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Configurações básicas TJB - revisão Emissor comum (EC): Elevados ganhos de tensão e corrente; Resistências de entrada de valor moderado; Resistências de saída de valor elevado. Resposta em freqüência relativamente pobre. EC com resistência no emissor: A resistência de entrada R i aumenta de (1 + g m R e ). Para a mesma distorção não-linear, podemos aplicar um sinal (1 + g m R e ) vezes maior. O ganho de tensão é reduzido. O ganho de tensão é menos dependente do valor de (particularmente quando R i é pequeno). A resposta em altas freqüências é melhorada significativamente.

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Configurações básicas TJB - revisãoEmissor comum (EC):

Elevados ganhos de tensão e corrente; Resistências de entrada de valor moderado; Resistências de saída de valor elevado. Resposta em freqüência relativamente pobre.

EC com resistência no emissor: A resistência de entrada Ri aumenta de (1 + gm Re). Para a mesma distorção não-linear, podemos aplicar um sinal

(1 + gm Re) vezes maior. O ganho de tensão é reduzido. O ganho de tensão é menos dependente do valor de

(particularmente quando Ri é pequeno). A resposta em altas freqüências é melhorada

significativamente.

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Base comum (BC):

Resistência de entrada muito baixa. Ganho de corrente próximo de um (buffer ou isolador

de corrente – aceita um sinal de entrada de corrente em uma resistência de entrada baixa (re) e fornece uma corrente praticamente igual a uma alta impedância no coletor (a impedância de saída desconsiderando-se RC é infinita).

Resistência de saída determinada por RC. Ganho de tensão que depende consideravelmente da

resistência de fonte RS. Boa resposta em altas freqüências.

Configurações básicas TJB – revisão (2)

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Coletor comum (ou seguidor de emissor) Elevada resistência de entrada. Baixa resistência de saída. Ganho de tensão que é menor e muito próximo da unidade. Ganho de corrente relativamente elevado.

A configuração CC é adequada, portanto, para aplicações nas quais uma elevada resistência de fonte deve ser conectada a uma carga de baixo valor o seguidor de emissor atua como um isolador (buffer).

Sua baixa resistência de saída torna-o útil como último estágio de um amplificador de múltiplos estágios, em que o objetivo deste último estágio não é aumentar o ganho de tensão, mas fornecer uma baixa resistência de saída.

Leiam com atenção o final do item que trata a respeito do seguidor de emissor, em particular a questão da máxima excursão permissível para o sinal de saída.

Configurações básicas TJB – revisão (3)

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A região de corte

vI < 0,5 V (aproximadamente) JEB conduzirá uma corrente desprezível.

JCB está reversamente polarizada (VCC é positivo).

O TJB estará no modo de corte. iB = 0; iE = 0; iC = 0; vC = VCC

TJB como chave – corte e saturação

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A região ativa

vI > 0,5 V (aproximadamente). Para ter uma corrente apreciável circulando vBE 0,7 V vI > 0,7:

Supondo que o dispositivo esteja no modo ativo: vC = VCC – RC iC

Verificar se vCB 0 Verificar se vC 0,7 (vC < 0,7 região de saturação).

vI = 0 iB iC vC Se vCB < 0 (vC < vB) região de saturação.

TJB como chave – corte e saturação (2)

; 7,0

B

I

B

BEIB R

vR

Vvi

BC ii aplica-se somente se o dispositivo estiver no modo ativo

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A região de saturaçãoSaturação: quando se tenta forçar uma corrente no coletor maior do que o circuito do coletor é capaz de fornecer enquanto se mantém a operação no modo ativo.

A corrente máxima que o coletor “pode exigir” sem que o transistor saia do modo ativo vCB = 0.

Se iB for aumentado acima de , iC aumentará e vC cairá para um valor abaixo da base.

Este comportamento continua até a JCB se torne diretamente polarizada, com a tensão de polarização direta com cerca de 0,4 a 0,6 V A JCB conduzirá vC = ?

TJB como chave – corte e saturação (3)

C

CC

C

BCCC R

V

R

VVI

7,0ˆ

C

BI

ˆ necessário IB

BEIB v

RVv

i

BI

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A região de saturação (continuação)JCB: diretamente polarizada, com a tensão de polarização direta com cerca de 0,4 a 0,6 V A JCB conduzirá vC será grampeada em cerca de meio volt abaixo da tensão de base. (A queda de tensão direta da junção coletor-base é pequena porque a JCB tem uma área relativamente grande).

