Eletrônica Básica - Aula 9 - Unip

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Eletrônica Básica
Aula 9
Prof.ª Larissa
2015
Sumário
• Configurações de transistores – Base 
Comum
– Base Comum
– Curvas Características
– Regiões de operação
Configurações de transistores
•Configurações de transistores
Conforme vimos, o transistor é um dispositivo de três terminais (Emissor, 
Coletor e Base). Destes, dois deles devem estar conectados como terminais 
de entrada do circuito (que, por exemplo, recebem um sinal a ser
amplificado) e dois com terminais de saída do circuito (que, por exemplo, 
entregam um sinal amplificado).
Para tanto, um dos terminais do transistor deve ser comum a ambos os 
circuitos de entrada e saída.
Daí, temos as denominações base comum (onde a base é comum a ambos 
os circuitos de entrada e saída), emissor comum e coletor comum.
É, portanto, possível conectar o transistor em três configurações distintas. 
Em todas as configurações, é válida a já vista relação de correntes:
CBE III +=
Configurações de transistores
•Configurações de transistores
Também é possível encontrar o termo “em terra” ao invés de “comum”
para designar o tipo de configuração utilizada.
Configurações de transistores
•Configuração base comum
A base é comum tanto à entrada quanto à saída do circuito. O sinal é injetado
entre emissor e base e retirado entre coletor e base. A corrente de entrada é
a corrente de emissor IE e a corrente de saída é a corrente de coletor IC.
A simbologia para este tipo de configuração é mostrada abaixo:
Configurações de transistores
•Configuração base comum - Curvas características
Para descrever totalmente o comportamento 
de um dispositivo de três terminais, como os 
amplificadores em base-comum, são exigidos 
dois conjuntos de curvas características:
– Ponto de excitação (ou parâmetros de 
entrada);
– Parâmetros de saída.
O conjunto de entrada relaciona uma corrente 
de entrada (IE) a uma tensão de entrada (VBE) 
para vários níveis de tensão de saída (VCB):
As curvas de entrada revelam que IE aumenta 
quando a tensão VBE aumenta, característica 
da junção diretamente polarizada. Pode-se, 
portanto, utilizar a mesma aproximação 
utilizada para as quedas de tensão nos diodos 
na região ativa de operação:
Configurações de transistores
•Configuração base comum - Curvas características
O conjunto de saída
relaciona uma corrente de 
saída (IC) a uma tensão de 
saída (VCB) para níveis de 
corrente de entrada (IE). O 
conjunto de curvas 
características de saída 
tem três regiões de 
interesse:
– Região ativa;
– Região de corte;
– Região de saturação.
Configurações de transistores
•Configuração base comum - Curvas características
Na região ativa, a junção coletor-base está reversamente polarizada, 
enquanto a junção base-emissor está diretamente polarizada. Note o 
efeito quase desprezível de VCB sobre a corrente de coletor para a região 
ativa, indicando uma primeira aproximação de:
Para um amplificador, a região ativa é normalmente empregada devido a 
sua linearidade (baixa distorção na amplificação).
Na região de corte, as junções coletor-base e base-emissor de um 
transistor estão reversamente polarizadas. Portanto IC ≈ 0 A.
A região de saturação é situada à esquerda de VCB= 0 V, pois nessa 
região, as junções coletor-base e base-emissor estão diretamente
polarizadas.
EC II ≅
Configurações de transistores
•Configuração base comum
A razão entre corrente de saída e de entrada (IC/IE) é denominado ganho de 
corrente e representado por α:
α, portanto, é um valor adimensional um pouco menor do que a unidade, 
representando que não há ganho de corrente na saída para configuração base 
comum.
Apesar das curvas características indicares que α=1, os dispositivos na prática 
apresentam valores de avariando entre 0,90 e 0,998.
Para aplicações AC (onde há um sinal alternado na entrada do circuito) o 
ganho é definido como a razão entre a variação da corrente de saída e a 
variação da corrente de entrada para VCB constante. Na maioria dos casos, os 
valores de αDC e αAC são bem próximos, permitindo a substituição de um pelo 
outro.
E
C
DC I
I
=α
E
C
AC I
I
∆
∆
=α
Configurações de transistores
Exemplo:
1) Utilizando a curva característica de saída do transistor em base comum, 
determine a corrente de saída resultante de IE=3mA e VCB=10V.
