Eletrônica Básica Transistor de Junção Bipolar

Transcrição

1 1. ntrodução Eletrônica Básica Transistor de Junção Bipolar 2. Operação Básica 3. aracterísticas e Parâmetros 4. urvas aracterísticas de oletor 5. Reta de arga 6. O Transistor como uma have 7. Polarização D do Transistor Fabio Bento [email protected]

2 1. ntrodução - Breve histórico Ao lado dos diodos, os dispositivos semicondutores mais populares são os transístores, ou transistores de junção bipolar. Em uma tarde de 23 de dezembro de 1947, Walter H. Brattain e John Bardeen demonstraram a ação de amplificação do primeiro transistor nos laboratórios da Bell Telephone Laboratories. O primeiro transistor foi chamado de transistor de ponto de contato, o antecessor ao transistor de junção bipolar inventado por Schockley. O transistor deu origem a muitas outras invenções, inclusive os circuitos integrados (s), pequenos dispositivos que possuem milhares de transistores.

3 1. ntrodução - Estrutura do Transistor J 1 J 2 N P P N F R Junção PN com polarização direta Junção PN com polarização reversa

4 1. ntrodução - Estrutura do Transistor J 1 J 2 N P P N F R Polarização direta Polarização reversa J 1 J 2 N P P N J 2 J 1 N P N Transistor NPN P N N P P N P Transistor PNP

5 1. ntrodução - Estrutura do Transistor N P N Transistor NPN P N P Transistor PNP

6 1. ntrodução - Estrutura do Transistor oletor Base B E Emissor Transistor NPN

7 1. ntrodução - Estrutura do Transistor oletor Base B E Emissor Transistor PNP

8 1. ntrodução - Estrutura do Transistor Transistor NPN oletor Base Emissor Transistor PNP oletor Base Emissor

9 1. ntrodução - Estrutura do Transistor

10 2. Operação Básica Eletrônica Básica Transistor de Junção Bipolar Polarização reversa da junção B Polarização reversa da junção B Polarização direta da junção BE Polarização direta da junção BE

11 2. Operação Básica Polarização do transistor NPN Nenhuma corrente flui. A junção B está polarizada reversamente. N P B N E

12 2. Operação Básica Polarização do transistor NPN N A junção BE está polarizada diretamente. P N B E Existe corrente

13 2. Operação Básica Polarização do transistor NPN Quando as duas junções estão polarizadas N Há corrente em todo lugar B P B Note que B é muito menor que E or. E N E

14 2. Operação Básica Note que quando a chave se abre todas as corrente vão para zero. Apesar de B ser menor, ela controla E e. B N P N B E E

15 2. Operação Básica Eletrônica Básica Transistor de Junção Bipolar orrente de elétrons do coletor Junção B oletor Polarização reversa Transistor NPN Base Junção BE orrente de elétrons da base B Polarização direta Emissor orrente de elétrons do emissor E = + B orrente de elétrons do coletor

16 2. Operação Básica Eletrônica Básica Transistor de Junção Bipolar A polarização reversa da junção B provoca aumento da barreira de potencial e forma uma resistência de valor elevado. Junção B orrente de elétrons do coletor oletor Polarização reversa Base A polarização direta da junção BE provoca redução na barreira de potencial (resistência de baixo valor). Junção BE orrente de elétrons da base B Polarização direta Emissor orrente de elétrons do emissor E = + B orrente de elétrons do coletor

17 2. Operação Básica Se a junção B estivesse isolada, não haveria circulação de corrente na mesma. Eletrônica Básica Transistor de Junção Bipolar orrente de elétrons do coletor No entanto a injeção de elétrons na base proveniente do emissor, propicia a condução da corrente do coletor ao emissor (sentido convencional), passando pela base que, como dissemos anteriormente, é muito estreita. Na junção BE, por estar diretamente polarizada, há fácil circulação de corrente. omo a base é muito estreita e pouco dopada, o valor da corrente de base ( B ) é muito pequeno Junção B Junção BE orrente de elétrons da base B oletor Polarização reversa Base Polarização direta Emissor orrente de elétrons do emissor E = + B orrente de elétrons do coletor

18 2. Operação Básica Eletrônica Básica Transistor de Junção Bipolar orrente de elétrons do coletor Junção B oletor Polarização reversa Base No emissor as correntes de base e de coletor juntam-se formando a corrente de emissor ( E ) Junção BE orrente de elétrons da base B Polarização direta Emissor orrente de elétrons do emissor E = + B orrente de elétrons do coletor

