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UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA FEELT LABORATÓRIO DE ELA1 Professores: Augusto W. Fleury e Josué Silva de Morais EXPERIÊNCIA No 6 Título: CURVAS CARACTERÍSTICAS DO TRANSÍSTOR Objetivos: Levantar as curvas características do transístor Construir a reta de carga do transistor em um circuito resistivo Determinar o ponto de operação do transístor. Teoria: O transístor é o elemento ativo mais utilizado em circuitos eletrônicos de amplificação de sinais. Também é utilizado como chave em circuitos de acionamento de cargas de potência comandando relés e contatoras. O transístor é um dispositivo semicondutor construído com três regiões de material com dopagem de impurezas diferentes, de acordo com a conveniência de projeto. As possíveis disposições dessas camadas podem ser vistas nas figura(1). figura(1) Este dispositivo apresenta as seguintes características de impurezas: Base : fracamente dopada. Pouco espessa. Coletor: fortemente dopada. Muito mais espessa que a base. Emissor : dopagem intermediária entre os níveis de coletor e base. Estas características lhe garantem as propriedades desejadas do dispositivo. Os símbolos utilizados na representação esquemática do transístor NPN e PNP podem ser vistos na figura(2), respectivamente. Figura(2) tipo P tipo N tipo P Tipo N tipo P tipo N O comportamento do transístor pode ser sintetizado na família de curvas da figura(3). As regiões de corte e saturação são aquelas próximas aos eixos vertical e horizontal. Na região de operação linear, a corrente de coletor é função somente da corrente de base: BC II .β= Portanto, a curva IC x VBE é uma reta horizontal, na região ativa. Figura(3) O ponto de operação de um transístor quando inserido em um circuito elétrico pode ser determinado graficamente. Tal ponto VCE x IC é chamado ponto quiescente (Q). A reta de carga é sobreposta à família de curvas características do transístor. A reta fica completamente determinada por dois pontos. O ponto de corte e ponto de saturação são de fácil determinação. O ponto Q é o ponto onde as curvas do transístor e a reta de carga se encontram. Veja figura(4). Figura(4) A análise de circuito na saída deste sistema fornece a equação de carga: 0=−− CECCCC VIRV de onde se conclui C CC C CE C R V R V I −−= VCE IC IB0 IB1 IB2 IB3 IB4 CORTE SAT ativa VCE IC IB0 IB1 IB2 IB3 IB4 VCC VCC/RB VCC VBB RC RB Material utilizado: Fonte de alimentação ajustável; Multímetros digitais; Potenciômetro: 1kΩ, 100Ω, linear; Resistores: 2,7kΩ, 100Ω, 120Ω - 1W; Transistor: BC548; Matriz de contatos. Procedimento experimental: 1. Meça com o ohmímetro a resistência direta entre a base - coletor e base - emissor do transistor BC548. Monte o circuito indicado na figura(5) RBE = ____________[ k Ω ] RBC = _______________[ kΩ ] Figura(5) 2. Manter a tensão Vce constante em 3V, através do potenciômetro de 100Ω e varie a tensão VBE de acordo com o quadro 1, através do potenciômetro de 1kΩ. VBE(V) 0 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,75 IB(μA) Quadro(1) 3. Com o circuito de base aberto (IB= 0) determine a corrente ICEO para o transístor preenchendo o quadro(2) VCE(V) 0 0,1 0,4 0,8 4 6 10 12 IC(μA) Quadro(2) 12V BC 5481kΩ A A 2,7kΩ 120Ω 100Ω 4. Com os dois circuitos fechados, ajuste a corrente de base para os valores indicados no quadro(3) ajustando-a através do potenciômetro. Para cada valor fixo de corrente de base leia a corrente de coletor e preencha o quadro. IB(μA)\VCE 0,1 0,2 0,4 0,6 0,8 2 4 6 8 10 10 50 70 100 150 170 200 IC(mA) Quadro(3) Questões: 1. Com os dados do quadro 1, construa a característica de entrada do transistor, IB = f(VBE). 2. Com os dados do quadro 3, construa a característica de saída do transistor, IC = f(VCE). 3. Escolha cinco pontos da característica de saída e para cada um calcule o ganho de corrente β. 4. Através dos parâmetros β calculados no item 3, determine o ganho de corrente α correspondente. 5. Determine a reta de carga do transístor no circuito do procedimento experimental. 6. Determine o ponto de trabalho quando (a) VCC = 5V, (b) VCC = 10V e (c) VCC = 15 V 7. Faça uma pesquisa na internet sobre as características do transistor BC 548. 8. Determine um procedimento para determinarmos os terminais de um transistor utilizando o ohmímetro. Relatório: Relate o que fez, incluindo título, objetivos da experiência, material utilizado, procedimento experimental executado, resultados (dados, respostas às questões, cálculos, esquemas de circuitos, tabelas e gráficos) . Apresente as conclusões a que chegou, analisando e interpretando os resultados obtidos. Comente a experiência e os resultados.
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