2016 Julho / 76

11 Análise por reta de carga Usando a segunda lei de Kirchoff. V CC = I B RB + V BE I B = V CC V BE R B V CC = I C R C + V CE V CE = V CC I C R C I C = V CC V CE R C Prof. Dr. Baldo Luque (UFAC) 1 semestre de 2016 Julho / 76

12 Análise por reta de carga Assumindo que: I C = 0 ma V CE = 0 V V CC = I C R C + V CE V CE IC =0 = V CC V CC = I C R C + V CE I C VCE =0 = V CC R C Prof. Dr. Baldo Luque (UFAC) 1 semestre de 2016 Julho / 76

13 Análise por reta de carga Prof. Dr. Baldo Luque (UFAC) 1 semestre de 2016 Julho / 76

14 Análise por reta de carga Deslocamento da reta de carga.- Realiza-se mudando o valor da fonte de alimentação V CC. Prof. Dr. Baldo Luque (UFAC) 1 semestre de 2016 Julho / 76

15 Análise por reta de carga Inclinação da reta de carga.- Realiza-se variando o valor da resistência R C e mantendo a tensão de alimentação constante. Prof. Dr. Baldo Luque (UFAC) 1 semestre de 2016 Julho / 76

16 Análise por reta de carga Exemplo8.- Dado o circuito a seguir, determine a reta de carga eoponto de operação para um β = 100, R B = 500 K Ω, R C = 3 K Ω e V CC = 15 V. V CC = I B R B + V BE V CC = I C R C + V CE Prof. Dr. Baldo Luque (UFAC) 1 semestre de 2016 Julho / 76

17 Análise por reta de carga V CC = I B R B + V BE 15 = I B (500K )+0, , 7 I B 500K I B = 28, 6 μa V CC = I C R C + V CE 15 =(2, 86m)(3K )+V CE V CE = 15 8, 58 V CE = 6, 42 V β = I C /I B I C = 100(28, 6x10 6 ) Para: I C = 0 A I C = 2, 86 ma V CEmax = V CC = 15 V Para: V CE = 0 V I Cmax = V CC R C = 15 3K = 5 ma Prof. Dr. Baldo Luque (UFAC) 1 semestre de 2016 Julho / 76

18 Análise por reta de carga Prof. Dr. Baldo Luque (UFAC) 1 semestre de 2016 Julho / 76

19 Análise por reta de carga Exercício7: Dado a reta de carga e o ponto de operação do circuito. Determine os parâmetros R C e R B do circuito anterior, se β = 230. Prof. Dr. Baldo Luque (UFAC) 1 semestre de 2016 Julho / 76

20 Circuito com polarização fixa Esta configuração fixa a corrente de base I B para uma dada resistência de base, R B. Prof. Dr. Baldo Luque (UFAC) 1 semestre de 2016 Julho / 76

21 Circuito com polarização fixa Exemplo9.- Calcule: I BQ, I CQ, V CEQ, V B, V C e V BC do circuito. Para R B = 240 K Ω, R C = 2, 2 K Ω, β = 50 e V CC = 12 V. I BQ = V CC V BE R B = 12 0, 7 240K I BQ = 47, 08 ma I CQ = β I BQ = 50(47, 08x10 6 )=2, 35 ma V BC = V B V C V BC = 0, 7 6, 83 = 6, 13 V V CEQ = V CC I C R C = 12 2, 35m(2, 2K )=6, 83 V V B = V BE = 0, 7 V V C = V CE = 6, 83 V Prof. Dr. Baldo Luque (UFAC) 1 semestre de 2016 Julho / 76

22 Técnicas de polarização Polarização fixa; Polarização estável do emissor; Polarização por divisor de tensão; Polarização com realimentação de tensão; Configurações mistas; Estabilização da polarização. Prof. Dr. Baldo Luque (UFAC) 1 semestre de 2016 Julho / 76