INSTITUTO FEDERAL DE SANTA CATARINA - CAMPUS JOINVILLE DEPARTAMENTO DE ENSINO, PESQUISA E EXTENSÃO COORDENAÇÃO DE ELETROELETRÔNICA CURSO TÉCNICO EM ELETROELETRÔNICA ELETRÔNICA GERAL Profª. Bárbara Taques 1
CAPÍTULO 1 ELEMENTOS ELETRÔNICOS FUNDAMENTAIS 1.1 ÁTOMO Em um átomo, quanto maior a distância do núcleo (raio de sua órbita), maior a energia cinética. Fig. 1 Camadas de valência do átomo Um elétron precisa estar a uma determinada distância do núcleo, com uma determinada velocidade, para que a força centrífuga Fc, equilibre-se com a força eletrostática Fe, tornando-se estável: Fig. 2 Equilíbrio atômico Para estas condições de estabilidade deve existir um número máximo de elétrons em cada camada. A órbita mais externa recebe o nome de banda de valência, onde os elétrons têm maior facilidade de sair do átomo. Isto porque tem uma energia maior e uma força de atração ao núcleo menor. A região mais afastada, onde os elétrons têm energia suficiente para moverem-se pelo corpo é chamada banda de condução. Isolante Condutor Semi-Condutor Fig. 3 - Distribuição das Bandas de Energia 2
1.2 SEMICONDUTORES Os semicondutores possuem ligações iônicas covalentes, isto é, os átomos compartilham pares de elétrons. A ausência de um elétron numa ligação é representada por uma lacuna, que em contraposição com a carga do elétron, pode ser chamada de carga positiva de igual magnitude. Os semicondutores mais usados são o silício e o germânio, que possuem 4 elétrons na sua camada de valência, sendo chamados tetravalentes. Fig. 4 Elétron que se libertou do átomo por ter recebido energia suficiente, tornando-se livre. SEMI-CONDUTOR PORTADORES INTRÍNSECOS (por cm3) GaAs 1,7 x 106 Si 1,5 x 1010 Ge 2,5 x 1013 1.2.1 - SEMICONDUTORES TIPO N E TIPO P O silício e o germânio encontram-se na natureza no seu estado puro, recebendo a denominação de semicondutores intrínsecos. Existem também semicondutores extrínsecos, em que são acrescentadas substâncias com átomos com 5 ou 3 elétrons de valência. 3
Fig. 7 Estrutura atômica dos principais semicondutores Quando num cristal de silício é acrescentado uma quantidade de átomos pentavalentes como, por exemplo, o arsênio (As), o antimônio (Sb) e o Fósforo (P), acabam gerando elétrons livres, pois um dos cinco elétrons da impureza fica sem participar das ligações. Neste caso, como os elétrons livres são cargas elétricas negativas, este semicondutor é chamado Tipo N. Fig. 5 Estrutura atômica do semicondutor tipo N Em outra situação, é acrescentado ao átomo de silício uma impureza trivalente, como por exemplo, o alumínio (Al), o boro (B) e o gálio (Ga). Neste caso faltam elétrons para completar as ligações, formando assim, lacunas. Fig. 6 Estrutura atômica do semicondutor tipo P 4
