210 - Polarizacao universal

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CL U B E D A E L E T R ÔN I C A EL E T R ÔN I C A GE R A L 
 
Polarização Universal – Autor: Clodoaldo Silva - Versão : 24Set2005 
 
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Polarização universal 
 
Polarizar um circuito significa fixar o ponto de operação em corrente continua (ponto quiescente) na 
região onde desejamos que o amplificador opere. A fixação do ponto quiescente na curva característica 
de coletor fixa-o também na curva característica de base. 
 
Os transistores possuem três regiões de operação que são: 
 
 Região de corte ⇒ opera como uma chave aberta 
 Região de saturação ⇒ opera como uma chave fechada 
 Região linear ⇒ opera como amplificador 
 
Ilustrando: 
 
Para que o transistor opere na região linear ( como amplificador ) devemos fixar um ponto de operação 
entre a região de corte e saturação. A esse ponto damos o nome de ponto quiescente que significa quieto. 
 
Então podemos dizer que polarizar bem um transistor (para que ele opere na região linear) é o mesmo que 
aplicar tensões e correntes de maneira que, o ponto quiescente esteja o mais centralizado possível. 
 
Polarizando o circuito 
 
Uma das formas mais eficientes de polarização de transistores é a polarização universal, também 
conhecida como polarização com divisor de tensão base. Este tipo de polarização elimina problemas 
causados pelas variações de β ( beta ) dos transistores. 
 
 
 
Regras de projeto 
 
Para polarizar o circuito de forma que o ponto quiescente esteja no centro da reta de carga, uma regra 
bastante usada é : 
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 VRE = 0,1 x VCC 
 RC = 4 x RE 
 R2 =0,01.βdc.RE * ( estável ) ou 
 R2 =0,1.βdc.RE ** ( firme ) 
 R1 = (VR1÷VR2). R2 
 
* Usando a regra ( R2 =0,01.βdc.RE ) teremos um ponto quiescente estável, porém os resistores R1 e 
R2 serão baixos o que influenciará negativamente na impedância de entrada do circuito e isso não é 
interessante aos amplificadores. 
 
** Usando a regra ( R2 =0,1.βdc.RE ) haverá possibilidade de instabilidade do ponto Q, porém 
aumentaremos R1 e R2 e conseqüentemente a impedância de entrada o que é muito interessante aos 
amplificadores. 
 
Vale informar que dificilmente conseguiremos colocar o ponto quiescente no centro da reta, não por 
falha de projeto mas por resistores comerciais que dificilmente atenderão as nossas necessidades. 
 
Polarizando o transistor para trabalhar na região linear 
 
Antes de começarmos a polarizar o transistor devemos conhecer alguns parâmetros, que são: 
 
BC 548 Verificar suas especificações no datasheet 
 
VCEO ⇒ é o máximo valor da tensão coletor-emissor com a base em aberto. Para o transistor BC548 esse 
valor é de 30 V. ( O valor de VCE deve ser no máximo metade de VCEO ) 
 
βDC ou hFE ⇒ É o ganho de corrente. Os datasheets normalmente fornecem valores mínimos e máximos, 
esses valores são acompanhados de uma corrente de teste que usaremos para trabalhar. Para o transistor 
BC548 temos: βmínimo = 110, βmáximo 800 e IC (teste) = 2mA 
( O valor de βDC deve ser o mínimo, garantindo as condições mínimas de polarização ) 
 
Tabela de resistores: 
 
É útil ter noção dos valores disponíveis no mercado ao se projetar um circuito novo. Por exemplo, se 
desejo obter uma resistência de 2 Ohms, devo saber que não existe um resistor comercial com esse valor. 
Logo, deve optar-se por uma associação em série de dois resistores de 1 Ohm. 
 
Os valores comerciais de resistores são potências de 10 multiplicadas pelos valores abaixo. 
 
