Introdução Teórica aula 9: Transistores

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1 Introdução Teórica aula 9: Transistores Definição de Transistores de Junção Bipolar Os Transistores de Junção Bipolar (TJB) são dispositivos não- lineares de 3 terminais construídos com base em duas junções PN: Os TJBs podem ser de 2 tipos (NPN ou PNP): Transistor do tipo NPN Transistor do tipo PNP Tal como os diodos, os transistores são fabricados com materiais semiconductores, normalmente o silício. Emissor e coletor não devem ser trocados entre si. Aplicação das Leis de Kirchhoff nos TJBs Os sentidos indicados para as tensões e correntes nos TJBs são os sentidos convencionais (ou sentidos positivos). 1/8

2 Aplicação das Leis de Kirchhoff nos TJBs Modo de operação Polarização da junção BE Polarização da junção BC Aplicação típica Corte Inversa Inversa Portas lógicas Zona Ativa Direta Inversa Amplificadores Saturação Direta Direta Portas lógicas Polarização direta: diodo em condução (V D=V ON). Polarização inversa: diodo cortado (V D < V ON). Características na Zona Ativa Esquema equivalente de um transistor na zona ativa: Todas estas equações são validas apenas na zona ativa. 2/8

3 Equações A curva característica V CE- I C do TJB: 3/8

4 4/8

5 Roteiro laboratório aula 9: Transistores Objetivos Introduzir conceitos básicos sobre transistores (transistor bipolar de junção) Aprender a montar circuitos com transistores Observar o funcionamento do transistor como chave Lista de material Osciloscópio, gerador de sinais e multímetro Resistores de diversos valores Transistores BC546 ou equivalente Roteiro da experiência 1) Considere o circuito abaixo, onde V CC = 5V e R C = 1kΩ. VCC RC A RB T1 a) Identifique no circuito acima os 3 terminais do transistor: base (B), emissor (E), coletor (C). Rotule também as tensões V BE (base- emissor) e V CE (coletor- emissor), assim como as tensões V!! (queda de tensão no resistor R B) e V!! (queda de tensão no resistor R C). b) Monte o circuito, usando R B = 10kΩ. c) Varie o resistor R B (utilizando também os valores de 470kΩ e 1MΩ ) e preencha a tabela 1. (Obs: tome cuidado para não confundir V!! com V BE, ou V!! com V CE.) Considere também o caso (última linha da tabela) em que o terminal A de R B é desconectado da fonte e ligado diretamente ao terra (V BE = 0). d) Baseado nos resultados acima, identifique na tabela 1 as situações nas quais o transistor está cortado, saturado ou na região ativa. e) Estime o valor de β (ganho de corrente). (Dica: lembre que, na região ativa, I! βi!.) 2) Considere o circuito abaixo, onde R C = 220Ω, R B = 10kΩ e V CC = 5V. a) Monte o circuito. A tensão produzida pelo gerador de sinais (VG1) deve ser uma onda quadrada com V min = - 5V e V max = 5V e frequência de 10Hz. 5/8

6 VCC RC RC LED1 + LED2 RB T1 RB T2 VG1 b) Explique por que os LEDs piscam. Para construir sua explicação, siga os passos a seguir: i) Considere um dos semiciclos da tensão no gerador de sinais; ii) Determine se o transistor T1 está cortado ou saturado; iii) Substitua T1 por um modelo equivalente; iv) Determine se o transistor T2 está cortado ou saturado; v) Substitua T2 por um modelo equivalente; vi) Repita para o outro semiciclo de tensão. (Dica: para analisar o que acontece com o primeiro LED, é suficiente considerar o segundo R B como um circuito aberto; esta aproximação é válida pois R B possui um valor relativamente alto, e portanto a corrente que o atravessa é muito pequena comparada com a corrente mínima de funcionamento do LED.) 6/8

7 Aluno(a):. Matrícula: Data: / / Turma: Nota: Tabela 1 I B = V!! /R B V BE I C = V!! /R C V CE Região R B = 10kΩ R B = 470kΩ R B = 1MΩ V BE = 0V 0A Questão 1.e) Questão 2.b) 7/8

8 Questão de preparação Discorra sobre a história do transistor e a importância dessa descoberta na engenharia. 8/8

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