Como as lacunas podem ser consideradas cargas elétricas positivas, este semicondutor é chamado Tipo P. A técnica de acrescentar impurezas ao semicondutor para aumentar tanto o número de elétrons livres quanto o número de lacunas, é chamado de dopagem e, por isso, a impureza é chamada de dopante. CAPÍTULO 2 DIODO SEMICONDUTOR 2.1 JUNÇÃO PN Portadores majoritários Elétrons Portadores majoritários Lacunas Fig. 8 Junção PN Fig. 8 Recombinação Elétron-Lacuna 5
Fig. 9 Barreira de potencial formada na camada de depleção Na camada de depleção cria-se uma diferença de potencial chamada barreira de potencial, cujo símbolo é Vɤ. Este valor em 25o é aproximadamente 0,7V para diodos de silício e 0,3V para diodos de germânio. SIMBOLOGIA O lado P do diodo chama-se ANODO (pois possui íons negativos) e o lado N chama-se CATODO (pois possui íons positivos). 2.2 POLARIZAÇÃO DA JUNÇÃO PN Quando é colocado uma fonte entre os terminais do diodo. POLARIZAÇÃO DIRETA Ocorre quando o potencial positivo da fonte encontra-se ligado no lado P e o potencial negativo no lado N. 6
Fig. 11 - Polarização direta da junção PN Os elétrons do lado N são repelidos pelo terminal negativo da fonte, rompem o potencial de barreira, e do outro lado (P) recombinam-se de lacuna em lacuna, pois são atraídos pelo terminal positivo. Assim, forma uma corrente de polarização direta, de alta intensidade, Ip. POLARIZAÇÃO REVERSA Fig. 12 Polarização reversa da junção PN Neste caso ocorre um aumento da região de depleção, até que a diferença de potencial se iguale a tensão da fonte. 7
Existe somente uma corrente reversa, devido aos portadores minoritarios presente no material, mas que é muito pequena, sendo considerada desprezível, IR. CURVA CARACTERÍSTICA Fig. 13 Curva característica do diodo semicondutor VD Tensão aplicada ao diodo > Vγ IDM Corrente direta máxima IR Corrente de fuga VR Tensão de ruptura PDM Potência máxima PDM=VD xidm Exemplo: IDM 1A IR 10μA VR 50V PDM 1W 2.3 RETA DE CARGA A ligação de um diodo a uma fonte de alimentação deve ser feita sempre por um resistor limitado em série para protegê-lo contra a corrente máxima. 8
Fig. 14 Reta de carga para diodo semicondutor VD e ID: Valores de tensão e corrente aos quais o diodo está submetido no circuito. Diodo ideal: VD=Vγ ID=IS VC TENSÃO DE CORTE:Tensão no diodo quando ele está aberto; IS CORRENTE DE SATURAÇÃO: Corrente no diodo quando ele está em curto; Q PONTO QUIESCENTE: Corresponde as coordenadas do ponto onde a reta de carga intercepta a curva característica do diodo; PD POTÊNCIA DE DISSIPAÇÃO: PD=VD. ID 9
CAPÍTULO 3 DIODO RETIFICADOR 3.1 RETIFICADOR DE MEIA ONDA 10
TENSÃO MÉDIA NA CARGA: Para diodo ideal (modelo 1): Para diodo com Vγ (modelo 2): CORRENTE MÉDIA NA CARGA: Portanto, para não danificar o diodo, além da tensão de ruptura VR, ele deve suportar também a corrente média Im: IDM Im e VR V2p Exemplo: Para o circuito acima, considerando V2rsm=12V e RL=10Ω, determinar: a) a tensão e corrente média na carga b) a corrente média na carga c) a especificação do diodo a) Vm=5,2V b) Im=520mA c) IDM 520mA e VR 17V 11