Saturação qualquer aumento em iB resultará em um aumento muito pequeno de iC, correspondendo a um aumento muito pequeno na tensão de coletor vC .

Na saturação, o incremental (isto é, iC / iB) é muito pequeno, desprezível. Qualqur corrente “extra” que se tentar forçar no terminal de base em sua maior parte circulará através do terminal de emissor. A relação entre a iC e iB de um transistor saturado não é igual a e pode ser ajustada para qualquer valor desejado – menor do que – simplesmente forçando mais corrente pela base.

TJB como chave – corte e saturação (4)

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A região de saturação (continuação)Suponha que o transistor esteja saturado. O valor de VBE de um transistor saturado é usualmente um pouco maior do que o do dispositivo operando no modo ativo. No entanto, por simplicidade, assuma que VBE permaneça próximo de 0,7 V mesmo estando saturado.

Saturação vB > vC em cerca de 0,4 a 0,6 V vC > vE em cerca de 0,3 a 0,1 V VCEsat 0,2 V.

TJB como chave – corte e saturação (5)

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A região de saturação (continuação)Saturação vB > vC em cerca de 0,4 a 0,6 V vC > vE em cerca de 0,3 a 0,1 V VCEsat 0,2 V. (Observação: se for forçada mais corrente pela base, o transistor será levado a uma saturação “intensa” e a polarização direta da JCB aumentará e, portanto, VCEsat diminuirá).

Saturação iC constante = ICsat ICsat = (VCC – VCEsat ) / RC .

A fim de garantir que o transistor seja levado à saturação, deve-se forçar a corrente de base de pelo menos:

Costuma-se projetar o circuito de modo que IB seja maior do que IB(EOS) por um fator de 2 a 10 fator de saturação forçada (overdrive factor): forçado = ICsat / IB .

TJB como chave – corte e saturação (6)

sat

)(C

EOSBI

I EOS: edge of saturation: início de saturação.

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Cálculos rápidos e aproximados: VBE e VCEsat = 0 (os três terminais em curto-circuito).

O modelo para o TJB saturado

VCEsat 0,2 VVBE 0,7 V VBE 0,7 V

(a) npn(b) pnp

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Analise o circuito da figura 4.51 (o mesmo do exemplo 4.3) para determinar as tensões em todos os nós e as correntes em todos os ramos. Suponha que o do transistor seja especificado como sendo pelo menos igual a 50.

Exemplo 4.13

Supondo que o transistor esteja saturado: VE

IE ; VC = VE + VCEsat ; IC ; IB = IE – IC

O transistor está operando com: forçado = 0,96 / 0,64 = 15 < mínimo especificado

+ 6 V+ 6 V

6 – 0,7 = +5,3 V

5,3/3,3 = 1,6 mA

+5,3 + 0,2 = 5,5 V 3

4 (10 - 5,5) / 4,7 = 0,96 mA

1,6 – 0,96 = 0,64 mA

O transistor está realmentesaturado.

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O transistor da 4.52 tem como especificação um na faixa de 50 a 150. Encontre o valor de RB que resulta em uma saturação com um fator de saturação forçada de pelo menos 10.

Exemplo 4.14

Transistor saturado: VC = VCEsat = 0,2 V.

IC sat = (+10 – 0,2) / 1k = 9,8 mA

IB(EOS) = IC sat / min = 9,8 / 50 = 0,196 mA

( IB mínimo para saturar o transistor com o menor valor de )

Para um fator de saturação forçada de 10, IB deve ser:

IB = 10 0,196 = 1,96 mA

Portanto, é necessário um valor de RB tal que:

RB = 4,3 / 1,94 = 2,2 k

RB

1 k

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Analise o circuito da figura 4.53 para determinar as tensões em todos os nós e as correntes em todos os ramos. O valor mínimo especificado para é de 30.

Exemplo 4.15

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Determine todas as tensões nodais e todas as correntes nos ramos do circuito da figura 4.54. Suponha = 100.

Exemplo 4.16