Analogica I (8) BJT Polarizacao 2013

7/23/2019 Analogica I (8) BJT Polarizacao 2013

http://slidepdf.com/reader/full/analogica-i-8-bjt-polarizacao-2013 1/36

Universidade Federal de ItajubáInstituto de Engenharia de Sistemas e Tecnologias da Informação

Engenharia da Computação

ELT303 – Eletrônica Analógica I

Transistores Bipolares

(Polarização)

Prof. Paulo César Crepaldi Prof. Leonardo B. occal



Universidade Federal de ItajubáInstituto de Engenharia de Sistemas e Tecnologias da Informação

Engenharia da Computação

Atenção

O material constante destas notas de aula foi preparado com base na

bibliografia recomendada e destina-se a servir como um apoio aoacompanhamento da disciplina.

Em alguns slides são utilizados recursos coletados da INTENET econsiderados de dom!nio p"blico.



3

Transistores ipolares! "olari#ação

O transistor pode operar como chave #$uando na região de saturação ou corte%ou como um amplificador #$uando na região ativa%. &ara tanto' ( necess)rio $ue

se estabeleça um ponto de operação #ponto *% para o dispositivo dentro daregião de interesse.

Os circuitos $ue realizam esta função são chamados de +ircuitos de &olarizaçãodo transistor. &ara as aplicaç,es como amplificador seria interessante $ue estes

circuitos produzissem um ponto de operação est)vel' ou sea' $ue este ponto não

modificasse os seus valores de tensão e corrente mesmo $ue a temperaturasofresse variaç,es ou $ue o transistor usado fosse trocado por outro igual.

O fato de trocar um transistor por outro do mesmo lote significa $ue os seus parmetros podem sofrer dispers,es. /m dos parmetros mais importantes' oβ0+' sofre variaç,es t!picas de 123' ou sea' o fabricante informa $ue o valor de

beta est) entre 344 e 144' por e5emplo. Al(m disto o β0+ tamb(m varia com a

temperatura e com o n!vel de corrente do coletor.+om o transistor como chave tamb(m ser) necess)rio observar algumasinflu6ncias e5ternas para garantir a operação no corte ou na saturação.



4

Transistores ipolares! "olari#ação

E5emplo da dispersão de β0+

"olari#ação! $alhas de Entrada e de Sa%da

Analisar #e proetar% a polarização do transistor bipolar #e mesmo de outros tipos de

transistores como o 7O89ET% (' essencialmente' avaliar as chamadas malhas deentrada e de sa!da para estabelecer os n!veis de tensão e correntes necess)rios.

A malha de entrada tem como principal parmetro a vari)vel de controle dodispositivo en$uanto $ue a malha de sa!da ( resolvida para a vari)vel $ue foi

produzida em proporção : vari)vel de controle. Normalmente' a configuração base

para os circuitos de polarização ( em Emissor +omum.

Nas folhas de dados o parmetro

β0+ pode aparecer listado como hFE.Esta simbologia significa um&anho de Corrente 'ireto

#corrente de sa!da #I+% dividido poruma corrente de entrada #I;%% na

+onfiguração Emissor +omum para

um determinado valor de <+Econstante.



5

"olari#ação! $alhas de Entrada e de Sa%da (Circuito ásico)

8empre $ue for poss!vel' ( aconselh)velreduzir o circuito de polarização atrav(s do

teorema de Th(venin' por e5emplo' e então proceder : an)lise e=ou proeto usando oconceito das malhas de entrada e de sa!da.

As e$uaç,es resultantes podem seradaptadas posteriormente a $ual$uer

circuito de polarização mais espec!fico.