3.2 RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA COM DERIVAÇÃO CENTRAL 12
CAPÍTULO 4 - CIRCUITOS LIMITADORES O circuito limitador é um circuito que tem como objetivo limitar a tensão de saída do circuito num valor pré-determinado. Este valor pode ser positivo, negativo ou ambos, em função das características do circuito. 4.1 LIMITADOR POSITIVO ENTRADA NEGATIVA: Considerando a equação da malha de entrada: E a malha de saída: Portanto obtém-se: +Vi - VD + VL = 0 VD = (Vi + VL) V0 - VD + VL = 0 V0 = VD - VL V0 = Vi ENTRADA POSITIVA (Vi < VL): Nesta situação o diodo está polarizado reversamente, portanto: E, V0 = Vi 13
ENTRADA POSITIVA (Vi > VL): Se Vi > VL, VD é positivo e portanto o diodo está polarizado diretamente: V0 = VL + Vγ EXEMPLO: Determinar a forma de onda na saída do circuito limitador positivo mostrado abaixo, considerando diodo de silício e sabendo-se que a tensão de entrada é senoidal com Vip = 5V. Para Vi positivo: Enquanto Vi < 3V V0 = Vi Quando Vi > 3V V0 = 3,7V 14
4.2 LIMITADOR NEGATIVO ENTRADA POSITIVA: Nesta situação o diodo ficará polarizado reversamente, com tensão dada por: -Vi + VD - VL = 0 VD = Vi + VL e V0 = VD - VL V0 = Vi + VL - VL V0 = Vi ENTRADA NEGATIVA (Vi < VL): O diodo continuará polarizado reversamente, e: Vi + VD - VL = 0 e V0 = VD - VL VD = -Vi +VL V0 = -Vi + VL - VL V0 = Vi ENTRADA NEGATIVA (Vi > VL): Nesta situação o diodo ficará polarizado diretamente. V0 = - (VL + Vγ) 15
EXEMPLO 2: Para o exemplo anterior, considere o circuito abaixo: 4.3 LIMITADOR DUPLO Associando-se o limitador positivo e negativo, pode-se obter o Limitador Duplo, como mostra o circuito abaixo: Neste caso, para uma entrada senoidal, o sinal de saída fica limitado positivamente em VL1, e negativamente em VL2. 16
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EXERCÍCIOS: 1 Esboce a forma de onda de saída dos circuitos abaixo, considerando Vγ=0,7V. a) b) 2 Esboce a forma de onda de VL, VD e V0 do circuito abaixo, considerando Vγ=0,7V. 18
CAPÍTULO 4 DIODO ZENER O diodo Zener se difere do diodo normal na sua construção. Ele é construído com uma área de dissipação de potência suficiente para operar na tensão de ruptura, o que não acontece com o diodo normal. No diodo normal, quando polarizado reversamente, se atingir a tensão de ruptura, este pode ser danificado. A tensão de ruptura, neste caso, é chamada de tensão zener (VZ) e pode variar de 2V a 200V. SÍMBOLO CURVA CARACTERÍSTICA Com VZ dado pelo fabricante. Pela curva característica do diodo, é mostrado que a tensão VZ se mantém constante entre IZm (corrente zener mínima) e IZM (corrente zener máxima). Potência PZ = VZ IZ Vi =RS IZ + VZ 4.1 DIODO ZENER COMO REGULADOR DE TENSÃO A grande aplicação do diodo zener é como regulador de tensão, como mostra o exemplo abaixo: 19
