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Microelectronic Circuits - Fifth Edition Sedra/Smith 40Copyright 2004 by Oxford University Press, Inc.

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Aula 16: Análise CC (Polarização) em circuitos com TBJs(p.246, p.264-269)

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PSI 2223 – Introdução à EletrônicaProgramação para a Primeira Prova

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16ª Aula: O Transistor Bipolar de Junção

Ao final desta aula você deverá estar apto a:

-Utilizar as expressões para as correntes do transistor na análisede problemas de polarização para:

- Análise (determinação de Is e Vs)

- Síntese (ou projeto, i.e., escolha de componentes para Is e Vs desejados)

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Reelembrando as Expressões para as Correntesem um Transistor Bipolar na Região Ativa

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TBE VSC eIi /v

TBE VSE eIi /v/

Um modelo para o Transistor NPN na região ativa

Modelo (npn) para grandes sinais na região ativa!

vBE

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Polarizando transistores bipolaresna região ativa

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Polarizando transistores bipolaresna região ativa

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= 1001mA@0,7V

Exemplo 5.1: O transistor no circuito da Figura 4.11(a) tem = 100 e exibe um vBE de 0,7 V quando iC = 1 mA. Projete o circuito de modo que uma corrente de 2 mA circule pelo coletor e a tensão no coletor seja de +5 V .

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km

52

51515

C

CC i

VR

modo ativo,pois JCB rev pole JCB dir pol

= 5k

1

23

VBE=0,7V@1mA e

1

212 32

D

DTDD I

InVVV log,

Assim, VBE@2mA=0,7+0,017=0,717V

5

= -0,717V

4

k,,

,

)(

077022

157170

15

EE i

VR E8

6

7

= 7,1k 9

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= 100Is? Vs?

Exemplo 5.4: Considere o circuito mostrado na Figura 4.16(a), o qual estáredesenhado na Figura 4.16(b) para lembrar ao leitor da convenção empregada no decorrer deste livro para indicar as conexões das fontes cc. Desejamos analisaresse circuito para determinar todas as tensões nodais e correntes dos ramos. Vamos supor que é especificado com um valor de 100.

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= 100Is? Vs?

Exemplo 5.4

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> 50Is? Vs?Exemplo 5.5

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Tabela 4.1 MODOS DE OPERAÇÃO DO TBJ.

DiretaDiretaSaturação

ReversaDiretaAtivo

ReversaReversaCorte

JBCJEBModo

INDEPENDE SE NPN OU PNP!!!

Modos de Operação

DiretaReversaAtivo Reverso

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Na região de saturação

TBE VSC eIi /v

BC ii BCE iii VVBE 7,0

Região Ativa

B

CsatFORÇADO i

i

VVsatCE 2,0 0,7V 0,2V

Região Saturação

npn VBE

pnp VEB

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Ativa ou Saturação?

BCE iii VVBE 7,0

B

CsatFORÇADO i

i

VVsatCE 2,0

• Assuma inicialmente ativa (se ninguém falar nada)• Confira se ativa ou saturação• Se saturação, refaça, considerando as seguintes expressões:

0,7V 0,2V

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Exemplo 5.5 > 50Is? Vs?

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Se na região de saturaçãoBCE iii VVBE 7,0

B

CsatFORÇADO i

i

VVsatCE 2,0

0,7V0,2V

iCsat

5,164,0

96,0FORÇADO

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PSI 2223 – Introdução à EletrônicaProgramação para a Primeira Prova

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15ª Aula: O Transistor Bipolar de Junção

Ao final desta aula você deverá estar apto a:

- Utilizar as expressões e modelos para as correntes do transistor na análise de problemas de polarização (determinação de Is e Vs)

-Identificar se um transistor está no modo ativo

-Calcular Is e Vs se o transistor estiver saturado ou cortado

-Estabelecer um modelo para o transistor saturado

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Exemplo 5.6 Desejamos analisar o circuito abaixo paradeterminar todas as tensões nodais e todas as correntes nosramos. Observe que esse circuito é idêntico ao considerado nosExemplos 5.4 e 5.5, exceto que agora a tensão na base é zero.