19 3. aracterísticas e Parâmetros B : orrente de Base E : orrente de Emissor : orrente de oletor BE : Tensão na Base com relação ao Emissor B : Tensão no oletor com relação a Base E : Tensão no oletor com relação ao Emissor

20 3. aracterísticas e Parâmetros B E B E BE EB E = + B E = + B E = B + BE E = B + EB

21 3. aracterísticas e Parâmetros Ganhos de corrente D β e α h FE B E

22 3. aracterísticas e Parâmetros Exemplo Determine β e E para um transistor onde B = 50µA e = 3,65mA 3,65mA 73 B 50 A 3,65mA 50A 3, 70mA E B

23 3. aracterísticas e Parâmetros Análise de orrente e Tensão BE 0,7 RB = BB - BE RB = B R B B = E BE B R B = BB - BE B BB RB BE E = - R R = R E = R

24 3. aracterísticas e Parâmetros Análise de orrente e Tensão - Exemplo Determine B,, E, E, e B no circuito abaixo. O transistor tem β=150

25 3. aracterísticas e Parâmetros Análise de orrente e Tensão - Exemplo Determine B,, E, BE, e B no circuito abaixo. O transistor tem β=150 BE 0,7 B BB RB BE 5 0,7 10k 430A. B (150)(430A) 64, 5mA E B 64,5mA 430A 64, 9mA E = R =10 (64,5mA)(100Ω)=10-6,45=3,55 B = E BE =3,55 0,7 = 2,85 B é positivo, portanto a junção B está reversamente polarizada.

26 4. urvas aracterísticas de oletor onfigurações do Transistor O transistor, por possuir três terminais, pode ser utilizado em três configurações distintas, considerando que sempre um dos terminais será a entrada do circuito, outro será saída e outro será comum à entrada e à saída. ada configuração recebe uma denominação, relativa ao terminal comum entre a entrada e a saída, a saber: Emissor omum (E); Base omum (B) e; oletor omum ().

27 4. urvas aracterísticas de oletor onfigurações do Transistor De forma simplificada, as configurações do transistor estão apresentadas abaixo: NPN Emissor omum Base omum oletor omum PNP Emissor omum Base omum Emissor omum: utilizado na maioria das aplicações; oletor omum Base omum: pouco utilizado. oletor omum: Utilizado em áreas de controle e áudio.

28 4. urvas aracterísticas de oletor ariáveis de Entrada e Saída As curvas características de coletor estabelecem relações entre variáveis de entrada e de saída para a configuração emissor comum. Nesse circuito, a entrada é caracterizada pela corrente de base B e pela tensão BE, e a saída é caracterizada pela corrente de coletor e pela tensão E. Saída Entrada

29 4. urvas aracterísticas de oletor ariáveis de Entrada e Saída A curva característica de entrada é semelhante à curva de um diodo polarizado diretamente, já que a junção BE do transistor também deve ser polarizada diretamente. Entrada Saída A curva de saída mostra a curva característica para a configuração emissor comum.

30 4. urvas aracterísticas de oletor ariáveis de Entrada e Saída O gráfico de saída relaciona, três variáveis simultaneamente, sendo duas de saída, que são a corrente de coletor e a tensão E, e uma entrada que é a corrente de base B Entrada Saída

31 4. urvas aracterísticas de oletor ircuito para obtenção das curvas Utilizando um circuito igual ao da figura abaixo, é possível gerar um conjunto de curvas características de coletor. Estas curvas mostram como a corrente de coletor ( ) varia, em função da tensão entre coletor e emissor( E ), para especificadas correntes de base ( B ).

32 4. urvas aracterísticas de oletor Família de urvas Região de orte Região de Saturação Região Ativa urva x E para um valor de B Região de Ruptura Família de curvas x E para diversos valores de B ( B1 < B2 < B3, etc)

33 Região de Saturação Região Ativa Região de Ruptura Eletrônica Básica Transistor de Junção Bipolar 4. urvas aracterística de oletor Região de Saturação Para esta condição, as junções BE e e B estão polarizadas diretamente, com BE 0,7 e E < 0,7. Quando ambas junções estão polarizadas diretamente, O transistor está em sua região de saturação.