Exemplo: determinar RS do regulador de tensão utilizado para que uma fonte de 12V possa ser ligada em um circuito que represente uma carga de 1kΩ. ESPECIFICAÇÃO DO DIODO VZ = 5,6 V IZM = 100 ma IZm: Caso não seja dado o valor de I Zm, considera-se como sendo 10% de I ZM, ou seja: IZm = 0,1. 100x10-3 I RL= IZm = 10mA V Z 5,6 = I RL=5,6 ma RL 1 k RSM = V i V Z V i V Z 12 5,6 = = I Sm I Zm + I RL (10+5,6 ) 10 3 RSM = 410Ω RSm= V i V Z V i V Z 12 5,6 = = I SM I ZM + I RL (100+5,6 ) 10 3 RSm = 61Ω Portanto RS deve ser 61Ω RS 410Ω Valor comercial: RS = 330Ω Potência: PRS = V 2RS ( 12 5,6 )2 = P RS=124 mw RS 330 Então, RS pode ser um resistor de ½ W ou ¼ W. TENSÃO DE ENTRADA COM RIPPLE O diodo zener pode ser colocado na saída de um circuito com tensão com ripple, para tornar esta tensão com valor constante, sem oscilação. Então: Vℑ VZ Vℑ VZ RSm= RSM = e I ZM + I RL I Zm + I RL 20
EXEMPLO: Calcular o valor de RSM e RSm para o funcionamento do circuito. ESPECIFICAÇÕES DO DIODO VZ = 15v IZM=250mA IZm=23mA ENTRADA SAÍDA I RL= 15 V 1 kω IRL = 15mA RSm= 28,5 15 ( 250+15 ) 10 3 RSm = 63Ω RSM = 31,5 15 ( 23+ 15 ) 10 3 RSM = 355Ω 21
4.2 DIODO ZENER COMO LIMITADOR LIMITADOR POSITIVO Para Vi > VZ Z segura tensão VZ D conduz V0 = VZ + VD Para 0 < Vi < VZ Z não conduz V0 = Vi Para Vi < 0 D não conduz V0=Vi LIMITADOR NEGATIVO Para Vi > 0 D não conduz V0=Vi Para 0 > Vi > VZ Z não conduz V0 = Vi Para Vi < VZ Z segura tensão VZ D conduz V0 = -(VZ + VD) 22
LIMITADOR DUPLO Quando Vi > VZ1 Z1 segura a tensão -VZ1 Z2 conduz V0 = Vγ + VZ1 Para VZ1> Vi > 0 Z1 não conduz V0 = Vi Para 0> Vi > VZ2 Z2 não conduz V0 = Vi Para Vi < VZ2 Z2 segura tensão -VZ2 Z1 conduz V0 = -(VD+VZ) 23
LIMITADOR DUPLO ASSIMÉTRICO Quando Vi > VZ Z segura a tensão VZ V0 = VZ Para VZ > Vi > 0 Z não conduz V0 = Vi Para Vi < 0 Z conduz V0 = Vγ 24
EXERCÍCIOS 1a) b) c) Para o circuito abaixo, determinar: VL, IL, IZ e IR se RL=180Ω. Repetir o item anterior, se RL=470Ω. Determinar o valor de RL que estabelece as condições de máxima potência para o diodo Zener. d) Determinar o valor mínimo de RL para garantir que o diodo Zener está no estado "ligado". VZ=10V PZM=400mW 2- a) Projetar o circuito da figura abaixo para manter VL em 12V para uma variação na carga (IL) de 0 a 200mA. Ou seja, determinar RS e VZ. b) Determinar PZM do diodo Zener do item anterior. 3- Para o circuito abaixo, determinar a faixa de Vi que manterá VL em 8V e não excederá a potência máxima nominal do diodo Zener. VZ=8V PZM=400mW 4- Para um circuito regulador de tensão, determinar os valores máximo e mínimo tensão de entrada do circuito abaixo para que o diodo Zener funcione corretamente. VZ=9,1V PZM=1,5W 25
CAPÍTULO 5 TRANSISTOR DE JUNÇÃO BIPOLAR 5.1 PRINCÍPIOS BÁSICOS DO TRANSISTOR i E =ic +i B V CE =V BE +V CB V EC =V EB +V BC Um aumento na corrente de base i B provoca um número maior de recombinações aumentando a corrente de coletor ic. A corrente de base controla a corrente entre emissor e coletor Uma pequena variação ΔiB provoca uma grande variação ΔiC. Sendo assim o transistor possui efeito de amplificação, tendo: Ganho de Corrente = Δ ic Δ ib 26
