Relatório de LEL I - O TRANSISTOR BIPOLAR COMO CHAVE

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UDESC - UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA
CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS - CCT
DEPARAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA I - TURMA A
PROFESSOR: MARCOS FÁBIO VIEIRA
RELATÓRIO DE LEL PRÁTICA – AMPLIFICADOR DE PEQUENOS SINAIS
BRUNO BERTOLDI
EDUARDO FALCHETTI SOVRANI
JOINVILLE/SC
2014-02
PRÉ-RELATÓRIO
Ler o item 6 (Parte Experimental) e resolver teoricamente os circuitos propostos com os valores nominais para os parâmetros necessários preenchendo as Tabelas nas linhas que se referem aos valores calculados. Utilize β=200, VBE=0,7V e VCEsat=0,2V para Q=BC548C.
Todos os valores calculados teoricamente no pré-relatório estão devidamente preenchidos nos locais indicados nas tabelas.
PARTE EXPERIMENTAL:
Amplificador Emissor Comum
Monte o circuito da Figura 2.
Figura 2 – Circuito Amplificador Emissor Comum.
R1 = 82K; R2 = 33K; RC = 3,3K; RE1 = 1K; RE2 = 220; RL = 10K; CI = 10F; CC = 15F; CE = 47F; Q = BC548C e Vcc = 12V
Meça e anote na Tabela 1 os valores requisitados observando os seguintes passos.
Antes de aplicar o sinal vs, meça as tensões VBE e VCE e certifique-se se o transistor está operando na região ativa. Meça também a corrente IC Compare com as estimativas teóricas.
As tensões medidas experimentalmente foram:
VBE = 0,647V; 
VCE = 2,032V
IC = 2,238mA
Um dos fatores para que os valores divergissem é a utilização de 0,7V como valor teórico para VBE.
Aplique na entrada vs do amplificador uma tensão senoidal de amplitude 100mV e frequência 1KHz. Observe as formas de onda de vs e vo no osciloscópio. Verifique a diferença de fase. Meça as amplitudes e calcule o ganho de tensão. Compare com o ganho estimado teoricamente.
Durante as medições práticas com o auxílio do osciloscópio, notou-se que havia uma diferença de fase entre a onda de entrada e de saída, de aproximadamente 90°. Para V0 e VS obteve-se os seguintes valores:
V0 = 1 Vp;
VS = 1 mVpp;
Av = 10;
Observe a tensão nos seguintes pontos:
	
	DC (V)
	AC (mVpp)
	Entrada
	0,9 m
	200
	Base do Transistor
	3,342
	200
	Emissor do Transistor
	2,697
	180
	Nó entre RE1 e RE2
	2,202
	20
	Coletor do Transistor
	4,745
	400
	Saída
	0
	400
Aumente a amplitude do sinal vs enquanto observa no osciloscópio o sinal de saída vo. Verifique a máxima amplitude de vo sem distorção. Verifique se a distorção é devida ao corte ou à saturação.
R: Ocorre uma distorção no sinal de saída devido ao corte do transistor, porém deve-se levar em consideração que estamos trabalhando em uma região não linear para quando aumentamos demasiadamente a amplitude da onda de entrada, então deve-se também a consequência das características não-lineares do transistor. 
	
