UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA ELETRÔNICA 1 - ET74C Prof.ª Elisabete Nakoneczny Moraes

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1 UNSDAD TNOLÓGA FDAL DO PAANÁ DPATAMNTO AADÊMO D LTOTÉNA LTÔNA 1 T74 Prof.ª lisabete Nakoneczny Moraes Aula 14 POLAZAÇÃO D TANSSTO D JUNÇÃO POLA uritiba, 3 maio de ONTÚDO DA AULA 1. SÃO 2. POLAZA O TJ 1. Polarização Fixa 2. Polarização stável do missor 3. Polarização por Divisor de Tensão 4. Polarização com ealimentação 3. XÍOS 03 Mai 17 AT14 Polarização D TJ 2 1

2 1evisão: funcionamento N P FONT D ONT DPNDNT N Portadores majoritários do emissor adentram na base estes portadores assumem a condição de portadores minoritários que ultrapassam a camada de depleção da J resultando no efeito correspondente ao da geração de portadores e consequente amplificação da corrente. 03 Mai 17 AT14 Polarização D TJ 3 1evisão: pinagem por analogia por diodos Não há indicação de j Não há indicação de j Há indicação de j Há indicação de j NÃO há indicação de j NÃO há indicação de j 26 Abr 17 AT12 Modos Operação TJ 4 2

3 1evisão: configurações de operação Determinada pelo terminal do TJ que é comum a entrada e saída do sinal. 03 Mai 17 AT14 Polarização D TJ 5 1evisão: modos de operação do TJ onforme a polarização das junções e, temse um dos seguintes modos de operação: Modo de operação Junção ase missor Junção ase oletor Saturação Direta Direta orte eversa eversa Ativo ou Amplificação Ativo reverso Direta eversa eversa Direta Função no circuito have eletrônica controle pelo terminal de base. OPAÇÃO DSTA ON & OFF Amplificador de pequenos sinais β>>1 β<1 Sem aplicação prática! () () () epresentação simplificada =emissor comum =coletor comum () 03 Mai 17 AT14 Polarização D TJ 6 3

4 1evisão: representação dos modos de operação na curva característica saída *AMPLFADO *HA LTÔNA ONTOL On Off Ponto Quiescente: urva característica x eta de carga do circuito saturação amplificação corte 03 Mai 17 AT14 Polarização D TJ 7 1evisão: ponto de operação Q Ponto de operação ou quiescente: análise gráfica em que as informações são obtidas pelo cruzamento da curva característica de saída do TJ em conjunto com a reta de carga do circuito elétrico em questão e que determina o ponto de operação ou quiescente do TJ. iv) Ponto Quiescente i) urva característica de saída do TJ urva característica eta de carga ii) ircuito sob análise iii) eta de arga = 0 = 0 b b c c cc cc bb bb 03 Mai 17 AT14 Polarização D TJ 8 4

5 saturação 02/05/ Mai 17 AT14 Polarização D TJ 9 2Polarizar o TJ (polarização D) álculo de níveis apropriados de tensões e correntes no transistor para que o componente opere (ponto quiescente) na região de corte ou saturação ou amplificação. OMO HA OMO AMPLFADO Q Q Q Q Q Q Q Q Q. 0 corte 03 Mai 17 AT14 Polarização D TJ 10 5

6 2ircutos de polarização Há 4 formas básicas para polarizar o transistor: 1)Polarização fixa (oylestad seção 4.3) 2)Polarização estável do emissor cc (oylestad seção 4.4) cc Utiliza poucos componentes; Se a temperatura,,. Se a temperatura,,,. A interferência da temperatura, pode levar o tjb a saturação ou corte, distorcendo o sinal de saída. Usado em circuitos digitais. levada estabilidade; ariações da temperatura, são compensadas pelo e ; 03 Mai 17 AT14 Polarização D TJ 11 2ircutos de polarização 3)Polarização por divisor de tensão (oylestad seção 4.5) cc 1 4)Polarização D com realimentação de tensão (oylestad seção 4.6) cc ' = ' levada estabilidade; A combinação 1 e 2, mantém a polarização no ponto correto de operação. eúne as vantagens das polarizações anteriores Usa apenas uma fonte. Autopolarização: manutenção das tensões sobre o TJ conforme as variações da corrente. 03 Mai 17 AT14 Polarização D TJ 12 6