5.2 CONFIGURAÇÕES BÁSICAS CONFIGURAÇÃO BASE COMUM CONFIGURAÇÃO EMISSOR COMUM CONFIGURAÇÃO COLETOR COMUM Em geral os fabricantes fornecem as curvas características de entrada (relação entre corrente e tensão de entrada, para vários valores de tensão de saída), e 27
características de saída (relação de corrente e tensão de saída, para vários valores de corrente de entrada). CONFIGURAÇÃO BASE COMUM Será tomado como referência o transistor NPN, por ser o mais utilizado, pois o transistor PNP assemelha-se a esse, somente invertendo-se todas as correntes e tensões. CURVA CARACTERÍSTICA DE ENTRADA CURVA CARACTERÍSTICA DE SAÍDA REGIÃO DE CORTE: As duas junções estão polarizadas reversamente, fazendo com que a corrente de coletor (saída) seja praticamente nula (I C=0). È como se o transistor estivesse DESCONECTADO do circuito CORTADO. REGIÃO DE SATURAÇÃO: As duas junções estão polarizadas diretamente, fazendo com que uma pequena variação de tensão VCB (saída), resulte numa enorme corrente de coletor (saída). É como se os seus terminais estivessem em CURTO CIRCUITO (VCB=0) REGIÃO ATIVA: Esta é a região central do gráfico de saída, onde as curvas são lineares. Portanto, é esta a região utilizada na AMPLIFICAÇÃO DE SINAIS. TRANSISTOR CORTADO TRANSISTOR SATURADO 28
Ganho de Corrente: α= Como, ie = ic+ib, Δ ic V =cte Δ i E CB α= ic ie α é sempre < 1. Geralmente α varia entre 0,9 e 0,998, pois a corrente IB é muito pequena. CONFIGURAÇÃO EMISSOR COMUM CURVA CARACTERÍSTICA DE ENTRADA Observa-se que é possível controlar a corrente i B variando-se a tensão de entrada vbe. CURVA CARACTERÍSTICA DE SAÍDA Para esta configuração, a relação entre corrente de saída e corrente de entrada, é dada é dada por hfe ou β: I β= c IB 29
Sendo ic» ib, β é sempre» 1, ou seja, nesta configuração o transistor funciona como AMPLIFICADOR DE CORRENTE. Como a inclinação da curva varia, β também varia: 50<β<900. Assim como o diodo os transistores têm seus valores máximos e mínimos de alguns parâmetros, que devem ser respeitados, para evitar que danifiquem os mesmos: Tensão máxima de coletor VCEMÁX Corrente máxima de coletor ICMÁX Potência máxima de coletor: Para configuração ECe CC PCMÁX=VCEMÁX.ICMÁX Para configuração BC PCMÁX=VCBMÁX.ICMÁX Tensão de ruptura das junções Vbr (Breakdown Voltage) VbrCB0 Tensão de ruptura entre coletor e base, com emissor aberto; VbrCE0 Tensão de ruptura entre coletor e emissor, com base aberta; VbrCES Tensão de ruptura entre coletor e emissor, com base e emissor curtocircuitadas. CURVA DE SAÍDA DO TRANSISTOR 30