34 Região de Saturação Região Ativa Região de Ruptura Eletrônica Básica Transistor de Junção Bipolar 4. urvas aracterística de oletor Região Linear Esta situação é indicada pela região entre os pontos B e da curva abaixo. dealmente, quando E supera 0,7, a junção B fica polarizada reversamente e o transistor vai para sua região de linear (ou ativa) de operação. isto que a junção B está polarizada reversamente, a corrente permanece aproximadamente constante para um determinado valor de B, è medida que E continua a aumentar. Nessa região o valor de é determinado apenas pela já conhecida relação: = β. B

35 Região de Saturação Região Ativa Região de Ruptura Eletrônica Básica Transistor de Junção Bipolar 4. urvas aracterística de oletor Região de Ruptura Quando E atinge uma tensão suficientemente alta, a junção B reversamente polarizada entra em ruptura. A corrente aumenta rapidamente, conforme indicado na parte da curva à direita do ponto. O transistor não deve operar na região de ruptura.

36 4. urvas aracterística de oletor Região de orte Uma família de curvas é produzida quando a relação X E é traçada para vários valores de B. Quando B = 0, o transistor está na região de corte, onde apenas uma pequena corrente fuga é observada no coletor. Região de orte

37 4. urvas aracterística de oletor Exemplo Esboce uma família de curvas de coletor para o circuito da figura abaixo, para B = 5µA a 25µA, em incrementos de 5µA. Assuma β=100 e que E não exceda a tensão de ruptura.

38 4. urvas aracterística de oletor Exemplo Utilizando a relação =β. B, os valores de são calculados e listados na tabela abaixo: B 5 µa 0,5 ma 10 µa 1,0 ma 15 µa 1,5 ma 20 µa 2,0 ma 25 µa 2,5 ma Estas curvas são ideais pois foi desprezado o pequeno aumento em, quando E aumenta durante a operação na região ativa.

39 4. urvas aracterística de oletor Limitações

40 4. urvas aracterística de oletor Potência Dissipada pelo transistor P E (máx) E (máx)

41 4. urvas aracterística de oletor Potência Dissipada pelo Transistor - Exemplo Um transistor opera com E = 6. Se a máxima potência coletor do transistor é 250mW, qual é a máxima corrente de coletor que transistor pode suportar? P E 250mW 6 41, 7 ma Lembre-se que não é necessariamente o máximo. O transistor pode manipular uma corrente muito mais elevada se E for reduzido, e a potência máxima P máx não seja excedida.

42 5. Reta de arga Análise Gráfica Eletrônica Básica Transistor de Junção Bipolar O transistor abaixo está polarizado com fontes de tensão variável BB e para obtenção de certos valores de B,, E e E. Utilizaremos as curvas características de coletor abaixo para ilustrar os efetos da polarização D. Transistor com polarização D urvas características de coletor

43 5. Reta de arga Análise Gráfica Eletrônica Básica Transistor de Junção Bipolar Associaremos 3 valores a B e observaremos o que acontece com E e. Primeiro ajustamos BB para produzir um B de 200µA. isto que = β. B a corrente no coletor =20mA, e

44 5. Reta de arga Análise Gráfica Eletrônica Básica Transistor de Junção Bipolar BB é aumentado para produzir B igual a 300µA e um de 30mA.

45 5. Reta de arga Análise Gráfica Eletrônica Básica Transistor de Junção Bipolar BB é aumentado para produzir B igual a 400µA e um de 40mA.

46 5. Reta de arga Equação da Reta Eletrônica Básica Transistor de Junção Bipolar O significado da reta de carga é que o ponto quiescente (de operação) do transistor só pode estar sobre ela. Á medida que BB é ajustado para mais e para menos, o ponto de operação D do transistor se move ao longo de uma linha reta, chamada reta de carga, conectando cada ponto de operação. SATURAÇÃO R E ORTE

47 5. Reta de arga orte Eletrônica Básica Transistor de Junção Bipolar O transistor encontra-se em corte quando: E A junção BE está polarizada reversamente.

48 5. Reta de arga orte Eletrônica Básica Transistor de Junção Bipolar A reta de carga intercepta o eixo de E em 10, no ponto onde E =. Este é o ponto de corte ideal onde B = =0. SATURAÇÃO ORTE

49 5. Reta de arga Saturação Eletrônica Básica Transistor de Junção Bipolar O transistor encontra-se em saturação quando: E < BE A junções BE e B estão polarizadas diretamente.