( )( )

( )

( ) B E DC

BE BB B

E DC B BE B B BB

E B B DC BE B B BB

E BC BE B B BB

E E BE B B BB

R R1 β

V V I

R1 β I V R I V

R I I β V R I V

.R I I V .R I V

.R I V .R I V

I Malha

++−

=

+++=

+++=+++=

++=

( )

( ) ( ) E C

CC

E C

CE C

E C C CE CC

E C CE C C CC

E

DC

C CE C C CC

E E CE C C CC

R R

V

R R

V I

R R I V V

R I V R I V

.Rα I V .R I V

.R I V .R I V

II Malha

++

+−=

++=++≈

++=

++=



6

*efle+ão de Imped,nciasA e$uação de I; na malha I mostra um fen>meno interessante. +omo a corrente $ue

circula por E ( IE' para modelar o efeito deste resistor no ramo da ;ase #ondecircula I;% ( necess)rio multiplicar o seu valor por #β0+ ? 3%. Isto significa -ue

-ual-uer resistor (ou imped,ncia) no ramo do emissor pode ser transferidopara o ramo da ase multiplicando.se o seu valor por/ apro+imadamente/ 'C

#normalmente β0+ ( pelo menos 34 vezes maior $ue 3%. 0a mesma forma' um

resistor no ramo da ase pode ser transferido para o ramo do Emissor

dividindo.se o seu valor por 'C. Alguns autores referem-se a estas transfer6ncias

como sendo um fen>meno de refle+ão de imped,ncias #ou resist6ncias%.



7

*eta de Carga

Na malha II' tem-se a e$uação $ue determina *eta de Carga 'C. Esta reta ser)traçada nas curvas de sa!da #I+ @ f#<+E% e e5istem dois pontos $ue facilitam esta

tarefa. 8e nesta e$uação for feito I+ @ 4' tem-se <+E @ <++. Este ponto de

cruzamento com o ei5o das correntes ( chamado de "onto de Corte' pois est)dentro da região de corte do transistor. 8e' por outro lado' for feito <+E @ 4' tem-seI+ @ <++=# + ? E%. Este ponto de cruzamento com o ei5o das tens,es ( chamado de

"onto de Saturação' pois est) dentro da região de saturação do transistor.

O cruzamento da eta de +arga com acurva de I; #valor definido pela 7alha I%

estabelece o &onto de Operação #0%.

!

0 p/V R R

V I

Saturaçãode Ponto

CE

E C

CC C =

+=

0 p/I V V

Cortede Ponto

C CC CE ==

( )mAIC

( )VVCE



8

"olari#ação Fi+a ou "olari#ação da ase

A corrente de +oletor ( diretamente proporcional : corrente de ;ase atrav(s de β0+.

Isto significa $ue todas as variaç,es impostas pela dispersão e pela temperaturasobre este parmetro serão transferidas para I+ e' por conse$6ncia' para <+E.. Estecircuito representa' na maioria das vezes' uma escolha não ade$uada para a

polarização do transistor $uando o obetivo ( a sua atuação como amplificador. Busado' entretanto' $uando o transistor bipolar est) atuando como chave. <++ tamb(m

atua como <;;.

( )

−==

−=

=+=

B

BE CC FE B FE C

B

BE CC B

E BE B BCC

R

V V h I h I

RV V I

0 RV R I V

I Malha

( )

C

CC

C

CE C

E CE C C CC

R

V

R

V I

0 RV R I V

II Malha

+−=

=+=



9

"olari#ação Estabili#ada do Emissor ou "olari#ação por

*ealimentação do Emissor

A corrente de +oletor não depende diretamente deβ0+. Analisando a e$uação para I+ pode-se' em uma primeira an)lise' ulgar $ue se E CC ;=h9E o

circuito conseguiria minimizar de forma efetiva asvariaç,es impostas pela temperatura e pela

dispersão. A tensão <++ tamb(m faz o papel de <;;.

