Relatório - TBJ OPERANDO COMO CHAVE

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UFC – UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ – CAMPUS SOBRAL 
CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA 
DISCIPLINA: ELETRÔNICA ANALÓGICA 
PROFESSOR: MARCOS ROGERIO DE CASTRO 
 
 
 
 
PRÁTICA Nº 04 
TBJ OPERANDO COMO CHAVE 
 
 
 
 
ALUNO MATRÍCULA 
 
FRANCISCO DENILSON MESQUITA RIBEIRO 400306 
 
 
 
 
 
 
SOBRAL – CE 
2020 
SUMÁRIO 
1. Introdução ................................................................................................................................ 3 
2. Objetivos da Prática ................................................................................................................ 4 
3. Material Utilizado ................................................................................................................... 4 
4. Procedimento Experimental ................................................................................................... 5 
5. Questionário ............................................................................................................................. 6 
6. Conclusão ................................................................................................................................. 9 
7. Referências Bibliográficas .................................................................................................... 10 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. Introdução 
 
Fazendo uso da curva característica do circuito de saída ilustrada na Figura 01, 
pode-se projetar o circuito de tal forma que o TBJ tipo NPN comporte-se como uma 
chave, onde se notam as regiões de operação do componente quando em corte e quando 
em saturado. Em regime de saturação forte, admite-se um ganho de corrente de projeto 
reduzido de tal forma que um pequeno valor de corrente aplicado a base sature 
instantaneamente o componente. 
Figura 01 – Curva Característica de Saída 
 
Fonte: Manual da Prática 
Para um dado ponto de operação adotado, obtido a partir da interseção entre a 
curva de carga e a curva característica do circuito de saída, e interno a região de operação 
segura, projeta-se o circuito com TBJ. A equação (1) permite determinar o valor da 
resistência de base a partir de uma corrente de base considerada, da mesma forma a 
equação (2) faz-se uso da curva característica de saída para determinar o valor da 
resistência 𝑅𝑐. 
𝑅𝑏 = (1) 
𝑅𝑐 =
∙
 (2) 
 
2. Objetivos da Prática 
 
 Projetar e analisar o funcionamento de um TBJ como chave mediante simulação 
e experimentação. 
 
3. Material Utilizado 
 
 Osciloscópio 
 Fonte de tensão CC em 12V; 
 Fonte de tensão de onda-quadrada em 2,2V e frequência 10kHz; 
 Resistores de 3,9kΩ de 15kΩ; 
 Transistor BC548; 
 Multímetro ou amperímetro e voltímetro. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4. Procedimento Experimental 
 
A prática iniciou determinando-se os valores dos resistores. Sabendo-se que 
𝑉𝑏𝑏 = 2,2𝑉, 𝑉𝑏𝑒 = 0,7𝑉, 𝑉𝑐𝑐 = 12𝑉, 𝑉𝑐𝑒 = 0,3𝑉, 𝐼𝑏 = 100𝜇𝐴 e 𝛽 = 30, de (1) e 
(2) temos: 
𝑅𝑏 =
, ,
= 15𝑘Ω (3) 
𝑅𝑐 =
,
∙
= 3,9𝑘Ω (4) 
Simulou-se no multisim o circuito da figura 02. A simulação é mostrada na figura 
03. Observou-se no osciloscópio as formas de onda de 𝑉𝑏𝑏, 𝑉𝑐𝑒 e 𝑉𝑅𝑐. 
Figura 02 – Circuito a ser simulado 
 
Fonte: Manual da Prática 
 Figura 03 – Simulação no multisim 
 
Fonte: Própria Autoria 
5. Questionário 
 
a) Traçar as formas de onda de tensão experimental e simulada para o TBJ: 𝑉𝑏𝑏, 𝑉𝑐𝑒 e 
𝑉𝑅𝐶. 
R: As formas de onda de 𝑉𝑏𝑏, 𝑉𝑐𝑒 e 𝑉𝑅𝑐, podem ser vistas nas figuras 04, 05 e 06, 
respectivamente. 
Figura 04 – Forma de onda de Vbb 
 
