P U C LABORATÓRIO DE DCE2 E N G E N H A R I A EXPERIÊNCIA 1: CURVAS CARACTERÍSTICAS DO TRANSISTOR BIPOLAR Identificação dos alunos: Data: 1. Turma: 2. 3. Professor: 4. Conceito:
I. Objetivos Traçar as curvas características de entrada e saída de um transistor bipolar NPN; Determinar o valor do ganho de corrente (β); Analisar o circuito emissor comum funcionando como fonte de corrente; Identificar as regiões ativa, saturação e de corte. II. Material utilizado 01 osciloscópio de duplo canal com pontas de prova. 01 fonte dupla de tensão regulável com seus respectivos cabos. 02 multímetros digitais. 01 placa didática. 06 cabos banana-banana. 01 transistor BC 548B. 01 resistor (R5) de 1kΩ. 01 resistor (R4) de 22 kω. 01 potenciômetro 2,2 MΩ. III. Procedimento a) Monte o circuito da Figura 1. Figura 1: Levantamento das características de entrada do BC 548B. b) Ajuste RV1 de modo a obter as diversas correntes de base conforme Tabela 1. c) Para cada valor de corrente de base, meça a tensão entre base e terra (VBE), registrando os valores na Tabela 1. Tabela 1: Características de entrada. IB (µa) desejada 5-10 16-25 30-50 120-200 IB (µa) real VBE (V) 1
d) Trace o gráfico da corrente de base (eixo vertical) versus a tensão de base-emissor (eixo horizontal) (IB[µm] x VBE[V]) na Figura 2. Figura 2: Curva IB x VBE. Ganho de Corrente e) Monte o circuito da Figura 3. Figura 3: Circuito para determinação do ganho de corrente. f) Ajuste a tensão de PS-1 para 10V. g) Varie a corrente de base através do potenciômetro RV1, como mostrado na Tabela 2. h) Calcule a corrente IC através da expressão indicada abaixo. IC = VR5/R5 = (VPS-1 - VCE)/R5, onde R5=1 kω. i) Determine o ganho de corrente β. 2
Tabela 2: Determinação do ganho de corrente. IB(µA) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 VCE(V) VR5(V) IC(mA) β= IC/IB Transistor como Fonte de Corrente. j) Monte o circuito da Figura 4. Figura 4: O Transistor como Fonte de Corrente. k) Ajuste inicialmente a tensão de PS-1 para 3V. l) Ajuste RV1 de modo a obter uma corrente de coletor de 2 ma. m) Altere o valor de PS-1 de acordo com os valores da Tabela 3 e anote as diferentes correntes de coletor obtidas. Tabela 3: Fonte de Corrente. PS-1 (V) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 IC (ma) Características de Saída. n) Monte o circuito da Figura 5. Coloque o resistor R5 em curto-circuito utilizando um "jumper". o) Fixe, inicialmente, RV1 para obter um IB=10µA. 3
Figura 5: Características de Saída. p) Ajuste PS-1 de modo a obter todos os valores de VCE listados na Tabela 4. Note que com R5 em curto, a tensão VCE é a própria de PS-1. Desta forma, para cada tensão, anote o valor da corrente de coletor. NÃO altere a resistência de RV1. q) Repita as medições para as correntes de base iguais a 20, 40, 60 e 100µA. Tabela 4: Corrente de Coletor (IC) versus VCE em função de IB. IB (µa) 10 20 40 60 80 100 IC (ma) VCE (V) = 0.5 VCE (V) = 1.0 VCE (V) = 2.0 VCE (V) = 4.0 VCE (V) = 6.0 VCE (V) = 8.0 VCE (V) = 10 r) Trace a família de curvas de IC[mA] versus VCE[V] com IB[µA] constante na Figura 6. Trace uma curva para cada valor de corrente de base. s) Identifique as três regiões de operação (ativa, saturação e corte) no gráfico. t) A partir das curvas, ache o ganho de corrente na região linear. Ganho de corrente típico: β = IC/IB. 4
Figura 6: Características de saída para diversas correntes de entrada (IB). IV. Questões 1) Como é constituído o transistor bipolar e quais os tipos existentes? Desenhe suas estruturas. 2) Caracterize as regiões de operação (corte, ativa, saturação), descrevendo como as junções estão polarizadas em cada caso e em qual delas é válida a relação IC β. IB. 3) Descreva como ocorre o efeito transistor para um transistor NPN. V. Conclusão Observação: Baseie sua conclusão nos objetivos da experiência, discutindo se estes foram alcançados ou não, para cada ítem analisado. Comente possíveis observações feitas durante a experiência. 5