50 5. Reta de arga Saturação Eletrônica Básica Transistor de Junção Bipolar A reta de carga intercepta o eixo de em 45,5mA (idealmente Este é o ponto de saturação ideal onde E =0 e = /R. SATURAÇÃO ORTE

51 5. Reta de arga orte e Saturação Eletrônica Básica Transistor de Junção Bipolar SATURAÇÃO DEAL REGÃO ATA ORTE DEAL R E Reta de carga em uma família de curvas ilustrando o corte e a saturação

52 5. Reta de arga orte e Saturação Eletrônica Básica Transistor de Junção Bipolar R REGÃO ATA E R R E Reta de carga em uma família de curvas ilustrando o corte e a saturação

53 5. Reta de arga orte e Saturação Eletrônica Básica Transistor de Junção Bipolar SATURAÇÃO DEAL R REGÃO ATA ORTE DEAL R E R E 0 Reta de carga em uma família de curvas ilustrando o corte e a saturação

54 5. Reta de arga orte e Saturação Exemplo Determine se o transistor da figura abaixo está em saturação. Assuma E(sat) =0,2

55 Portanto o transistor está saturado, a corrente de coletor 11,5mA nunca será atingida. Mesmo que você aumente B, a corrente de coletor manterá o valor de (sat). Eletrônica Básica Transistor de Junção Bipolar 5. Reta de arga orte e Saturação Exemplo Determine se o transistor da figura abaixo está em saturação. Assuma E(sat) =0,2 : Primeiro determine (sat) : Então verifique se B é grande o suficiente para produzir calculado acima: sso mostra que com esse ganho, B é capaz de produzir um maior ainda que (sat).

56 6. O Transistor como uma have A figura abaixo ilustra a atuação do transistor como uma chave. Na parte (a), o transistor está em sua região de corte, pois a junção BE não está polarizada diretamente. Nessa condição existe, idealmente uma chave aberta entre o coletor e o emissor. Na parte (b) o transistor está em saturação pois as junções BE e B estão polarizadas diretamente, e a corrente de base está grande o suficiente para causar uma corrente (sat) de saturação. Nessa condição o transistor age, idealmente, como um curto entre coletor e emissor. (a) (b)

57 6. O Transistor como uma have ondições para o orte onforme mencionado anteriormente, um transistor está na região de corte quando a junção BE está polarizada reversamente. Portanto: E(corte) (corte) =β. B (corte) 0 (a) (b)

58 6. O Transistor como uma have ondições para o Saturação onforme mencionado anteriormente, quando a junção BE está polarizada diretamente, e há corrente B suficiente para produzir um máxima de saturação, o transistor está saturado. Portanto a equação para a corrente máxima de saturação é: (a) ( sat) R E( sat) B(min) (b) ( sat)

59 6. O Transistor como uma have Exemplo a) Qual o valor de E quando N =0 no transistor do circuito abaixo? b) Qual o valor mínimo de B necessário para que o transistor entre em saturação se β=200? onsidere E(sat) =0. c) alcule o máximo valor de R B para que o transistor entre em saturação quando N =5.

60 6. O Transistor como uma have Exemplo a) Quando N =0, o transistor está em corte (age como uma chave aberta) e E = = 10 b) Levando em conta que desprezamos E(sat) : R R E( sat) 10 10mA ( sat) 1k B(min) ( sat) Este é o valor de B necessário para levar o transistor para a saturação. Qualquer incremento em B saturará ainda mais o transistor. c) Quando transistor está com BE 0,7 temos que: 10mA 50A 200 N BE 5 0,7 4, 3 RB RB 4,3 R 86k B(max) 50A B(min)

61 6. O Transistor como uma have Uma aplicação simples O LED na figura requer 30 ma para emitir um nível de luz satisfatório. Portanto a corrente de coletor deve ser de aproximadamente 30mA. Para o circuito abaixo, determine a amplitude da onda quadrada necessária para assegurar que o transistor sature. Utilize o dobro de B (min) como margem de segurança. =9; E(sat) =0,3; R =270Ω; R B =3,3k Ω e β=50

62 6. O Transistor como uma have Uma aplicação simples R 9 0,3 270 E( sat) 32, 2 ( sat) B(min) ( sat) 32,2mA 644A 50 Para assegurar a saturação, utilizaremos o dobro de B (min), ou seja 1,29mA B R RB B N RB BE N 0,7 3,3k 0,7 2 R B ma k N 1,29 3, 3 B(min) 1,29mA3,3k 0,7 4, 96 N ma

