ELETRÔNICA I – 2312A – PROF. ALCEU FERREIRA ALVES 5ª LISTA DE EXERCÍCIOS – TRANSISTORES BIPOLARES – 15/09/2008

1) Supondo que somente 2% dos elétrons injetados na base de um transistor recombinam-se com as

lacunas, considere que 1 milhão de elétrons entram no emissor em 1µs. Quantos elétrons saem pelo condutor da base nesse período? E pelo coletor nesse mesmo intervalo de tempo ?

2) Se a corrente do emissor for de 6mA e a corrente de coletor 5,75mA, qual o valor da corrente de base? Qual o valor de αcc?

3) Um transistor tem uma IC de 100mA e uma IB de 0,5mA. Quais os valores de αcc e de βcc? 4) Um transistor tem um βcc de 150. Se a corrente do coletor for igual a 45mA, qual o valor da

corrente de base? 5) Um 2N5607 é um transistor de potência com um rb

, de 10Ω. Qual a queda de tensão I rB b, quando

IB=1mA? Quando IB=10mA? Quando IB=50mA? 6) Um 2N3298 tem um βcc típico de 90. Calcule as correntes aproximadas do coletor e da base para

uma corrente do emissor de 10mA. 7) Um transistor tem um βcc de 400. Qual o valor da corrente de base quando a corrente do coletor

for igual a 50mA? 8) A figura 1a mostra uma das curvas do coletor de um transistor. Calcule βcc nos pontos A e B.

5 10

2020.5

AB

Ic

VCE

IB = 0.1mA

(a)

[mA]

[V]

1 7

30

h FE

(b)

Ic [A]

100

200

FIGURA 1

9) Esboce 6 curvas de coletor para um transistor com as especificações: VCE(sat) menor do que 1V,

βcc=200, VCEO=40V e ICEO=50nA. Mostre curvas distribuídas entre IB=0 e o IB necessário para produzir uma corrente de coletor de 50mA. Indique as regiões de saturação, corte, ativa e ruptura.

10) Um 2N5346 tem as variações de βcc mostradas na figura 1b. Qual o valor de βcc se IC for de 1mA? Qual o valor da corrente de base quando IC for 1A? E quando IC for 7A?

11) Utilize o circuito da figura 2a. Considerando RC=10MΩ e VCE=9V, qual o valor de ICEO? Se trocarmos RC por um resistor de 10kΩ, qual o novo valor de VCE? (Admita que ICEO não se altera).

aberto

VCE

RC

10V

+

(a)

Ic

Vce

Ib=0

50V

50nA

(b)

FIGURA 2

12) Suponha que o transistor da figura 2a tem as curvas de coletor da figura 2b, RC=100kΩ e a fonte Vcc=20V. Qual será o valor de VCE? Qual o valor de de BVCEO? O transistor está em perigo de ruptura?

13) Um transistor tem uma corrente de coletor de 10mA e uma tensão de coletor-emissor de 12V. Qual a potência dissipada?

14) Um 2N3904 tem uma especificação de potência de 310mW à temperatura ambiente (25ºC). Se a tensão coletor-emissor for 10V, qual a máxima corrente que o transistor pode suportar sem exceder sua especificação de potência?

15) Desenhe a reta de carga para o circuito da figura 3a . Qual a corrente de saturação? Qual a tensão de corte?

(a)

+10V

+20V

10kΩ

47kΩ

(b)

+5V

+5V

470Ω

4,7kΩ

FIGURA 3 16) Na linha de carga da figura 3b, qual a máxima corrente de coletor possível? Se a tensão da base for

removida, qual o valor da tensão coletor-emissor? 17) Qual a corrente da base na figura 3a? Qual a tensão coletor-emissor? O transistor está em

saturação forte? 18) Suponha que seja ligado um LED em série com o resistor de 10kΩ da figura 3a. Qual o valor da

corrente do LED? Comente a respeito do brilho do LED. 19) Qual o valor da corrente de base da figura 3b? Considere βcc=150 e calcule a corrente de coletor.

