relatório de eltrônica

FUNDAÇÃO NOKIA DE ENSINO

RELATÓRIO DE ELETRÔNICA

Transistores TBJ

MANAUS

2012

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FUNDAÇÃO NOKIA DE ENSINO

RELATÓRIO DE ELETRÔNICA

Transistores TBJ

CÍCERO MIGUEL ALVES VIEIRA N°10FAUSTO SIGLY ARUEIRA DE SOUZA LAPA N°14FELIPE MONTEIRO SIQUEIRA N°16GABRIEL LUCAS DE SOUSA PORTELA N°18

Relatório referente à disciplina de Eletrônica

Geral, com auxílio do professor Luiz Eduardo

para obtenção de nota parcial do 3° bimestre.

MANAUS

2012

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SUMÁRIO

INTRODUÇÃO 4

OBJETIVOS..............................................................................................................................5

1 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 6

1.1. DOPAGEM 6

1.2. TERMINAIS DOS TRANSISTORES 7

1.3. CURVAS CARACTERÍSTICAS 8

1.4. Polarização de Transistores.............................................................................................9

2 FUNDAMENTAÇÃO PRÁTICA 14

2.1 RESOLUÇÃO TEÓRICA 14

2.2 RESOLUÇÃO PRÁTICA 18

3 CONCLUSÃO 22

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 23

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Introdução

Neste trabalho, será dada uma prévia sobre os transistores bipolares de junção que é

um tipo de transistor mais comum, graças a sua facilidade de polarização e durabilidade,

recebendo este nome por que o processo de condução é realizado por dois tipos de cargas, que

são positivas e negativas, haverá também, dados e conclusões referentes aos experimentos

feitos em laboratório.

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OBJETIVOS DO EXPERIMENTO

a) Identificar, experimentalmente, os terminais e tipo de um transistor.b) Verificar, experimentalmente, circuitos de polarização do TBJ.c) Verificar, experimentalmente, o TBJ como chave eletrônica.

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1-FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

1.1-Dopagem

Dopagem é uma forma de adição de impurezas químicas a um semicondutor para torná-lo mais condutor, porém, de maneira controlada.

Os elementos mais comuns na dopagem eletrônica são o carbono, o silício e o possuem quatro elétrons na camada de valência.

Impurezas utilizadas:

1.1.1 N: adição de fósforo ou arsênio, ambos possuem cinco elétrons na camada de valência. Ocorre ligação covalente entre quatro elétrons e um fica livre, elétron livre, que ganha movimento e gera corrente elétrica.

1.1.2 P: adição de boro ou gálio, ambos possuem três elétrons na camada de valência. Ocorre ligação entre os três e fica faltando um elétron, criando-se lacunas, que conduzem corrente.

Lembrando que a ligação se dá com elementos da família 4A da tabela periódica

O transistor é formado com três camadas usando combinações PNP e NPN.

germânio. Estes

Imagem 1. Fonte: http://www.infoescola.com/quimica/dopagem-eletronica/

http://www.infoescola.com/quimica/dopagem-eletronica/

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1.2-Terminais do TBJ (Transistor Bipolar de Junção)

Imagem 2.

Fonte: https://export.writer.zoho.com/public/luizcf/LIN12007_Medidas-em-diodos-e-Transistores1/fullpage

Observando a imagem é possível perceber que o terminal mais fácil de ser identificado é o da base, pois é o único terminal que possui a menor resistência se comparada aos terminais de coletor e emissor. A melhor maneira de se identificar os terminais de um transistor seria com o auxilio de um multímetro digital com função de teste para diodo.

Num transistor bipolar comum, na junção emissor/base pode-se perceber uma queda de tensão direta e superior à da junção coletor/base, ou seja, quando a base é identificada os demais terminais são facilmente identificados.

Outro método seria através da analise das correntes, visto que a corrente de emissor é maior que a de coletor, e a corrente de base é a menor dos três já que esta é graduada em micro amperes.

