Download - Ufcd5317 Transistor Bipolar1
ESMS - Aveiro 1
Curso EFA – Técnico de Instalações Eléctricas Nível Secundário
DatasheetCatalog.com
TO-3
TO-220
TO-5
TO-202
TO-18 TO-92
SOT-42
NPN
n n p C E
B
B
E
C
B Base
E Emissor
C Colector
E C
PNP
p p n C E
B
B
E
C
B Base
E Emissor
C Colector
E C
Transistor - Simbologia
+12V
IB = 0
UBE = 0V
IC = 0
+3V
Não IB não IC
Transistor - NPN
+12V
IB = 0.1mA
UBE = 0.6V
IC = 10mA
+3V
IB insuficiente para acender a lâmpada
Transistor - NPN
+12V
IB = 0.5mA
UBE = 0.63V
IC = 50mA
+3V
IB insuficiente para acender a lâmpada
Transistor - NPN
+3V
+12V
IB = 1mA
UBE = 0.65V
IC = 100mA
IB suficiente para acender a lâmpada
Transistor - NPN
+12V
IB = 10mA
UBE = 0.7V
IC = 100mA
+3V
IB mais que suficiente para acender a lâmpada
Transistor - NPN
IB
IC B
C (+)
E (-)
• Uma pequena corrente IB controla uma grande
corrente no colector
• A corrente de base IB pode fluir se a tensão base-
emissor VBE for maior de 0.6 V (para o silício)
• A tensão colector-emissor UCE deve ser positivo e
maior que 1 Volt.
Transistor NPN - Funcionamento
• Transistor PNP funciona como o transistor NPN .
• Todas as polaridades são invertidas na polarização no
entanto! IB
IC B
C (-)
E (+)
Transistor PNP - Funcionamento
IB
IC
B
C
E
UCE
UBE
UCB
NPN
IE
-IB
-IC
B
C
E
-UCE
-UBE
-UCB
PNP
-IE
Tensões e Correntes no Transistor
IE = IB + IC
UCE = UCB + UBE
ß = IC / IB IB
IC
B
C
E
UCE
UBE
UCB
NPN
IE
Nota
Relações no Transistor
Pd Potência de Dissipação
ß, hfe Ganho dos transistores
Configurações de Ligação do Transistor
B
E
C B E
C
E
B
C
Base comum
Variaveis:
VBE, VCB, IE, IC
Emissor comum
Variaveis:
VBE, VCE, IB, IC
Colector comum
Variaveis:
VCB, VCE, IB, IE
Há 4 variáveis que dependem do tipo de ligação:
Vsaida, Ventrada, Isalida, Ientrada.
Configurações em Emissor Comum (EC)
VBB
RC
VCC IB = 1 mA
RB
n
C
B p
n
IC = 99 mA
IE = 100 mA E
1 %
100 %
99 %
99E
c
I
I
RC
RB
VBE VCC VBB VCE
IC
IB
E
C
B
Transistor EC - Curvas Características
+
-
+
-
VCE
IC
VBE
IB
IE
+
-
VCB
IB = f (VBE, VCE
Característica de entrada IC = f (VCE, IB)
Característica de salida
Curva Característica de Entrada
VBE
IB
0,7 V VBB = VBE + IB RB
RC
RB
VBE VBB
VCE
IC
VCC E
C
B
IB
VBE 0,7 V
Curva Característica de Saída
VCE (V)
IC
IB = 20 µA
IB = 40 µA
IB = 60 µA (mA) RC
RB
VBE VBB
VCE
IC
VCC E
C
B
IB
VCC = VCE + IC RC
Emissor Comum : Variáveis
Variáveis : VBE, VCE, IB, IC
RB
RC
+VCC
Vsalida
Ventrada
RC
RB
VBE VCC VBB VCE
IC
IB VBE 0,7 V para silicio
IC = IB
VBB = VBE + IB RB
VCC = VCE + IC RC
IC
IB
Transistor EC - Curva Característica Saída
Transistor EC - Curva Característica Saída
• Na região activa :
Junção EB com polarização direta
Junção BC com polarização inversa.
Aplicação em amplificação.
• Na região de corte:
As duas junções estão polarizadas
inversamente: circuito aberto.
• Na região de saturação:
As duas Junções estão polarizadas
directamente: curto-circuito.
RC
RB
VBE VCC VBB VCE
IC
IB
Transistor EC - Curvas Características de Saída
• As curvas características definem a região de operação de um transistor, tais
como: região de saturação,
região de corte
região ativa
região de ruptura.
• Quando necessitamos de um transistor como Interruptor electrónico
normalmente as regiões de corte e saturação são selecionadas .
• No caso de transistor operando como amplificador, via de regra, escolhe-se a
região ativa.