CAPÍTULO 6 CIRCUITOS DE POLARIZAÇÃO 6.1 PONTO QUIESCENTE Polarizar um transistor é fixá-lo num ponto de operação em corrente contínua, dentro de suas curvas características. Este ponto de operação é chamado de ponto quiescente (Q). A escolha do ponto quiescente é feita em função da aplicação que se deseja para o transistor, ou seja, ele pode estar localizado nas regiões de corte, saturação ou ativa da curva característica de saída. 6.2 RETA DE CARGA 6.3 CIRCUITO DE POLARIZAÇÃO EM BASE COMUM A junção base-emissor deve estar polarizada diretamente e a base-coletor reversamente. As fontes VEE e VCC e os resistores RE e RC são utilizados para fixar o ponto quiescente. MALHA DE ENTRADA: R E. i E +V BE=V EE R E= MALHA DE SAÍDA: V EE V BE ie RC.i C +V CB =V CC RC = V CC V CB ic 31
DETERMINAÇÃO DA RETA DE CARGA PONTO DE SATURAÇÃO: RC = VCB =0, V CC 0 icsat CORTE I CSAT = PONTO DE CORTE: VCB assim: SAT IC = VCC RC.iC CORTE =0 CORTE V CC RC VCB CORTE =VCC Fixando o ponto quiescente (ICQ e VCBQ) através dos resistores RE e RC, qualquer variação de tensão ou corrente no transistor corresponderá a um deslocamento deste ponto sobre a reta de carga. EXEMPLO: Polarizar e traçar a reta de carga de um transistor β=150, sabendo-se que o mesmo deve operar no meio da região ativa, no ponto quiescente formado por: VCBQ=10V, ICQ=2mA e VBEQ=0,7V, DADOS DO CIRCUITO: VEE=5V e VCC=20V - Cálculo de RC: RC = - Cálculo de RE: α= V CC V CBQ 20 10 = 3 I CQ 2 x 10 β β +1 R E= α=0,9934 I EQ= RC=5kΩ I CQ =2,013 ma V EE V BEQ 5 0,7 = 3 I EQ 2,013 x 10 RE=2136Ω - Para traçar a curva usar os valores de I CSAT = V CC =4 ma RC e VCC=20V CIRCUITO DE POLARIZAÇÃO BC COM UMA FONTE DE ALIMENTAÇÃO VF=VEE+ VCC V CC R B 1 = V EE R B 2 32
EXERCÍCIOS: 1 Polarize o transistor (β=100) do circuito a seguir no ponto quiescente: VCBQ=15V, ICQ=100mA e VBEQ=0,65V 2 Determine ICQ e mostre em que região da curva característica de saída encontra-se o ponto quiescente do transistor (β=120) do circuito a seguir: 3 Como fazer para que o transistor do exercício anterior fique polarizado na região ativa? 33
6.4 CIRCUITO DE POLARIZAÇÃO EM EMISSOR COMUM Da mesma forma que o circuito anterior, a junção base-emissor deve ser polarizada diretamente e base coletor reversamente. MALHA DE ENTRADA: RB.iB+VBE=VBB RB = MALHA DE SAÍDA: RC.iC+VCE=VCC RC = CIRCUITO CONSTANTE: DE V BB V BE ib V CC V CE ic POLARIZAÇÃO EC COM CORRENTE DE BASE Para garantir a polarização direta da junção base-emissor e reversa da junção base-coletor, RB > RC 34
MALHA DE ENTRADA: RB.iB+VBE=VCC RB = MALHA DE SAÍDA: V CC V BE ib RC.iC+VCE=VCC RC = V CC V CE ic PROBLEMA COM AUMENTO DE TEMPERATURA: Temp. β podendo até V V BE i B= CC dobrar o valor. β=ic/ib, como ib é praticamente constante : ic, VRC, RB VCE V CC V CE Como i C = ic, gerando realimentação positiva. RC ( ) SOLUÇÃO: CIRCUITO DE POLARIZAÇÃO EC COM REALIMENTAÇAÕ DE EMISSOR: ic ie VRC VRE VRB + VBE + VRE VCC =0 VRB = VCC VBE VRE Como VCC e VBE são constantes: VRE VRB IB ic= β.ib, como β e ib, o sistema fica estável! 35