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1.3-Curvas Características

Para cada região do transistor a representação gráfica de corrente (I) versus tensão (V) possui certa característica vejamos:

1.3.1 Em circuitos EC:

1.3.1.1 Curva da base: O gráfico da corrente da base Versus tensão base-emissor possui a aparência da curva de um diodo retificador comum. Na maioria das vezes, a aproximação ideal e a segunda aproximação são suficientes.

1.3.1.2 As curvas do coletor: As quatro regiões de operação distintas de um transistor são a região ativa, a região de saturação, a região de corte e a região de ruptura. Quando usado como amplificador, ele opera na região ativa. Quando usados em circuitos digitais, ele opera nas regiões de saturação e corte. A região de ruptura é geralmente evitada porque o transistor corre um risco muito alto de ser danificado.

1.3.2 Outras curvas:

1.3.2.1 As variações no ganho de corrente: Por causa das tolerâncias de fabricação, o ganho de um transistor pode variar numa faixa de até 3:1 quando você troca de um transistor para outro do mesmo tipo. O ganho de corrente depende da corrente e a temperatura da junção.

1.3.2.2 A reta de carga: É uma linha que corta as curvas características do coletor para mostrar cada um dos possíveis pontos de operação de um transistor. Ela contém todos os pontos possíveis de operação desse circuito. Dito de forma diferente, quando a resistência na base varia de zero a infinito, a corrente no coletor e a tensão coletor-emissor variam. Se você colocar cada par de valores Ic e Vce, obterá uma sequência de pontos de operação que repousam sobre a reta de carga. Portanto, a reta de carga é um recurso visual dos possíveis pontos de operação do transistor.

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1.4-Polarização de Transistores

O Transistor é constituído por três camadas fundamentais de materiais semicondutores, a polarização de um transistor pode ser do tipo NPN ou PNP.

Imagem 3. Fonte: Fonte Própria.

A corrente do emissor (Ie) é composta pela soma das correntes de Base (Ib) e Coletor (Ic). Observamos que a tensão entre coletor-emissor (VCE) é composta pela soma das tensões base-emissor (VBE) e base-coletor (VCB). Logo, podemos escrever:

IE = IB + IC

VCE = VBE +VBC (NPN)

Simbologia dos transistores


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Sem polarização, uma junção NPN ou PNP, apresenta duas barreiras de potencial, iguais àquela vista na junção PN de um diodo semicondutor. Para movimentarmos os elétrons e lacunas nos materiais, é necessária a colocação de baterias que poderão deixar cada junção direta ou reversamente polarizada. Seguindo, temos que analisar todas as possibilidades de polarização:

1º Caso – As duas junções reversamente polarizadas:


Neste caso, não temos corrente, por que as duas junções estão reversamente polarizadas, deixando o transistor em corte.

2º caso – As duas junções diretamente polarizadas:

Imagem 6. Fonte: Fonte própria.

Neste caso, há corrente nas duas junções, deixando o transistor em saturação.

3º caso – Uma junção diretamente polarizada e a outra reversamente polarizada:


Neste caso, temos corrente nas duas junções, apesar da polarização reversa, por que aqui, ocorre o fenômeno denominada de efeito transistor. Por causa desse fenômeno, utilizaremos este caso para fins de polarização.

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Define-se polarização como sendo o estabelecimento das correntes de coletor, de base e da tensão VCE, ou seja, do ponto de trabalho do transistor Para melhor aproveitamento, devemos polarizar a junção base-emissor diretamente e a junção base-coletor reversamente. Para tanto, utilizaremos no circuito duas baterias, VBB e VCC, resistores limitadores de corrente, conforme mostra a figura abaixo. Para compreendermos, iremos utilizar a figura abaixo, onde temos a polarização do terceiro caso com a estrutura interna das junções mais detalhadas.


