eletrônica básica 2 - prof korbori - 2009.pdf

ELETRNICA BSICA 2 Prof. Kobori.

1


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Professor KOBORI, Antonio Carlos.

Docente da rea de Tecnologia Eletrnica, desde 1989, atuou em diversos

segmentos do mercado de desenvolvimento e projetos eletrnicos em destaque na

3M do Brasil. Com formao tambm em Licenciatura Plena em Pedagogia

coordenador dos Cursos Tcnicos do Centro Universitrio Moura Lacerda em

Ribeiro Preto, SP.

Os cursos tcnicos tornaram-se uma opo em destaque aos concluintes do ensino mdio e a

profissionais que procuram uma qualificao profissional. Por terem uma objetividade muito acentuada, os

cursos tcnicos tm curta durao, em mdia 3 semestres, permitem ao concluinte uma certeza de insero ao

mercado de trabalho, viabilizando inclusive, que o aluno prossiga seus estudos universitrios com sua

autonomia financeira.

Com o desenvolvimento da tecnologia e aumento do conhecimento cientifico e desfragmentado, a

imagem do tcnico mudou, hoje alm do desenvolvimento operacional, o mesmo atinge cargos de superviso e

controle.

A formao tcnica , de forma geral, responsvel por profissionais bem sucedidos, em muitos casos,

o profissional est na contra mo do desemprego, no so eles que vo atrs das empresas, so as empresas

que os procuram.

O profissional Tcnico em Eletrnica capaz de pensar, resolver, pesquisar, aprender e agir sobre a

tecnologia eletrnica, permitindo a ele atuar no campo de desenvolvimento e projetos de circuitos e

equipamentos eletrnicos, na conservao e manuteno de equipamentos da rea, em coordenao e

conduo de equipes de trabalho e aplicao de normas tcnicas.

Esta apostila rene conceitos, textos e aplicaes que orientam o desenvolvimento de nossos estudos

dentro da disciplina de Eletrnica Bsica, buscando a metodologia de integrao entre a parte conceitual e

aplicao do conhecimento adquirido, fazendo da parte conceitual base solida para fundamentar a aplicao e

esta o alicerce de construo do conhecimento.


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FONTE DE ALIMENTAO

A maioria dos circuitos eletrnica requer corrente contnua para a operao. Aparelhos que usam a

rede eltrica precisam de um circuito para converter a tenso alternada para tenso ou tenses contnuas

necessrias. Mesmo em aparelhos que usam pilhas ou baterias, pode haver necessidade de converso da

tenso destas para nveis de operao dos circuitos.

Uma fonte ideal no deve apresentar perdas, a tenso fornecida deve ser contnua pura, sem

ondulaes e constante, independente da variao da carga. evidente que isso no existe na prtica, mas a

evoluo dos circuitos (de fontes ou quaisquer outros) ocorre sempre no sentido da aproximao com o ideal.

O propsito comear a partir dos conceitos mais simples e chegar at aos arranjos mais utilizados nos tempos

atuais

Observao: transformadores so componentes quase sempre presentes em fontes de alimentao.

RETIFICAO

O processo fundamental da fonte a retificao, isto , a transformao da corrente alternada em

contnua. Isto feito normalmente por diodos, componentes que s permitem a passagem da corrente em

uma direo. O exemplo mais simples de fonte: o transformador reduz ou eleva a tenso da rede para o valor

desejado e um nico diodo s permite a passagem dos semiciclos positivos. Por isso, chamado retificador de

meia-onda.

Tenso na carga = VP


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O resultado uma corrente contnua pulsante, de valor de pico teoricamente igual ao valor de pico da

tenso do secundrio do transformador.

O circuito anterior pouco eficiente e de elevada ondulao, pois a metade do ciclo no aproveitada.

RETIFICADOR ONDA COMPLETA

O secundrio do transformador center tape, com a derivao central como referencial, devendo

cada lado ter a tenso desejada na sada da fonte.

A ondulao da corrente de sada visivelmente menor que a do circuito de meia-onda.

No circuito com ponte de diodos faz-se o mesmo trabalho de retificao em onda completa

sem necessidade de duplo secundrio no transformador. A contrapartida o uso de quatro diodos em vez de

dois.

