ufcd5317 transistor bipolar1

ESMS - Aveiro 1

Curso EFA – Técnico de Instalações Eléctricas Nível Secundário

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TO-3

TO-220

TO-5

TO-202

TO-18 TO-92

SOT-42

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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


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


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 como interruptor electrónico ,

funciona com SATURAÇÃO FORTE

TBipolar_Multisim/RectaCarga_Sat.ms11


Ligação Darlington

Porta Lógica NOT



Porta Lógica NAND


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


• 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


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

TBipolar_Multisim/transChave_p2.ms11

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


𝑹𝑩 =𝑼𝑪𝑪 − 𝑼𝑩𝑬 − 𝑹𝑬 𝑰𝑬

𝑰𝑩

𝑹𝑪 =𝑼𝑪𝑪 − 𝑼𝑪𝑬 − 𝑹𝑬𝑰𝑬

𝑰𝑪


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 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

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