( )

( )

( )

FE

B E

BE CC C

B E FE

BE CC FE C

B E FE

BE CC B

E FE B BE B BCC

E E BE B BCC

h

R R

V V I

R R1h

V V h I

R R1h

V V I

.R1h I V R I V

R I V R I V

I Malha

+−≈

++

−=

++−

=

+++=

++=

( )

( ) ( ) E C

CC

E C

CE C

E C C CE CC

E C CE C C CC

E

DC

C CE C C CC

E E CE C C CC

R R

V

R R

V I

R R I V V

R I V R I V

Rα I V R I V

R I V R I V

II Malha

++

+−=

++=

++≈

++=

++=



10

"olari#ação Estabili#ada do Emissor! 'epend1ncia de hFE

Aumentar muito o valor de E implica em diminuir a inclinação da retacarga e tamb(m diminuir o valor de I;. Assim o ponto * ( deslocado

para a região de saturação.Outra solução seria diminuir o valor de ; o $ue não me5eria na

inclinação da reta de carga 0+. Isto provocaria um aumento de I; eacabaria levando o ponto * em direção a região de saturação.

! !

Au"entando #E

Ponto !$ %atura&'o

(i"inuindo #B

Ponto !$ %atura&'o

FE

B E

BE CC C

h R R

V V I

+

−≈



11

"olari#ação Estabili#ada do Emissor! "rojetoA partir da folha de dados' ( poss!vel e5trair um

ponto de polarização recomendado pelofabricante.

Em uma primeira apro5imação' posicionar o ponto $uiescente no centro da reta de cargasignifica $ue <+E representa D4 da tensão de

alimentação <++.Os outros D4 serão divididos entre E e +.

+omo + ( determinante para o ganho de algunsamplificadores' recomenda-se $ue ele tenha umvalor mais elevado ficando' assim' com F4 da

tensão de alimentação.O h9E a ser usado ( o valor t!pico #valor mais

prov)vel em uma distribuição estat!stica%. +asonão sea fornecido' uma boa apro5imação ( tomara m(dia geom(trica entre os valores m!nimo e

m)5imo.+alcular todos os resistores e somente depois

adotar os valores comerciais mais ade$uados. BQ

BCC B E B

FE t!p"

CQ

BQ

E C

CQ

E E CQ EQ

CC RC CC E

CC CEQ

I

V V R0#$V V V

h

I I

%R R

I

V R I I

0#%V V 0#1V V

0#&V V

−=⇒+=

=

=

=⇒≈

==

=



12

"olari#ação Estabili#ada do Emissor! E+emplo

&roetar um circuito de polarizaçãoest)vel do emissor para o

transistor C2345.&onto * GsugeridoH2(6CE726/ IC78m5) 9 T782:C.

<alores comerciais#D%2 E@D34Ω'

+@JK Ω e

;@LD4K Ω.

( )$%$'(

)11#1

0#$V 1V 10V

I

V V R0#$V V V

)11#11*0

+,)

h

I

I

+'(%R R

&00(+,)

1V

I

V R I I

%V V 1V V

10V V 0#&V V

BQ

BCC B E B

FE t!p"

CQ

BQ

E C

CQ

E E CQ EQ

RC E

CC CC CEQ

≈+−

=−

=⇒+=

≈==

==

===⇒≈

==

=→=

µ

µ



13


Observar $ue os valores das correntes' tens,es e pot6ncia estão abai5o das especificaç,es limites do

transistor.

&ara os resistores' uma especificação de pot6ncia de3=M ( suficiente.

&ela simulação' tem-se26CE0 ; 3/26

IC0 ; 8/<4m5

I0

;<<

5

Estabiliae a Polarização (!n"lise a #ensibiliae))

*"a an+lise "ais detal,ada -e "es"o u"a ferra"enta de proeto/ é a An+lise da %ensiilidade. 1estaan+lise2 a corrente de Coletor é euacionada co"o u"a fun&'o de 4+rias 4ari+4eis e calcula5se o seu

diferencial total. 6 proetista pode2 ent'o2 de acordo co" este resultado2 uscar "eios de "ini"i7ar as

4ari+4eis ue est'o causando os "aiores des4ios e" rela&'o ao 4alor esperado.