Assim pode-se notar que a tenso na carga RL a tenso de pico de sada do transformador, sendo

ento: VRL = VP

Center Tape


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FILTRAGEM

Para obter-se uma tenso de nvel DC (contnua) o mais prxima do ideal, utiliza-se o processo de

filtragem com capacitor.

O capacitor de filtro, ir se carregar com a tenso de entrada at atingir Vmax. A partir da, como seu

potencial maior que a entrada, iniciar um processo descarga atravs de RL at que um novo semiciclo

reinicie um processo de carga.


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Anlise.

Transformador: deve ser especificado em Vac tanto para o primrio como para o secundrio, indicar o

tipo e a corrente mxima do secundrio (Is Max),

Diodos: deve se especificar a corrente direta(Id) e a tenso reversa(Vr).

Capacitor: deve especificar o tipo, sendo que geralmente se utiliza o eletroltico devido a altas

capacitncias, sua capacitncia e sua tenso de trabalho.

Carga: deve especificar a Corrente de consumo, a tenso Vcc, a Potncia dissipada e a Resistncia

mnima.

maxsec7700 IRl I e ,Vac/Vp =

VpVr eIRL Id

(ripple) ondulao de Tenso VondHz 120 completa onda resretificado para frequencia F

:

/

=

=

=

ondeVondFIRLC

IRLVRL P Vp cc VRLVRLIRL === /


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EXPERIMENTO: RETIFICAO E FILTRAGEM

1. Circuito Retificador onda completa com Trafo CT.

1.1) Atravs de procedimentos tericos, especifique o projeto.

1.2) Montar o circuito e efetuar as medies utilizando o osciloscpio e o multmetro, para os dois valores

do capacitor C1.

1.3) Desenhar as formas de onda em cada ponto relevante do circuito

1.4) Comparar e concluir com os resultados tericos.

+

C1RL

470RD2

D1

trafo12-0-12

Trafo: Is = 500 ma

C1 = 330F e 1000 F


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2. Circuito

2.1) Atravs de procedimentos tericos, especifique o projeto.

2.2) Montar o circuito e efetuar as medies utilizando o osciloscpio e o multmetro, para os dois valores

do capacitor C1.

2.3) Desenhar as formas de onda em cada ponto relevante do circuito.

2.4) Comparar e concluir com os resultados tericos.

Trafo: Is = 500 ma

C1 = 330F e 1000 F +

C1RL

470Rtrafo12-0-12


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TRANSISTORES BIPOLARES

1951 a data de incio da Eletrnica Transistorizada, um dispositivo semicondutor capaz de amplificar

sinais eltricos, como sinais de rdio e TV, que at ento era papel das vlvulas.

O Transistor bipolar substitui as vlvulas, e entre vrias vantagens , podemos citar: a)pr ser um dispositivo

semicondutor ele pode durar indefinidamente, b) no possui filamento, logo no requer consumo de potncia

alta, c)suas dimenses so bastante miniaturalizadas, d) suas caractersticas de rigidez fsica permite circuitos

mais dinmicos.

Um transistor bipolar formado atravs de trs blocos semicondutores, divididos em dois tipos, npn

ou pnp, onde o bloco central denomina-se base, e os outros coletor e emissor. Podemos notar que o bloco da

base menor que os outros dois blocos, isto ser a principal caracterstica para seu funcionamento.

Abaixo se demonstra a construo em blocos e a simbologia dos transistores bipolares.

coletor

base

emissor

Corrente de

Base

Corrente coletor - emissor

PNP

B

E

C

NPN

B

C

E


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EFEITO TRANSISTOR.

Observamos no diagrama, que o transistor est polarizado em sua

juno base-emissor atravs de Vbb, e a juno coletor-emissor

atravs de Vcc.

A Vbb polariza diretamente a juno base-emissor, no entanto Vcc polariza reversamente a juno

coletor-emissor.

Adotando o sentido real de corrente eltrica, teremos uma corrente circulando entre emissor-base,

esta corrente ter um valor muito baixo devido a base ser fisicamente menor que os outros blocos

semicondutores, o maior fluxo de corrente ir para o coletor , atrado pela Vcc, mesmo esta juno estando

polarizada reversamente.

Podemos afirmar que a corrente de base (muito pequena) controla o fechamento entre coletor

emissor, conseqentemente a corrente de coletor-emissor, a esta caracterstica chamamos de efeito

transistor.

Abaixo observamos o diagrama esquemtico das correntes do transistor, a corrente Ic ser

praticamente igual IE, que controlada pela corrente IB.

