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PAD Eletrônica - Apostila 2010-I eng. eletrica

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Text of PAD Eletrônica - Apostila 2010-I eng. eletrica

Apostila didtica Aulas prticas aplicadas a Fundamentos de Eletrnica Programa de Educao Tutorial Engenharia Eltrica Programa de Apoio Disciplina Professor: Eduardo Bragana de Moraes Participantes: Acio da Silva Bolzon,Cristian Mller,Lucas Teixeira,Lucas Vizzotto Bellinaso,Maicol Flores de Melo,Mrcio Dalcul Depexe,Paulo Czar Comassetto de Aguirre,Rafael Denardin. 2 Sumrio Sumrio ......................................................................................................................................... 2 Introduo ..................................................................................................................................... 3 1.Levantamento de curvas caractersticas ............................................................................... 4 Folha de aula ................................................................................................................................. 6 2.TJB: Curva caracterstica e teste de transistores ................................................................... 7 Folha de aula ............................................................................................................................... 13 3.Polarizao fixa de TJB ......................................................................................................... 16 Folha de aula ............................................................................................................................... 19 4.Polarizao por divisor de tenso ....................................................................................... 20 Folha de aula ............................................................................................................................... 23 5.Medio de parmetros hbridos do TBJ ............................................................................. 24 Folha de aula ............................................................................................................................... 28 6.Simulao de circuitos eletrnicos em PSpice .................................................................... 29 7.Projeto e clculo de parmetros de um amplificador de pequenos sinais utilizando TJB .. 35 Folha de aula ............................................................................................................................... 39 8.TJB: Configurao seguidor de emissor ............................................................................... 40 Folha de aula ............................................................................................................................... 48 9.Projetoeclculodeparmetrosdeumamplificadordepequenossinaisutilizando configurao darlington com TJB ................................................................................................ 50 Folha de aula ............................................................................................................................... 53 10.Curva Id X Vds do JFET ......................................................................................................... 54 Folha de aula ............................................................................................................................... 57 11.Autopolarizao FET ............................................................................................................ 58 Folha de aula ............................................................................................................................... 62 12.Polarizao de FET por divisor de tenso ............................................................................ 63 Folha de aula ............................................................................................................................... 65 13.Anlise do FET para Pequenos Sinais .................................................................................. 66 Folha de aula ............................................................................................................................... 70 14.MOSFET de intensificao ................................................................................................... 71 Folha de aula ............................................................................................................................... 76 15.Influncias externas (Rs, Rl e frequncia) num circuito com JFET ...................................... 77 Folha de aula ............................................................................................................................... 