Roteiro 07 Transistor Bipolar Operação como chave 2

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1 Roteiro 07 Transistor Bipolar Operação como chave 2 Equipe: Objetivos: Data: / / 16 Visto Assiduidade Verificar e interpretar o funcionamento do transistor bipolar NPN como chave eletrônica em circuito contendo sensor de temperatura. Pré-requisitos: Capítulos 03 e 04 do livro Dispositivos Eletrônicos e Teoria de Circuitos Boylestad; Capítulo 04 do livro Microeletrônica Sedra (4ª Ed.). 01 fonte CC variável; 01 proto board 03 multímetros, 1 deles com termopar 01 lâmpada incandescente com soquete (no lab) 01 ferro de solda e suporte de ferro de solda (no lab) 02 resistor 1k de 1/4W 01 resistor 10k de 1/4W 01 LED Modelo de encaixe para protoboard Requer a soldagem de jumpers 02 resistor de 470ohms 01 Potenciômetro linear 100k preferencialmente para encaixe em protpboard (vide figura abaixo) 02 transistores BC 337 ou similar 01 termistor NTC 10kohms 01 diodo 1N4007 ou similar Termômetro de uso geral (opcional) Estrutura interna do potenciômetro Preparação: Teste e identificação dos transistores: 1. Com o auxílio do multímetro, identifique o tipo e os terminais do transistor. BC VOM DIGITAL Borne + Borne - Leitura (mv) Leitura (mv) Desenhe o encapsulamento do TJB com a identificação dos terminais ENM 1/5 Rot07_TJB_ChaveNTCv1_s25

2 2. Meça os resistores e anote os valores: 3. Usando a função teste semicondutor do VOM digital, identifique os terminais do led: Cor: Vj_led= 4. Termistores NTC e PTC Os termistores, que têm seu nome oriundo do inglês thermal resistors, são resistores semicondutores sensíveis à temperatura e têm, de acordo com o seu tipo, um coeficiente resistência / temperatura negativo (NTC negative temperature coeficient) ou positivo (PTC positive temperature coeficient). Simbologia: Figura 1- Simbologia para o termistor PTC e NTC. a)usando a escala de temperatura do multímetro meça a temperatura ambiente do laboratório e em seguida meça a resistência do NTC. Anote os valores. OBS: observe no VOM os terminais e a polaridade em que a ponta sensora deve ser conectada. Consulte o manual do VOM!! Temperatura ambiente= RNTC= b)energize o ferro de solda e deixe-o próximo ao NTC conforme ilustra a Figura 2. Realize um total de 10 medidas de temperatura e da resistência em intervalos de 15 s. Procure manter as mesmas condições de teste durante as medições!! Procure ser breve, são medições empíricas. 1º 0s 2º 15s 3º 30s 4º 45s 5º 60s 6º 75s 7º 100s 8º 115s 9º 130s 10º 145s T1= R1= Medida 1 da Tº Medida de R Figura 2 Sugestão para realização da medida da variação da resistência do termistor e da temperatura. NTC Medida 2 da Tº Utilize apenas um MD para a medida da temperatura. A figura ao lado possui 2 MD com o intuito de mostrar os possíveis tipos de ponteiras empregadas na medida da Tº disponíveis no laboratório, que é no caso ICEL e o da MINIPA. ENM 2/5 Rot07_TJB_ChaveNTCv1_s25

3 Desenvolvimento da Prática: 1. Monte o circuito da Figura 3. Adotar R1=1k e R2 entre 470ῼ e 1000ῼ. 2. Anote o valor empregado para R2= 3. Verifique o funcionamento do circuito, para isso aproxime e afaste a fonte de calor do NTC ajustando o valor do potenciômetro para que o NTC ao aquecer deverá resultar no apagamento do LED. R1 1 I 1 2 P1 IB TJB1 R V NTC R2 I NTC = I 2 Figura 3- Circuito com transistor operado por NTC. 4. Meça as grandezas indicadas abaixo: Atenção na polaridade das pontas de prova do multímetro ao medir VCB. LED aceso VCE= VCB= V12= VR1= VNTC= VR2= VR470= Vled= LED apagado VCE= VCB= V12= VR1= VNTC= VR2= VR470= Vled= 4.1. Cálculo aproximado de IB: IB = I1 Intc = (VR1/R1) - (VR2/R2) = ENM 3/5 Rot07_TJB_ChaveNTCv1_s25

4 4.2. Verifique a LKT para o TJB: VCB= VCE= VCE= VBE+VCB= 4.3. Questão para relatório: Faça uma explicação sobre o funcionamento do circuito estabelecendo uma relação entre os valores medidos e a condição do led: se aceso ou apagado Espera-se que o funcionamento nesta etapa ocorra da seguinte forma: Ao aproximar o ferro de solda do NTC da temperatura a resistência elétrica do NTC a queda de tensão no NTC a tensão VBE o TJB operação como chave eletrônica corrente de coletor LED. 5. Desligue o circuito e sem alterar a posição do P1, retire-o do circuito e meça a resistência ajustada entre 1 e 2. P1= 6. Na sequência coloque o LED em paralelo com os terminais C e E do TJB. 7. Desenhe o circuito em questão Figura 4- Circuito com transistor operado por NTC com o LED em paralelo com o CE do TJB 8. Volte a aquecer e esfriar o NTC em conjunto com o ajuste do potenciômetro. ENM 4/5 Rot07_TJB_ChaveNTCv1_s25

5 8.1. Espera-se que o funcionamento nesta etapa ocorra da seguinte forma: Ao aproximar o ferro de solda do NTC da temperatura a resistência elétrica do NTC a queda de tensão no NTC a tensão VBE o TJB operação como chave eletrônica corrente de coletor LED 9. Meça as grandezas indicadas abaixo: Atenção na polaridade das pontas de prova do multímetro ao medir VCB. TJB saturado TJB cortado VCE= VCE= VCB= VCB= V12= V12= VR1= VR1= VNTC= VNTC= VR2= VR2= VLED= VLED= 9.1. Calcule o valor aproximado de IB: IB= 9.2. Verifique a LKT para o TJB: VCB= VCE= VCE= VBE+VCB= 9.3. Desenergize o circuito e sem alterar a posição do P1, retire-o do circuito e meça a resistência ajustada entre 1 e 2. P1= 9.4. Calcule a corrente que circula pelo potenciômetro: Ipot= V12/R12 = Questionário: Calcule a polarização DC e compare com os valores medidos. Justifique os valores. ENM 5/5 Rot07_TJB_ChaveNTCv1_s25