• A região de ruptura indica a máxima tensão que o transistor pode suportar sem
riscos de danos.
Linha de Carga e Ponto de Funcionamento
VBB = IB RB+ VBE
VBE 0,7 V
VCE = VCC - IC RC = 10 - 8,125 = 1,875 V
A25,8116000
7,02
B
BEBBB
R
VVI
Ic = IB = 8,125 mA
RC =1 kW
RB=16 kW
VBE VCC=10 V
VBB = 2 V VCE
= 100
IC
IB
VBB (V) VCE (V) Ic (mA) IB (A)
0,7 10 0 0
0,8 9,375 0,625 6,25
0,9 8,75 1,25 12,5
1 8,125 1,875 18,75
1,2 6,875 3,125 31,25
1,4 5,625 4,375 43,75
1,6 4,375 5,625 56,25
1,8 3,125 6,875 68,75
2 1,875 8,125 81,25
2,2 0,625 9,375 93,75
2,3 0 10 100 Saturação
Corte
Regiã
o a
ctiva
IC
VCE VCC = 10 V
C
CC
R
V
IB1
IB2
IB4
IB3
Q
Q
Q
Linha de Carga e Ponto de Funcionamento
V BE 0,7 V VCE (V) Ic (mA)
0 19,35 3,427 8,300
310 W 6 0,00
80 kW
80
6 V
9 V
103,750 IB 103,75 µA 72,625 PEB 72,63 µW
8,300 Ic 8,30 mA 28,4441 PCE 28,44 mW
8,404 IE 8,40 mA PT 28,52 mW
3,427 VCE 3,43 V
2,727 VCB 2,73 V
VCC
VBB
RB
RC
0
5
10
15
20
25
0 1 2 3 4 5 6 7
I c(m
A)
Vcc (V)
103,75 µA 8,30 mA
8,40 mA
3,43 V
E
C
B
Linha de Carga e Ponto de Funcionamento
VCC = IC RC+ VCE
C
CECCC
R
VVI
RB
VBE VCC
VBB VCE
IC
VCE
Q
O
VCE IC RC
VCC
C
CC
R
V
IB1
IB2
IB4
IB3
Ponto de Funcionamento : IB
VCE
IC
IB1
IB2
IB4
IB3
VCC
C
CC
R
V
RC
RB
VBE VCC VBB VCE
IC
IB
Ponto de Funcionamento : IC
IC
VCE
IB1
IB2
IB4
IB3 RC
RB
VBE VCC VBB VCE
IC
IB
VCC
1C
CC
R
V
2C
CC
R
V
3C
CC
R
V
Ponto de Funcionamento : Vcc
IC
VCE
IB1
IB2
IB4
IB3 RC
RB
VBE VCC VBB VCE
IC
IB
VCC3
C
CC
R
V 3
C
CC
R
V 2
C
CC
R
V 1
VCC2 VCC1
O Transistor EC como comutador (Interruptor)
B E
B
C
IC
VCE VCC
Si VBB , IB = , IE IC = VCC/RC
zona de saturação
Curto-circuito CE VCE = 0
Si VBB = 0 o < 0,7 V, IB = 0,
IE IC 0, VCE = VCC
Zona de corte
circuito aberto VCE = VCC
O Transistor como amplificador
IE
IB
P Emisor
P Colector
N Base
IC
RL
A
D
VEB V
E
B
C
Transistor EC - Como Interruptor (1)
A Funcionar nas zonas de CORTE e SATURAÇÃO
Saturação forte Saturação fraca
Multisim
Transistor EC - Como Interruptor (2)
TRANSISTOR como interruptor electrónico ,
funciona com SATURAÇÃO FORTE
Transistor EC - Como Interruptor (3)
Transistor EC - Como Interruptor (4)
Transistor EC - Como Interruptor (5)
Ligação Darlington
Porta Lógica NOT
Transistor EC - Como Interruptor (6)
Transistor EC - Como Interruptor (7)
Porta Lógica NAND
Transistor EC - Como Interruptor (8)
Na prática, ao projectar um interruptor electrónico com transístor , utiliza-se a
corrente de base ( 𝑰𝑩) , da ordem de 1/10 da corrente de colector (𝑰𝑪) ,
no extremo superior da recta de carga . Portanto , utiliza-se uma saturação forte
no transístor.
Transistor EC - Exercícios como Interruptor (1)
• Verificar no circuito se a saturação forte no transistor é provável
Transistor EC - Exercícios como Interruptor (2)
• Calcular o valor RB e RC , para termos no colector uma corrente 20mA.
A fonte Ucc = 12 V.
