Circuitos básicos a transistor bipolar (bjt)

EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015

Circuitos Básicos a Transistor Bipolar

Prof. Jader A. De Lima

EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015

Operação do BJT (NPN) na região ativa

EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015

Operação do BJT (PNP) na região ativa

EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015

EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015

região de trabalho

EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015

Evitar operação em saturação

EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015

Modelo Ebbers-Moll BJT (NPN) na região ativa

EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015

Modelo Ebbers-Moll BJT (NPN) na região ativa

Modelo Ebbers-Moll simplificado

EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015

EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015

Modelo Ebbers-Moll região ativa (grandes sinais)(ro muito elevado; geralmente ignorado nas análises)

EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015

EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015

Tensões e correntes de polarização na região ativa

EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015

Ex: determinar o ponto de polarização do BJT

EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015

Ex: determinar o ponto de polarização do BJT

EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015

Ex: determinar o ponto de polarização do BJT

EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015

Ex: determinar o ponto de polarização do BJT

EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015

Ponto quiescente Q [IBQ;ICQ;VCEQ] = [71.1A; 14.23mA; 22.2V]

Ex: determinar o ponto de polarização do BJT

EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015

EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015

Ex: determinar o ponto quiescente do BJT

EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015

Ex: determinar o ponto quiescente do BJT

EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015

Ex: determinar o ponto quiescente do BJT

EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015

Ex: determinar o ponto quiescente do BJT

EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015

Ex: determinar o ponto quiescente do BJT

EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015

Ex: determinar o ponto quiescente do BJT

EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015

Ex: determinar o ponto quiescente dos BJT´s

EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015

Ex: determinar o ponto quiescente dos BJT´s

EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015

Equivalente Thévenin para cálculo do ponto quiescente

Polarização clássica do BJT (2 resistores de base)

EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015

→

RTh = RB1 // RB2

VTh = VCC RB2 / ( RB1 + RB2 )

IB = (VTh - VBE ) / RTh + ( +1) RE

EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015

Variações de sinal superpostas ao ponto quiescente

EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015

Modelo para pequenos sinais (modelo linear) para BJT

Ebbers-Moll para grandes sinais

EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015

Modelo para pequenos sinais (modelo linear) para BJT

Ebbers-Moll para grandes sinais

EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015

Modelo para pequenos sinais (modelo linear) para BJT

Ebbers-Moll para grandes sinais

EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015

(a) Thévenin (b) Norton

Representação de uma fonte de sinal

EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015

Amplificador de tensão como quadripolo

• rin: resistência de pequenos-sinais de entrada• rout: resistência de pequenos-sinais de saída• Av : ganho de tensão em aberto Av = (Vout/Vin)

EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015

• Caso prático: • carga do amplificador (RL)• Resistência da fonte de sinal (RS)

• Há algum efeito no ganho total Vout/Vs?

EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015

Lout

Linvout

Rr

RVAV

Sin

inin

Rr

rVsV

Lout

L

Sin

inv

out

Rr

R

Rr

rA

Vs

V

atenuação do sinal

• Caso prático: • carga do amplificador (RL)• Resistência da fonte de sinal (RS)

• Há algum efeito no ganho total Vout/Vs?

EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015

Exercício: determinar o ganho total na cadeia de 3 estágios. Verificar que o ganho total difere de 10 x 100 x 1

EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015

• terminal de emissor é comum a ambos os sinais de entrada e saída. • sinal de entrada é aplicado à base• sinal de saída – em inversão de fase - é retirado do coletor

Amplificadores Básicos a BJT

1. Montagem Emissor-Comum

EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015

• terminal de emissor é comum a ambos os sinais de entrada e saída. • sinal de entrada é aplicado à base• sinal de saída – em inversão de fase - é retirado do coletor

Amplificadores Básicos a BJT

1. Montagem Emissor-Comum

circuito linear equivalente

AC

EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015

• Ganho de tensão (condição de contorno: coletor em aberto):

inmmC

outvgvg

R

v

Cm

0Ioutin

outV Rg

v

vA

Observa-se que:

i)em relação à entrada, a saída apresenta inversão de fase. ii)ganho AV é diretamente proporcional à transcondutância gm = IC/VT, sendo IC a corrente de DC do coletor e VT é a tensão térmica (@ 25mV@300oK).

EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015

• Resistência de Entrada:

• circuito equivalente AC para o cálculo da impedância (resistência) de entrada (condição de contorno: coletor em aberto, ou iout = 0):

xx

ir

v

E

TE

x

x

0ioutinI

Vrr

i

vr