+ VBB

+ VCC

Q1NPN


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IDENTIFICAO DE TERMINAIS E POLARIDADE (NPN OU PNP)

1) Identificao da Base (para transistores NPN ou PNP)

Mea as resistncias direta e reversa entre os terminais do

transistor, dois a dois, at que um par resulte em resistncias

ALTAS nos dois sentidos, o terminal que no fizer parte desta

ltima medida a base.

Obs: A base no , necessariamente, o terminal central do

transistor.

2) Identificao do Coletor, do Emissor e da Polaridade do Transistor.

Mea as resistncias diretas entre a base e os dois outros terminais. Tais medidas identificaro a polaridade do

transistor, sendo NPN se a resistncia direta for medida com a ponta de prova positiva (+) na base, e PNP se a

resistncia direta for medida com a ponta de prova negativa (-) na base.

A identificao do coletor e do emissor feita pela comparao entre as medidas das resistncias diretas

(BAIXAS).

As figuras abaixo mostram como a polaridade do transistor e os terminais coletor e emissor podem ser

identificados, considerando como exemplo o terminal

central como base.

A resistncia BAIXA de maior valor identifica o

emissor.

A diferena entre as resistncias BAIXAS de menor e de

maior valores no grande; portanto, essas medidas

devem ser realizadas com cuidado.


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ATIVIDADE

Utilizando o Multmetro digital na escala de semicondutores,

Identificar o cdigo do fabricante. Identificar os terminais dos transistores abaixo. (coletor/emissor/base) Identificar o tipo. (NPN ou PNP) Identificar o material. (Silcio ou Germnio)


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CURVA CARACTERSTICA.

A curva caracterstica de um

transistor bipolar descreve seu

funcionamento de forma

completa para interpretao

geral. Formada pelos eixos da

corrente de coletor IC em

funo da tenso VCE, tendo

as correntes de base em suas

funes, temos dois pontos

nesta, que so: o valor IC

mxima. (VCC/RC) e o valor de

Vcc, da unio destes pontos

traa a chamada reta de carga, que tem o ponto Q (quiescente) se deslocando sobre ela.

A projeo perpendicular do ponto Q ao eixo IC indica o valor de corrente de coletor, e a projeo

perpendicular do ponto Q ao eixo VCE indica o valor da tenso entre coletor-emissor.

A tabela abaixo mostra as tenses e correntes do transistor, verifique a integrao entre a tabela e a

curva caracterstica.

IB IC VCE

Corte mnima zero Vcc

Saturao mxima Ic mxima. zero


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EXPERIMENTO: VERIFICAO E COMPROVAO DOS PARMETROS DE UM

TRANSISTOR

1) Circuito:

2) Montar o circuito.

3) Efetuar as medidas para preencher a tabela 1.

RB Ib

(terica) Ib

(medida) IC

(medida) Vce

(medida)

6,8 M

2,7 M

1 M

560 K

270 K

180 K

100 K

Tabela 1

4) Compare os resultados obtidos na tabela 1, com a curva caracterstica do transistor, observando os

parmetros de funcionamento do componente.

5) Construa a curva caracterstica do transistor, conforme os valores obtidos na tabela 1.

6) Mantenha a montagem do circuito 1 porm fixando o valor de RB em 100K e variando a tenso de entrada

Vin, completando a tabela 2

Vin IB

terica IB

medida IC

medida VCE medida

2V

4V

6V

8V

10V

12V

Tabela 2

VB12V

Vcc12V

RB

470R

D1LED1

Q1BC548


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QUESTES

01- Explique e exemplifique a estrutura fsica de um transistor bipolar.

02- Explique o efeito transistor, relacionando-o com amplificador de corrente.

03- Em um transistor NPN os portadores majoritrios da base so:

a) eltrons livres

b) lacunas

c) ambos

04- A barreira de potencial em cada depresso, consecutivamente para o Si e Ge , aproximadamente:

a) 0,7v e 0,3v

b) 0,3v e 0,7v

05- Para operar como amplificador de corrente, a juno base-emissor deve ser polarizada :

a) diretamente

b) reversamente

c) ambas

06- Justifique a resposta da questo 05.

07- A corrente de emissor IE a somatria de:

a) IB + IE

b) IB + IC

c) Nenhuma das anteriores.

