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18/05/2017

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UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ

DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA

ELETRÔNICA 1 - ET74C

Prof.ª Elisabete Nakoneczny Moraes

Aula 18 – TJB Amplificador - Chave

Curitiba, 19 maio de 2017.

17 Mai 17 AT17 - TJB amplificador - conclusão 2

CONTEÚDO DA AULA

1. REVISÃO

2. POLARIZAÇÃO PARA OPERAÇÃO DISCRETA

3. CÁLCULO PELA ABORDAGEM APROXIMADA

4. CÁLCULO PELA DETERMINAÇÃO DO PONTO “Q”

5. INVERSOR

6. PAR DARLINGTON

7. EXERCÍCIO CHAVES

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1-Revisão-modos de operação


*CHAVE ELETRÔNICA CONTROLE

E C

BOn Off

saturação

corte

Ponto Quiescente:

Curva característica

x

Reta de carga do

circuito

E C

B

amplificação

*AMPLIFICADOR

1-Revisão: analogia de Operação: on-off

19 Abr 17 AT11- TJB - Introdução 4

CI

EI

BI

ABERTA

ESFERA

Esse comportamento

assemelha-se ao transistor

como CHAVE:

• ABERTA

• FECHADA

BCE III

CI

EI

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2-Polarização para operação como chave


C

B

ICmáxima

VCE ≈0V

SATURAÇÃO CORTE

E

C

B

IC =0

VCE ≈VCC


Região de Saturação: Junções BE e BC diretamente polarizadas. O TJB conduz a

maior corrente permissível. Isto ocorre quando há um acréscimo muito elevado de

corrente na base.

Características: - chave fechada

- Ic = Ic máxima ou de saturação

- Vce 0V a 0,3V

Região de Corte: Junções BE e BC inversamente polarizadas, quando a

corrente de base sofre um decréscimo, chegando a um valor quase nulo, o TJB

passa para a região de corte.Nesta região ele não conduz.

Características: - chave aberta

- Ic 0 A

- Vce Vcc

E

C

B

ICmáxima

VCE ≈0V

E

C

B

IC =0

VCE ≈VCC

2-Características elétricas de operaçãodiscreta = como chave

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2-Polarização para operação como chave


1)Cálculo por aproximação ou prático:

esta técnica adota-se o =10 ou 20.

O cálculo do circuito para o transistor operar como chave pode usar as abordagens:

1kVcc

IC

10k

TJB

IB

=10 ou 20

Vcc

IC

TJB

IB

=10 ou 20

Vbb

1k

10k

2)Esta formulação ajusta o valor de para

operar em um ponto de operação “Q”

conforme as características construtivas do

circuito ou do transistor.

Esta abordagem é feita no capítulo 4.9. do

Boylestad.

TJB

Vcc

R2

RcR1

ICQ

≠10 ou 20.


Região de Saturação: Junções BE e BC diretamente polarizadas. O TJB conduz a

maior corrente permissível. Isto ocorre quando há um acréscimo muito elevado de

corrente na base.

Características: - chave fechada


- Vce 0V a 0,3V

Região de Corte: Junções BE e BC inversamente polarizadas, quando a

corrente de base sofre um decréscimo, chegando a um valor quase nulo, o TJB

passa para a região de corte.Nesta região ele não conduz.

Características: - chave aberta

- Ic 0 A

- Vce Vcc

E

C

B

ICmáxima

VCE ≈0V

E

C

B

IC =0

VCE ≈VCC

1-Revisão: características de operaçãodiscreta = como chave

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3-Abordagem aproximada: =10 ou 20

17 Mai 17 AT17 - TJB amplificador - conclusão 9Livro: Dispositivos Semicondutores: Diodos e Transistores. Marques, Angelo Eduardo B.; Choueri Jr.,

Salomão; Cruz, Eduardo César Alves. Ed. Érica

Um circuito digital TTL (transistor-transistor-logic) foi projetado para acionar um motor

de 110V/60Hz sob determinadas condições. Para tanto, é necessário que um

transistor como chave atue sobre um relé, já que nem o circuito digital, nem um

transistor possuem potencial energético para acioná-lo e mantê-lo ligado. Assim

utilizou-se o circuito a seguir como interface de acionamento.

Relé NA

DIFERENÇA? Circuito polarização FIXA

03 Mai 17 AT14- Polarização DC TJB 10

IC

TJBIB

RB

RC

VBB

VCC

Vc

(a) (b)

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3-Abordagem aproximada: =10 ou 20

17 Mai 17 AT17 - TJB amplificador - conclusão 11Livro: Dispositivos Semicondutores: Diodos e Transistores. Marques, Angelo Eduardo B.; Choueri Jr.,

Salomão; Cruz, Eduardo César Alves. Ed. Érica

O que deve ser

calculado:

• RC

• RB

Relé NA

O que deve sabe:

• é uma aplicação que está usando duas fontes de alimentação: VCC e Vsinal

• TJB usado 2N2222

VCC=5V

Vsinal=5V

O que deve ser

considerado no projeto:

• Corrente máxima no

2N2222

• Tensão VCEon

• Tensão VCE máx

• Limitações do relé

3-Limitações do TJB e do relé


Dado do exercício.Datasheet

R B

V

IB

IC

CE

Vcc

RC

+

-

C

B

EVBE

+

VsinalRc deve limitar a

corrente máxima

do(a) ______________relé

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3-Cálculo do RC


I relé= 50mA

I tjb= 500mA

Vrelé

VR

C

VCEsat

prático = 10 ou 20

3-Cálculo do RB


VBEsat

http://www.fairchildsemi.com/ds/PN/PN2222A.

pdf

Ou do dispositivo de menor capacidade de

condução, que nessa situação é a do relé.

