2. Dispositivos Semicondutores: Transistor Bipolar de Junção

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1 2. Dispositivos Semicondutores: de Junção Professor: Vlademir de Oliveira Disciplina: Eletrônica

2 2.2. de Junção Aplicações dos Transistores - Região de corte e saturação: transistor como chave - Região ativa: amplificador transistorizado Essas aplicações se estendem também para os transistores de potência e FET.

3 2.2. de Junção Operação do TBJ Os materiais P e N são fabricados com dopagens diferente e tamanhos diferentes para facilitar a operação nas regiões típicas. Existem três regiões de operação para o TBJ. Transistor operando na região ativa

4 2.2. de Junção Operação do TBJ Quando a junção emissor-base é polarizada diretamente e a junção basecoletor reversamente os portadores majoritário do emissor atravessam o transistor. sso ocorre devido a injeção de portadores na base que serão minoritários na junção base-coletor e poderão atravessar. Sentido real da corrente = + E B

5 2.2. de Junção Operação do TBJ Semelhante à corrente S do diodo o transistor bipolar também tem uma corrente de portadores minoritários, chamada de corrente de fuga O. A corrente de coletor é portanto composta pela soma das duas correntes. = + maj. O min. Sentido real da corrente

6 2.2. de Junção Transistor PNP e NPN Os transistores PNP e NPN operam de forma igual, porém com polarizações invertidas. A utilização de cada um ficará evidente durante o estudo das configurações de amplificadores.

7 2.2. de Junção Região ativa ou linear É a região onde as características de x B são aproximadamente lineares e possibilita o transistor ser empregado na amplificação. Região ativa junção base-emissor polarizada diretamente e junção basecoletor polarizada reversamente

8 2.2. de Junção Região de corte Ocorreocortedacorrentedecoletor,ouseja 0ou = O. Região de corte ambas junções polarizadas reversamente

9 2.2. de Junção Região de saturação Nessa região a corrente de coletor é aumentada drasticamente com o aumento da tensão entre coletor e emissor. A tensão V E 0 e o comportamento é semelhante a um curto-circuito. Região de saturação ambas junções polarizadas diretamente

10 2.2. de Junção onfigurações de polarização Existem três configurações de polarização de transistores, os quais possuem aplicações diferentes devido a singularidade de cada uma. base-comum emissor-comum coletor-comum

11 2.2. de Junção αe β As correntes de portadores majoritários é relacionada por dois parâmetros chamados α e β. α D = maj. Emaj. α A = E α = α D = α A = α + E BO α E

12 2.2. de Junção αe β De forma semelhante, β é aproximado para relação entre as correntes totais e B. β B varia (emissor-comum) B BO ( α ) = α B BO α = α BO, p/ B = 0 EO = 1 α

13 2.2. de Junção urva do transistor urva emissor-comum A curva do transistor mais utilizada é a família de curvas obtidas de x V E na configuração emissor-comum, parametrizadas pelas correntes de base.

14 2.2. de Junção urva do transistor urva emissor-comum As características x V BE variam comamudançadev E.

15 2.2. de Junção urva do transistor urva emissor-comum A equação de x V BE na região ativa pode ser aproximada como: S e V V Tk, sendo Vt = k BE t 26 mv Devido à operação do transistor em corte e saturação e alguns efeitos, como o efeito Early e de ruptura, a característica de x V E apresenta comportamentos diferentes, definidas como regiões de operação.

16 2.2. de Junção Efeito Early Devido ao alargamento da região de depleção com o crescimento do VE, ocorre que a corrente de coletor exibe uma variação aproximadamente linear: S e V V BE t 1 V + V E A

17 2.2. de Junção Ruptura Para valores grandes da tensão de V E ocorre a ruptura da junção B por efeito avalanche. Valores típicos estão em torno de 50V.

18 2.2. de Junção Limites da Operação Regiões de operação Existem três regiões de operação para o transistor: corte, saturação eativa.

19 2.2. de Junção Limites da Operação Limites da operação Para o transistor funcionar como amplificador ele precisa operar na região ativa. Além disso existem outros limites da operação do transistor: -orrentemáximadecoletor( ) -Potênciamáxima(P máx ) -TensãoV E máxima