+00

)10#-

+#1$*,)

I

I h

BQ

CQ

FE ≈== µ

...h I

h

dV I

V

dI I

I

dV I

V

dI

..."h #V # I # V I

FE C

FE

BE C

BE

CBC

CB

CC C

CC

C

FE BE CBCC C

+∂

∂

+∂

∂

+∂

∂

+∂

∂

=

=



14

"olari#ação por *ealimentação do Coletor

Neste circuito' a tensão <;; ( dada por <++-IE +. A

corrente de coletor fica menos dependente do parmetroβ0+. +ontudo são v)lidas as mesmas observaç,es $uanto a

relação entre + e ;=h9E' ou sea' não se conseguema5imizar a diferença entre eles sem saturar o transistor.

/ma vantagem deste circuito ( a simplicidade.

( )[ ]

( )

( )

FE

BC

BE CC C

BC FE

BE CC FE C

BC FE

BE CC B

C FE B B BE CC

C E B B BE CC

BE B BC E CC

h

R R

V V I

R R1h

V V h I

R R1h

V V I

R1h R I V V

R I R I V V

V R I R I V

I Malha

+

−≈

++

−=

++−

=

++=−

+=−+=−

C

CC

C

CE C

CE C C CC

CE C

DC

C CC

CE C E CC

R

V

R

V I

V R I V

V Rα

I V

V R I V

II Malha

+−=

+≈

+=+=



15

"olari#ação por *ealimentação do Coletor! "rojeto

Novamente' tem-se o ponto de operaçãocentrado na reta de

carga 0+.

"olari#ação por *ealimentação do Coletor! E+emplo

&roetar um circuito de polarização

est)vel do emissor para o transistor;+DFMA. O ponto * permanece2(6CE726/ IC78m5) 9 T782:C.

<alores comerciais #D%2 +@JKF e ;@14K

BQ

BCEQ

B BE B

FE t!p"

CQ

BQ

CQ

RC C CQ EQ

CC RC

CC CEQ

I

V V R0#$V V V

h

I I

I

V R I I

0#&V V

0#&V V

−=⇒==

=

=⇒≈

=

=

-0'( )11

0#$V &V

I

V V R

)111*0

+,)

h

I I

+&00(+,)&V

I V R

10V V 0#&V V V

BQ

BCEQ

B

FE t!p"

CQ

BQ

CQ

RC C

CC CC RC CEQ

≈

−

=

−

=

≈==

===

=→==

µ

µ



16


Os valores das correntes' tens,es e pot6ncia estãoabai5o das especificaç,es limites do transistor.

&ara os resistores' uma especificação de pot6ncia de

3=M ( suficiente.

&ela simulação' tem-se26CE0 ; 3/426

IC0 ; 8/<3m5

I0

;<:/=

5

8CC

908

:.;<:8

0

#C

=.:>

99.03"?=.9::"A

!9

BC<:;A

90.3@"?

#B

30>

::.@0u?

90.@uA

@;3.@"8

Es$ol%a o &ir$'ito e Polarização e #i'lação Eltri$a)

6 circuito de polari7a&'o de4e ser escol,ido de acordo co" a aplica&'o. Eiste" aplica&es ue reuere"circuitos co" altos graus de estailidade outras ne" tanto. 1'o se de4e usar se"pre as "el,ores solu&es do

ponto de 4ista da estailidade da polari7a&'o2 pois poderia in4iaili7ar econo"ica"ente o proeto.

Co" o ad4ento dos si"uladores elétricos a tarefa de proetar circuitos2 de u" "odo geral2 ficou "ais facilitada.

Poré"2 n'o se de4e esuecer2 nunca2 ue o proetista é ue" deté" o senti"ento do circuito. 6 softDare

apenas reali7a contas e o ,ardDare apenas acelera todo o processo.

+00

)10#-

+#1%%,)

I

I h

BQ

CQ

FE ≈== µ



17

"olari#ação Universal ou por 'ivisor de Tensão

O primeiro passo para analisar este circuitode polarização ( visualizar a aplicação do

teorema de Th(venin entre os pontos A e ;.A partir da fonte <++ tem-se um divisor

resistivo e a tensão e$uivalente <TP ser) atensão sobre o resistor J. A resist6ncia

e$uivalente ser) o paralelo entre 3 e J.