63 7. Polarização D do Transistor A polarização D estabelece um ponto de operação apropriado para a operação linear de um amplificador. Quando um amplificador não está polarizado com as tensões D corretas em sua entrada e saída, ele pode ir para a saturação ou para o corte quando um sinal é aplicado. (a) Operação Linear: a saída amplificada tem a mesma forma da entrada, exceto que está invertida Símbolo do amplificador (b) Operação Não-linear : tensão de saída limitada por corte (c) Operação Não-linear : tensão de saída limitada (grampeada) por saturação

64 7. Polarização D do Transistor Polarizar o transistor é definir seu ponto de operação (quiescente). sso é feito por meio de uma fonte de alimentação externa ( ) e de resistores. A ligação destes componente de forma conveniente aos terminais do transistor, garantem a sua correta operação, isto é, com a junção base-emissor polarizada diretamente e junção coletor-base reversamente

65 7. Polarização D do Transistor Há basicamente três tipos de polarização do transistor na configuração emissor comum: Polarização por orrente de Base onstante; Polarização por orrente de Emissor onstante e ; Polarização por Divisão de Tensão na Base. orrente de Base onstante orrente de Emissor onstante Divisor de Tensão de Base

66 7. Polarização D do Transistor orrente de Base onstante A tensão BE é praticamente constante e vale aproximadamente 0,7 para os transistores de silício. omo também é constante, a tensão RB também o é, de modo que a corrente de base B é constante. O cálculo dos resistores de polarização R B e R deve ser feito a partir das: ondições desejadas de operação do transistor; Suas especificações e; Tensão da fonte de alimentação

67 7. Polarização D do Transistor orrente de Base onstante A partir da malha externa do circuito, obtemos: R B B BE R B B BE A partir da malha de saída do circuito, obtemos: R E R E

68 7. Polarização D do Transistor orrente de Base onstante Essa configuração possui alta instabilidade com relação à temperatura. Aplicação restringe-se à operação do transistor como uma chave, ou seja, entre o corte e a saturação. SATURAÇÃO DEAL R REGÃO ATA ORTE DEAL E 0

69 7. Polarização D do Transistor orrente de Emissor onstante Este tipo de polarização utiliza um resistor no emissor suja função é estabilizar termicamente o transistor.

70 7. Polarização D do Transistor orrente de Emissor onstante onforme vimos, o resistor R E tem a função de estabilizar termicamente. Para isso, a tensão sobre ele não precisa ser elevada. Geralmente se utiliza 10% da tensão para polarizar o emissor, de modo que RE 0,1 0, 1 R E E R E 0, 1 E omo h FE >20 para praticamente todos os transistores, pode-se considerar E. Essa aproximação é valida porque o erro que ela insere é de, no máximo 5% no valor da corrente. Este é o mesmo valor da tolerância de resistores comerciais típicos utilizados na polarização.

71 7. Polarização D do Transistor orrente de Emissor onstante Para o cálculo de R B e R, devem ser consideradas: As condições desejadas de operação do transistor; As suas especificações e; A tensão da fonte de alimentação. A partir da malha externa do circuito, obtemos: R B 0, 1 B BE A partir da malha de saída do circuito, obtemos: R 0, 1 E R R B 0, 9 0, 9 B E BE

72 7. Polarização D do Transistor orrente de Emissor onstante onfiguração possui alta instabilidade com relação à temperatura. Aplicação restringe-se à operação do transistor como uma chave, ou seja, entre o corte e a saturação. SATURAÇÃO DEAL R R E REGÃO ATA ORTE DEAL E 0

73 7. Polarização D do Transistor orrente de Emissor onstante Exemplo (1) Polarize o transistor B547 com corrente de emissor constante, na região ativa, sendo =2mA. Use uma fonte de alimentação de 12. Especificação do transistor: ódigo: B547 silício BE = 0,6 h FEmín = 110 Dados: = 12 = 2 ma E = /2

74 7. Polarização D do Transistor orrente de Emissor onstante - Exemplo (1) Polarize o transistor B547 com corrente de emissor constante, na região ativa, sendo =2mA. Use uma fonte de alimentação de 12. a) álculo de R E omo h FEmín =110, considere: E = = 2mA 0,1 0,1 12 R 600 E RE alor comercial adotado: R E = 560Ω E b) álculo de R B R B h FE B 18A 0,9 BE 0,9 12 0,6 k B R B B alor comercial adotado: R B = 560kΩ