Alguns valores comerciais. 
1.0 Ω 1.1 Ω 1.2 Ω 1.3 Ω 
1.5Ω 1.6 Ω 1.8 Ω 2.0 Ω 
2.2 Ω 2.4 Ω 2.7 Ω 3.0 Ω 
3.3 Ω 3.6 Ω 3.9 Ω 4.3 Ω 
4.7 Ω 5.1 Ω 5.6 Ω 6.2 Ω 
6.8 Ω 7.5 Ω 8.2 Ω 9.1 Ω 
 
Para obter os demais valores multiplicar por: 10, 102, 103, 104, 105, 106 
 
Em casos muito especiais, é possível encomendar a um determinado fabricante um lote de componentes 
com um valor não usual. Contudo, para a maioria das aplicações esse requisito é facilmente contornado 
reprojetando os valores ou encontrando uma associação equivalente. A potência dos resistores comerciais 
pode ser de 1/8W, 1/4/W, 1/2W, 1W, 2W, 10W, etc. 
 
 
 
 
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Dimensionando os resistores de polarização para uma fonte de 12V 
 
 Dimensionando RE: 
 
VRE = 0,1 . VCC 
VRE = 0,1 . 12 V 
VRE = 1,2 V 
 
A corrente que desejamos é a corrente de teste 2mA, assim temos : 
 
VRE = RE . IE 
1,2 V = RE . 2mA 
RE = 600 Ω ( comercial = 620 Ω ) 
 
 Dimensionando RC: 
 
RC = 4.RE 
RC = 4.620 
RC = 2480 Ω ( comercial = 2400 Ω ) 
 
 Dimensionando R2: ( polarização firme ) 
 
R2 = 0,1.βDC.RE 
R2 = 0,1.110.620Ω 
R2 = 6820Ω ( comercial = 6800 Ω ) 
 
 Dimensionando R1: 
 
R1 = ( 10,1V ÷ 1,9 V ) . 6800Ω 
R1 = 36147,37Ω ( comercial = 36kΩ ) 
 
Traçando a reta de carga DC: 
 
Agora que temos todos os valores vamos coloca-los em nosso circuito e calcular as tensões e correntes 
necessárias. 
 
 
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Encontrando ICq e VCEq 
 
Encontrando VB : 
 
VB = R2 / (R1 + R2).VCC 
VB = 6,8kΩ / ( 36kΩ + 6,8kΩ ).12V 
VB = 1,9 V 
 
Encontrando IE = IC quiescente: 
 
IE = ( VB – VBE ) / RE 
IE = (1,9 V – 0,7 V )/620Ω 
IE = 1,95 mA 
 
Encontrando VCE quiescente: 
 
VCC = VRC + VCEq + VRE 
VCC = ICRC + VCEq + IERE ( sabemos que Ic ≈ IE ) 
VCC = ICRC + VCEq + ICRE ( colocando IC em evidência ) 
VCC = IC .( RC + RE ) + VCEq 
VCEq = VCC – IC.( RC + RE ) 
VCEq = 12 V - 1,95mA( 2400Ω + 620Ω ) 
VCEq = 6,12 V 
 
Encontrando IC saturação e VCE de corte 
 
Encontrando IC de saturação: 
 
Para obter a corrente de saturação IC(sat) devemos fazer VCE = 0 
 
VCC = ICRC + VCE + ICRE ( colocando IC em evidência ) 
VCC = IC .( RC + RE ) + VCE ( fazendo VCE = 0 ) 
 
IC sat = VCC / ( RC + RE ) 
IC sat = 12 V / ( 2400Ω +620Ω ) 
IC sat = 3,97 mA 
 
Encontrando VCE de corte: 
 
Para encontrar VCE corte devemos fazer IC = 0 
 
VCC = ICRC + VCE + ICRE ( fazendo IC = 0 ) 
VCE corte = VCC 
VCE corte = 12 V 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Traçando a reta de carga DC: 
 
Adicionando os valores 
 
O homem é feito para a luta, não para o repouso.
(Ralph Emerson)
 
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Referências bibliográficas 
 Malvino, A.P. Eletrônica - volume I. São Paulo: McGraw Hill , 1987. 
 Boylestad, R. e Nashelsky, L. Dispositivos Eletrônicos e Teoria dos Circuitos. Rio de Janeiro: Prentice-Hall, 1994. 
 Marcus, O. Circuitos com diodos e Transistores. São Paulo: Érica, 2000 
 Lalond, D.E. e Ross, J.A. Princípios de dispositivos e circuitos eletrônicos. São Paulo: Makron Books, 1999.