7 2.1ircuito polarização FXA (oylestad seção4.3) out ircuito equivalente para a análise D o capacitor é um circuito aberto! in 1 e 2 : capacitores de acoplamento: evitam que sinais de tensão D existentes no sinal de entrada, afetem a polarização estabelecida no circuito. 1: acopla in ao amplificador 2: acopla sinal amplificado à carga 03 Mai 17 AT14 Polarização D TJ polarização FXA análise de malhas ircuito sob análise Malha asemissor Malha oletormissor 1 Potência do coletor P. onde : 0,7 03 Mai 17 AT14 Polarização D TJ 14 omo = 0, temse: 0 omo =0, temse: 0 7

8 2.1ircuito polarização FXA reta de carga quação da malha de saída: Para =0 Para c=0 0 0mA 0 03 Mai 17 AT14 Polarização D TJ DFNÇA? ircuito polarização FXA c TJ (a) (b) 03 Mai 17 AT14 Polarização D TJ 16 8

9 2.2polarização STÁL (oylestad seção4.4) Malha asemissor 0 mas ( 1) 03 Mai 17 AT14 Polarização D TJ polarização STÁLmalha baseemissor esistor de emissor refletido para a malha de entrada (i): Usando as equações anteriores para reescrever a equação da malha base emissor somente em função da corrente : ( 1) ( 1) 0 ( 1) i 03 Mai 17 AT14 Polarização D TJ 18 9

10 2.2polarização STÁLmalha coletoremissor apacitor de missor () ou de desacoplamento: Assegura o aterramento do emissor para sinais alternados Mai 17 AT14 Polarização D TJ polarização divisor de tensão (oylestad seção 4.5) cc cc th th th th 03 Mai 17 AT14 Polarização D TJ 20 10

11 2.3polarização divisor de tensão (oylestad seção 4.5) UTO QUALNT D THÉNN a) Determinação de th 1 1 =? esistência equivalente de Thévenin (th) Olhase para dentro do circuito partir dos pontos que se quer saber a th (no caso 1 e 2), com *FT curtocircuitadas e *F abertas. 2 Th Mai 17 AT14 Polarização D TJ polarização divisor de tensão: th b) Determinação de th Tensão de Thévenin (th) 1 É a tensão nos pontos 1 e 2 quando estiverem abertos. mpregando divisor de tensão:. 2 Th O circuito equivalente para a malha 1,2 para o TJ polarizado por divisor de tensão resulta em: Th ( 1) Th 03 Mai 17 AT14 Polarização D TJ 22 11

12 2.3 polarização ALMNTAÇÃO (oylestad seção4.6) na condução, na queda sobre e na tensão de coletor ; A da tensão no coletor é percebida na base através de ; A da tensão na base, a polarização direta J, a corrente, compensando o efeito provocado pelo da corrente de coletor ' e ( ) 03 Mai 17 AT14 Polarização D TJ ircuito polarização FXA (ex oylestad 4.1) Determine as quantidades indicadas para a configuração abaixo apresentada. a)q e Q b)q c) e d) 03 Mai 17 AT14 Polarização D TJ 24 12

13 3.2ircuito polarização FXA (ex oylestad 4.3) Dada a reta de carga do circuito e o ponto Q, determine os valores de cc, c e b para a polarização fixa do TJ. Do circuito temse 03 Mai 17 AT14 Polarização D TJ polarização estável oylestad a) c) Tensão reversa, como prevista!! 03 Mai 17 AT14 Polarização D TJ 26 13

14 3.4xercício do SDA 4.1 p. 222 O TJ da fig 4.11 (a) tem = 100 e exibe = 0,7, quando c= 1mA. Projete o circuito de modo que uma corrente de 2mA circule pelo coletor, sendo a tensão c=5. 1)A corrente de coletor é definida pelo, que nesse caso é calculada por: k 2m ma 03 Mai 17 AT14 Polarização D TJ 27 2) isto que =0,7 quando c = 1mA, o valor de para c= 2mA é calculado empregando a expressão do modelo do TJ para grandes sinais: 0,7 1m T 25m e Se S s 6, , 717 c a)alor de para =2m com o valor de s calculado, empregando a mesma formulação: A 3.5xercício do SDA 4.2 p. 228 onsidere o circuito mostrado na figura 4.16(a), que está redesenhada na figura 4.16(b). Desejase todas as tensões nodais e correntes nos ramos. Supor = = = ==40,7 =3,3 2=/ 3,3/3,3k =1mA 3a= = /( 1) = 100/101 0,99 3b= = 0.99 (1m) =0,99mA 4 = = 10(0,99. 4,7k) =5,3 5 = c = (1 0,99)m = 0,01mA 03 Mai 17 AT14 Polarização D TJ 28 14