+1

+CC 23

R R RV V +

=

+1

+1+123

R R

R R //R R R

+==



18

"olari#ação Universal ou por 'ivisor de Tensão

&ara este circuito ( poss!vel uma solução $ue fazcom $ue a corrente de coletos se torne muito poucosens!vel em relação ao parmetro h9E. &ara tanto

basta fazer TP=h9E muito menor $ue E.esta avaliar o G$uanto menorH.

( )[ ]

( )

( )

FE

23 E

BE 23 C

23 E FE

BE 23 FE C

23 E FE

BE 23 B

E FE 23 B BE 23

E E 23 B BE CC

E E BE 23 B23

h

R R

V V I

R R1.h

V V h I

R R1h

V V I

R1h R I V V

.R I R I V V

R I V R I V

I Malha

+

−≈

++−

=

++−

=

++=−

+=−

++=

( )

( ) ( ) E C

CC

E C

CE C

CE E C C CC

C C CE E

DC

C CC

C C CE E E CC

R R

V

R R

V I

V R R I V

R I V Rα

I V

R I V R I V

II Malha

++

+−=

++≈

++=

++=



19

"olari#ação Universal! "olari#aç>es Firme e *%gida

0iminuir o valor de TP representa uma solução vi)vel' pois diferentemente dosoutros casos' TP ( o paralelo entre dois resistores e' ao mesmo tempo ( poss!vel

modificar o valor de <TP para manter I; constante.

Assim' esta configuração de polarização revela-se uma das mais eficientes tanto $ue( chamada' em algumas literaturas' de &olarização Independente de ;eta.

Os limites de diminuição de TP em face de E são classificados como2&olarização 9irme Q As variaç,es no entorno do ponto de operação ficam restritas

a um percentual de erro de apro5imadamente 34R&olarização !gida Q As variaç,es no entorno do ponto de operação ficam restritas

a um percentual de erro de apro5imadamente 3.

&ara garantir os percentuais de erro de 34 e 3 aconselha-se o uso do h9E#7IN%. Emtermos de proeto usar a condição de igualdade nas relaç,es acima para não induzir

o uso de resistores muito pe$uenos.

Polari7a&'o *ni4ersal) ir"e Polari7a&'o *ni4ersal) #Fgida

FE MI4" E 23 E

FE MI4"

23 h0#1R R0#1Rh

R≤< ⇒ FEMI4" E 23 E

FE MI4"

23 h0#01R R0#01Rh

R≤< ⇒



20

"olari#ação Universal! 5nálise 5pro+imada

8e o circuito de polarização foi proetadosegundo o crit(rio r!gido ou firme' ( poss!vel analis)-lo de uma forma

apro5imada. 0iminuir o valor de TP=h9E relativamente : E significa dizer $ue a$ueda de tensão sobre o resistor TP (

muito menor #34 vezes ou 344 vezes% $uea $ueda de tensão sobre E. Assim' a

tensão <TP aparece praticamente em suatotalidade aplicada ao terminal da ;ase.

O uso da polarização r!gida implica em menores valores para os resistores 3 e J.Isto pode ser uma desvantagem se e5istir uma condição de contorno na aplicação $ue

limita o consumo de pot6ncia. As polarizaç,es firme e r!gida representam limitesinferiores e' na pr)tica' o proetista pode optar outras soluç,es $ue estabeleçam

relaç,es acima de 34 de porcentagem de erro. +ontudo' deve-se ter em mente $ue aestabilidade da corrente de coletor ( a grande vantagem desta topologia de polarização. O Gpreço a ser pagoH est) na maior $uantidade de resistores.

