Relatório 6 - TRANSISTOR BIPOLAR DE JUNÇÃO Corrigido

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NOME: 
AMANDA CASSIOLATO BARALDI RA 140498 
MARCUS WINICIUS DE OLIVEIRA RA 141645 
ROGER NUNES DO NASCIMENTO RA 141421 
TURMA: LA1PEN3/9438 
DATA DE EXPERIÊNCIA: 28/09/2015 
DATA DE ENTREGA: 05/10/2015 
 
6 TRANSISTOR BIPOLAR DE JUNÇÃO 
 
6.1 OBJETIVOS 
 Familiarização do aluno com transistores bipolares; 
 Identificação das polaridades e dos terminais usando multímetro digital. 
 Medir correntes no transistor e obter o ganho 

; 
 Analisar os estados de corte, saturação e ativa do transistor através das 
medidas de 
VCE
. 
 
6.2 INTRODUÇÃO 
 O transistor é um dispositivo de três terminais sendo que cada um deles 
é ligado a uma região interna formada por materiais semicondutores do tipo N 
ou do tipo P e pode ter duas polaridades que são: PNP ou NPN. Os três terminais 
de um transistor bipolar recebem o nome de emissor, base e coletor. A figura 6.1 
mostra a estrutura simplificada do transistor bipolar e seus símbolos. 
 
Figura 6.1 - Estrutura simplificada e símbolos 
 
 O transistor tem basicamente a função de controlar uma corrente de maior 
intensidade entre emissor e coletor através de uma corrente de menor 
intensidade na base. Pode ser aplicado em circuitos onde desempenha o papel 
de chave, como nos circuitos digitais ou em amplificadores de tensão, corrente 
ou potência (figura 6.2). 
 
Figura 6.2 - Transistor como amplificador 
 
 Através da polarização do transistor, pode-se definir o modo de operação 
desejado. Polarizar um transistor significa fixar tensões e correntes adequadas, 
dentro de seus limites de operação. No transistor as correntes estão 
relacionadas como mostram as equações a seguir: 
ICIBIE 
 
IE
 - corrente de emissor; 
IB
 - corrente de base; 
IC
 - corrente de coletor. 
IEIC .
 e 
IBIC .
 
 
 Os modelos mais comuns de baixa potência são ilustrados na figura 6.3 e 
os modelos de alta potência na figura 6.4. 
 
Figura 6.3 - Transistores de média e baixa potência 
 
Figura 6.4 - Transistor de potência 
 
 
6.2.1 Teste do Transistor com o Multímetro 
 Fazendo uma analogia com diodos, pode-se testar um transistor bipolar e 
identificar seus terminais, como visto na figura 6.5. 
 
Figura 6.5 - Analogia do transistor com diodos 
 
 
 Do mesmo modo como foi testado o diodo utilizando multímetro analógico 
e digital, pode-se testar o transistor, pois da base para o coletor ou da base para 
o emissor vê-se um diodo PN. Primeiramente deve-se identificar a polaridade do 
transistor e o terminal de base e depois os terminais de coletor e emissor. A 
região de emissor do transistor é mais dopada do que a região de coletor. Essa 
característica é utilizada para a identificação do emissor e do coletor, pois a 
tensão de condução do emissor é levemente superior à tensão de condução do 
coletor. Utilizando-se o multímetro analógico, a resistência entre base e emissor 
é menor que a resistência base coletor. 
 No exemplo visto na figura 6.6 o transistor BD135 foi testado com um 
multímetro digital. 
Figura 6.6 - Teste do transistor 
 
 
 Nem todos os transistores bipolares podem ser testados dessa forma, 
pois existem transistores especiais que podem apresentar leituras cujas 
conclusões podem ser duvidosas. Um exemplo de transistor nessas condições 
é o transistor Darlington, que é representado na figura 6.7. 
 
Figura 6.7 - Simbologia dos transistores tipo Darlington 
 
 
 A principal característica do transistor Darlington é produzir um alto ganho 
de corrente 

 que é aproximadamente o produto dos ganhos individuais de cada 
transistor da montagem. 
21
. 
 
A montagem de dois transistores discretos do modo mostrado é conhecida como 
conexão Darlington. 
 
