Experimento com transistor PNP e NPN

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ 
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS 
ENGENHARIA DE PRODUÇÃO 
 
 
 
ARTHUR FELIPE CRUZ 
DIEGO CERQUEIRA 
JHONATAS MARINHO 
MALU MONTEIRO DE AQUINO 
PEDRO PAULO FIGUEREDO 
 
 
 
 
 
 
PRÁTICA 02 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ILHÉUS-BA 
2019 
 
1. Introdução 
 
Sabe-se que o transistor é um semicondutor que geralmente é constituído 
de Silício (Si) ou Germânio (Ge). É amplamente utilizado como amplificador, 
no entanto operam também como chave em um circuito. 
O transistor é formado pela base, emissor e coletor, sendo assim, quando 
conectado a uma fonte de tensão, o mesmo apresenta correntes 
características de cada um desses elementos (Ib,Ie,Ic ) além de tensões em 
meio suas junções (VCE - tensão coletor-emissor; VBC – tensão base-
coletor; e VBE – tensão base-emissor). 
Mediante a isso, a depender do material que constitui o transistor, ao se 
chegar a uma tensão específica (V ≥ 0,3v para Ge ou V ≥ 0,7v para Si) a 
barreira de potencial é atravessada e os elétrons são recombinados. Dessa 
forma, dá-se origem a corrente de Base (Ib), esta que por sua vez, devido a 
uma baixa taxa de recombinação possui um valor de corrente bastante 
inferior a corrente de coletor (Ic) e emissor (Ie). 
Entretanto apesar de Ib ter um valor bastante inferior as demais correntes, 
ela é considerada uma corrente de controle. Esse controle se deve ao fato de 
que Ib interfere na largura da barreira de potencial. Logo, quando VBE 
aumenta a barreira se torna mais estreita. Além disso, ao passo que Ib 
aumenta, Ic também aumenta e consequentemente Ie aumenta (válido para 
a situação inversa). 
Com isso, percebe-se o controle dessa corrente sobre as demais, sendo 
essa propriedade abordada nos experimentos realizados. 
 
2. Projeto 15 – Chave a transistor 
 
2.1. Objetivo 
Mostrar que os transistores podem ser utilizados como chave, além de serem 
utilizados como ampliador, fazendo com que apareça o número 8 no display da 
maleta Protoboard. 
2.2. Materiais utilizados 
• Transistor NPN (2SC1740); 
• Fio condutor; 
• Maleta Protoboard; 
• Pilhas 
• Resistor de 4,7k 
 
2.3. Parte experimental 
 
Figura 1: Esboço do circuito do projeto 15 
O experimento foi realizado conectando os cabos nos terminais do transistor 
ligando base, emissor e coletor no resistor de 4,7 K , ao terminal negativo da 
fonte e com o terminal 48 do display LED respectivamente. Utilizou-se dois cabos 
condutores para a ligação da chave 89 com o terminal positivo da fonte e com 
os demais terminais do display LED, enquanto que a chave 90 ao polo positivo 
do resistor. 
2.4. Resultados e discussões 
O circuito elaborado no protoboard está disposto a seguir. 
 
Figura 2: Representação do circuito do projeto 15. 
A corrente saiu do polo positivo da fonte, foi bifurcada, mandando uma de suas 
saídas para as entradas do display LED – onde houve uma distribuição de carga 
através de cabos condutores menores. Tal fato fez com que todos os diodos 
emissores de luz do sistema acendessem, enquanto que a corrente transmitida 
pela outra saída passou pela chave (89,90), comprovando assim que ao 
pressioná-la, permitia com que houvesse ou não corrente no circuito. Em 
seguida, a corrente foi controlada pelo resistor que manda para a base do 
transistor e coleta a energia vinda do display que também emite a corrente para 
o polo negativo da fonte. 
 
3. Projeto 16 – Chave a transistor PNP 
 
3.1. Objetivo 
Representar e identificar o transistor PNP como chave eletrônica. 
3.2. Materiais utilizados 
• 2 transistores (PNP); 
• 5 resistores (1 de 470, 2 de 680, 2 de 10k); 
• Fios condutores; 
• Maleta de componentes Minipa/MK-904; 
• Pilhas alcalinas. 
 
