Relatório Polarização de Transistor

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Polarização de Transistor 
Laboratório de Eletrônica I 
Prof. Marco Silva 
Aluno: Renan Larrieu de Abreu Mourão 
 Data: 02/12/2020 
 
 
Objetivo 
 Compreender o funcionamento de um transistor como chave liga/desliga. 
 
Material Utilizado 
• Resistores de 100Ω, 470Ω, e 5k6Ω; 
• Transistor BC548A; 
• LED; 
• Protoboard; 
• Fonte de tensão variável; 
• Multímetro digital. 
 
Atividade 1 – Transistor como chave 1. 
Monte o circuito abaixo: 
 
 
 
Q1 
BC548A 
100 ohm 
Re 
V 12 VCC 
R1 
ohm 470 
LED_red 
LED1 
R3 
5.6 kohm 
 1Hz 5V 
Cálculo Teórico 
 Para início de cálculos, faz-se as condições para montar uma reta de carga sobre o gráfico 
que contém as curvas características de 𝐼𝐶 x 𝑉𝐶𝐸 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Portanto, para traçar a reta de carga mostrada acima, faz-se para o circuito mostrado na 1ª página 
seguinte equação: 
1. Condição saturação tem-se: 
𝑉𝐶𝐸 = 0 
𝐼𝐶𝑠𝑎𝑡 =
𝑉𝐶𝐶 − 𝑉𝑘
𝑅𝐶 + 𝑅𝐸
=
12 − 2.2
470 + 100
= 17.19 𝑚𝐴 
 
2. Condição de corte tem-se: 
𝐼𝐶 = 0 
 
𝑉𝐶𝐸 = 𝑉𝐶𝐶 = 12𝑉 
 
 Para encontrar-se a corrente de base, faz-se LKT na malha Base-Emissor: 
 
𝑉𝐵 − 𝑅𝐵𝐼𝐵𝑆𝑎𝑡 − 𝑉𝐵𝐸 − 𝑅𝐸𝐼𝐶𝑆𝑎𝑡 = 0 
 
𝐼𝐵𝑆𝑎𝑡 =
5 − 0.7 − 100 · 17.2
5.6𝑘
= 460.3𝑢𝐴 
Calculando-se 𝛽 teórico de saturação, tem-se: 
𝛽𝑆𝑎𝑡 =
𝐼𝐶𝑆𝑎𝑡
𝐼𝐵𝑆𝑎𝑡
=
17.19𝑚𝐴
460.3𝑢𝐴
= 38.8 
 
Marcando os valores encontrados no gráfico, tem-se: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2. Medir e anotar a corrente no LED (IC) e a da base (IB) para determinar o ganho 
β deste transistor. 
 
 
 
 Anota-se as correntes simuladas pelo software abaixo: 
𝐼𝑏 = 460 𝑢𝐴 
𝐼𝑐 = 16.0 𝑚𝐴 
 
 Com isso, calcula-se o valor do “ganho” de corrente simulado, chamado de “beta” ou “hFE”: 
𝛽 =
𝐼𝑐
𝐼𝑏
= 34.78 
 
3. Medir e a tensão VCE quando o mesmo acender e apagar, caso necessário 
diminua a frequência do sinal de entrada. Compare com o esperado 
teoricamente. 
 
 Quando a corrente de base é nula, a junção coletor-emissor é uma chave aberta, portanto o 
LED está apagado e a tensão 𝑉𝐶𝐸 é a tensão da fonte CC, portanto 
 
𝑉𝐶𝐸 = 𝑉𝑐𝑐 = 12𝑉 
 
 O esperado teórico para 𝑉𝐶𝐸,segundo o datasheet, para quando a fonte da base está ligada, é 
de: 
𝑉𝐶𝐸 = 0.2𝑉. 
 
 Na simulação, quando a corrente de base deixa de ser nula, ou seja, com a fonte na base 
ligada, polariza-se o transistor TBJ BC548 diretamente, com isso, tem-se uma tensão 
 
𝑉𝐶𝐸 = 0.56𝑉 
 
Obs: foi utilizado uma tensão 𝑉𝑘 = 2.2𝑉 para o led vermelho no circuito mostrado na página 
seguinte. 
 
 
Comparando os resultados teórico esperado com os resultados simulados, tem-se: 
 𝑉𝐶𝐸 𝑉𝐶𝐸 𝐼𝐶𝑆𝑎𝑡 𝐼𝐵 𝛽 
Simulado 0.56V 12V 16mA 460uA 34.78 
Teórico Esperado 0.2V 12V 17.19mA 460.3uA 38.8 
 
 
 
4. Explique o funcionamento do circuito. 
 
 O circuito funciona a partir da configuração de polarização CC, além disso utiliza-se também 
um resistor no emissor para estabilizar o ponto quiescente, que é o ponto de operação do transistor 
quando configurado da forma que foi apresentada. Dessa forma, o circuito é alimentado com uma fonte 
CC no coletor que sofre uma queda de tensão sobre o LED de cor vermelha sempre que o transistor é 
polarizado, permitindo passagem de corrente entre coletor e emissor. 
 Com isso, a polarização do transistor e consequentemente do LED acontecem quando a fonte 
degrau 1Hz de 5V está em borda positiva, fazendo com que a haja corrente na base do transistor, o 
que o polariza, criando uma tensão não nula entre os terminais coletor e emissor, chamada de tensão 
𝑉𝐶𝐸 do transistor. Pelo fato de o transistor estar operando de forma saturada, a tensão 𝑉𝐶𝐸 do transistor 
é quase igual a tensão de um curto, isto é, sendo bem próxima de ser nula. 
 
Conclusão: 
 Infere-se que a configuração do circuito funciona como uma chave ora aberta e ora fechada 
entre os terminais coletor-emissor, fazendo com que o sistema seja um sistema acionado por corrente, 
que neste caso é a corrente 𝐼𝑏 . A tensão 𝑉𝐶𝐸 encontrada assume o valor de um curto idealmente 
quando a junção coletor-emissor está polarizada pelo fato do transistor estar operando na configuração 
saturada. Conclui-se então, que a utilização do transistor pode ser utilizada para acionamento de cargas 
controlando a corrente que passa pela carga. 
 De acordo com o gráfico abaixo, evidencia-se que o transistor foi utilizado de duas maneiras, 
alternando os pontos de operação nos extremos da reta de carga, isto é, nos pontos vermelhos 
desenhados abaixo no gráfico no eixo ordenado (de corrente do coletor) e eixo das abscissas (de 
tensão entre coletor e emissor), assumindo respectivamente a configuração de saturação (chave 
fechada, ponto verde Qsat) e de corte (chave aberta, ponto laranja Qcorte).