UNIVERSIDADE LUSÓFONA DE HUMANIDADES E TECNOLOGIAS LICENCIATURA EM ENGENHARIA ELECTROTÉCNICA ELECTRÓNICA GERAL

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André Castel-Branco
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1 UNIVERSIDADE LUSÓFONA DE HUMANIDADES E TENOLOGIAS LIENIATURA EM ENGENHARIA ELETROTÉNIA ELETRÓNIA GERAL 5º TRABALHO DE LABORATÓRIO TRANSISTOR DE JUNÇÃO BIPOLAR João Beirante

2 I - Objectivo TRAÇO DAS URVAS ARATERÍSTIAS DO BJT O presente trabalho tem por objectivo traçar as famílias de curvas I=f(VE) e IB=f(VBE) de um transistor de junção bipolar (TJB), calcular o ganho de corrente (β) a partir das medidas efectuadas e identificar as regiões de funcionamento do transistor na família de curvas I=f(VE). As curvas características obter-se-ão a partir de pares de valores (VE,I), para diferentes valores de IB, e (VBE,IB) para um dado valor de VE, utilizando-se a montagem em emissor comum representada na figura 1. 1 V R R V R B 2 V V BB µa 3 T 0-10V Fig. 1 II - Montagem e condução dos testes Implemente o circuito de acordo com o esquema da figura 1, utilizando os equipamentos e componentes a seguir discriminados: - Fonte de alimentação D, variável, 2x30V - Multímetro digital (2) - Transistor NPN B338 - Resistências de ¼W (RB=47KΩ, R=180Ω) - Resistência variável RV=4,7KΩ 1. Por ajuste da fonte de tensão VBB e do potenciómetro RV obtenha a corrente de base IB desejada, de acordo com o quadro anexo; de seguida faça variar a tensão de V, para os valores indicados na tabela, procedendo à leitura dos valores de VE e VBE, efectuando o seu registo no quadro da Folha de Registos.

3 2. Para cada par de medidas efectuadas calcule os valores de I e βf (para as situações em que tal fizer sentido). 3. om base nas medidas efectuadas e nos valores de I calculados, construa o gráfico I=f(VE) para as correntes de base IB=10, 20, 40, 60, 80 e 100µA. 4. Sobre a família de curvas atrás referidas trace a recta de carga para V=5V. 5. om base nas medidas efectuadas trace o gráfico IB=f(VBE) para VE=2V 6. Observe a variação de βf em função de VE e I e comente. 7. Identifique, sobre a família de curvas I=f(VE) traçadas em 3, as regiões de funcionamento do transistor (zona activa directa, zona de corte e zona de saturação). TABELA DE REGISTOS Turma/Grupo: Nº:,, Docente: IB(µA) V(V) 0.5 VE(V) 1 VE(V) 2 VE(V) 4 VE(V) 6 VE(V) 10 VE(V)

4 APLIAÇÃO OM TRANSISTOR DE JUNÇÃO BIPOLAR +10V R1 R2 LED1 LED2 R3 R4 Q1 Q2 S1 S2 Fig V R1 R3 R4 R2 LED1 LED2 1 2 Q1 Q2 t=0 S1 Fig. 2

5 I - Introdução R Vr V c (t) A análise do circuito acima permite retirar as seguintes equações: pelo que i 1 = i ( 1) V = dt (2) R. i R i V R = V 1 = V + V V = R. i + i. dt (4) R f Integrando a equação (4) retira-se a expressão para a corrente no circuito. Assim, a expressão geral para a tensão no condensador é: i f ( t) = i(0). e t R (5) (3) V ( ) = V ( V V ). e f f i t t R (6) II - Preparação do trabalho 1. Na fig. 1 considere o interruptor S1 fechado e S2 aberto e para a tensão nos LED s, V díodo ON = 2V. 2. alcule as correntes de base e de colector para cada um dos transistores apresentados na Fig. 1, em regime estacionário. Indique todas as considerações que achar relevantes. 3. alcule o ponto de funcionamento em repouso do circuito da Fig. 2 (considere que o interruptor está fechado). 4. alcule o β mínimo para que o transistor Q1 entre na zona de saturação. (S1 fechado) 5. alcule a frequência de cintilação dos LED s na Fig. 2. (S1 aberto)

6 III. Montagem e condução dos testes (Fig. 1) A. Implemente o circuito de acordo com o esquema da figura 1, utilizando os equipamentos e componentes a seguir discriminados: Fonte de alimentação D, ajustável, 2 x 30V; Multímetro digital (2); Transistor NPN B338; Díodos emissores de luz, vermelho e verde; Resistências de ¼W (R B =Ω, R =1 kω); 1. Pressione alternadamente cada um dos botões de pressão e verifique o comportamento do circuito. 2. Em ambos os regimes estacionários apresente os valores de V BEQ2, V EQ1 e V EQ2. 3. omo definiria o comportamento do circuito. IV. Montagem e condução dos testes (Fig. 2) 1. onsiderando 1 = 2 =100µF indique qual a frequência de oscilação do circuito apresentado. Se usar 1 = 2 =10µF que frequência espera obter? Implemente o circuito de acordo com o esquema da figura 2, utilizando os equipamentos e componentes a seguir discriminados: Fonte de alimentação D, ajustável, 2 x 30V; Multímetro digital (2); Transistor NPN B338; Díodos emissores de luz, vermelho e verde; Resistências de ¼W (R B =Ω, R =1 kω); ondensadores electrolíticos de 2,2µF, 10µF e 100µF; 2. Utilize 1 = 2 =100µF; 3. Em ambos os regimes estacionários apresente os valores de V BEQ1, V BEQ2, V EQ1 e V EQ2 ;

7 4. Meça os tempos de oscilação de cada um dos LED s. ompare com os valores teóricos obtidos. 5. Aumente a tensão de alimentação para 20V e meça novamente o tempo de oscilação. ompare com o estudo teórico e com os valores obtidos em Utilize 1 = 2 =10µF. 7. Meça os tempos de oscilação de cada um dos LED s. ompare com os valores teóricos obtidos. 8. Utilize 1 = 2 =2,2µF. 9. Registe as formas de onda v E (t) e v BE (t) em Q Registe as formas de onda aos terminais de 1. Meça os tempos de ascenção e decaimento. 11. Observou que, alterando a capacidade do condensador e/ou a tensão de alimentação do circuito, altera a frequência de comutação dos transistores no circuito. Apresente outra sugestão de alteração do circuito para modificar a temporização do mesmo. om a alteração proposta e considerando 1 = 2 =10µF, apresente o dimensionamento para uma frequência de Hz.

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