6.2.2 Polarização do Transistor 
 Polarizar um transistor significa fixar tensões e correntes adequadas ao 
modo de operação desejado. 
 Uma forma de se visualizar como um transistor funciona é através de 
gráficos que relacionam as correntes com as tensões do transistor. Essas curvas 
)(VCEfIC 
 serão mais complexas do que as de um diodo, pois incluem o 
efeito da corrente de base. 
 Podem ser obtidos os dados para as curvas de coletor montando-se um 
circuito como o da figura 6.8 ou usar um traçador de curvas do transistor. 
 
Figura 6.8 - Modelo para levantamento da curva de corrente do coletor 
 
 
 De qualquer forma, a idéia é variar as tensões 
VBB
 e 
VCC
 para produzir 
diferentes correntes e tensões entre os terminais do transistor. 
 O procedimento usual consiste em fixar um valor de 
IB
 enquanto varia-
se 
VCC
. Medindo 
IC
 e 
VCE
, obtem-se os dados para traçar a curva 
IC
 
versus 
VCE
. 
 Para tensões de 0 a aproximadamente 0,7V, o diodo base-emissor não 
conduzirá de forma significativa. Nesta situação de operação, dizemos que o 
transistor opera na região de corte. 
 Uma vez vencida a tensão de início de condução, o transistor passará a 
operar na região ativa ou linear e se comportará como uma fonte corrente 
controlada. Saindo dessa faixa passará a operar na região de saturação, com 
corrente máxima limitada pelo circuito. Na saturação a tensão 
VCE
 é baixa, 
tipicamente da ordem de alguns décimos de volt. 
6.3 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
 
6.3.1 Materiais Necessários 
 
1 amostra de transistores (BC548, BC558, BD135 e BD140); 
1 multilab; 
1 placa experimental n°2; 
3 multímetros digitais; 
1 resistor de 470k

; 
1 jumper; 
9 cabos de ligação banana-bananinha; 
1 cabo de ligação banana-banana; 
1 fonte DC digital. 
 
6.3.2 Teste do transistor 
 
 Identifique as amostras fornecidas. 
 Faça a determinação da polaridade e dos terminais de cada transistor da 
amostra, gerando um quadro igual ao representado na figura 6.6. 
6.3.2.1 Transistor BD135 
 
Figura 6.9 – Teste do Transistor BD135 
 
6.3.2.2 Transistor BC558 
 
Figura 6.10 – Teste do transistor BC558 
 
 
6.3.2.3 Transistor BD140 
 
Figura 6.11 – Teste do transistor BD140 
 
 
6.3.2.4 Transistor BC548 
 
Figura 6.12 – Teste do transistor BC548 
 
 
6.3.3 Medidas de corrente e tensão 
 
Monte no multilab o circuito mostrado na figura 6.13. 
Figura 6.13 - Layout transistor da placa experimental nº2 
 
 
2. Conecte ao ponto P1 (+) e P3 (-) na fonte de 15V. 
3. Conecte a fonte CC ajustável aos pontos P2 (+) e P3 (-). OBS: Os terras das 
duas fontes não estão interligados, portanto realize a interligação. 
4. Conecte o resistor de 470k

 em J1. 
5. Ligue o microamperímetro em J4. 
6. Ligue o miliamperímetro em J3. 
7. Ligue o voltímetro entre coletor e emissor no transistor (J5 e P5). 
8. Ligue um jumper em J6. 
9. A partir de 0V na fonte ajustável CC, varie a tensão de modo a obter diferentes 
valores de 
IB
 no microamperímetro. OBS: Pelo menos 20 leituras de 0 a 20V. 
10. Meça e anote 
IB
, 
IC
 e 
VCE
 e anote os valores no quadro 6.1. 
 
 
 
 
 
 
 
Quadro 6.1 - Valores para levantamento da curva característica do transistor 
)(VVi
 
