Apresentação do PowerPoint - Universidade do Estado de Santa … · 3 Bipolar Transistors CCT -...

BIPOLAR

TRANSISTORS

3

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Horáriol Segunda Terça Quinta Sexta

07:30-08:20F104 F106

08:20-09:10F104 F106

09:20-10:10F104

10:10-11:00F104

11:00-11:50F104

15:20-16:10L307

16:10-17:00L307

19:00-19:50K108

19:50-20:40K108

20:50-21:40K108

HORÁRIO DE MONITORIAMonitora: Thayna OeningDisciplina:Eletrônica Analógica ILab. De Eletrônica Analógica IIntrodução aos Sistemas de Controle.

4

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

THE BIPOLAR JUNCTION TRANSISTORS - BJT

Objectives:

Understand the basic principles of BJT operation

Interpret the transport model

Identify operating regions of the BJT and use simplified

models

Interpret the graphical representation of BJT characteristics

Analyze and design bias circuits

Analyze single-stage amplifiers

Use BJT small-signal model to analyze amplifiers

Understand the transfer characteristic of a BJT logic inverter

Analyze and determine experimentally the characteristics of

some typical BJT circuits

5

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Physical Structure of the BJT

p+

p+

p+

p+

p

p

n epita

xy

n+

n epitaxy

p

n buried layer

+

Emitt

er

Base

Active Transistor Region

Collec

tor

n +

n +

iB

iC

n+

iE

p

p

p

p

Cross-section of an integrated npn bipolar junction transistor

6

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

7

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

8

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

9

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

10

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Relação In-Out: Base Comum(BC)

Conjunto de entrada

Conjunto de saída

C EI I

11

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Primeira aproximação: Base Comum(BC)

Região Ativa

Região Saturação

0 Aumento exponencial de à medida que 0CB C CBV I V

Região de Corte 0CI

C EI I

12

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Parâmetro Alfa (α) – portadores majoritários

( 0,9 a 0,98)Cdc

E

I

I

0C E CBO E C CBOI I I I I I

constanteCB

Cac ac dc

E V

I

I

13

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Polarização – BC

14

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Transistor como amplificador - BC

15

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Configuração Emissor-Comum (EC)

16

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Conjunto de curvas - EC

Base

17

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Conjunto de curvas - EC

Coletor

18

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

19

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Esta região deve ser evitada para

que o sinal não seja distorcido!

20

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Parâmetro Beta (β) ( ) ( 50 a 200)Cdc FE

B

Ih

I

=constante

( )

CE

Cac fe

B V

Ih

I

21

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Parâmetro Beta (β) CEO ac dcI

22

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Relação entre α e β

23

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Relação entre α e β

C BI I

1E BI I

24

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Polarização – EC

25

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Configuração Coletor-Comum (CC)

26

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Limites de Operação

máxC CE CP V I

27

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Limites de OperaçãomáxC CE CP V I

Em qualquer ponto da curva

Para Icmáx = 50 mA

Para VCE = 20 V

28

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Limites de OperaçãomáxC CE CP V I

Configuração BC

29

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Folha Especificação

30

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Folha Especificação

β

31

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

CIRCUITS SYMBOLS AND CONVENTIONS

BCE iii BECBCE vvv

EC ii BC ii

1

1

EEB

iii

BE ii 1

1

1

CUTOFF ACTIVE SATURATION

NPNvBE < 0.7 V

iC = iB = iE = 0 V

vBE = 0.7 V

vC vB

vBE = 0.7 V

vC < vB

PNPvEB < 0.7 V

iC = iB = iE = 0 V

vEB = 0.7 V

vB vC

vEB = 0.7 V

vB < vC

Polarização DC

32

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Estabelecer valores fixos de corrente e tensão

Ponto de operação – Ponto Quiescente (Q)

Quiescente – repouso, imóvel, inativo.

Polarização DC - fixa

33

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Polarização DC - Exemplo

34

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Saturação

35

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Análise por Reta de Carga

36

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Análise por Reta de Carga

37

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Análise por Reta de Carga

38

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Alteração em IB, RB

Análise por Reta de Carga

39

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

VCC mantido, muda RC

Análise por Reta de Carga

40

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

VCC muda, RC fixo

Exemplo

41

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Circuito de polarização estável - emissor

42

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Circuito de polarização estável - emissor

43

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Circuito de polarização estável - emissor

44

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Circuito de polarização estável - emissor

45

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Exemplo

46

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

47

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Imune a variação de temperatura;

Independente do ganho de corrente β (pouca

dependência).

48

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

49

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

EXEMPLO

50

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Análise aproximada:

( )

EE B BE E CQ

E

CE CC C C E

VV V V I I

R

V V I R R

51

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Exemplo, técnica exata e aproximada

52

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

53

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

54

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Exemplo

55

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Exemplo

56

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Exemplo – polarização mista

57

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Exemplo - projeto

58

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Ponto de operação “chaveando” entre corte e

saturação

Chave inversora

Inversor em lógica computacional

59

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

BI

sat

CCC

C

VI

R

satC

B

dc

II

60

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Considerações

61

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Considerações

62

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

( )CE CC C C EV V I R R

63

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

EXEMPLO