Fonte: Própria Autoria 
Figura 05 – Forma de onda de Vce 
 
Fonte: Própria Autoria 
Figura 06 – Forma de onda de VRc 
 
Fonte: Própria Autoria 
 
b) Comente detalhadamente a respeito das curvas traçadas em (a) tomando como 
referência o comportamento do circuito e a curva característica do circuito de saída. 
R: A curva da tensão 𝑉𝑏𝑏 é uma onda quadrada que tem máximo de 2,2𝑉 e mínimo de 
0𝑉, logo seu valor rms é 1,1𝑉, como esperado. A curva da tensão 𝑉𝑐𝑒 também foi uma 
onda quadrada, mas dessa vez com um máximo de 12𝑉 e um mínimo tão próximo de zero 
quanto considerável, assim seu valor rms é aproximadamente 6𝑉, o que nos leva a 
conclusão que se está operando na região de corte. Já a curva da tensão 𝑉𝑅𝑐 é bastante 
semelhante a anterior, pois além de também ser uma onda quadrada, tem um máximo de 
aproximadamente 12𝑉 e um mínimo também muito próximo de zero, o que nos dá um 
valor rms aproximado de 6𝑉. 
d) Pesquisar a respeito dos tipos de encapsulamento. 
R: 
 TO-220: É um modelo de encapsulamento utilizado normalmente para 
semicondutores como transistores e retificadores controlados de silício, bem como 
circuitos integrados. Este invólucro contém três terminais, mas pode-se encontrar 
ele com dois, quatro, cinco ou sete ligações também. Uma característica notável 
é um guia de metal com um furo, utilizado na montagem onde se necessita de um 
dissipador de calor já que componentes fabricados utilizando este invólucro, 
podem dissipar mais calor do que aqueles construídos em TO-92, por exemplo; 
 TO-126: Este modelo é idêntico ao TO-220, tirando a característica do guia 
metálico, porém ele contém o furo para se prender o componente no dissipador. 
 TO-247: Este encapsulamento é utilizado para alocar neles semicondutores de 
potência; 
 TO-92: O encapsulamento TO-92 é empregado em transistores de baixa potência, 
do tipo TBJ e FET, em alguns casos encontra-se outros modelos como: TO-92, 
TO-94 e TO96. Eles têm as mesmas dimensões, porém a distribuição dos pinos 
muda de um tipo para outro. 
e) Pesquisar a respeito das principais especificações do TBJ encontradas na folha de dados 
dos fabricantes de modo que o componente trabalhe como chave. 
R: Para funcionar como chave o transistor deve operar na região de saturação e na região 
de corte. De acordo com as especificações do TBJ, a tensão de saturação entre os 
terminais coletor-emissor, 𝑉𝐶𝐸 = 0,25𝑉 para as correntes 𝐼 = 10𝑚𝐴 e 𝐼 = 0,5𝑚𝐴 
e 𝑉𝐶𝐸 = 0,60𝑉 para 𝐼 = 100𝑚𝐴 e 𝐼 = 5,0𝑚𝐴. Para região de corte, a corrente do 
coletor 𝐼 = 15𝑛𝐴, com 𝑉 = 30𝑉 e 𝐼 = 0. O mínimo valor do ganho de corrente 𝛽 
é 110. 
f) Pesquise aplicações que fazem uso do TBJ funcionando como chave. 
R: O TBJ operando como chave pode ser usado para implementar as portas lógicas AND 
e OR, além de ser usado para circuitos chaveadores em multiplexadores, para controlar 
os estados ligado e desligado de uma lâmpada, entre outros. 
 
 
 
 
 
 
6. Conclusão 
 
Esta prática realmente cumpriu com o seu objetivo que era projetar e analisar o 
funcionamento de um TBJ como chave mediante simulação e experimentação. Nela, 
pode-se observar a curva das tensões envolvidas no circuito, bem como analisar estas 
tomando como referência o próprio circuito e a curva característica de saída. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7. Referências Bibliográficas 
 
[1] BOYLESTAD, Robert L.; NASHELSKY, Louis. Dispositivos Eletrônicos e Teoria 
dos Circuitos; São Paulo; Pearson Education do Brasil, 2013.