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BIPOLAR

TRANSISTORS

3

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Horáriol Segunda Terça Quinta Sexta

07:30-08:20F104 F106

08:20-09:10F104 F106

09:20-10:10F104

10:10-11:00F104

11:00-11:50F104

15:20-16:10L307

16:10-17:00L307

19:00-19:50K108

19:50-20:40K108

20:50-21:40K108

HORÁRIO DE MONITORIAMonitora: Thayna OeningDisciplina:Eletrônica Analógica ILab. De Eletrônica Analógica IIntrodução aos Sistemas de Controle.

4

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

THE BIPOLAR JUNCTION TRANSISTORS - BJT

Objectives:

Understand the basic principles of BJT operation

Interpret the transport model

Identify operating regions of the BJT and use simplified

models

Interpret the graphical representation of BJT characteristics

Analyze and design bias circuits

Analyze single-stage amplifiers

Use BJT small-signal model to analyze amplifiers

Understand the transfer characteristic of a BJT logic inverter

Analyze and determine experimentally the characteristics of

some typical BJT circuits

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Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Physical Structure of the BJT

p+

p+

p+

p+

p

p

n epita

xy

n+

n epitaxy

p

n buried layer

+

Emitt

er

Base

Active Transistor Region

Collec

tor

n +

n +

iB

iC

n+

iE

p

p

p

p

Cross-section of an integrated npn bipolar junction transistor

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Bipolar Transistors

CCT - UDESC

7

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

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Bipolar Transistors

CCT - UDESC

9

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

10

Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Relação In-Out: Base Comum(BC)

Conjunto de entrada

Conjunto de saída

C EI I

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Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Primeira aproximação: Base Comum(BC)

Região Ativa

Região Saturação

0 Aumento exponencial de à medida que 0CB C CBV I V

Região de Corte 0CI

C EI I

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Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Parâmetro Alfa (α) – portadores majoritários

( 0,9 a 0,98)Cdc

E

I

I

0C E CBO E C CBOI I I I I I

constanteCB

Cac ac dc

E V

I

I

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Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Polarização – BC

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Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Transistor como amplificador - BC

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Bipolar Transistors

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Configuração Emissor-Comum (EC)

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Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Conjunto de curvas - EC

Base

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Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Conjunto de curvas - EC

Coletor

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Bipolar Transistors

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Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Esta região deve ser evitada para

que o sinal não seja distorcido!

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Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Parâmetro Beta (β) ( ) ( 50 a 200)Cdc FE

B

Ih

I

=constante

( )

CE

Cac fe

B V

Ih

I

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Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Parâmetro Beta (β) CEO ac dcI

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Bipolar Transistors

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Relação entre α e β

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Bipolar Transistors

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Relação entre α e β

C BI I

1E BI I

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Bipolar Transistors

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Polarização – EC

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Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Configuração Coletor-Comum (CC)

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Bipolar Transistors

CCT - UDESC

Limites de Operação

máxC CE CP V I

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Bipolar Transistors

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Limites de OperaçãomáxC CE CP V I

Em qualquer ponto da curva

Para Icmáx = 50 mA

Para VCE = 20 V

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Bipolar Transistors

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Limites de OperaçãomáxC CE CP V I

Configuração BC

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Bipolar Transistors

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Folha Especificação

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Bipolar Transistors

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Folha Especificação

β

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Bipolar Transistors

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CIRCUITS SYMBOLS AND CONVENTIONS

BCE iii BECBCE vvv

EC ii BC ii

1

1

EEB

iii

BE ii 1

1

1

CUTOFF ACTIVE SATURATION

NPNvBE < 0.7 V

iC = iB = iE = 0 V

vBE = 0.7 V

vC vB

vBE = 0.7 V

vC < vB

PNPvEB < 0.7 V

iC = iB = iE = 0 V

vEB = 0.7 V

vB vC

vEB = 0.7 V

vB < vC

Polarização DC

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Bipolar Transistors

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Estabelecer valores fixos de corrente e tensão

Ponto de operação – Ponto Quiescente (Q)

Quiescente – repouso, imóvel, inativo.

Polarização DC - fixa

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Bipolar Transistors

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Polarização DC - Exemplo

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Saturação

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Análise por Reta de Carga

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Alteração em IB, RB


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VCC mantido, muda RC


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VCC muda, RC fixo

Exemplo

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Circuito de polarização estável - emissor

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Exemplo

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Imune a variação de temperatura;

Independente do ganho de corrente β (pouca

dependência).

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EXEMPLO

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Análise aproximada:

( )

EE B BE E CQ

E

CE CC C C E

VV V V I I

R

V V I R R

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Bipolar Transistors

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Exemplo, técnica exata e aproximada

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Exemplo

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Exemplo

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Bipolar Transistors

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Exemplo – polarização mista

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Bipolar Transistors

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Exemplo - projeto

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Bipolar Transistors

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Ponto de operação “chaveando” entre corte e

saturação

Chave inversora

Inversor em lógica computacional

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Bipolar Transistors

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BI

sat

CCC

C

VI

R

satC

B

dc

II

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Bipolar Transistors

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Considerações

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Considerações

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( )CE CC C C EV V I R R

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EXEMPLO

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