82 3 Introduo OProgramadeApoioDisciplina(PAD)umainiciativadealunosdocursode EngenhariaEltricaevisaajudareincentivaratividadesprticas,emlaboratrio, paralelamente s aulas ministradas das diversas disciplinas como complemento graduao. Foidesenvolvidoumasriedeplanosdeaulaparaauxiliararealizaodasatividades prticasnadisciplinadeFundamentosdeEletrnicaduranteumsemestre,asaulasreunidas esto dispostas de forma a seguir o cronograma adotado pelo professor. 4 Universidade Federal de Santa Maria Curso de Engenharia Eltrica 1.Levantamento de curvas caractersticas Disciplina de Fundamentos de Eletrnica 1.Objetivos -Levantar a curva caracterstica do diodo; -Levantar a curva caracterstica da juno base-emissor do transistor; 2.Base terica a.Comportamento da juno PN AjunoPN,presenteemdiodosetransistores,umaestruturafundamentaldos semicondutores, formada pela juno de dois cristais, sendo mais comumente de silcio. Estes componentessodopadosdeformaaadquirircaractersticasdeexcessooufaltade portadores de carga eltrica (eltrons ou lacunas) em sua estrutura. Quando so reunidas duas regiescomcaractersticasdedopagemcontrrias ocorreatraoentreascargasopostasnazonade contatoformandoumaregiodedepleo(barreira depotencial),nemtodasascargasiromovimentar-se de forma a se anular. Quandoaplicadatensoentreosterminaisde umdispositivosemicondutorquecontenhauma junoPNessajunopoderserpolarizadadedois modos: direta ou inversamente. b.Polarizao direta Haver conduo de corrente eltrica entre asregiescomdiferentesdopagens(sentidoP paraN),poisocampoeltricopresente orientado da camada P para a N. Arelaoentretensoecorrenteno obedeceaLeideOhm,mastemum comportamento prprio, como na Figura 2. Figura 1 Figura 2 esquerda a curva caracterstica e direita uma aproximao comumente utilizada. 5 Costuma-secaracterizarajunoPNcomoumcurtocircuitoestandoelapolarizada diretamente,somentesofrendoumaquedadetensodeaproximadamente0,7vpara dispositivos de silcio dopado. c.Polarizao inversa Operandodentrodoslimitesdodispositivonohaverconduodecorrenteeltrica significante caso o campo eltrico aplicado juno PN seja orientado da parte N para P, a no ser em dispositivos fabricados com essa inteno como diodos Zener. Normalmente com baixa tenso considera-se como um circuito aberto a juno PN enquanto polarizada inversamente. 3.Procedimento experimental a.Obteno da curva I x V para o diodo Este experimento consiste de determinar o comportamento da juno PN de um diodo de acordo com a tenso aplicada, deve-se: -Montar o circuito daFigura 3.-VariaratensosobreoDIODOde0,3at0,75Vcomumacrscimode30mVpor ponto.MediratensoaplicadanoDIODOeacorrentecommultmetrosemcada ponto (mnimo 15 pontos) preenchendo a tabela 1. OscomponentesusadosdevemseroresistorRde1,1k(ParaleloentredoisRde 2,2K), um diodo 1N4007 e uma fonte de tenso varivel. b.Obtenso da curva Ie x Vbe para o transistorEsteexperimentoconsistedeobteracurvacaractersticadocomportamentoda correntedo emissordeumtransistor emfunodatensoaplicadaentreabaseeo emissor: -MontarocircuitodeacordocomaFigura3Figura 4. -VariaratensoaplicadasobreoTRANSISTOR(base-emissor)de0,4at0,85V medindo-se a corrente obtida, preencher a tabela 2 e desenhar a curva no espao para o grfico 1. OscomponentesusadosdevemseroresistorRde1,1k(ParaleloentredoisRde 2,2K), um transistor BC548(NPN) e uma fonte de tenso varivel. Figura 3Figura 4 Figura 5 6 Folha de aula Nome(s):___________________________________________________________________________________________________________________________________ Data: ___/___/___ 1.Obteno da curva I x V para o diodo a.Procedimento experimental Tenso ( mV ) Corrente ( mA ) Tabela 1 b.Anlise dos resultados -O comportamento IxV foi o esperado? A lei de Ohm foi obedecida em algum intervalo? O que pode-se dizer do intervalo de 0,75 v a 0,85v? _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2.Obteno da curva Ie x Vbe a.Procedimento experimental Tenso Vbe ( mV ) Corrente Ie ( mA ) Tabela 2 Grfico 1 b.Anlise dos resultados conveniente a aproximao da curva como mostrada na figura 2 em uma aplicao que norequergrandepreciso?Faaumaanlisedointervalodevalidadedesta aproximao. ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 0 200 400 600 800 1000Ie(mA)Vbe(mV)7 BCccII= |Universidade Federal de Santa Maria Curso de Engenharia Eltrica 2.TJB: Curva caracterstica e teste de transistores Disciplina de Fundamentos de Eletrnica 1.Objetivos -Identificao de estado, tipo e pinagem do transistor de juno bipolar (TJB); -Estudoeplotagemdacurvacaractersticacorrentedecoletor(IC)vstensoentre coletor e emissor (VCE) para diferentes correntes de base (IB).2.Base terica a.Beta () uma quantidade que relaciona os valores de IC e IB no modo cc, definida em (1), onde ICeIBsodeterminadosemumpontoespecficodeoperaodacurvacaracterstica.Nas folhasdeespecificaes, cc| geralmentelidocomohFE,comhderivadodeumcircuito equivalentecahbrido.AsletrasFEderivam,respectivamente,daamplificaodecorrente direta (forward) e da configurao emissor