)( AIB 
 
)(mAIC
 
)(VVCE
 
IBIC / 
0 0 0 14,95 0 
1 0,9 0,22 14,73 244,4 
2 2,9 0,83 14,12 286,21 
3 5,0 1,54 13,41 308 
4 7,4 2,25 12,87 304,05 
5 9,3 2,10 12,87 225,81 
6 11,5 2,23 12,69 193,91 
7 13,5 2,16 12,80 160 
8 15,8 2,56 12,32 162,03 
9 17,9 3,19 12,04 178,21 
10 20,0 3,27 11,72 163,5 
11 22,0 3,38 11,61 153,64 
12 24,0 3,5 11,47 145,83 
13 26,2 3,65 11,32 152,08 
14 28,8 3,90 11,08 135,42 
15 30,4 4,47 10,49 147,04 
16 32,3 10,81 4,28 334,67 
17 34,3 11,42 3,677 332,9418 36,4 12,01 3,107 329,94 
19 38,7 12,61 2,522 325,84 
20 40,6 13,08 2,053 322,17 
 
11. Calcule o valor de 

 em cada caso. 
12. Verifique os estados de operação do transistor observando o valor da tensão 
VCE
: 
 No corte 
VVCE 15
: Região de Corte. 
 Na saturação 
VVCE
SAT
5,0
: Região de Saturação. 
 Na operação linear (ou ativa) 
VVCEV 155,0 
.: Região Linear. 
 
Responda as questões: 
a) Como se faz para polarizar um transistor PNP? E um NPN? 
 NPN: A junção emissor-base do transistor deve ser polarizada 
diretamente. A corrente circula do emissor para a base. Os elétrons provenientes 
da área do emissor que chegam à área da base, são solicitados por duas forças 
de atração: a primeira do terminal positivo da bateria do coletor e a outra do 
terminal do terminal, também positivo da bateria do emissor. 
 A tensão existente entre o emissor e a base possui tensão muito baixa, 
da ordem de 0,1 V enquanto a tensão entre base e coletor oferece um valor bem 
mais elevado. Com isso podemos notar que a grande maioria dos elétrons, cerca 
de 97%, ao entrar na área da base será atraída pela área de maior tensão, a 
área do coletor; apenas uma pequena parte não penetra na área da base e é 
atraída para o terminal positivo da bateria de polarização. Esses poucos 
elétrons fornecem a corrente de base, que possui um valor muito pequeno. Cada 
elétron que deixa o coletor deve ser substituído e essa substituição é feita pelo 
emissor que também deve ter seus elétrons substituídos, isso gera um fluxo 
contínuo de corrente. 
 De forma similar ao transistor do tipo NPN, o transistor PNP tem a junção 
emissor-base polarizada diretamente, enquanto a junção base coletor é 
polarizada inversamente. 
 
b) O que significa ganho? 
O ganho é uma característica do transistor, é o fator de multiplicação da corrente 
de base (Ib). A fórmula para efetuar o cálculo é β= Ic/Ib 
 
c) Explique cada um dos três estados de operação do transistor 
 Estado de Corte: Nessa primeira situação ambas as junções estão 
polarizadas inversamente, o circuito tem um comportamento de chave aberta. 
 Estado de Saturação: Nessa segunda situação ambas as junções estão 
polarizadas diretamente, o circuito por sua vez tem um comportamento de chave 
fechada. 
 Estado de zona ativa: Nessa terceira situação podemos ter a junção base-
emissor diretamente polarizada, e a junção base-coletor inversamente 
polarizada. Na zona ativa o transistor comporta-se como um dispositivo linear 
estando a corrente na saída (IC) relacionada com a corrente na entrada (IB) 
através duma constante βCC (βCC = IC / IB) 
 
 Conclusão 
 
 O transistor é um componente que tem a função de fazer o controle de 
correntes altas através da aplicação de uma corrente pequena em seu terminal 
central, a base. É um elemento essencial em circuitos onde é necessária a 
função de chaveamento, como por exemplo as fontes chaveadas, utilizadas em 
computadores, ou na ampliação de tensão em armamento não letal (Taser). 
 Por meio do experimento realizado, foi possível familiarizar-se com os 
transistores bipolares NPN e PNP, executando o teste de polarização com o 
multímetro. Foi analisada também a relação de ganho de corrente (β) entre a 
corrente de coletor e base, pois quanto maior a tensão aplicada entre base e 
emissor, a tensão entre coletor e emissor diminui, proporcionando o controle da 
corrente no coletor, que aumentou linearmente, possibilitando a visualização dos 
três estados de operação de um transistor: Corte, Linear e Saturação. 
 Com os resultados obtidos, principalmente por meio da tabela de 
levantamento da curva característica do transistor, foi possível compreender os 
conceitos fundamentais do transistor bipolar de junção.