O Transistor Bipolar de Junção

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Cássio Rosa Felgueiras
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1 12ª Aula: O Trasistor Biolar de Jução Ao fial desta aula você deverá estar ato a: -Cotar um ouco da história do trasistor biolar de jução (TBJ) -Mostrar o fluxo de ortadores o TBJ -Determiar as exressões ara as corretes o TBJ -Criar um modelo ara o TBJ Microelectroic Circuits - Fifth Editio Sedra/Smith Coyright 2004 by Oxford Uiversity Press, Ic. 2

2 O Trasistor Biolar de Jução () Microelectroic Circuits - Fifth Editio Sedra/Smith Coyright 2004 by Oxford Uiversity Press, Ic. 3

3 O Trasistor Biolar de Jução () Microelectroic Circuits - Fifth Editio Sedra/Smith Coyright 2004 by Oxford Uiversity Press, Ic. 4

4 O Nascimeto da Eletrôica Modera O Primeiro Trasistor Biolar de Cotato (1947) (Brattai, Bardee e Shockley) Microelectroic Circuits - Fifth Editio Sedra/Smith Coyright 2004 by Oxford Uiversity Press, Ic. 5

5 O Trasistor Biolar de Cotato O Trasistor Biolar de Cotato (Brattai, Bardee e Shockley) Microelectroic Circuits - Fifth Editio Sedra/Smith Coyright 2004 by Oxford Uiversity Press, Ic. 6

6 O Trasistor Biolar de Cotato (Brattai, Bardee e Shockley) Microelectroic Circuits - Fifth Editio Sedra/Smith Coyright 2004 by Oxford Uiversity Press, Ic. 7

7 O Primeiro Trasistor de Cotato O Primeiro trasistor foi ivetado o Bell Labs em 23 de dezembro de 1947, or Brattai, Bardee e Shockley. Embora algum trabalho estivesse sedo feito a Bell durate a guerra, o trabalho a U. Purdue, que era muito cosistete em roriedades do germâio, era mais iteressate. Seymour Bezer e Ralh Ray eram estudates de ós-graduação em 1944 sob orietação de Lark-Horovitz. Bezer estudava a alta resistêcia de cotatos metal-germâio a direção reversa e Bray a direção direta. Os resultados ão odiam ser exlicados elas teorias até etão cohecidas que diziam que a correte deveria ser muito meor. O que eles ão sabiam, é que a ijeção de ortadores mioritários era a resosável. Bray e Bezer mostravam seus resultados a cietistas famosos que os visitavam e que coçavam a cabeça... Microelectroic Circuits - Fifth Editio Sedra/Smith Coyright 2004 by Oxford Uiversity Press, Ic. 8

8 O Primeiro Trasistor de Cotato Bray e Bezer aresetaram suas observações sobre cotatos otuais sobre germâio em uma coferêcia em 1948, semaas aós a iveção do trasistor a Bell, que aida era matido em segredo. Brattai estava a audiêcia, sabedo muito bem que o feômeo era causado or ortadores mioritários, e ercebeu quão róximos estavam Bray e Bezer da descoberta do trasistor. Como Bray disse deois, estava claro que se eu tivesse aroximado meu eletrodo (fio) do fio de Bezer teríamos descoberto o trasistor... Microelectroic Circuits - Fifth Editio Sedra/Smith Coyright 2004 by Oxford Uiversity Press, Ic. 9

9 O Primeiro Trasistor de Cotato Ele a verdade chegou a cosultar Brattai que estava reocuado que outro gruo auciasse ates a descoberta do trasitor: Eu os deixei simlesmete falado, sem dizer ada Ao fial, ele lembra que Bray disse: Sabe, se ós uséssemos um outro oto a suerfície do germâio e medíssemos o otecial etre eles, talvez... Brattai, ão resistido disse É, ode ser um ótimo exerimeto e afastou-se esado com seus botões Ralh acaba de descrever o exerimeto que os levou à iveção do trasistor algumas semaas atrás!!!! EM: Erest Brau e Stuart Macdoald Revolutio i Miiature: The history ad imact of semicoductor electroics Microelectroic Circuits - Fifth Editio Sedra/Smith Coyright 2004 by Oxford Uiversity Press, Ic. 10

10 O Primeiro Trasistor de Jução 1950 (Bell Labs) Microelectroic Circuits - Fifth Editio Sedra/Smith Coyright 2004 by Oxford Uiversity Press, Ic. 11

11 A Revolução em Miiatura Começa O Primeiro CI Texas Istrumets (1958) Microelectroic Circuits - Fifth Editio Sedra/Smith Coyright 2004 by Oxford Uiversity Press, Ic. 12

12 O Primeiro Processador Itel 4004 (1971) Microelectroic Circuits - Fifth Editio Sedra/Smith Coyright 2004 by Oxford Uiversity Press, Ic. 13