08- A corrente de coletor IC controlada pela:

a) Vcc

b) IB

c) IE

d) Nenhuma das anteriores

09- Justifique a resposta da questo 08.

10- Sabendo-se que o ganho de corrente em um transistor chamado de Beta , e determinado pela relao da corrente de sada em funo da entrada, determine a equao de ganho Beta.


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11- Se o Beta de um transistor for 200 e a corrente de coletor for 100mA, calcule a corrente de base.

12- Explique e esquematize o processo de testes que podem ser efetuados em transistores utilizando o

multmetro digital.

13- Equacione a Potncia dissipada pelo transistor bipolar.

14- A tenso de base-emissor ser uma tenso de valor fixo, devido polarizao direta, sendo esta tenso de

valor da barreira de potencial.

A afirmao acima est correta? Justifique.

15- A corrente de coletor de 5mA e a corrente de base de 0,02mA. Qual o valor de Beta?

16- Um transistor tem um ganho de 125 e uma corrente de base de 30A. Calcule a corrente de coletor.

17- Se um transistor operar no meio da reta de carga , um aumento na resistncia da base far o ponto Q se

mover

a) para baixo

b) para cima

c) ficar no mesmo lugar

d) para fora da reta de carga

18- Justifique a questo 17.

19- Se um transistor opera no meio da reta de carga, um aumento no ganho de corrente mover o ponto Q

a) para baixo

b) para cima

c) ficar no mesmo lugar

d) para fora da reta de carga

20- Quando o resistor de base diminui, a tenso do coletor provavelmente

a) diminuir

b) aumentar

c) permanecer igual

21- Justifique a questo 20.

22- Suponha que o resistor de base esteja aberto, qual ser o valor da tenso no coletor? Justifique.

23- Qual ser o valor da tenso entre coletor e emissor quando o transistor estiver em saturao? Justifique.

24- Construa uma curva caracterstica de um transistor bipolar, explicando-a.


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TRANSISTOR POLARIZADO COMO CHAVEADOR

Chamamos de polarizao de um transistor o circuito, na maioria resistivo, onde aplicamos

determinadas tenses e correntes calculadas a fim de situarmos o ponto quiescente em um local da reta de

carga.

Conforme polarizao, um transistor pode operar em trs regies distintas, a de corte, a ativa e a de saturao.

Na regio ativa, o transistor utilizado como amplificador . Nas regies de corte e saturao, utilizado como

chaveador (interruptor), servindo para comutao, conduzindo ou no.

A polarizao determinada de forma a situar o ponto quiescente na regio de corte, quando a IB for a

mnima, e na regio de saturao quando a IB estiver com valor mximo, esta condio retoma a curva

caracterstica e relaciona o ganho de um transistor sendo Beta () sendo, =IC / IB

Para fins de calculo, utilizamos em projeto a corrente de base na saturao IBsat , um valor que

assegura o fechamento total entre coletor e emissor, que ser adotado um Beta igual a 10 , assim teremos

IB= IC / sat

Para o transistor operar na regio de corte, ou seja, chave aberta necessrio que o potencial de VBB seja

menor que VBE , sendo assim VCE aproximadamente igual a VCC , e para regio de saturao VBB deve ser

maior que VBE fazendo ento a VCE atingir um valor de VCE saturao , sendo ento VCE aproximadamente

igual a zero.

Circuito Transistor como Chave

Anlise

Clculo de RC

RC = VCC - VRL - VCEsat / IC

Sendo IC = IRL

Clculo de IB sat

IB sat = IC / sat

sendo sat = 10 adotado.

Clculo de RB

RB = VBB VBE / IB sat

+V

VBB

S1

D1LED1

+ Vcc

Q1NPN

Rc

Rb


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EXPERIMENTO: TRANSISTOR CHAVEADOR

Ttulo: Polarizao, montagem e testes prticos de um circuito polarizador de transistor como chaveador.

Circuito:

Transistor BC 548

Vce sat= 0.1v

Vl = 1.7v

IL = 20 mA

Vcc = 12v

Testes:

A) Calcular o valor de Rb e Rc para o circuito (adotar Rb= 5K6 e Rc = 470 )

B) Montar o circuito e observar o funcionamento.

C) Medir o valor de Vce em corte e saturao

D) Medir o valor de Ic em saturao e corte.

E) Medir o valor de Vbe em saturao e corte.