E

BE 23 C E

R

V V I I

−=≈



21

"olari#ação Universal! "rojeto

&roetar um circuito de polarização firme para transistor ;+DFM. Em seguida re- proetar para a polarização r!gida e comparar os resultados. Observar $ue este re- proeto ( muito simples' uma vez $ue basta dividir os resistores 3 e J calculados

para a polarização firme por 34.elembrando2 (6CE726/ IC78m5) 9 T782:C e hFE($I?)7<<:

"olari#ação Universal! E+emplo

&onto deoperação

centrado na retade carga 0+ e as

mesmasconsideraç,es dedistribuição das

tens,es. FE MI4" E

+1

+123

FE MI4" E

+1

+123

+1

+CC E 23 B

E C

CQ

E E CQ EQ

CC RC CC E

CC CEQ

h0#01R R R

R R R

ou

h0#1R R R

R R R

R R

RV 0#$V V V V

%R R I

V R I I

0#%V V 0#1V V

0#&V V

=+

=

=+

=

+=+==

=⇒=⇒≈

==

=



22

"olari#ação Universal! "rojeto

<alores comerciais #D%2 E@D34Ω' +@JK' 3@11K e J@SKM

Observar2 a maior dissipação de

pot6ncia na polarizaçãor!gida e a sua maior precisão do ponto *

ir"e) IC!92"A2 8CE!<2=8 #Fgida) IC!="A2 8CE!<8

( )

( ) +$( R+&&000#1$ 1 R+

R+&&00 R++&+0#1$ R+

+&+( R1&&000#1$R1

&&00(00#1.&00.11h0#1R R R

R R R

0#1$ R R

R1#$V R R

10VR R R RV 0#$V V V V

+000(%R R&00(+,)

1V

I

V R

10V V 0#&V &V V

FE MI4" E

+1

+123

+1

+

+1

+

+1

+CC E 23 B

E C

CQ

E E

CC CC CEQ

≈→=−

+=+==→=

===+

=

=+→=+→+=+≈=

==→===

=→==



23

Circuitos de "olari#ação! Transistores "?"

At( então os circuitos de polarização forma desenvolvidos para transistores N&N. Oscircuitos de polarização para transistores &N& são e5atamente os mesmos mudando

apenas os sentidos das correntes e das tens,es.+ontudo' para facilitar a an)lise e o proeto destes circuitos' e5iste uma convenção

de desenho chamada de Gcabeça para bai5oH. Observar a ilustração a seguir2

Polari7a&'o por #eali"enta&'o de Coletor para u"

Transistor P1P e a Con4en&'o Gde Cae&a para BaioH

Não e5iste a necessidade defontes negativas para polarizar

transistores &N&. Tudo ( uma$uestão do ponto de refer6ncia

das tens,es./ma dica importante para o

proeto e2 9aça todo o proeto

como se o transistor fosse N&N' por(m na hora de desenhar useesta convenção.



24

Circuitos de "olari#ação! Transistores "?" (E+emplo)

efazer o proeto proposto no 8lide 3F' por(m utilizando o transistor &N& ;+DDLA.

Observar $ue o fabricante optou por indicar astens,es e correntes acrescentando um sinal GmenosH.Este transistor apresenta os mesmos valores limites$ue o ;+DFM e tem as caracter!sticas el(tricas muito

semelhantes.O fato do h9E#tUp% mudar de 3M4 para 3L4' neste

caso' tem um impacto muito pe$ueno nos c)lculos eserão adotados os mesmos valores de resistores.



25

Circuitos de "olari#ação! Transistores "?" (E+emplo)

Atenção2 As tens,es dos terminais #E' ; e +% emrelação : refer6ncia #terra% podem estar diferentes emcomparação com o proeto utilizando transistor N&N.

+ontudo as tens,es entre terminais #<;E

e <+E

principalmente% deverão estar com valores prV5imos.

&ela simulação' tem-se26CE0 ; 2/<26

IC0 ; 8/::m5

I0

;<</@2

5

*'tros &ir$'itos e Polarização)

Eiste" outros circuitos de polari7a&'o ue co"ina"2 por ee"plo2 os circuitos aui descritos -Polari7a&'o

por #eali"enta&'o do Coletor co" #esistor no E"issor/ e "es"o circuitos "ais co"pleos ue le4a" a

estailidades "aiores. 1'o é escopo desta disciplina apresentar todos estes circuitos "as2 si"2 fornecer aos

leitores u" e"asa"ento teórico ue os possiilite" a analis+5los e proet+5los co" as adapta&es ue se

fi7ere" necess+rias.

