Transistor de Junção Bipolar (TJB) Estrutura simplificada. Estrutura comum (dispositivo assimétrico!) Electrónica 1

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1 Transstor de Junção Bpolar (TJB) Estrutura smplfcada Estrutura comum (dspostvo assmétrco!)

2 Condução na Zona Actva BE Drectamente polarzada BC Inversamente polarzada Só se consderam correntes por dfusão; desprezamse correntes de derva BE-corrente consste de duas componentes: Electrões do emssor para a base; lacunas da base para o emssor. Emssor muto mas dopado que base e base de muto menor dmensão: movmento de electrões domnante. Os electrões njectados na base são portadores mnortáros (base tpo P) Os electrões njectados dfundem-se pela base na drecção do colector. O nº de electrões que se recombnam na base é reduzdo.

3 Condução na Zona Actva BE Drectamente polarzada BC Inversamente polarzada Só se consderam correntes por dfusão; desprezamse correntes de derva BC está polarzada nversamente: os electrões que não se recombnam na base atravessam a junção BC e são colectados no colector, orgnando a corrente de colector. Esta corrente depende prncpalmente de v BE = + E C B varação lnear: C (sempre) = β (só na Z. actva) B

4 V CC =5V ( a) Andar de Emssor Comum (exemplo) v = 0.2V v 0.2V Corte I B = 0; C = 0; vc = vce = VCC R C C = VCC R C =1kW (b) vi = 1.7V vbe 0.7V Condução: Sat.?Z.Actva? R Hpótese: Z.Actva C = βb = 2mA B =50kW vc = vce = VCC R C C= 3 V Confrma hp.? Z.A. VCC 0.2 Hpótese: Sa t. vce 0.2V C = = 4.8mA RC b=100 C > βb = 2mA Confrma hp.? Sat ( c) vi = 5V vbe 0.7 V Condução: Sat.?Z.Actva? analógco : amplfcador Hpótese: Z.Actva C = βb = 8.6mA dgtal: nversor vc = vce = VCC R C C= 3.6 V Confrma hp.? Z.A. transstor não lnear mas VCC 0.2 Hpótese: Sat. vce 0.2V C = = 4.8mA aproxmadamente lnear, em cada zona. RC < 0.7V Corte C < βb = 8.6mA Confrma hp.? Sat vbe C = βb Z.Actva 0.7V Condução vce 0.2V Saturação BE

5 Andar de Emssor Comum Crcuto analógco básco

6 Andar de Emssor Comum Crcuto analógco básco v O PFR: O que sucede se o PFR estver em V I =0V ou V I =5V? v I Snas = varações de tensão v = A v O { v ganho de tensão I AMPLIFICADOR snas fracos: troço lnear v O proporconal v I

7 Andar de Emssor Comum Crcuto dgtal básco Se v I = 0V (0 lógco) v O = 5V (1 lógco) Se v I = 5V (1 lógco) v O 0V (0 lógco) INVERSOR NOR

8 Andar de Emssor Comum Análse gráfca ( v ) Caracter. do transstor C CE v BE = cte. V = R + v CC C C CE C CE recta de carga = 0 v = V ; v = 0 = V / R CC CE C CC C

9 Andar de Emssor Comum nomenclatura Snas = varações de tensão snas fortes: troço não lnear dstorção snas fracos: troço lnear (sempre Z.Actv a) v = V + v BE BE be v = V + v CE CE ce { C = I { C + { c valortotal valor emrepouso ( componentecontínua) valorncremental ( componentevar ável ) V, V, IC ponto func. repouso BE CE v = v, v = v, = sna l be BE ce CE c C

10 Polarzação establzada Parâmetros do transstor (ex. β)têm elevada dspersão. Interessa I C bem defndo para garantr PFR estável. I I R V I C E E BE C (realmentação negatva devda a R ) aumenta pouco E

11 Polarzação establzada VBB + IERE + VBE + IBRB = 0 V BB» BB VBE V vbe I I E E = IB = RE + RB /( β + 1) RE» RB /( β + 1) β + 1 mas R baxo maor consumo, R menor V» v V alto I R alto ampltude v alta V alto B BB BE BB E ce CE I R A = g R = R I Como C C v m C C VT V = I R + V + I R CC E E CE C C E alto I R V V V I R V C escolhe-se E E CC CE CC C C CC

12 Polarzação establzada IE I = ; V = V + I R β + 1 B C BE B B VCC VBE V = I R + V + I R IE = I R + R /( β + 1) CC E C BE B B C C B se R /( β + 1)«R fca pouco sensível a varações de B C β I V, V I C CE BE C (realmentação negatva devda a R ) B

13 Andar de Emssor comum C1, C2 Cond. de acoplamento Curto crcuto na banda de passagem CE Cond. de contorno (" bypass")

14 Andar de Emssor Comum v R = = rπ // R // R G m o = = v v 0 = 0 = vo Av = = gm( ro // RC) v o v R = = r // R o o o C Electrónca o v1= 0 g m

15 Andar de Emssor Comum com degeneração de emssor C1, C2 Cond. de acoplamento Curto crcuto na banda de passagem CE Cond. de contorno (" bypass")

16 Andar de Emssor Comum com degeneração de emssor v v = r π + R ( + β ) R = = rπ + (1 + β) R b E b b E v β β gm occ = Gv m = βb = β Gm = = R R r + (1 + β) R 1+ g R π E m E (se β»1)

17 Andar de Emssor Comum com degeneração de emssor [ ] v = r g v v x o2 x m2 π2 π2 v = ( r // R ) π2 π1 E v R = = r [ 1 + g ( r // R )] + r // R x ox o2 m2 π1 E π1 E x «r [ 1 + ( // )] R r g r R ox o2 m2 π1 E x o