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4-Determinação do ponto “Q” na região saturação

17 Mai 17 AT17 - TJB amplificador - conclusão 15CORTE

SATURAÇÃO

ICsat

IB IBmax

O valor de IB na região ativa, um pouco antes

da saturação pode ser aproximado por:

DC

C

Bsat

II

max

O nível de saturação deve ser

assegurado a seguinte condição:

DC

C

Bsat

II

VCE

IC

IC = f(VCE) @ IB

Boylestad seção 4.9


4-Análise do “Q” na transição da região ativa para saturação

VCE

IC

I’B

IC

VCE

I’B

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4-Análise do “Q” na transição da região ativa para saturação

VCE

IC

DC

CB

satI

I

'

ICsatI’B

IC

VCE

I’BI’’B

DC

CB

satI

I

''

-


Resumo das abordagens

a) CÁLCULO APROXIMADO

OU PRÁTICO

Regra prática: para o transistor

operar como chave , adota-se :

= 20 ou 10

IB

IC sat

b) DETERMINAÇÃO

PONTO “Q”

DC

CB

satI

I

''

Onde:

I’’B é a corrente do circuito de controle.

Por exemplo:

-circuito de chaveamento com sensor

-saída digital de um clp ou pic

Icsat é a corrente máxima do dispositivo a ser

acionado que está no coletor do TJB.

- DC é o beta adotado para a operação do TJB

com valor acima de 100.

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5-Inversor

VCC

I C

TJB Vout

E

B

C

RBVsinal

Quando há sinal:Há ddp sobre BE supondo que Vbe >0,7V há corrente IB


- Vce 0V a 0,3V- Chave eletrônica fechada Vout 0V

Quando não há sinal:NÃO há ddp sobre BE Vbe < 0,7V NÃO há corrente IB

- Vce Vcc- Ic 0 A Icarga = IC

TJB OPERA COMO INVERSOR

6- Par Darlington (Boylestad seção 12.4, p. 382)


Também denominada com como par ou configuração Darlington.

Consiste em uma ligação cascata de transistores na configuração emissor comum.

Nessa situação a corrente de base do segundo transistor vem do emissor do

primeiro transistor.

O ganho de corrente entre a primeira base e o segundo emissor é:

21 D

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6-Polarização DC do Par Darlington


Como D é muito grande e o valor de VBE é elevado (VBE1

+VBE2) tem-se os seguintes valores para IE, VE e VB:

EDB

BECCB

RR

VVI

BDBDE III 1

A análise das malhas segue os mesmos procedimentos que foram usados

para a análise dos circuitos de polarização do TJB normal.

BEEB

EEE

VVV

RIV

Nessa estrutura, o valor de VBE do par Darlington é dada pela soma dos VBE’s

parciais de cada TJB. Esses valores são obtidos na folha de especificação do

componente quando assim forem encapsulados, podendo variar entre 1,4 a 1,8V.

VBE1VBE2

6.1-Exemplo de cálculo


Calcule as tensões e correntes de polarização do circuito a seguir:

uAM

IB 56,2)390(80003,3

6,118

a)Corrente de base

b)Corrente de emissor

mAuII CE 48,20)56,2)(8000(

c)Tensão de emissor

VmVE 8)390)(48,20(

d)Tensão na base

VVB 6,96,18

e)Tensão no coletor

VVC 18

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6-Exercício Par Darlington


1)Determine a corrente de emissor de Q1. Sugestão: a)Obtenha o

circuito equivalente de Th. b)Determine IE2 c) IE1 = IB2 sendo IE1=

IC1+IB1. (R:IB1=122nA, IB2=12,36uA)1=2=100

VBE=1,6V

2) Exercício 15 Boylestad p. 407.

Para o circuito da figura 12.68 , calcule a

tensão de polarização VE2 e a corrente

de emissor IE2.

(R: 8,06V e 15,8mA)

7-Exercício Chaves


IB

VCE

IC

VCE1=0V

VCE2=Vcc

S1 e S2 = fechadas =“1” Análise de S1

Em quais posições o LED acende?

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7-Exercício Chaves


S1 e S2 = fechadas =“1” Análise de S2

IB

IC

VCE2=0V

VCE4=Vcc

VCE

acende

7-Exercício Chaves


S1 = fechada =“1”

IB

IC

VCE2=VCC

VCE4=0V

VCE

S2 = aberta=“2”

acendeapaga

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7-Exercício Chaves


S1 = aberta =“2”

IB

IC

VCE

S2 =fechada =“1”

acendeapaga

apaga

7-Exercício Chaves


S1 = aberta =“2”

IB

IC

VCE

S2 =aberta =“2”

acendeapaga

apagaapaga

conteÚdo da aula - daelt.ct.utfpr.edu.br · 17 mai 17 at17 - tjb amplificador - conclusão 2...

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