Considerando a figura acima, vamos escrever as equações das malhas de entrada e de saída:

Entrada: VBB = RB IB + VBE

Saída: VCE = RCIC + VCE

Para dimensionarmos RB e RC em função de valores pré-estabelecidos de VBB, VCC, IB, VCE e dos parâmetros do transistor, nas equações de malha isolamos nesse valores:

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Na pratica, não é viável a utilização de duas baterias, sendo que para eliminarmos uma delas, formaremos divisores de tensão que equivalem a nível de polarização às condições pré-estabelecidas. O circuito equivalente com a bateria VBB eliminada, é visto na figura abaixo:


Uma melhor solução para o problema da instabilidade principalmente com a temperatura, é polarizarmos o transistor, utilizando o circuito visto na figura abaixo, denominado polarização por divisor de tensão na base.

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O divisor de tensão na base, se dimensionado de maneira conveniente, fixará VRB2:

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2-FUNDAMENTAÇÃO PRÁTICA

2.1 Resolução Teórica

Questão 1:

180kΩ

V115 V

390Ω

BC548A


Ic = 410×79,44μ Ie = (410 + 1)×79,44μ Vbe = 0,7 Ic = 32,57mA. Ie = 411×79,44μ Vce = Vc

Ib = 79,44μA. Ie = 32,65mA. Vce = 2,29

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Questão 2:

180kΩ

V115 V

390Ω

BC548A

120Ω


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Questão 3:

4.7kΩ

V115 V

390Ω

BC548A

120Ω1.8kΩ

V115 V

Rth

1.302kΩ

Q1

BC548BP

390Ω

120Ω

Vth4.15 V

Imagem 13. Fonte: Fonte própria. Imagem 14. Fonte: Fonte própria.

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Questão 4:

V115 V

470Ω

BC548A4.7kΩ

LED1


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2.2 Resolução Prática

Questão 1:

180kΩ

V115 V

390Ω

BC548A


Valor Ib Ic Ie Vbe VcePrático 79,3 µA 32,9 mA 33,4 mA 0,718 V 2,2 VTabela 1. Fonte: Fonte Própria.

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Questão 2:

180kΩ

V115 V

390Ω

BC548A

120Ω


Valor Ib Ic Ie Vbe VcePrático 61,8 µA 26,53 mA 26,58 mA 0,71V 1,62 VTabela 2. Fonte: Fonte Própria.

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Questão 3:

4.7kΩ

V115 V

390Ω

BC548A

120Ω1.8kΩ


Valor Ib Ic Ie Vbe VcePrático 81,5 µA 29,4 mA 29,46 mA 0,72V 1,02 VTabela 3. Fonte: Fonte Própria.

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Questão 4:

V115 V

470Ω

BC548A4.7kΩ

LED1


Chave S Ib Ic Vbe VcePos 1 2,9 mA 27,1 mA 0,79 V 57,2 mVPos 2 0 A 0 A 7 µV 13,57 VTabela 4. Fonte: Fonte Própria.

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Conclusão

Durante os experimentos práticos, pode observar-se que, as medições sofrem

variações devido a composição química do transistor, a temperatura do ambiente e ao valor

variável, de transistor para transistor, do beta.

A polarização do transistor se deve a algumas impurezas adicionadas ao silício, ou ao

germânio, que forma lacunas ou elétrons livres e dessa forma o transistor consegue conduzir

corrente elétrica, ou seja, através da diferença de polos, sua polarização pode ser da seguinte

forma PNP ou NPN.

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Referências Bibliográficas

MALVINO, Albert Paul. Eletrônica. 4ª. ed. São Paulo: Makron Books, 1995.

BOLEYSTAD, Robert L. Dispositivos eletrônicos e teoria de circuitos. 8ª ed. São Paulo:

Pearson Prentice Hall, 2004.

Dopagem. Disponível em: <http://www.infoescola.com/quimica/dopagem-eletronica/>. Acesso em: 8 set. 2012.

Terminais de transistores. Disponível em: <https://export.writer.zoho.com/public/luizcf/

LIN12007_Medidas-em-diodos-e-Transistores1/fullpage>. Acesso em: 8 set. 2012.

Polarização de transistores. Disponível em: <http://pt.scribd.com/doc/14133978/UFRJ-Aula-4-

Polarizacao-de-Transistores>. Acesso em: 8 set. 2012.

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