𝐼𝐵 = 0.1 𝐼𝐶 𝐼𝐵 = 0.1 * 20 = 2 mA
M2
𝑈𝐶𝐶 = 𝑅𝐵 𝐼𝐵 + 𝑈𝐵𝐸
M1
𝑅𝐵 = 𝑈𝐶𝐶−𝑈𝐵𝐸
𝐼𝐵=
12 −0.7
2= 5,6 𝐾
𝑈𝐶𝐶 = 𝑅𝐶 𝐼𝐶 + 𝑈𝐶𝐸
M2
𝑅𝐶 = 𝑈𝐶𝐶−𝑈𝐶𝐸
𝐼𝐶=
12 −0
20= 0, 6 𝐾
Transistor EC - Exercícios como Interruptor (3)
Se quisermos inserir um Led , deveremos recalcular Rc
(Queda tensão típica led 1.5V )
𝑈𝐶𝐶 = 𝑅𝐶 𝐼𝐶 + 𝑈𝐿𝑒𝑑 + 𝑈𝐶𝐸
𝑅𝐶 = 𝑈𝐶𝐶−𝑈𝐿𝑒𝑑 −𝑈𝐶𝐸
𝐼𝐶=
12 −1.5−0
20=
10.5
20 = 0.525K
Multisim
Transistor EC –Tipos de Polarização
Polarização utilizando duas fontes de alimentação
Polarização com corrente de base constante
Polarização com corrente de emissor constante
Polarização com divisor de tensão na base
Transistor EC – Tipos de Polarização (1)
Polarização utilizando duas fontes de alimentação
Malha de Entrada
𝑼𝑩𝑩 = 𝑹𝑩 𝑰𝑩 + 𝑼𝑩𝑬
Malha de Saída
𝑼𝑪𝑪 = 𝑹𝑪 𝑰𝑪 + 𝑼𝑪𝑬
𝑅𝐵 =𝑈𝐵𝐵 − 𝑈𝐵𝐸
𝐼𝐵 𝑅𝐶 =
𝑈𝐶𝐶 − 𝑈𝐶𝐸
𝐼𝐶
Entrada
Saída
IE
IC
IB
𝑈𝐶𝐸
𝑈𝐵𝐸
𝑈𝐶𝐵
Transistor EC –Tipos de Polarização (2)
Polarização com corrente de base constante
𝑅𝐵 =𝑈𝐶𝐶 − 𝑈𝐵𝐸
𝐼𝐵
𝑅𝐶 =𝑈𝐶𝐶 − 𝑈𝐵𝐸
𝐼𝐶
Transistor EC –Tipos de Polarização (3)
𝑹𝑩 =𝑼𝑪𝑪 − 𝑼𝑩𝑬 − 𝑹𝑬 𝑰𝑬
𝑰𝑩
𝑹𝑪 =𝑼𝑪𝑪 − 𝑼𝑪𝑬 − 𝑹𝑬𝑰𝑬
𝑰𝑪
Polarização com corrente de emissor constante
𝑼𝑪𝑪 = 𝑹𝑪 𝑰𝑪 + 𝑼𝑪𝑬 + 𝑹𝑬𝑰𝑬
𝑼𝑪𝑪 = 𝑹𝑩 𝑰𝑩 + 𝑼𝑩𝑬 +𝑹𝑬𝑰𝑬
É usual utilizar : 𝑈𝑅𝐸= 𝑈𝑅𝐶
10
𝑹𝑬 =𝑼𝑪𝑪 − 𝑼𝑪𝑬 − 𝑹𝑪𝑰𝑪
𝑰𝑬
Transistor EC – Problema
Determinar o valor das resistências de polarização RB , RC e RE
Considerar : 𝛽 = 200
𝑈𝐶𝐶 = 15 𝑉
𝑃𝑜𝑛𝑡𝑜 𝐹𝑢𝑛𝑐. 𝑈𝐶𝐸 = 𝑈𝐶𝐶
2 e 𝐼𝐶 = 80 𝑚𝐴
𝑈𝐵𝐸= 0.7𝑉 e 𝑈𝑅𝐸 =𝑈𝐶𝐶
10
Polarização com corrente de emissor constante
Transistor EC –Tipos de Polarização (4)
Polarização com divisor de tensão na base
IB1
IB
IB2
IC
IE
Regras práticas
IB2= 10 x IB
URE = 10% UCC
Resolver problemas do livro e analisar circuitos
Transistor em regime dinâmico
Amplificador em montagem
de emissor comum
Num circuito não se pode substituir um transístor de silício por um de germânio ou vice – versa.
Também não se pode trocar directamente um transístor NPN por um PNP ou vice – versa.
A letra (A, B, C…) que pode aparecer no fim do código alfanumérico indica sempre aperfeiçoamentos ou melhorias em pelo menos um dos parâmetros, limites ou características do transístor.
Exemplo: O BC548A substitui o BC548.
O BC548A não substitui o BC548B