F) Concluses gerais.

+V

Vcc

S1

D1LED1

+ Vcc

Q1NPN

Rc

Rb


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POLARIZAO DE TRANSISTORES

Como vimos, para uma melhor condio de aproveitamento da funo efeito transistor devemos

polarizar a juno base/coletor reversamente, e aplicarmos valores de corrente de coletor, emissor e base de

acordo com onde queremos o ponto quiescente.

Polarizando um transistor para que o mesmo opere em uma regio de trabalho, sendo um

amplificador de corrente , analisaremos dois tipos de polarizao: - polarizao de IB constante, e

polarizao de IB varivel .

Polarizao de IB constante utilizaremos quando o valor da corrente de base se comportar de forma

constante e sem varries, onde o ponto quiescente ficar em um local fixo na reta de carga.

CIRCUITO E ANLISE

Clculo de IB:

IB = IC / utilizar o Beta nominal do transistor

Clculo do RB:

RB = VCC VBE VRE / IB onde # VBE de acordo com o transistor # VRE = VCC / 10 para projeto

Clculo de RC:

RC = VCC VCE VRE / IC

Clculo de IE:

IE = IB + IC quando o Beta for maior ou igual a 100 podemos desprezar o valor de IB. Clculo de RE: RE = VRE / IE

+ Vcc

Q1NPN

Re

RcRb


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EXPERIMENTO: POLARIZAO DE TRANSISTOR IB CONSTANTE

Ttulo: Polarizao, montagem e testes prticos de um circuito polarizador de transistor com corrente de base

IB constante.

1. Preencha a tabela abaixo, com valores obtidos no experimento:

Rb 100 K 150 K 220 K

Ib

Ic

Ie

Vbe

Vce

Vrb

Vrc

Vre

Vcc

Transistor BC 548

Rb = 100 K

150 K

220 K

Rc = 330

Re = 100

Vcc = 12V

+ Vcc

Q1NPN

Re

RcRb


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2. Efetue as comprovaes conceituais com os valores obtidos no experimento, analisando os resultados:

a) Vcc=Vrc+Vce+Vre

b) Vin=Vrb+Vbe+Vre

c) Ic=Vrc/Rc

d) Ib=Vrb/Rb

3. Calcule pelos valores obtidos no experimento o Beta do transistor.

4. Compare os resultados atravs de clculos, faa a curva caracterstica.


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POLARIZAO DE TRANSISTOR COM DIVISOR DE IB (IB VARIVEL)

O circuito polarizador de transistor utilizando o divisor de tenso de base utilizado com maior

freqncia para circuitos em que o sinal de entrada tem funo varivel, alm de se obter uma melhoria em

relao estabilizao trmica.

ANLISE DO CIRCUITO

Analisando a malha de entrada, teremos um divisor de tenso formado por RB1 e RB2, nesta malha a corrente

do divisor ( ID ) ter um valor para efeito de clculo adotado como sendo: ID = IC / 10.

Lembrando que a corrente IB ser a corrente de entrada, que ir variar o ponto quiescente na reta de carga.

Observando o RB2 , notamos que o mesmo encontra-se em paralelo com a malha em srie de RE e a juno

base / emissor, portanto:

VBE + VRE = VRB2

Logo:

RB2 = VRB2 / ID

Ainda analisando o divisor de tenso, temos que a tenso total aplicada ao divisor resistivo a VCC , logo

deduzimos que:

VCC VRB2 = VRB1

+ Vcc

Q1NPN

Rb2 Re

RcRb1


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Logo:

RB1 = VRB1 / ID

Para a malha de sada teremos o RC sendo o limitador e polarizador de IC, ento temos:

RC = VRC / IC

Sendo:

VRC = VCC VCE VRE

O resistor RE utilizado para estabilizao trmica calculado sendo:

RE = VRE / IE

Sabendo que:

VRE = VCC / 10

e

IE = IC + IB podendo IB ser desprezada quando Beta for maior que 100.


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EXPERIMENTO: POLARIZAO DE TRANSISTOR DIV. TENSO BASE

Experimento: Polarizao de Transistor Bipolar, atravs de divisor de tenso de base.

