Unidade II – Transistor Bipolar

Prévia do material em texto

21/02/2018
1
ELETRÔNICA ANALÓGICA I
Prof. Raimundo Nonato das Mercês Machado
Unidade II – Transistor Bipolar
� Transistor bipolar
2IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Estrutura do transistor
� Transistor pnp
� Transistor npn
� Terminais do transistor
� B, base
� C, coletor
� E, emissor
Eletrônica Analógica I
21/02/2018
2
� Transistor bipolar
3IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Transistor polarizado
� Polarizações
� Base-Emissor polarizado diretamente.
� Base-Coletor polarizado inversamente.
� Correntes
� IE, corrente de emissor. IB, corrente de base.
� IC, corrente de coletor.
� Tensões
� VE, tensão de emissor. VB, tensão de coletor.
� VC, tensão de coletor.
� VCE, tensão coletor-emissor.
� VCB, tensão coletor-base.
� VBE, tensão base-emissor.
Eletrônica Analógica I
� Transistor bipolar
4IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Transistor polarizado
� Símbolo esquemático
� Transistor pnp
� Transistor npn
Eletrônica Analógica I
21/02/2018
3
� Transistor bipolar
5IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Transistor polarizado
� Relações de tensões
� Relações de correntes
Eletrônica Analógica I
� Transistor bipolar
6IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Regiões de operação
� Região ativa
� Junção base-emissor polarizada diretamente
� Junção base-coletor polarizada inversamente
� Região de corte
� Junção base-emissor polarizada inversamente
� Junção base-coletor polarizada inversamente
� Região de saturação
� Junção base-emissor polairzada diretamente
� Junção base-coletor polarizada diretamente
Eletrônica Analógica I
21/02/2018
4
� Transistor bipolar
7IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Configurações
� Base comum
� Terminal comum: Base (B)
� Terminal de entrada: Emissor (E)
� Terminal de saída: Coletor (C)
� Corrente de entrada: Corrente de emissor (IE)
� Corrente de saída: Corrente de coletor (IC)
� Tensão de entrada: Tensão base-emissor (VBE)
� Tensão de saída: Tensão base-coletor (VCB)
Eletrônica Analógica I
� Transistor bipolar
8IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Configurações
� Base comum
� Terminal comum: Base (B)
� Terminal de entrada: Emissor (E)
� Terminal de saída: Coletor (C)
� Corrente de entrada: Corrente de emissor (IE)
� Corrente de saída: Corrente de coletor (IC)
� Tensão de entrada: Tensão base-emissor (VBE)
� Tensão de saída: Tensão base-coletor (VCB)
� Corrente de fuga (ICO)
Eletrônica Analógica I
21/02/2018
5
� Transistor bipolar
9IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Configurações
� Emissor comum
� Terminal comum:Emissor (E)
� Terminal de entrada: Base (B)
� Terminal de saída: Coletor (C)
� Corrente de entrada: Corrente de base (IB)
� Corrente de saída: Corrente de coletor (IC)
� Tensão de entrada: Tensão base-emissor (VBE)
� Tensão de saída: Tensão coletor-emissor (VCE)
Eletrônica Analógica I
� Transistor bipolar
10IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Configurações
� Emissor comum
� Terminal comum:Emissor (E)
� Terminal de entrada: Base (B)
� Terminal de saída: Coletor (C)
� Corrente de entrada: Corrente de base (IB)
� Corrente de saída: Corrente de coletor (IC)
� Tensão de entrada: Tensão base-emissor (VBE)
� Tensão de saída: Tensão coletor-emissor (VCE)
� Corrente de fuga (ICEO)
Eletrônica Analógica I
21/02/2018
6
� Transistor bipolar
11IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Configurações
� Coletor comum
� Terminal comum:Coletor (C)
� Terminal de entrada: Base (B)
� Terminal de saída:Emissor (E)
� Corrente de entrada: Corrente de base (IB)
� Corrente de saída: Corrente de emissor (IE)
� Tensão de entrada: Tensão base-emissor (VBE)
� Tensão de saída: Tensão coletor-emissor (VCE)
Eletrônica Analógica I
� Transistor bipolar
12IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Características de emissor comum
� Característica de entrada
Eletrônica Analógica I
21/02/2018
7
� Transistor bipolar
13IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Características de emissor comum
� Característica de saída
Eletrônica Analógica I
� Transistor bipolar
14IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Características de emissor comum
� Característica do ganho de corrente
Eletrônica Analógica I
21/02/2018
8
� Transistor bipolar
15IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Especificações
Eletrônica Analógica I
� Transistor bipolar
16IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Reta de carga
� Equação da reta de carga
� Ponto de operação (Q)
� Corte
� Saturação
Eletrônica Analógica I
21/02/2018
9
� Transistor bipolar
17IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Exemplo 2.1
� No circuito R2 é ajustado para se obter uma corrente se base de 1 a 9
mA em passos de 1 mA, VCC = 15 V e R1 = 22 Ω. Dada a característica
do transistor calcular a corrente de coletor e o valor de � para cada
caso.
Eletrônica Analógica I
� Transistor bipolar
18IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Exemplo 2.2
� No circuito o transistor tem � = 100. Calcular a corrente de base, a
corrente de coletor, a corrente de emissor e a tensão coletor emissor.
Repetir para � = 50 e para � = 200.
Eletrônica Analógica I
21/02/2018
10
� Transistor bipolar
19IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Transistor como chave
� Corte
� Chave aberta
� Saturação
� Chave fechada
Eletrônica Analógica I
� Transistor bipolar
20IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Exemplo 2.3.
� No circuito o transistor tem � = 100. Calcular a tensão de saída para a
chave aberta e para a chave fechada. Considerar VCC = 5 V. Calcular a
tensão de saída para VBB = 0 e para VBB = 5 V.
Eletrônica Analógica I
21/02/2018
11
� Transistor bipolar
21IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Transistor como fonte de corrente
� Corrente de emissor
� Corrente de coletor
Eletrônica Analógica I
� Transistor bipolar
22IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Exemplo 2.4.
� Calcular a corrente através no LED e a queda de tensão VCE no
transistor para o circuito supondo-se uma queda de tensão típica de 2 V.
Se a queda de tensão no LED varia de 1,5 a 2,5 V, qual a corrente no
LED e a queda de tensão VCE em cada caso?
Eletrônica Analógica I
21/02/2018
12
� Transistor bipolar
23IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Exemplo 2.5.
� No circuito �� � 100 e �� � 150. Para cada transistor, calcular: IE, IC, IB,
VB, VC, VE e VCE.
Eletrônica Analógica I
� Polarização do transistor bipolar
24IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Introdução
� Antes do sinal AC ser acoplado a um transistor, é preciso
estabelecer um ponto quiescente Q de operação, geralmente
próximo ao centro da reta de carga DC.
� O sinal AC produz então flutuações acima e abaixo desse
ponto Q.
� Para que o circuito permaneça linear, o diodo emissor precisa
estar polarizado diretamente e o diodo coletor polarizado
inversamente, ou seja, as flutuações na tensão e na corrente
não devem levar o transistor nem à saturação nem ao corte.
Eletrônica Analógica I
21/02/2018
13
� Polarização do transistor bipolar
25IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Polarização de Base ou Polarização Fixa
� Reta de carga
� Devido as variações de βDC com a corrente e a temperatura o ponto Q é
instável.
� A polarização de base não é usada em circuitos lineares, ela é usada
em circuitos digitais onde o transistor é usado como chave.
Eletrônica Analógica I
� Transistor bipolar
26IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Exemplo 2.6.
� O transistor no circuito tem β � 50 , 	
 � 10		 , �
 � 470	�Ω e
�
 � 6,8	�Ω. Calcular �
� e 	
��. Se o transistor é substituído poroutro
com β � 100, quais os novos valores de �
� e 	
��.
Eletrônica Analógica I
21/02/2018
14
� Polarização do transistor bipolar
27IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Polarização com Realimentação do Emissor
� Corrente de emissor
� Corrente de coletor
Eletrônica Analógica I
� Transistor bipolar
28IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Exemplo 2.7.
� O transistor no circuito tem β � 100 , 	
 � 15		 , �
 � 430	�Ω ,
�� � 1,2	�٠e �
 � 1,8	�Ω . Calcular �
� e 	
�� . Se o transistor é
substituído por outro com β � 300, quais os novos valores de �
� e
	