15 3xercícios do cap 4 do oylestad 03 Mai 17 AT14 Polarização D TJ 29 3xercícios do cap 4 do oylestad 03 Mai 17 AT14 Polarização D TJ 30 15

16 3xercícios propostos diversos 1) Tendo como base a figura ao lado, calcule a corrente de base, supondo = 10 e =100kohms. (:93uA) 2) Tendo como base o mesmo circuito da figura anterior, calcule a corrente de base, a corrente de coletor supondo = 2 e =100kohms. (:13uA. 1,3mA) 3) Tendo como base a figura acima, calcule a tensão entre o coletor e o emissor, sabendo que a corrente do coletor é 1mA, a resistência do coletor é 3,6kohms, quando a tensão de alimentação do coletor é 10. Qual é a potência? (: =6,4, P=6,4mW). i v. i v P. i 4) Qual é a potência dissipada por um transistor cuja corrente de coletor é 100mA, e a tensão entre coletor e emissor é 3,5? (: 0,35W) 03 Mai 17 AT14 Polarização D TJ 31 3xercícios propostos diversos 5) A tensão no emissor do circuito da fig. abaixo é igual a 0,7. Se = 50, calcule,, e c (: 0,93mA, 18,2uA, 0,91mA e 5,45) xercício 4.8 Sedra 6) O circuito da fig. abaixo indica uma medida em =1 e = 1,7. Determine a o valor de e. Qual é a tensão esperada em? (: 0,994, 165, e 1,75) xercício 4.9 Sedra xercícios do oylestad 6ª edição, p. 142,: nº: 1, 2 (:3,2m, 1,87k, 282,5k, 6), 3, 6 (:29,18u, 2,92m, 8,6, 13, 5,11, 4,41), 7, 8 (: 153,4, 17,7, 745k), 12 (: 21,4u, 1,71m, 7,98, 9,16, 1,18, 1,88), 13, 14 (:2m, 2,42, 16, 8,18, 3,12, 33,85k) 03 Mai 17 AT14 Polarização D TJ 32 16

17 3xercícios SDA cap 4, p )onsidere um TJ npn com v = 0,7 e i= 1mA. alcule v para i=0,1ma e 10mA. O modelo do TJ a ser considerado é o para grandes sinais em que possa ser relacionar a i e v. A equação que relaciona essas grandezas é : Adotar T=25m a) álculo de S: S i e v T , e A i 0. 1mA b) álculo de v para e i 10mA i S e v T Solução: isola v na equação i S e v T esposta: 0,64 e 0,76 03 Mai 17 AT14 Polarização D TJ 33 3xercícios SDA cap 4 4.2) Um certo TJ foi especificado para ter com valores na faixa de 50 a 150. Determine a faixa de valores para. esposta: 0,980 a 0, )Medições em um TJ npn de um dado circuito mostram que a corrente de base é 14,46A, a corrente de emissor é de 1,460mA e a tensão entre emissor e base é de 0,7. Para estas condições determine, e s. esposta: 0,99; 100; A 4.4)alcule o valor de para dois transistores que possuem =0,99 e 0,98. Para correntes de coletor de 10mA, calcule a corrente de base para cada transistor. esposta: 99; 49; 0,1mA ; 0,2mA Formulário: i S e v T maj maj O Assumindo maj O 03 Mai 17 AT14 Polarização D TJ

18 3xercícios SDA cap 4 a 4.5) onsidere o modelo indicado a seguir. alcule o valor do fator de escala de corrente do diodo D sabendo que S = A e = 100. Se esse transistor está operando na configuração emissor comum, com a base alimentada com uma fonte de corrente constante e de valor igual a 10A e com o coletor conectado em uma fonte cc de 10. ( está aterrado). alcule os valores de e. espostas: A ; 0,633 ; 1mA. v i D (s/beta) i (beta)(i) i 03 Mai 17 AT14 Polarização D TJ 35 18