1. Analisando o circuito abaixo e sua curva caracterstica, preencha atravs de procedimentos tericos

(clculos), a tabela 1:

Usar para o clculo Id = 10% ICmax

2. Aps os procedimentos e anlises tericas, monte o circuito e efetue as medidas, preenchendo a

tabela 1

Valores Valores

tericos experimento

Vcc

Vrc

Vre

Vce

Vrb1

Vrb2

Vbe

Icmax Apenas terico

Irc

Irb1

Irb2

Rc

Re

Rb1

Rb2

Tabela 1

3. Compare os valores tericos e experiemntais, justifique-os atravs dos elementos conceituais e

matemticos, reescreva a curva caracterstica pelos valores edo experimento.

+ Vcc

Q1NPN

Rb2 Re

RcRb1

12V 6

27 mA


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EXERCCIOS

01- No circuito abaixo, sabendose que todos Resistores de base esto dimensionados para a saturao

dos transistores, preencha o quadro indicando aceso ou apagado, para a condio do LED.

S1 S2 LED

1 1

1 2

2 1

2 2

+ V1

S2

S1

D1LED1

R9R8 R7R6

R5R4R3R2R1 Q5Q4Q3Q2Q1


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ATIVIDADES:

01) Para o circuito abaixo, transistor chaveador, calcule o que se pede:

02) Para o circuito abaixo, polarizador com IB constante, calcule o que se pede:

03) Para o circuito abaixo, polarizador por divisor de tenso de base, calcule o que se pede:

04) Analisando o circuito do exerccio 02, supondo que o resistor RB abra, qual ser a tenso entre coletor e emissor do transistor? Justifique sua resposta.

+ Vbb

+ Vcc

Q1NPN

RcRL

Rb

Tr = Si

Vcc = 20V

Vbb = 5 V

VRL = 5,3 V

PRL = 25 mW

Vce sat = 0,2 V

Calcule:

RC= ...........

RB= ...........

+ Vcc

Q1NPN

Re

RcRb Tr = Si

Vce = 4V

Vcc = 20V

Beta = 100

Ic = 30 mA

+ Vcc

Q1NPN

Rb2 Re

RcRb1 Tr = Si

Vcc = 30V

Vce = 15V

Ic = 40 mA

Calcule:

RB=................

RC= ................

RE= .................

RC=......................

RE=.......................

RB1=.....................

RB2=......................


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EXPERIMENTO: AMPLIFICADOR TRANSISTORIZADO

Ttulo: Amplificador de pequenos sinais, usando o transistor bipolar e levantamento da curva de resposta em

freqncia.

a) Montar o circuito e aplicar na entrada um sinal senoidal de 100m Vpp, com freqncia de acordo com a

tabela abaixo, medindo o valor do sinal de sada.

Calcule o ganho AV para cada freqncia e preencha a tabela.

Vin freq. Vout volt Av

200 Hz

300 Hz

500 Hz

2 KHz

6 KHz

20 KHz

40 KHz

100 KHz

300 KHz

500 KHz

800 KHz

1 MHz

1,5 MHz

C) Construa o grfico AV x freqncia ( curva de resposta em freqncia) .

VinVout

+C3100uF

C11uF

C21uF

+ Vcc12V

Q1548

Rb21k2

Re100

Rc330

Rb15K6


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MULTIVIBRADOR BIESTVEL TRANSISTORIZADO

O circuito opera como uma chave comutadora liga/desliga utilizando um pulso de disparo nico, assim

podendo obter uma alterao de estado alto e baixo atravs de um mesmo pulso de disparo. Este circuito

muito til quando precisamos alterar de estado (alto ou baixo) e dispomos de apenas um circuito nico de

disparo.

Funcionamento:

Inicialmente supomos Q1 aberto e Q2 saturado, assim no coletor de Q2 tem-se uma tenso

aproximada de 0v que atravs de R2 carrega C2, ao mesmo tempo polariza a base de Q1 atravs de RB1 na

posio de corte, a tenso no coletor de Q1 polariza atravs de RB2 o Q2 em saturao, esta situao se

manter sem alterao.

Quando se aplica um pulso em S1, o capacitor C2 se descarrega bruscamente aplicado na base de Q2

atravs de D2 uma diminuio brusca de tenso fazendo Q1 saturar, esta situao permanecer inalterada at

que haja um pulso em S1 ocorrendo o evento idntico ao citado porm na malha D1, C1.

