Eletronica - Transistor

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Com esses valores teóricos e com o auxílio do datasheet do transistor pode se calcular o valor da corrente do coletor (IC) e verificar se IB é grande o suficiente para produzi-la. Para o cálculo utilizou-se o menor ganho possível para este componente, neste caso, o ganho com classificação A que possui valores entre 110 e 220. Sendo assim:

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Notou-se que com o menor ganho possível utilizado, a corrente de base é capaz de produzir uma corrente de coletor muito maior que a correte do coletor saturada.

Portanto podemos concluir que o transistor está em saturação quando conduzindo, pois, na condução a corrente Ic é diferente e maior que zero (não caracterizando região de corte), a corrente do coletor nunca será atingida (consequentemente não atingira a região de ruptura) e mesmo que a corrente de base aumente, esta não será capaz de alterar o valor da corrente de coletor saturada.

Sendo assim, surgiram algumas questões que comprovam o conceito de transistores. Essas questões são apresentadas abaixo:

5.1 – Desenhe um transistor npn mostrando as regiões n e p.Depois polarize o transistor corretamente e explique como ele funciona.

Basicamente, um transistor é constituído pela combinação de dois diodos de junção PN. Uma junção PN é polarizada diretamente e a outra inversamente. A união desses dois componentes poderá ser feita de duas formas: união através do material P, para produzir um transistor NPN e união através do material N, para produzir um transistor PNP. Um transistor, pode ser utilizado para diversos fins, inclusive, como chave. Se fecharmos o circuito, com a sua base e coletor, ele atuará como uma chave fechada; porém, se deixarmos sua base livre, sem corrente, logo, o transistor atuará como uma chave.

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Figura 6 – Representação e polarização do transistor

5.2 – Desenhe uma família de curvas do coletor. Depois, usando estas curvas, mostre onde estão as quatro regiões de operações do transistor.

No funcionamento de um transistor distinguem-se 4 regiões (ou zonas): a região de corte, a zona ativa, a região de saturação e a região de ruptura, dependendo do modo como está polarizado.

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Figura 7 – Regiões de operação do transistor

FUNCIONAMENTO NA ZONA ATIVA - Um transistor encontra-se a funcionar na zona ativa se tiver a junção base emissor (BE) diretamente polarizada (VBE > tensão limiar), a junção base-coletor (BC) inversamente polarizada e 0

FUNCIONAMENTO DA ZONA DE CORTE - Na zona de corte (interruptor aberto) caracteriza-se, pois pela ausência de corrente de coletor (Ic = 0) e consequentemente VCE = VCC. Para tal é necessário fazer Ib ≅ 0.

FUNCIONAMENTO DA ZONA DE SATURAÇÃO - Registra-se uma tensão VCE praticamente nula (tipicamente da ordem de 0.2V para transistores de Silício), atingindo a corrente de coletor o seu valor máximo, limitado apenas pela resistência de coletor RC (IC = VCC / RC).

FUNCIONAMENTO DA REGIÃO DE RUPTURA - A região de ruptura indica a máxima tensão que o transistor pode suportar sem riscos de danos.

5.3 – Ao examinar um diagrama esquemático que mostra os transistores NPN e PNP, como você pode identificar cada tipo?

A estrutura de um transistor é representada por dois diodos interligados a um terminal comum (base). Lembrando que a figura é uma representação da estrutura básica, nos transistores reais a base nem sempre é o terminal do meio.

Para saber se um transistor é NPN ou PNP é preciso identificar qual das três 'pernas' é a base, ou seja, qual terminal é comum aos outros dois. Isso é feito com um multímetro, o terminal que der continuidade com os outros dois será a base e o transistor será NPN, se a ponta do multímetro (no terminal base) for positiva (Vermelha), será PNP se a ponta for negativa (preta).

5.4 - Quais são as três correntes em um transistor e como elas se relacionam?

No transistor de junção bipolar ou TJB (BJT – Bipolar Junction Transistor na terminologia inglesa), o controle da corrente coletor-emissor é feito injetando corrente na base. O efeito transistor ocorre quando a junção coletor-base é polarizada reversamente e a junção base-emissor é polarizada diretamente. Uma pequena corrente de base é suficiente para estabelecer uma corrente entre os terminais de coletor-emissor. Esta corrente será tão maior quanto maior for a corrente de base, de acordo com o ganho. Isso permite que o transistor funcione como amplificador pois ao se injetar uma pequena corrente na base se obtém uma alta tensão de saída. No entanto o transistor de silício só permite seu funcionamento com uma tensão entre base e emissor acima de 0,7V e 0,3V para o germânio.

5.5 - Desenhe um transistor npn e um pnp. Denomine todas as correntes e mostre os sentidos que elas circulam.

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Figura 8 – Representação das correntes e tensões do transistor

Aplicando as leis de Kirchoff obtemos:

IE = IC + IB

NPN: VCE = VBE + VCB

PNP: VEC = VEB + VBC

3.6 - Os transistores podem ser conectados com qualquer uma das seguintes configurações: emissor comum, coletor comum e base comum. Qual é a configuração mais comum?

A configuração mais usada é o emissor comum. A montagem de um transistor em emissor comum é um estágio baseado num transistor bipolar em série com um elemento de carga. O termo "emissor comum" refere-se ao facto de que o terminal do emissor do transistor tem uma ligação "comum", tipicamente a referência de 0V ou Terra. O terminal do coletor é ligado à carga da saída, e o terminal da base atua como a entrada de sinal.O circuito