��.
Eletrônica Analógica I
21/02/2018
15
� Polarização do transistor bipolar
29IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Polarização com Realimentação do Coletor
� Corrente de emissor
� Corrente de coletor
Eletrônica Analógica I
� Transistor bipolar
30IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Exemplo 2.8.
� O transistor no circuito tem β � 100 , 	
 � 15		 , �
 � 430	�Ω e
�
 � 4,7	�Ω. Calcular �
� e 	
��. Se o transistor é substituído por outro
com β � 300, quais os novos valores de �
� e 	
��.
Eletrônica Analógica I
21/02/2018
16
� Polarização do transistor bipolar
31IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Polarização por Divisor de Tensão
� Equivalente de Thevenin na base
Eletrônica Analógica I
� Polarização do transistor bipolar
32IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Polarização por Divisor de Tensão
� Corrente de emissor
� Corrente de coletor
Eletrônica Analógica I
21/02/2018
17
� Transistor bipolar
33IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Exemplo 2.9.
� O transistor no circuito tem β � 100. Calcular �
� e 	
��. Se o transistor
é substituído por outro com β � 300, quais os novos valores de �
� e
	
��.
Eletrônica Analógica I
� Polarização do transistor bipolar
34IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Polarização de Emissor
� Corrente de emissor
� Corrente de coletor
Eletrônica Analógica I
21/02/2018
18
� Transistor bipolar
35IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Exemplo 2.10.
� O transistor no circuito tem β � 100. Calcular �
� e 	
��. Se o transistor
é substituído por outro com β � 300, quais os novos valores de �
� e
	
��.
Eletrônica Analógica I
� Polarização do transistor bipolar
36IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Deslocamento do Terra
Eletrônica Analógica I
21/02/2018
19
� Polarização do transistor bipolar
37IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Circuitos PNP
� Substituir o transistor NPN por um PNP.
� Inverter todas as correntes e Tensões.
� Quando a fonte de alimentação for positiva, os transistores PNP serão
desenhados de “cabeça para baixo”
Eletrônica Analógica I
� Transistor bipolar
38IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Exemplo 2.11.
� Para cada estágio do amplificador, calcular, 	
 , 	� , �
 , 	
 , 	
� e a
potência dissipada no transistor, ��.
Eletrônica Analógica I
21/02/2018
20
� Transistor bipolar
39IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Exemplo 2.12.
� Calcular, 	
, 	�, �
 , 	
 e 	
� para o circuito.
Eletrônica Analógica I
� Transistor bipolar
40IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Exemplo 2.13.
� Calcular, 	
, 	�, �
 , 	
 e 	
� para cada transistor no circuito.
Eletrônica Analógica I
21/02/2018
21
� Transistor bipolar
41IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Exemplo 2.14.
� Qual o valor de 	
, 	� e 	
 relativamente ao terra e o valor de 	
� para
cada circuito.
Eletrônica Analógica I
� Transistor bipolar
42IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Exemplo 2.15.
� Determinar IE, IC e VCE para o circuito.
Eletrônica Analógica I