EXPERIMENTO: BIESTVEL TRANSISTORIZADO

R8470R

+V12V

R7120k

R1120k

C21KpF

D2D1

+V12V

RB2100k

RB1100k

RC210k

RC110k

LED1

Q1

S1

R2120k

C11KpF

Q2


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MULTIVIBRADORES ASTVEL E MONOESTVEL

Os circuitos multivibradores so geradores de onda de tenso quadrada que so utilizadas em grande

escala em circuitos eletrnicos, podendo ser divididos em dois circuitos bsicos:

Monoestvel (temporizador), circuito que permanece em um estado estvel num tempo

indeterminado enquanto no houver um sinal de disparo externo para que possa passar para o outro

estado, este estado no entanto determinado por um tempo.

Astvel (oscilador), circuito que fornece uma forma de onda quadrada oscilante que possui um tempo

em alto e um tempo em baixa, sem a necessidade de um pulso externo.

Circuito Monoestvel Disparo down

Para analisarmos o circuito monoestvel observaremos o

circuito, no perodo chamado estvel ou repouso, a condio

dos transistores Q1 e Q2 que esto polarizados como

chaveadores se apresenta da seguinte forma: Q2 saturado,

determinando uma tenso aproximadamente igual a zero na

base de Q1, fazendo este ficar em corte. Esta situao

permanecer inalterada, que chamaremos de estado de

repouso.

Neste instante conveniente analisarmos algumas tenses

existentes no circuito, estas tenses sero em relao ao

referencial; na base de Q2 devido polarizao direta entre

base/emissor tem-se a tenso da barreira de potencial,

aproximadamente 0,7v implicando em uma polarizao de

saturao do mesmo onde, no coletor ter

aproximadamente uma tenso nula, a tenso nula do coletor de Q2 aplicada na base de Q1 fazendo este se

manter aberto.

No instante em que se dado um pulso na chave S1, a tenso de polarizao de Q2 deixar de existir

fazendo Q2 abrir elevando a tenso em seu coletor que far Q1 fechar, neste instante a tenso na base de Q2

vai a valores negativos devido inverso de polarizao do capacitor CT que ir aumentando at novamente

atingir a barreira de potencial de Q2, este processo tem tempo de durao que depende de: T = RT . CT . 0,693

S1

D1

Vcc

+

CT

Q2Q1

RC2

RB1

RTRC1


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Circuito Monoestvel Disparo up

O circuito monoestvel com disparo em up ter

o mesmo funcionamento operacional que o descrito

acima, no entanto o seu disparo ser aplicando uma

tenso de transio up nos emissores dos transistores,

fazendo a inverso dos estados e assim iniciando o

processo de temporizao.

EXERCCIOS.

1. Calcule o que est sendo pedido;

a) Ta= 4s , CT= 470F, RT= ?

b) Ta= 4s, CT=? RT= 10K

c) Ta=? , CT= 470F, RT= 15K

d) Ta=? , CT= 470F, RT= 22K

e) Ta= 4s, CT=? RT=22K

Vcc

S1

+

Cd

Vcc

+

CT

Q2Q1

R21k

RC2

RB1

RTRC1


32

2. O circuito abaixo temporiza o disparo de um alarme, preciso calibr-lo para que seu tempo em alto

seja de 2,2295625 segundos, calcule o valor do Rx para esta condio.

3. Construa o grfico sobreposto do circuito acima com seus valores, sendo: Disparo, Base Q2, Coletor Q2 e Coletor de Q1.

Rx

S1

D1

Vcc

+

CT470uF

Q2Q1

RC21k

RB1100k

RT10kRC1

1k


33

EXPERIMENTO: CIRCUITO MULTIVIBRADOR MONOESTVEL.

1. ANALISE E DESCREVA O FUNCIONAMENTO DO CIRCUITO ABAIXO:

2. Construa o grfico sobreposto do circuito com os valores calculados, sendo: Disparo, Base de Q2,

Coletor Q2, Coletor Q1, Coletor Q3 e situao do led1.

3. Monte o circuito e mea o tempo ativo do circuito.

4. Compare os valores tericos e experimentais, aps estabelea um comentrio conclusivo.

D3LED1

Q3BC548

Vcc12V

S1+

Cd680uF

Vcc12V

+

CT330uF

Q2BC548Q1BC548

R4220k

R3470R

R2100 R

RC21,8 k

RB110k

RT27 k

RC11,8 k


34

MULTIVIBRADOR ASTVEL

Um astvel um oscilador, e para analisar o seu funcionamento consideremos como ponto de partida

(t=0) o instante em que o Q1, na Fig1, estando cortado passa a saturado, ocorrendo o oposto com Q2.