E" circuitos integrados os procedi"entos de polari7a&'o de transistores ipolares e 6%ETs é "uito

diferente dos apresentados aui pois reuere" u"a econo"ia de +rea de silFcio ue os resistores n'o

consegue" "ini"i7ar. Estas técnicas de polari7a&'o ser'o aordadas e" outras disciplinas do curso.

1$

11#&51

+#00,)

I

I h

BQ

CQ

FE ≈==



26

Transistor Aperando como Chave

Os transistores $uando operando como chaves #corte e saturação% representam a base dos chamados circuitos de chaveamento $ue constituem as aplicaç,es

digitais. E5istem transistores especiais #chamados de transistores de

chaveamento% $ue apresentam uma velocidade de operação #transição entre asregi,es de corte e saturação% mais elevada.

&ara a aplicação em chaveamento a polarização da base ( utilizada.

Em diagramas es$uem)ticos' uma forma alternativa de representar a tensão dealimentação #<++% ( como a ilustrada acima. 9ica subentendido a e5ist6ncia de um

potencia 0+ positivo' no caso' em relação : refer6ncia #terra%. Este potencial pode ser

advindo de uma bateria ou de uma fonte de alimentação.

T i A d Ch F ã d T f 1 i



27

Transistor Aperando como Chave! Função de Transfer1ncia

E5istem duas situaç,es a serem avaliadas2 *uando o sinal de entrada ( zero #n!vel lVgico zero%' não ( poss!vel polarizar a unção ;ase-

Emissor. Isto representa uma corrente de ;ase tamb(m igual a zero. +omo I+ @ β.I;' tem-se I+

@ 4. Assim' a $ueda de tensão no resistor + ( zero o $ue significa $ue a tensão de sa!da vO ser) igual a <++. Est) se desprezando a corrente I+EO #na realidade I+ não ( e5atamente zeromas sim igual a I+EO% $ue tem um valor na ordem de µA.

*uando o sinal de entrada ( igual a <++ #n!vel lVgico um%' o circuito deve garantir $ue seestabeleça uma corrente de ;ase grande o suficiente para saturar o transistor. A tensão desa!da vO ser) igual a zero. Nesta situação est) se desprezando o valor real de <+E#8AT%

#normalmente algumas dezenas a algumas centenas de m<%.

Tem-se o comportamento deum inversor lVgico.

Observar $ue a transição

começa a ocorrer $uando<;E se apro5ima de S44 a

L44m<.

un&'o de TransferJncia

T i t A d Ch T i ã



28

Transistor Aperando como Chave! Tempori#ação

O chaveamento entre as condiç,es de corte e saturação do transistor possui temposfinitos devido a presença das capacitncias das unç,es ;ase-Emissor e ;ase-

+oletor. Wembrar $ue para ligar uma unção #passar do corte : saturação - tON% (

mais r)pido do $ue deslig)-la #passar da saturação ao corte - tO99 %. Estes tempossão contabilizados tomando-se por base 34 e 4 do valor final da corrente I+

Te"pori7a&'o de u" Transistor 6perando co"o C,a4e

O comando para ligara chave foi dado em

344n8 e o comando para desligar em3S4n8. Os tempos tON e tO99' para transistoresde chaveamento est)

na ordem de dezenas acentenas de n8.

0s 900ns =00ns 300ns :00ns

0A

=.0"A

:.0"A

@.0"A

toff ton

IC

t

A0K

90K

T i A d Ch " j



29

&roetar um circuito de acionamento para o rele #3J<% cuas caracter!sticas são

apresentadas a seguir. O transistor a ser usado ( o ;+DFM e suas Gcaracter!sticas ONHtamb(m estão listadas na se$6ncia. A tensão de acionamento ( de D<.

Transistor Aperando como Chave! "rojeto

O ponto principal do proeto da polarização para otransistor atura como chave ( a condição de garantia da

saturação. /ma forma de ter certeza $ue o transistorest) saturado ( fazer a relação entre as correntes de

coletor e base muito inferior ao valor de h9E. Adota-seesta relação como sendo @34.