75 7. Polarização D do Transistor orrente de Emissor onstante - Exemplo (1) Polarize o transistor B547 com corrente de emissor constante, na região ativa, sendo =2mA. Use uma fonte de alimentação de 12. c) álculo de R Para polarizar o transistor no centro da região ativa, pode-se usar: E E R 0,9 E 0, R alor comercial adotado: R = 2k2Ω

76 7. Polarização D do Transistor orrente de Emissor onstante - Exemplo (2) Determine a reta de carga do circuito anterior e localize no gráfico o ponto quiescente Q do transistor. R B = 560kΩ R = 2k2Ω E =6 =12 R E = 560Ω

77 7. Polarização D do Transistor orrente de Emissor onstante - Exemplo (2) Determine a reta de carga do circuito anterior e localize no gráfico o ponto quiescente Q do transistor. Ponto de corte Ponto de saturação corte 0 Ecorte = Ecorte = 12 Esat 0 R 4, 3 sat 3 sat 2, E R 12 ma Ponto quiescente: = 2mA B = 18µA BE = 0,6 E = 6

78 7. Polarização D do Transistor orrente de Emissor onstante - Exemplo (3) Dado o circuito da figura abaixo e considerando RE =0,1., determine B, e E quiescente. Especificação do transistor: ódigo: B550B silício BE = 0,6 h FEmín = 200 Dados: = 5 R B = 100kΩ R = 220Ω R E = 22Ω

79 7. Polarização D do Transistor orrente de Emissor onstante - Exemplo (3) Dado o circuito da figura abaixo e considerando RE =0,1., determine B, e E quiescente. a) álculo de B 0,9 BE 0,9 BE 0,9 5 0,6 RB 1 B B B 39A 3 R B B b) álculo de omo h FEmin =200, tem-se que = B.h FE = =7,8mA c) álculo de E 0,9 E R 0,9 E R. 3 0, ,8 10 2, 78 E E

80 7. Polarização D do Transistor orrente de Emissor onstante - Exemplo (4) Polarize o transistor B557A com corrente de emissor constante, na região ativa, sendo =10mA. Use uma fonte de alimentação de 15. Especificação do transistor: ódigo: B557A silício BE = 0,6 h FEmín = 125 Dados: = 15 = 10mA E = /2

81 7. Polarização D do Transistor orrente de Emissor onstante - Exemplo (4) Polarize o transistor B557A com corrente de emissor constante, na região ativa, sendo =10mA. Use uma fonte de alimentação de 15. a) álculo de R E omo h FEmín =125, considere: E = = 10mA 0,1 0,1 15 R 150 E RE alor comercial adotado: R E = 150Ω E b) álculo de R B B R h FE B 80A 0,9 EB 0,9 15 0,6 k B R B B alor comercial adotado: R B = 150kΩ

82 7. Polarização D do Transistor orrente de Emissor onstante - Exemplo (4) Polarize o transistor B557A com corrente de emissor constante, na região ativa, sendo =10mA. Use uma fonte de alimentação de 15. c) álculo de R Para polarizar o transistor no centro da região ativa, pode-se usar: , 5 E E R 0,9 E 0,9 15 7, R alor comercial adotado: R = 560Ω

83 7. Polarização D do Transistor Divisão de Tensão de Base Este tipo de polarização utiliza um divisor de tensão na base composto por dois resistores, R B1 e R B2. Esse divisor de tensão, se bem projetado, torna o transistor muito mais estável.

84 7. Polarização D do Transistor Divisão de Tensão de Base A ideia básica é dividir a tensão em dois valores extremamente estáveis, de modo que a tensão em R B2 seja constante. sso é conseguido fazendo com que a corrente que atravessa R B1 seja bem maior que B, tornando esta última desprezível. Assim a corrente R B2 será também igual a. Já vimos que o aumento da temperatura provoca aumento em e E, tendendo a deslocar o ponto quiescente à região de saturação. O aumento de E provoca o amento de tensão em R E que força uma diminução em BE, já que a tensão em R B2 é constante. A redução de BE reduz B e (consequentemente) de

85 7. Polarização D do Transistor Divisão de Tensão de Base Para o cálculo de R B1 e R B2 é preciso, então, definir o valor da corrente em função das características do transistor. imos que precisa ser bem maior do que B. Uma relação prática muito utilizada é considerar igual a 10% da corrente de coletor. Assim =0,1. Novamente a tensão RE é 10% de para que o resistor R E possa servir como sensor de variação de temperatura, isto é, RE =0,1..