R: IC ≈ IE ≈ 3mA (ganho próximo de 1)
2) Determine a corrente de saída resultante se VCB for reduzido para 2V.
R: IC ≈ 3mA (Efeito da variação
VCB é desprezível)
Configurações de transistores
Exemplo:
3) Utilizando as curvas características de entrada e saída do transistor em 
base comum, determine VBE se IC=4mA e VCB=20V
R: Da curva de saída, se IC=4mA, IE≈4mA. Da curva de entrada, VBE ≈ 0,72V
4) Repita o item 3 utilizando o valor simplificado de VBE
R: Na região ativa, VBE = 0,7V (modelo simplificado)
Configurações de transistores
•Configuração base comum – Transistor como amplificador
A atuação do transistor como amplificador nesta configuração base comum 
pode ser introduzida, em nível superficial, pela figura abaixo:
Nota-se que a corrente de entrada (II) é aprox. mantida na saída (IL). 
No entanto, a resistência de entrada, determinada pela curva característica, é
extremamente pequena (característica I-V quase vertical), e varia tipicamente 
entre 10 a 100Ω (devido à junção diretamente polarizada).
A resistência de saída, também determinada pela curva característica, é
extremamente alta (característica I-V quase horizontal) e varia tipicamente 
entre 50kΩ e 1MΩ (devido à junção inversamente polarizada).
Configurações de transistores
•Configuração base comum – Transistor como amplificador
A passagem da mesma corrente de um meio pouco resistivo para um meio 
altamente resistivo causa um aumento na tensão de saída, que resulta no 
aumento de potência de saída e, portanto, amplificação de sinal.
Exemplo:
Dado o circuito amplificador em base comum, determine o nível de tensão 
sobre a carga de saída (VL) e o fator de amplificação de tensão (Av), para α=1.
R: Se α=1, II=IL
Aplicando a lei de Ohm, temos:
II = 200mV/20Ω = 10mA
IL = II = 10mA
VL = R.IL = 5k.10m = 50V
Av = VL/VI = 50V/200mV = 250
Configurações de transistores
•Configuração base comum – Transistor como amplificador
Valores típicos de amplificação de tensão (AV) para configuração base comum 
variam de 50 a 300. 
A amplificação de corrente IC/IE (α) é próxima (mas sempre menor) a 1.
A operação básica de amplificação foi feita transferindo uma corrente I de um 
circuito de baixa resistência para um circuito de alta resistência. 
A combinação dos dois termos em itálico resulta no nome transistor. Isto é:
Configurações de transistores
•Exercícios:
1) a) Utilizando as curvas características de entrada da configuração base 
comum, determine VBE em IE=5mA para VCB=1V, 10V e 20V.
R: VCB=1V: VBE ≈ 800mV
VCB=10V: VBE ≈ 770mV
VCB=20V: VBE ≈ 750mV
b) É razoável assumir que VCB influi pouco na relação
entre VBE e IE? 
R: Sim, VCB (tensão de saída) influencia pouco as
curvas de entrada (IExVBE), que possuem
comportamento semelhante ao de um diodo
diretamente polarizado.
Configurações de transistores
•Exercícios:
2) a) A tensão VBE, por se comportar como um diodo diretamente polarizado 
na região ativa, pode ser simplificada como tal. Determine o valor médio de 
resistência ac para as curvas características da Fig.b.
R: 
E
BE
AC I
V
r
∆
∆
= Ω==
−
−
= 25
008,0
2,0
08
7,09,0
mA
V
Configurações de transistores
•Exercícios:
2) b) Para circuitos nos quais o valor dos elementos resistivos é tipicamente da 
ordem de kΩ, a aproximação feita na Fig. c é válida, baseado no resultado 
do item (a)?
R: Sim, pois 25Ω é um valor desprezível se comparado aos outros níveisde 
resistência do circuito.
Configurações de transistores
•Exercícios:
3) a) Utilizando as curvas características de entrada e saída do transistor em 
base comum, determine a corrente de coletor resultante se IE=4,5mA e 
VCB=4V. E se mudarmos VCB para 16V?
R: Com VCB=4V e IE=4,5mA, IC ≈4,5mA
Com VCB=16V e IE=4,5mA, IC ≈4,5mA (O valor de VCB é desprezível na 
variação de IC).