+ontatos da bobina

+ontatos de pot6ncia

10h10

I I

6aturação7 8arant9r p/

h

I I

R

V V

I h R

V V I

FEMI4"

CS)2"

BS)2"

FEMI4"

CS)2"

BS)2" B

BE S)2"CC

BS)2" FE

C

S)2 CE CC

CS)2"

=→=

==−

=−

= %#

T i t A d Ch " j t



30


&ara a corrente nominal da bobina do rele de

apro5imadamente 3DmA#3F'JmA% tem-se' pelas curvasdo ;+DFM' $ue2

<;E#8AT% LJ4m<<+E#8AT% F4m<

*ual a função do diodoX

Aciona"ento do #ele co" BC<:;

IC!@3DmA

T i t A d Ch " j t



31


<alor comercial para ;2 1K1D

Os rel(s são dispositivos comutadoreseletromecnicos. Nas pro5imidades de umeletro!mã ( instalada uma armadura mVvel

$ue tem por finalidade abrir ou fechar um ogo de contatos. *uando a bobina ( percorrida por uma corrente el(trica (

criado um campo magn(tico $ue atua sobrea armadura' atraindo-a. Nesta atração

ocorre um movimento $ue ativa os

contatos' os $uais podem ser abertos'fechados ou comutados' dependendo de

sua posição #adendo 3%.

The reed sYitches comprise tYo ferromagnetic reeds placed Yith a gap in betYeen andhermeticallU sealed in a glass tube. The glass tube is filled Yith inert gas to prevent the

activation of the contacts. The surfaces of the reed contacts are plated Yith rhodium oriridium. The reed sYitch is operated bU the magnetic field of an energized coil or a permanentmagnet Yhich induces north #N% and south #8% poles on the reeds. The reed contacts are closed

bU this magnetic attractive force. hen the magnetic field is removed' the reed elasticitUcauses the contacts to open the circuit #adendo J%

*( R+$1( R

10

1+#*+,)

R

0#$+V &V e

10

1&#$,)

R

0#$+V &V

10

I I

R

V &V

1+#*+,)10:*%*

0#0%V 1+V

R

V V I

1&#$,)10:*%*

0#0%V 1+V

R

V V I

BM); BMI4

BM); BMI4

CS)2"

BS)2"

B

BES)2"

CM);"

CES)2"CC

CS)2"MI4

CMI4"

CES)2"CC

CS)2"M);

==

=−

=−

==−

=+−

=−

=

=−−

=−

=

R

E+emplos de Circuitos com BTs! 5valiar as "olari#aç>es



32

E+emplos de Circuitos com BTs! 5valiar as "olari#aç>es

Espelho de+orrenteAdendo 1

E l d Ci it 5 li " l i >



33

E+emplos de Circuitos! 5valiar as "olari#aç>es

5dendo <! *els



34

5dendo <! *els

#etornar

5d d 8 * d S it h



35

5dendo 8! *eed SDitches

#etornar

5dendo @! Espelho de Corrente ásico



36

5dendo @! Espelho de Corrente ásico

#etornar

/ma t(cnica de polarização' muito usada em circuitos integrados' (o espelhamento de corrente. Neste circuito' o transistor *3 forma

uma cone5ão diodo #diode-conected ;ZT% de tal forma $ue2

E5istem' entretanto' outras t(cnicas mais sofisticadas $ue produzem uma corrente de refer6ncia #IE9% de tal modo $ue ela

sea independente das variaç,es da tensão de alimentação e datemperatura.E$uacionando-se o circuito' considerando $ue as caracter!sticas

el(tricas dos transistores são semelhantes' tem-se2

+omo os <;E[s de *3 e *J são iguais2

R

V V I

BEQ1"CC

REF

−=

+=+=

β β

J3

JC

C C REF I

I I I

+ 6e I +

I I I REF REF C >>≈

+== β

β

β

Documents

Analogica I (8) BJT Polarizacao 2013