Exp_6___O_Transistor_Bipolar_como_Chave_Inversora

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� EMBED Word.Picture.8 ����UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA - UDESC
FACULDADE DE ENGENHARIA DE JOINVILLE - FEJ
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA I
PROF.: CELSO JOSÉ FARIA DE ARAÚJO��
Roteiro-Relatório da Experiência No 6
“O TRANSISTOR BIPOLAR COMO CHAVE”
COMPONENTES DA EQUIPE:
	ALUNOS
	NOTA
	1
			
	
	2
			
	
	3
			
	
	4
			
	Prof.: Celso José Faria de Araújo
	5
			
	Data: ____/____/____ ___:___ hs
OBJETIVOS:
Levantar a curva de resposta vO x vI do transistor como chave inversora.
Verificar, experimentalmente, o funcionamento de um transistor como chave.
INTRODUÇÃO TEÓRICA:
Análise
A mais usual caracterização de um circuito inversor é em termos de sua característica de transferência de tensão vO versus vI. Um esboço da característica de transferência de tensão do circuito inversor da Figura 1 é apresentada na Figura 2. A característica de transferência é aproximada por três segmentos de retas correspondendo à operação do transistor bipolar no corte, ativo e saturado, como indicado. O esboço trata-se de assíntotas. Uma vez que a efetiva característica é uma curva que se aproxima das assíntotas das três retas.
Figura 1 – Básico Inversor Lógico Digital.
Pode-se calcular as coordenadas dos pontos de encontro das três retas como segue:
Em vI =VIH ( vO = VOL = VCEsat= 0.2V;
Em vI =VIL ( vO = VOH = VCC = 5V
Em vI = VIL , o transistor bipolar começa a conduzir, portanto VIL ( 0.7 V
Para VIL < vI < VIH , o transistor bipolar está na região ativa.
Em vI = VIH , o transistor entra na região de saturação.
Figura 2 – Característica de transferência vO versus vI do circuito da Figura 1.
Projeto
Figura 3 – Projeto
Para que o transistor da Figura 3 opere na região de corte, ou seja, como chave aberta é necessário que a tensão vI seja menor que VBE (VBE (0,7V). Nesta situação, não circulará corrente de coletor, fazendo vO igual a VCC.
Para que o transistor da Figura 3 opere na região de saturação, ou seja, como chave fechada é necessário que a tensão vI seja maior que VBE (VBE (0,7V), dependendo do dimensionamento de RB. Nesta situação, a corrente do coletor será máxima possível, conforme o valor de RC, fazendo a tensão vO igual a VCEsat (VCEsat (0,3V). Na saturação o transistor estará dissipando a máxima potência, portanto deve-se observar esta limitação do transistor em sua folha de especificação (0,3xICsat(Pmáx).
Dimensionando RC e RB para a saturação do transistor, temos:
Cálculo de RC:
Cálculo de IBsat:
OF é um fator de segurança usado para garantir que o transistor permaneça em saturação sob quaisquer circunstâncias.
Cálculo de RB:
PRÉ-RELATÓRIO
Dimensionar RB e RC para que o circuito da Figura 4, estando a chave S na posição 1 sature o transistor, acendendo o LED (diodo emissor de luz) e na posição 2 corte o transistor, deixando o LED apagado.
Figura 4 – Chaveamento de uma carga (LED).
	Dados do Transistor BC548
	Dados do LED
	Dados do Projeto
	(mín = 100
VBE = 0,7V
VCesat = 0,3V
Pmáx = 500mW
	VD = 1,7V
ID = 20mA
	VCC = 12V
Cálculo de RC:
RC = _____________ (	RC (adotado) = _____________ (
Cálculo de IBsat:
OF = 10	IBsat = ____________
Cálculo de RB:
RB = _____________ (	RB (adotado) = _____________ (
MATERIAL UTILIZADO
Fonte de tensão variável
Resistores: 1K( ; 22K( e os Resistores RC e RB adotados no pré-relatório, todos de 1/4W
Osciloscópio (duplo traço)
Multímetros: 1 Amperímetro; 1 Voltímetro; 1 Ohmímetro
Transistores: BC548C e BC558B ou equivalentes
�
PARTE EXPERIMENTAL:
Característica vOxvI da chave inversora
Monte o circuito da Figura 5.
Figura 5 – Circuito Inversor.
Baseado na análise teórica e verificação da figura de Lissajous esboce, no espaço reservado da Figura 6, as curvas obtidas (Análise e Lissajous) de vOxvI. Use ( de 150 para análise.
Figura 6 – Gráfico de Saída versus Entrada do Inversor.
Projeto do Inversor controlador do LED
Monte o circuito da Figura 7 utilizando os resistores projetados no item 4.
Figura 7 – Circuito de Chaveamento de Carga LED.
Com a chave na posição 1, meça e anote os valores indicados na Tabela 1.
	Chave S
	VCE
	VBE
	IB
	IC
	Posição 1
	
	
	
	
	Posição 2
	
	
	
	
Tabela 1- Valores Medidos do Circuito Inversor
QUESTIONÁRIO
No circuito da Figura 7, modifique a posição do LED para que este acenda quando a chave S for comutada para a posição 2 e apagar na posição 1
No circuito da Figura 8, sabendo-se que todos os resistores de base estão dimensionados para a saturação dos transistores, preencha a Tabela 2, indicando a situação do LED em função da posição das chaves S1 e S2.
Figura 8 – Lógica para acender o LED
	S1
	S2
	LED
	1
	1
	
	1
	2
	
	2
	1
	
	2
	2
	
Tabela 2 – Polarização com Corrente de Emissor Constante.
O experimento se mostrou válido? Explique por que?
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
Comente os resultados, erros encontrados e possíveis fontes de erros.
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
Ativo
RC = 1 k(
RB = 10 k(
VCC=5V
( = 50
VCEsat = 0.2 V
Saturado
Corte
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O TRANSISTOR BIPOLAR COMO CHAVE INVERSORA	Página � PAGE \* MERGEFORMAT �1�/� NUMPAGES \* MERGEFORMAT �7�	Laboratório de Eletrônica I
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