	VCE
	IC
	Av
	
	
	Calculado
	2,749V
	2,044mA
	-9,72V/C
	4,532Vpp
	466,30Vpp
	Medido
	2,032V
	2,238mA
	-8,89V/V
	1,6Vpp
	180mVpp
Tabela 1
O sinal negativo do ganho representa a defasagem entre as tensões de base e do coletor. 
VCE e IC obtidos sem sinal na entrada com o multímetro em DC; Av ganho de tensão, amplitude máxima do sinal sem distorção que pode-se obter na carga e amplitude máxima do sinal de entrada sem que se tenha distorção no sinal de saída.
Diminua lentamente a frequência do sinal vs(~ 10Hz) até que o ganho caia 3dB do valor do ganho máximo. Nesta situação meça esta frequência; chamada frequência limite inferior da banda passante do amplificador 
fi = 15 Hz
Aumente lentamente a frequência do sinal vs(~ 500KHz) até que o ganho caia 3dB do valor do ganho máximo. Nesta situação meça esta frequência; chamada frequência limite superior da banda passante do amplificador 
fs = 350KHz
Retire o capacitor de emissor CE do circuito da Figura 2 e meça e anote na Tabela 2 os valores requisitados, observando os seguintes passos:
Antes de aplicar o sinal vs, meça as tensões VBE e VCE e certifique-se se o transistor está operando na região ativa. Meça também a corrente IC Compare com as estimativas teóricas.
As tensões medidas experimentalmente foram:
VBE = 0,6527V; 
VCE = 2,052V
IC = 2,236mA
Aplique na entrada vs do amplificador uma tensão senoidal de amplitude 100mV e freqüência 1KHz. Observe as formas de onda de vs e vo no osciloscópio. Verifique a diferença de fase. Meça as amplitudes e calcule o ganho de tensão. Compare com o ganho estimado teoricamente.
Observe a tensão nos seguintes pontos:
	
	DC(V)
	AC(mVpp)
	Entrada
	0,014
	200
	Base do Transistor
	3,342
	200
	Emissor do Transistor
	2,669
	200
	Nó entre RE1 e RE2
	2,201
	160
	Coletor do Transistor
	4,743
	390
	Saída
	0
	400
R: Repetindo os cálculos realizados para o primeiro circuito montado, percebemos que a análise em DC permanece exatamente igual, porém para a análise em AC, afim e de calcular o ganho, sobre alteração devido a retirada de um capacitor.
	
	VCE
	IC
	Av
	Estimado
	2,749V
	2,044mA
	-1,82
	Medido
	0,6527V
	2,236mA
	-2
Tabela 2
VCE e IC obtidos sem sinal na entrada com o multímetro em DC; Av ganho de tensão.
Compare as tensões com os respectivos valores observados com capacitor CE. Justifique as diferenças:
R: Percebemos que o ganho determinado experimentalmente ficou bem próximo ao valor calculado, porém ocorreu uma discrepância quanto ao valor medido para VCE, Provavelmente decorrente de erros de medição. O capacitor Ce influencia diretamente no ganho do amplificar, ao retirar o capacitor o ganho diminuiu bruscamente, uma vez que um resistor a mais deveria ser considerado no cálculo, e por consequência aumentando a tensão ac para Ve.
	
	
	
	
	
O experimento se mostrou válido? Explique por que?
De acordo com os conceitos vistos em sala de aula podemos verificar o funcionamento do transistor bipolar, de modo que o os resultados práticos e teóricos podem ser validados. Porém algumas divergências consideráveis em relação aos valores calculados podem ser percebidas na análise dos dados. Não é suficiente para desprezar os resultados uma vez que todos os parâmetros estiveram dentro do espero, como por exemplo, a confirmação que o transistor estava na região ativa.
Comente os resultados, erros encontrados e possíveis fontes de erros.
Os resultados numéricos obtidos por meio de medições apresentaram variações consideráveis em relação aos valores esperados (calculados), bem como o gráfico da saída pela entrada, obtidos no osciloscópio, manteve as características estudadas por meio do modelo teórico abordado em sala de aula, porém em escalas diferentes do esperado. Os erros nos valores que sofreram variação podem ser atribuição a utilização inadequada dos equipamentos de medição e erros humanos na hora da leitura, além das contribuições dos erros intrínsecos dos componentes, como por exemplo, teoricamente a queda de tensão em um transistor é de 0.7V, enquanto que na medição o valor obtido foi diferente. Fatores como resistência interna dos equipamentos de medição também contribuíram.