Fig1. (a) (b)

Observe na Fig1b que Q2 comea a conduzir (fechar) quando Vc1 = barreira de potencial da juno base-emissor, a tenso do emissor de Q2 faz Q1 abrir e iniciar o processo de carga atravs de R2-C2, at a tenso na base de Q1 atingir o valor da barreira de potencial e fechar Q1 como mostra a fig2. Fig2


35

Como pode ser visto atravs do grfico sobreposto, a base de tempo formado por RT1 e CT1

determina o tempo em alto de Q2 e, a base de tempo formado por RT2 e CT2 determina o tempo em alto de

Q1, sendo a constante de tempo dado pela equao Ta = Rt .CT . 0,693 .

Como o estado de um transistor depende do estado do outro, pode-se concluir que TaQ1 = TbQ2 e TaQ2

= TbQ1 , assim a freqncia de oscilao ser:

F = 1 / TT , onde,

TT = Tempo total TaQ1 + TbQ1

EXERCCIOS:

1. Para o circuito abaixo:

a) Calcule o tempo em alto e baixo de Q1 e Q2

b) Calcule a freqncia de oscilao do Q1 e Q2

c) Construa o grfico sobreposto do circuito com valores.

Vcc

+

CT2150KpF

+

CT1150KpF

Q2Q1

RC21,8 k

RT222k

RT110k

RC11,8 k


36

EXPERIMENTO: CIRCUITO MULTIVIBRADOR ASTVEL.

Sendo o circuito abaixo;

a) Calcule o tempo em alto e baixo de Q1 e Q2

b) Calcule a freqncia de oscilao.

c) Coloque o canal 1 do osciloscpio na base de Q1 e no coletor de Q1 o canal 2, efetue as medidas e

desenhe as formas de onda.

d) Repita o mesmo procedimento para o Q2.

e) Compare os valores tericos e experimentais.

f) Elabore a concluso.

Vcc12V

+

CT21KpF

+

CT11KpF

Q2BC548Q1BC548

RC21,8 k

RT222k

RT110k

RC11,8 k


37

EXERCCIOS:

Sendo o circuito abaixo;

Construa o grfico sobreposto com valores dos pontos:

Disparo S1

Base de Q2

Base de Q4

Base de Q3

Coletor de Q4

Coletor de Q3

S1

D1

+

C1470uF

Q2Q1

R41k

R3100k

R2500k

R11k

Vcc12V

+

C31uF

+

C21uF

Q4Q3

R81K

R735k

R625k

R51k


38

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS :

CAPUANO, Francisco e MARINO, Maria. Laboratrio de Eletricidade e Eletrnica. So Paulo: rica, 1995.

MALVINO, Albert P. Eletrnica . vol.1 e 2 . Pearson Education do Brasil Ltda., 1997.

MARKUS, Otvio. Ensino Modular: Sistemas Analgicos - Circuitos com Diodos e Transistores. So Paulo: rica,

2000.

ALBUQUERQUE, Rmulo Oliveira. Anlise de Circuitos em corrente Alternada. So Paulo: rica.

ALBUQUERQUE, Rmulo Oliveira. Anlise de Circuitos em corrente Contnua. So Paulo: rica.

MARKUS, Otvio. Ensino Modular: Teoria e Desenvolvimento de Circuitos Eletrnicos. So Paulo: rica, 2000.

MARKUS, Otvio. Ensino Modular: Eletricidade Corrente Contnua. So Paulo: rica, 2000.

SIMONE, Glio Alusio. Transformadores Teoria e Exerccios. So Paulo: rica.

NETO, Vicente Soares e . Telecomunicaes Tecnologia de Centrais Telefnicas. So Paulo: rica.

LANDO, Roberto Antonio. Amplificador Operacional. So Paulo: rica.

GIORGINI, Marcelo. Automao Aplicada: Descrio e Implementao de Sistemas Seqenciais com PLCs. So

Paulo: rica.

BOYLESTAD, Robert L. Dispositivos eletrnicos e teoria de circuitos. So Paulo: Pearson Education do Brasil,

2004.

eletrônica básica 2 - prof korbori - 2009.pdf

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