3.3. Parte experimental 
 
Figura 3: Esboço do circuito do projeto 16. 
 
O procedimento experimental ocorreu através do encaixe dos resistores R1, R2, 
R3 e R4 seguida da tentativa de montar uma chave eletrônica com dois 
transistores PNP. Os LEDs estavam conectados ao emissor do Q1 e ao coletor 
do Q2 e as ligações do circuito foram finalizadas de modo a analisar se os LEDs 
acenderiam. 
 
3.4. Resultados e discussões 
O circuito elaborado no Protoboard está disposto a seguir. 
 
Figura 4: Representação do circuito do projeto 16. 
O circuito deste experimento pode ser expresso a seguir. 
 
Figura 5: Circuito do projeto 16. 
Após a realização do experimento foi possível analisar que, ao acionar a primeira 
chave, nenhum LED acendeu. No entanto, ao acionar a tecla S1, ambos os LEDs 
acenderam. Tal fato pode ser explicado por conta do fluxo de corrente na base 
do transistor 1 e transistor 2 para S1, que ocasiona no chaveamento das 
correntes maiores dos emissores, possibilitando que os LEDs acendessem. 
 
4. Projeto 17 – Chave a transistor NPN 
 
4.1. Objetivo 
Tal projeto objetiva demostrar o uso de dois transistores NPN trabalhando como 
chave de um circuito, e observar o seu resultado. 
4.2. Materiais utilizados 
 
• 2 transistores NPN; 
• 5 resistores; 
• Fios condutores; 
• Maleta de componentes Minipa/MK-904; 
• Pilhas alcalinas. 
 
4.3. Parte experimental 
 
Figura 6: Esboço do projeto 17. 
 
Inicialmente, com o auxílio do livro Manual Didático, volume 1, foram conectados 
os fios condutores de corrente, depois as resistências R1, R2, R3, R4 e R5, com 
respectivos valores 10kΩ, 4,7kΩ, 680Ω, 10kΩ e 680Ω, por fim, os dois 
transistores NPN que são compostos em 3 partes: emissor (a linha com a seta), 
a base (a linha horizontal) e o coletor (a outra linha). Os transistores NPN 
possuem uma seta direcionada da base. O seguinte circuito foi montado: 
 
4.4. Resultados e Discussões 
A figura a seguir exibe como o circuito ficou após finalizar todas as ligações. 
 
Figura 7: Circuito referente ao projeto 17 
 
Como pode-se ver na figura 3, os LEDs foram conectados ao emissor de um dos 
transistores, e ao coletor do outro transistor. 
 
 
Figura 8: Circuito que representa o projeto 17 
 
Após ligar a chave de alimentação (ON), nenhum dos LEDs acendeu. Porém, 
após ser habilitada a passagem de corrente fechando S1, os dois LEDs 
acenderam. Isso implica dizer que mesmo tendo valores pequenos, as correntes 
(Ib1 e Ib2) que passavam nas bases dos transistores, habilitaram os fluxos de 
correntes maiores (Ie1 e Ie2), que passavam nos emissores, acendendo os 
LEDs. Ao finalizar o projeto, pôde-se dizer que os objetivos iniciais foram 
alcançados: a construção da chave com os transistores foi feita corretamente e 
durante a prática viu-se seu funcionamento. 
 
 
5. Conclusão 
Dessa maneira, através dos resultados analisados, nos três experimentos, 
como a observação do Display Digital e dos LEDs é perceptível a ação do 
transistor como chave eletrônica, visto que valendo-se do princípio da corrente 
de base como controladora, observa-se o acendimento dos LEDs, devido a 
habilitação dos fluxos das correntes maiores (Ie), pelo Ib (correntes menores). 
Esse experimento explora uma outra característica dos transistores, que 
muitas vezes são vistos apenas como amplificadores. Outrossim, vale ressaltar 
também que é posta em prática a relação entre a barreira de potencial e as 
tensões aplicadas ao elemento, além da eventual influência do material nesse 
processo.