MALHA DE ENTRADA: RB = V CC V BE R E.i E ib MALHA DE SAÍDA: RC = RB.IB+VBE+RE.iE=VCC RC.iC+VCE+RE.iE=VCC V CC V CE R E. i E ic Como existem 2 equações e 3 incógnitas: RB, RC e RE, pode-se: 1) Adotar RE compatível com as tensões e correntes do circuito; 2) Adotar VRE=VCC/10 EXEMPLO: Dado um transistor com β=250 e uma fonte de alimentação de 20V, determinar os resistores de polarização (valores comerciais) para o ponto quiescente: VCEQ=VCC/2, ICQ=100mA e VBEQ=0,7V V ℜ= RC = V CC =2 V 10 V CC V CEQ V ℜ 20 10 2 = R C =80 Ω 3 I CQ 100 10 PRC=RC.iC2 = 82(100x10-3)2 PRC=0,82W (1,5W) i BQ= 3 i CQ 100 10 i BQ= i BQ=400 μa β 250 RB = V CC V BEQ V ℜ 20 0,7 2 = R B=43. 250 Ω, comercial: RB=47kΩ 6 i BQ 400 10 PRB=RB.iB2=47x10-3(400x-6)2=7,52mW (1/8W) Vℜ ie=ic+ib =100x10-3+400x10-6 i EQ 2 R E= RE=19,92Ω, 100,4 10 3 R E= PRE=RE.iE2=22(100,4x10-3)=222mW ie=100,4ma Comercial: RE=22Ω (1/2) W 36
EXERCÍCIOS: 1 Dado um transistor com β=200 e uma fonte de alimentação de 12V, para um circuito na configuração EC com corrente de base constante, determinar os resistores de polarização (valores comerciais) para o ponto quiescente: V CE=VCC/2, ICQ=15mA e VBEQ=0,7V. 2 Polarizar o transistor (β=150 e VCC=15V) do circuito a seguir no ponto quiescente: VCEQ=7V, ICQ=50mA e VBEQ=0,7V. 3 Polarize o transistor (β=180) do circuito a seguir no ponto quiescente VCEQ=VCC/2, icq=40ma e VBEQ=0,68V. 37
6.5 FONTE DE TENSÃO ESTABILIZADA CIRCUITO REGULADOR DE TENSÃO: Para o circuito Regulador de Tensão acima, uma mudança na carga, pode acarretar em um não funcionamento do diodo Zener, pois ocorre neste caso, um divisor de tensão entre os resistores RS e RL. I Z= V i V Z I RL RS Portanto, a corrente no diodo Zener depende da carga RL do circuito, pois: I RL= VZ RL CIRCUITO ESTABILIZADOR CONFIGURAÇÃO BC DE TENSÃO UTILIZANDO Neste circuito V0=VZ-VBE, portanto constante. Assim, qualquer variação na carga será compensada por I0. I Z= V i V Z IB RS Portanto o valor de RL não afeta a corrente IZ. - LIMITAÇÕES DE TENSÃO NA ENTRADA 38
Os valores de Vi devem ser determinados considerando os valores máximos e mínimos da corrente no diodo zener (Izm e IZM) e os valores máximos e mínimos de VCE (VCEM e VCESAT): Malha de entrada: Vi=RSIS+VZ=RS(IZ+IB)+VZ Vim=RS(IZm+IB)+VZ ViM=RS(IZM+IB)+VZ Malha de saída: Vi=VCE+V0 Vim=VCESAT+V0 ViM=VCEM+V0 VCEM=ViM-V0 - LIMITAÇÕES IMPOSTAS PELA CORRENTE DE SAÍDA Para um circuito sem carga (RL= ): RS = Portanto: RSm= V i m V Z I ZM IE=0, IC=0 e IB=0 V i V Z IZ RSM = V i M V Z I Zm Circuito com carga muito baixa: É limitada pela corrente máxima de coletor (ICM). Considerando I0 IC: I0M=ICM e PCM=(ViM-V0).I0M PCM=VCE.I0M Para fontes estabilizadas com valores negativos, usa-se o mesmo circuito, porém com transistor PNP e o diodo Zener invertido: 39
EXERCÍCIO: Para a construção de uma fonte estabilizada de 7,5V, a partir de um circuito retificador que fornece sua saída 20V ±20%. Este circuito será utilizado para alimentar cargas de no mínimo 20Ω. Verifique se o transistor é adequado. PARÂMETROS DO TRANSISTOR PARÂMETROS DO DIODO ZENER VBE=0,7V VCEM=80V ICM=2A VZ=8,2V PZM=6W 40