≤0V

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Tabela 4.1 MODOS DE OPERAÇÃO DO TBJ.

DiretaDiretaSaturação

ReversaDiretaAtivo

ReversaReversaCorte

JBCJEBModo

INDEPENDE SE NPN OU PNP!!!

Modos de Operação

DiretaReversaAtivo Reverso

Microelectronic Circuits - Fifth Edition Sedra/Smith 61Copyright 2004 by Oxford University Press, Inc.

Na região de corte

TBE VSC eIi /v

BC ii BCE iii VVBE 7,0

Região Ativa

0; 0; 0B C Ei i i

0,5 ( )corteBEV V npn

Região Corte

0,5

( )corteBEV V

npn

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Exemplo 5.8 Desejamos analisar o circuito da Figura 4.20(a) para determinar todas as tensões nodais e todas as correntes nosramos. Suponha = 100.

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Exemplo 5.9 Desejamos analisar o circuito abaixo paradeterminar todas as tensões nodais e todas as correntes nosramos. O valor mínimo de é especificado como 30.

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Exemplo 5.10 Desejamos analisar o circuito abaixo paradeterminar todas as tensões nodais e todas as correntes nosramos. Suponha = 100.

Thévenin

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Exemplo 5.11 Desejamos analisar o circuito abaixo paradeterminar todas as tensões nodais e todas as correntes nosramos. Suponha = 100.

Thévenin

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Microelectronic Circuits - Fifth Edition Sedra/Smith 66Copyright 2004 by Oxford University Press, Inc.

Exemplo 5.10 Desejamos analisar o circuito abaixo paradeterminar todas as tensões nodais e todas as correntes nosramos. Suponha = 100.

Microelectronic Circuits - Fifth Edition Sedra/Smith 67Copyright 2004 by Oxford University Press, Inc.

Exemplo 5.10 Desejamos analisar o circuito abaixo paradeterminar todas as tensões nodais e todas as correntes nosramos. Suponha = 100.

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Microelectronic Circuits - Fifth Edition Sedra/Smith 68Copyright 2004 by Oxford University Press, Inc.

Na região de saturação

TBE VSC eIi /v

BC ii BCE iii VVBE 7,0

Região Ativa

B

CsatFORÇADO i

i

VVsatCE 2,0 0,7V 0,2V

Região Saturação

Microelectronic Circuits - Fifth Edition Sedra/Smith 69Copyright 2004 by Oxford University Press, Inc.

Na região de saturação

BCE iii VVBE 7,0

B

CsatFORÇADO i

i

VVsatCE 2,0

• Assuma inicialmente ativa (se ninguém falar nada)• Confira se ativa ou saturação• Se saturação, refaça, considerando as seguintes expressões:

0,7V 0,2V

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Microelectronic Circuits - Fifth Edition Sedra/Smith 70Copyright 2004 by Oxford University Press, Inc.

Na região de saturaçãoBCE iii VVBE 7,0

B

CsatFORÇADO i

i

VVsatCE 2,0

0,7V0,2V

iCsat

5,164,0

96,0FORÇADO

Microelectronic Circuits - Fifth Edition Sedra/Smith 71Copyright 2004 by Oxford University Press, Inc.

Adequando Modelos

modo ativo

TBE VSC eIi /v

TBE VSE eIi /v/

ISE

F

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Microelectronic Circuits - Fifth Edition Sedra/Smith 72Copyright 2004 by Oxford University Press, Inc.

Um Transistor npn Real

EB

C

Microelectronic Circuits - Fifth Edition Sedra/Smith 73Copyright 2004 by Oxford University Press, Inc.

modo ativo (jBE dir poljBC rev pol)

modo inverso (jBE rev poljBC dir pol)

Incluindo a Assimetria do Transistor npn Realno modelo

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Microelectronic Circuits - Fifth Edition Sedra/Smith 74Copyright 2004 by Oxford University Press, Inc.

O modelo de Ebers-Moll (EM-npn)

Modelo para grandes sinais para todas as regiões!

Este é o modelo do SPICE!!!

Exercício: Qual o Modelo EM-pnp???