13 Modos de Oeração Tabela 4.1 MODOS DE OPERAÇÃO DO TBJ. Modo Corte Ativo Saturação JEB Reversa Direta Direta JBC Reversa Reversa Direta INDEPENDE SE NPN OU PNP!!! Microelectroic Circuits - Fifth Editio Sedra/Smith Coyright 2004 by Oxford Uiversity Press, Ic. 14

14 O Trasistor Biolar j BE dir. ol. e j BC rev. ol. (modo ativo) Microelectroic Circuits - Fifth Editio Sedra/Smith Coyright 2004 by Oxford Uiversity Press, Ic. 15

15 A distribuição de ortadores mioritários (0) 0 e v BE / V T I A E qd d (x) dx A E qd (0) W Microelectroic Circuits - Fifth Editio Sedra/Smith Coyright 2004 by Oxford Uiversity Press, Ic. 16

16 A correte o coletor Microelectroic Circuits - Fifth Editio Sedra/Smith Coyright 2004 by Oxford Uiversity Press, Ic. 17

17 Microelectroic Circuits - Fifth Editio Sedra/Smith 18 Coyright 2004 by Oxford Uiversity Press, Ic. T BE T BE T BE T BE T BE V S V A i E V E V E C V E E E e I e W N qd A e W qd A W e qd A I I W e qd A W qd A dx x d qd A I / v / v / v / v / v (0) ) ( BE V T e / v 0 0) ( sedo I S a correte de saturação A correte o coletor A D i S N L D N L D Aq I 2 lembrem, o diodo

18 A correte a base Microelectroic Circuits - Fifth Editio Sedra/Smith Coyright 2004 by Oxford Uiversity Press, Ic. 19

19 Ela ossui duas comoetes: -A correte devido às lacuas ijetadas da base ara o emissor (I B1 ) i B1 A E qd i 2 N D L e v BE / V T -A correte devido às lacuas forecidas elo circuito extero ara comesar as lacuas cosumidas or recombiação (I B2 ) Se b é o temo de vida de ortadores mioritários, em b segudos Q cargas se recombia com as lacuas: i A correte a base Q ode B Q 2 AEq (0) W 2 b 1 Microelectroic Circuits - Fifth Editio Sedra/Smith Coyright 2004 by Oxford Uiversity Press, Ic. 20

20 A correte a base Ou seja: Q A qw 2N E i vbe / V T e e BE T B 2 A 2 i 1 2 AEqW N b A 2 i e v / V Assim: D i B I S D N A N D W L 1 2 W 2 D b e v BE / V T Microelectroic Circuits - Fifth Editio Sedra/Smith Coyright 2004 by Oxford Uiversity Press, Ic. 21

21 Resumido v ic I Se D ib I S D Ou: D ib i C D Ode: 1/ D / BE V T D N N N N A D A D N A N D W L W L W L W D 2 W D b b W 2 D b e v BE V T ic / Microelectroic Circuits - Fifth Editio Sedra/Smith Coyright 2004 by Oxford Uiversity Press, Ic. 22

22 A correte o emissor Microelectroic Circuits - Fifth Editio Sedra/Smith Coyright 2004 by Oxford Uiversity Press, Ic. 23

23 A correte o emissor i E i C i B i C ic i C 1 vbe / VT 1 se ou etão 1 1 I S e 1 i i C E etão i E I / e vbe / VT S se = 100, etão 0,99. Microelectroic Circuits - Fifth Editio Sedra/Smith Coyright 2004 by Oxford Uiversity Press, Ic. 24

24 Exressões ara as Corretes em um Trasistor Biolar a Região Ativa i C i B i E I S e v BE /V T i C I S e v BE / V T i C I S e v BE /V T Nota: Para o trasistor, substitua v BE or v EB i C i E i B (1 )i E i E 1 i C i B i E ( 1)i B 1 1 V T = tesão térmica = kt/q 25 mv a temeratura ambiete Microelectroic Circuits - Fifth Editio Sedra/Smith Coyright 2004 by Oxford Uiversity Press, Ic. 25

25 Um modelo ara o Trasistor NPN a região ativa i i C E I S e v / BE V T BE VT I / v / e S v BE Modelo () ara grades siais a região ativa! Microelectroic Circuits - Fifth Editio Sedra/Smith Coyright 2004 by Oxford Uiversity Press, Ic. 26

26 O uso tecológico que a sociedade faz de uma comreesão que a ciêcia traz em semre é o que o cietista recomedaria ou erdoaria... Todos os cidadãos são igualmete resosáveis elo que é feito. Walter H. Brattai Prêmio Nobel 2 vezes Microelectroic Circuits - Fifth Editio Sedra/Smith Coyright 2004 by Oxford Uiversity Press, Ic. 27

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