3. TRANSISTOR BIPOLAR DE JUNÇÕES. (regime variável)

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Paulo Coradelli
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1 3. TRANSSTOR POLAR D JUNÇÕS (regime variável)

2 Laboratório de Dispositivos lectrónicos TRANSSTOR POLAR D JUNÇÕS Pretende-se estudar um transistor 547/557 cujas características de catálogo são: parâmetros h F min F max h f ( MHz ) min T ( ) max ma V0 ( V) P ( mw ) omplementar max max (pnp) npn tipo 0 ( V = 30 V; = 0 A) = 15nA max 0 ( V = 5 V; = 0 A) = 100nA max ( V = 10 V; = i = 0 A; f = 1 MHz) = 1,5pF e ( V = 10 V; = i = 0 A; f = 1 MHz) = 11pF c A placa de circuito impresso que serve de base às montagens a efectuar está representada na Fig.1 para o caso do transístor 547. Para o 557 a fonte, o díodo de Zener D Z, o microfone e os condensadores electrolíticos têm as polaridades contrárias. Micro A cc R R, J1 J2 J3 J4 v i D D Z R Z R 1 R R Ausc. Micro J1 J2 Tr J3 u 0 R u i V 2 R 2 V 1 R R 1 J4 -Fig

3 . RGM VARÁVL Nesta secção estudam-se os regimes de sinais fortes e incremental num andar amplificador de emissor comum..1. RGM D SNAS FORTS onsidere o circuito da Fig..1. oloque o ligador (jumper) J2 na posição inferior (D). Ligue o gerador de funções u (ligador J1 na posição inferior) de modo a obter na sua saída uma onda triangular sem offset, de amplitude U = 5V e frequência f = 100 Hz. Faça = 20V e ligue o M emissor à massa (colocando o ligador J4 na posição esquerda). Observe no osciloscópio as evoluções temporais de u e v (colocando o ligador J3 na posição superior). Registe as formas de onda observadas. R = 3.3 kω + = 20 V u R = 100 kω Osciloscópio v -Fig..1- Registe as alterações que observa em v ( t ) quando efectua isoladamente cada uma das seguintes operações: variação da amplitude da onda triangular tensão da fonte U M e variação da Troque as ligações do emissor e do colector e, para 0,5V 3Ve 8 V, observe no osciloscópio as evoluções temporais de na posição superior). Registe as formas de onda observadas. u e v (colocando o ligador J3 onsidere de novo o transístor na posição normal e coloque à entrada um sinal rectangular de amplitude U = 5V e de frequência f = 100 khz. Observe no M osciloscópio as evoluções temporais de u e v ( t ). Registe as formas de onda observadas. i ce

4 .2. RGM DNÂMO NRMNTAL onsidere a placa da Fig.1 e execute a montagem da Fig..2. Para tal: Faça = 20 V. oloque uma resistência no emissor de valor R = 3,3kΩ (ligador J4 na posição central). oloque J2 na posição superior (A). Registe o valor dos voltímetro V1. Registe igualmente os valores de V2, com o ligador J3 na posição superior (colector) e na posição inferior (emissor). + R 1 = 300 kω R = 3.3 kω R 2 = 82 kω V 2 V 1 R = 3.3 kω V 2 xecute a montagem da Fig..3. Para tal: -Fig R 1 R Osciloscópio Osciloscópio u i ~ R 2 R u 0 R 1 J4 -Fig..3- Ligue à entrada um sinal alternado sinusoidal u i de amplitude UM = 50mV colocando o ligador J1 na posição inferior (sinal). Retire os voltímetros e ligue o osciloscópio como indicado na figura colocando o ligador J3 na posição superior (colector). Regule o gerador de sinal para uma frequência f = 100 Hz. Variando a frequência de 100 Hz a - 3 -

5 1 MHz, determine, a partir da observação feita da tensão de saída u o no osciloscópio, o ganho em tensão u / u. o i ntroduza o condensador de contorno em paralelo com R, colocando o ligador J4 simultaneamente nas posições central e direita, e repita o procedimento anterior. Aumente a amplitude do sinal de entrada alternado sinusoidal para 500 mv considerando f = 15 khz. Registe a forma de onda da tensão de saída.. APLAÇÃO: AMPLFADOR ÁUDO onsidere a placa da Fig.1 e execute a montagem da Fig..1. Para tal: oloque o ligador J1 na posição superior (microfone). Faça = 20 V. Ajuste o reóstato R para um valor aproximadamente igual a 10kΩ. oloque uma resistência no emissor de valor R = 3,3kΩ (ligador J4 na posição central). Aplique um sinal sonoro à entrada e usando auscultadores detecte o sinal de saída. ntroduza o condensador de contorno em paralelo comr (ligador J4 na posição direita) e repita o procedimento anterior. Faça R = 0 (ligador J4 na posição esquerda) e repita o procedimento. + D Z R Z R 1 R R Ausc. lectreto Microfone G D Tr G R G S R 2 R R 1 -Fig..1- Para mais informação sobre o circuito consultar o trabalho de laboratório de lectrónica do Prof. Moisés Piedade designado por Pré-Amplificador de Áudio em

6 . RLATÓRO 1. Nas curvas obtidas em regime quase-estacionário com a onda de entrada triangular, identifique para cada um dos casos estudados, as diversas zonas de funcionamento do transístor. omente ainda as alterações em V resultantes das modificações aos parâmetros do circuito sugeridas na execução do trabalho. 2. om os valores obtidos experimentalmente no regime de comutação, determine o intervalo de tempo em que o transístor se mantém saturado após a inversão do sinal de entrada ( t S, tempo de armazenamento). omente sobre as zonas de funcionamento do transístor quando a entrada varia entre +10 e -10 V. 3. A partir da curva obtida para o ganho de tensão em função da frequência retire as frequências para as quais o ganho de corrente desce 3d ou é unitário, respectivamente, fβ = ωβ /2π e f T = ω T /2 π. ompare este último valor com o valor fornecido pelos catálogos. A partir de ft e f β faça uma estimativa da capacidade de difusão do emissor π, e calcule o tempo de trânsito T F. ompare este valor com o fornecido pela biblioteca do ORAD para este transístor e com o obtido experimentalmente usando. o medidor RL Peacktech 2160 (trabalho de laboratório nº 2- TJ em regime estacionário) 4. alcule o ponto de funcionamento em repouso do circuito da Fig..2 e determine o ganho de tensão do circuito da Fig..3, com e sem condensador. ompare os resultados com os obtidos por via experimental. xplique a razão da utilização de um condensador de contorno nesta montagem. xplique a forma de onda da tensão de saída obtida quando o sinal de entrada é sinusoidal de amplitude 500mV. 5. omente as diferenças obtidas para as várias situações consideradas na secção Para mais informações sobre a utilização do PSP em transístores bipolares consultar a página da disciplina de Dispositivos de lectrónica em Secções no Notas-TJ_spice.doc ou em: [1] an Getreu, Modeling the ipolar Transístor, Tektronix Laboratories, Tektronix, lsevier, [2] P. Antognetti e G.Massobrio, Semiconductor Device Modeling with SP, McGraw-Hill, (existente na biblioteca do Departamento de ngª lectrotécnica e de omputadores D) - 5 -

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