Aula 06 - BJT - Curvas características

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Engenharia de Controle e Automação
Eletrônica Analógica I
Aula 06 - Transistor Bipolar de Junção - Curvas 
características de operação
Professor Dr. Edson Italo Mainardi Junior
Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Mato Grosso do Sul - campus Três Lagoas
• Existem três maneiras básicas de conectar um transistor em um circuito:
– Emissor comum
• Usada quando se deseja utilizar o transistor como chave (aberta ou fechada) ou amplificador;
– Coletor comum
• Pouco utilizada;
– Base comum
• Usada para circuitos reguladores de tensão;
• O termo “comum” refere-se a qual terminal do transistor é comum às suas seções de entrada e de saída.
• Configuração Emissor comum
– Na Figura abaixo, note que o lado comum ou o terra de cada fonte de tensão está conectado ao 
emissor. 
– Por isso, o circuito é tratado por conexão em emissor comum (EC).
– O circuito tem duas malhas. A da esquerda é a malha da base e a da direita é a malha do 
coletor.
• Características do circuito:
– Na malha da base, a fonte VBB polariza a junção base-
emissor diretamente com RB como resistência de limitação 
de corrente. 
– Variando VBB ou RB, podemos variar a corrente da 
base. Variando a corrente da base podemos variar a 
corrente do coletor. 
– Em outras palavras, a corrente da base controla a 
corrente do coletor. 
– Isso é importante. Significa que uma corrente baixa controla 
uma corrente alta (coletor).
– Na malha do coletor, uma fonte de tensão VCC polariza 
reversamente a junção base-coletor com RC. 
– Dessa forma, o coletor deve ser positivo para que possa 
coletar os elétrons livres injetados na base.
• Curva característica da base:
– Representa uma análise gráfica da corrente ib versus a tensão Vbe;
– Note que para RB fixo, ao aumentar lentamente a tensão de entrada VBB, faz-se surgir no circuito 
uma pequena corrente na base (ib);
– Observe ainda que a corrente na base aumenta exponencialmente quando a tensão VBB 
for maior que a tensão da junção base-emissor (VBE);
– Logo, do gráfico veja que a curva representa a polarização da junção base-emissor, se 
assemelhando muito a um diodo emissor;
• Curva característica do coletor:
– Representa uma análise gráfica da corrente no coletor (ic) versus a tensão entre coletor e 
emissor (VCE);
– Inicialmente, suponha que você varie VBB até obter IB desejado e constante. Com esse 
valor de corrente da base fixo, pode-se agora variar VCC e medir os valores de IC e VEC.
– Aumentando-se lentamente VCC, injeta-se lacunas no região do coletor que irão 
capturar os elétrons livres que advém da base;
– Logo, a corrente no coletor tende a aumentar e consequentemente VEC tende a 
aumentar a partir de zero. 
– Quando VEC é de alguns décimos de Volt, a corrente no coletor fica quase constante.
– Esse fato se deve à captura de todos os elétrons que chegam à camada de depleção da junção 
base-coletor. 
– Aumentar VCC consequentemente aumentará VEC, porém a corrente de coletor ainda 
permanecerá constante.
– O coletor só pode capturar aqueles elétrons livres que o emissor injetou na base. 
• Agora, observe que se VEC for maior que 40 V, o diodo coletor atingirá a ruptura e o 
funcionamento normal do transistor não mais acontecerá. 
• O transistor não é projetado para funcionar na região de ruptura. Por essa razão, um dos valores 
nominais máximos que devemos observar em uma folha de dados de um transistor é sua tensão de 
ruptura VEC(máx).
• Se o transistor atingir a ruptura, ele será danificado.
• Regiões de operação do TBJ:
– Região ativa:
• Região do meio, onde VEC está entre 1 V e 40 V. Ela 
representa a operação de amplificação do transistor.
 
• Nessa região a corrente no coletor é constante;
– Região de ruptura:
• O transistor nunca deve operar nessa região porque ele 
será danificado.
– Região de saturação:
• VEC está entre 0 V e alguns décimos de um volt.
• Nessa região, o diodo coletor tem uma tensão positiva 
insuficiente para que o coletor possa capturar todos 
os elétrons livres injetados na base. 
• Mais curvas
– Quando traçamos várias curvas para diferentes correntes 
de base, obtemos um conjunto ou uma família de curvas do 
coletor. 
– Na região ativa da figura, cada corrente do coletor é 100 
vezes maior que sua corrente de base correspondente. 
– Por exemplo, a curva superior tem uma corrente de coletor de 
7 mA e a corrente da base é de 70 μA. 
– Isso estabelece um ganho de corrente de:
• Modelo equivalente do Transistor
– A Figura abaixo mostra um transistor NPN.
– A tensão VBE aparece no diodo emissor e a a tensão VEC aparece nos terminais coletor-emissor.
– Logo, o circuito equivalente do Transistor BJT pode ser representado por:
• Conforme mostrado na Figura, o lado do coletor do transistor age como uma fonte de corrente 
dependente que força uma corrente no coletor com valor de β e IB pelo resistor do coletor. 
• Portanto, após o cálculo da corrente na base, você pode multiplicá-la pelo ganho de corrente para 
obter a corrente no coletor.
• Exercício 01) O transistor da Figura abaixo tem β = 300. Calcule IB, IC, IE, VEC e PDC .
• Exercício 02) A Figura a seguir mostra um circuito com transistor. Calcule o ganho de corrente do 
2N4424 sabendo que a tensão de coletor é de 5,45V.
• Exercício 03) Para o circuito a seguir, projeto o modelo equivalente do Transistor e posteriormente 
calcule a tensão coletor-emissor.
• Exercício 04) Para o circuito a seguir, calcule, ib, ic, ie e a tensão coletor-emissor.