86 7. Polarização D do Transistor Divisão de Tensão de Base A partir da malha externa do circuito, obtemos: R.0,1. B2 BE RE B2 BE R 0,1. R B2 BE 0,1 0,1. R R R R 0, 1 B1 B2 B1 B2 R R B1 B2 0,1.

87 7. Polarização D do Transistor Divisão de Tensão de Base Na malha de saída do circuito, temos: 0,1 0,1. RE E E R R E 0, 1 E R 0, 1 E R 0, 9 E

88 7. Polarização D do Transistor Divisão de Tensão de Base SATURAÇÃO DEAL R R E REGÃO ATA ORTE DEAL E 0

89 7. Polarização D do Transistor Divisão de Tensão de Base Exemplo (1) Polarize o transistor 2N3904 com divisor de tensão, na região ativa, sendo =10mA e usando uma fonte de alimentação de 12. Especificação do transistor: ódigo: 2N3904 silício BE = 0,6 H FEmín = 100 Dados: = 12 = 10mA E = /2

90 7. Polarização D do Transistor Divisão de Tensão de Base Exemplo (1) Polarize o transistor 2N3904 com divisor de tensão, na região ativa, sendo =10mA e usando uma fonte de alimentação de 12. a) álculo de R E omo h FEmín =100, considere: E = = 10mA R E 0,1 0, RE b) álculo de R B2 R E BE 0,1 0,6 0,1 12 k R 1, 3 B2 0,1 0, B2 alor comercial adotado: R E = 120Ω alor comercial adotado: R B2 = 1,8kΩ

91 7. Polarização D do Transistor Divisão de Tensão de Base Exemplo (1) Polarize o transistor 2N3904 com divisor de tensão, na região ativa, sendo =10mA e usando uma fonte de alimentação de 12. c) álculo de R B1 R 12 R R k B , 3 B1 0,1 0, B1 alor comercial adotado: R B1 = 10kΩ d) álculo de R R 0,9 E 0, R R alor comercial adotado: R = 470Ω

92 7. Polarização D do Transistor Divisão de Tensão de Base Exemplo (2) Dado o circuito da figura abaixo determine B, e E quiescente. Especificação do transistor: ódigo: B547B silício BE = 0,6 h FEmín = 200 Dados: = 9 R = 330Ω R B1 = 15kΩ RE = 0,1 R E = 180Ω R B2 = 3,3kΩ = 0,1.

93 7. Polarização D do Transistor Divisão de Tensão de Base Exemplo (2) Dado o circuito da figura abaixo determine B, e E quiescente. a) álculo de RE 0,1 0,1.9 E 5mA R R 180 E E b) álculo de E 0,9 E R 0,9 E R. 3 0, , 45 E E c) álculo de B B h FE B 25A

94 7. Polarização D do Transistor Divisão de Tensão de Base Exemplo (3) onsidere o circuito da figura abaixo e determine os valores de E quiescentes pelo traçado da reta de carga, sabendo-se que B=20µA. - Dados: e = 30 R = 2,2kΩ R E = 800Ω B = 20µA

95 7. Polarização D do Transistor Divisão de Tensão de Base Exemplo (3) onsidere o circuito da figura abaixo e determine os valores de E quiescentes pelo traçado da reta de carga, sabendo-se que B=20µA. a) Traçado da reta de carga e Ponto de corte Ponto de saturação corte 0 Ecorte = Ecorte = 30 Esat 0 sat R 10mA sat R E 30 2, A

96 7. Polarização D do Transistor Divisão de Tensão de Base Exemplo (3) onsidere o circuito da figura abaixo e determine os valores de E quiescentes pelo traçado da reta de carga, sabendo-se que B =20µA. e b) Localização do ponto Q onhecido o valor de B, e como o ponto Q localiza-se sobre a reta de carga, o encontro da curva referente a B =20µA com a reta de carga define o ponto Q c) Determinação de quiescente Pelo ponto Q trace uma perpendicular ao eixo, determinando o valor de =5mA d) Determinação de E quiescente Pelo ponto Q trace uma perpendicular ao eixo E, determinando o valor de E =15