Qual a tensão coletor-emissor? 20) Desenhe a linha de carga para o circuito da figura 4a. Qual o valor da corrente de saturação do

coletor? Qual a tensão de corte?

(a)

+2,5V

+20V

10kΩ

1,8kΩ

(b)

+V

+10V

910Ω

180 Ω

(c)

+5V

100 Ω

BB+V

BB

FIGURA 4

21) Qual a corrente de coletor na figura 4a? Qual a tensão entre coletor e terra? Qual a tensão VCE? 22) Qual a máxima IC possível na figura 4b? Se VBB for 2V, qual a tensão do coletor ao terra? 23) Na figura 4b, considere VBB=10V. Qual a tensão coletor-emissor ? 24) Se VBB=5V na figura 4c, qual a corrente do LED?. Qual a tensão de coletor? 25) A figura 5 mostra um opto-acoplador 4N33 isolando um circuito de baixa tensão (entrada) de um

circuito de alta tensão (terminal comum em +1000V). O gráfico ao lado é a característica de transferência de um 4N33 para um fototransistor não-saturado. Responda às seguintes questões: a) Qual a máxima corrente possível para o fototransistor ? b) Qual a corrente do LED para VBB=5V? Qual a tensão VCE do fototransistor nesta condição? c) Se VBB for zero, qual o valor da tensão coletor-emissor do fototransistor?

+10V

430Ω

+VBB 2N3904

10V +

+1000V

2kΩ

4N33

FIGURA 5 26) Reprojete o circuito chave da figura 3a para obter uma corrente de saturação de 5mA. 27) Reprojeto o circuito chave da figura 3a para atingir as seguintes especificações: VCC=15V, VBB=0

ou 15V e IC(sat)=5mA. 28) Reprojete a fonte de corrente da figura 4c para estabelecer uma corrente no LED de

aproximadamente 35mA para um VBB de 5V. 29) Reprojete o acionador de LED da figura 4c para que chegue às seguintes especificações:

VCC=10V, VBB=0 ou 10V e ILED=20mA.

+5V

+10V

100 Ω

Q2

Q1

(b)

+10V

270Ω+V

BB

2.4kΩ5V

240Ω

(a)

FIGURA 6

30) Seja o circuito da figura 6a, que apresenta uma conexão Darlington de 2 transistores. Qual a tensão sobre o resistor de 100Ω? Qual a corrente IC no transistor Q1, se Q2 tiver βcc=150? Se o transistor Q1 tiver βcc=100 e Q2 um βcc=150, qual a corrente de base de Q1?

31) No circuito da figura 6b, qual o valor da corrente do LED quando VBB for zero? E quando VBB for 10V?

Respostas 1) 20000; 980000 - 2) 0.25mA; 0.9583 - 3) 0.995; 200 - 4) 300µA - 5) 10mV; 100mV; 500mV - 6) 109.9µA; 9.89mA - 7) 125µA - 8) 200; 205 - 9) gráfico - 10) 100; 5mA; 233.3mA 11) 100nA; 9.999V - 12) 19.995V; 50V; Não - 13) 120mW - 14) 31mA - 15) 20V; 2mA 16) 5V; 10.64mA - 17) 197.9 µA; Vce=0 (saturação forte) - 18) 1.8mA; brilho máximo 19) 914.9µA; 137.23mA; Vce=0 - 20)20V; 1.7mA - 21)1mA; 10V; 8.2V - 22)9.17mA; 3.43V 23) Vce=0 - 24) 43mA; 3V - 25) 5mA; 10mA; Vce=0(saturado); 10V - 26) 4kΩ - 27) 3kΩ; 28.6kΩ - 28) 122.86Ω (saturado) - 29) 465Ω (saturado) - 30) 240µA; 2.4µA - 31) 15.93mA; 0

Prof. Alceu Ferreira Alves 15/09/2008