Transcript Aula08 - Univasf

Transistor Bipolar de Junção
TBJ – Parte III
Jadsonlee da Silva Sá
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www.univasf.edu.br/~jadsonlee.sa
Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF
Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP
Modos de Operação do TBJ
 Modo ativo  Amplificador.
 NPN  vBE > 0,5 V ... vBE = 0,7 V; vBC ≤ 0,4 V; vCE ≥ 0,3 V.
 PNP  vEB > 0,5 V ... vEB = 0,7 V; vCB ≤ 0,4 V; vEC ≥ 0,3 V.
iC  I S e
vBE
VT
iC =  i B
iC   i E
 

 1
 Modo Saturação  Chave fechada.
 NPN  vBE = 0,7-0,8 V; vBC = 0,5-0,6 V; vCE = 0,1-0,2 V.
 PNP  vEB = 0,7-0,8 V; vCB = 0,5-0,6 V; vEC = 0,1-0,2 V.
I C sat =  forcado I B
 forcado  
fator forcado 

 forcado
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Modos de Operação do TBJ
 Modo corte  Chave aberta.
 NPN  vBE < 0,5 V.
 PNP  vEB < 0,5 V.
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TBJ como Chave.
 Utilizado nos modos de operação corte (chave aberta)
e saturação (chave fechada).
 Considere o circuito abaixo, onde a entrada vI é
variável.
 Para vI < 0,5 V, vBE < 0,5 V  Corte.
 Então, iB = iC = iE = 0; vC = VCC.
 Para o TBJ conduzir, vBE = 0,7 V.
 Se vCB ≥ - 0,4 V ou vBC ≤ 0,4 V, o TBJ
estará no modo ativo.
iB 
v I  V BE
RB
iC   i B
v C  V C C  R C iC
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TBJ como Chave.
 O que é necessário para o TBJ entrar na região de
saturação?
 vCB ≤ - 0,4 V.
v C  V C C  R C iC
 Observe que, se vI aumenta, vBE e iC também
aumentam. Mas, se iC aumenta, vC diminui e vCB também
diminuirá. Quando vCB = -0,4 V, o TBJ estará no limiar
para saturação (LPS).
I C ( LPS ) 
V C C  0, 3
RC
I B ( LPS ) 
I C ( LPS )

V I ( LPS )  I B ( LPS ) R B  V BE
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TBJ como Chave.
 Se aumentarmos vI acima de vI(LPS), o TBJ avança na
região de saturação e vCE diminui.
 Vamos considerar sempre que vCEsat=0,2V na saturação.
I C sat 
V C C  V C E sat
RC
 Nesse estado, o TBJ opera como chave fechada.
 Na saturação, podemos forçar o TBJ a operar em
qualquer β desejado (βforçado) abaixo do valor normal.
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Circuitos TBJ em CC
 Apenas tensões CC serão aplicadas.
 Modelos simplificados serão utilizados.
 Em condução  |VBE| = 0,7 V.
 Na saturação  |VCE| = 0,2 V.
 Efeito Early é desprezado.
 Como fazer a análise de circuitos com TBJs?
 Temos que descobrir o modo de operação do TBJ.
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Circuitos TBJ em CC
 Procedimento para analisar o circuito:
1. Suponha que o TBJ está no modo ativo.
2. Determine as tensões e correntes.
3. Verifique a consistência dos resultados baseado na
suposição modo ativo.
 TBJ NPN  VBC < 0,4 V.
 TBJ PNP  VBC > - 0,4 V.
4. Se os resultados forem consistentes. O
procedimento é finalizado. Caso contrário, suponha
que o TBJ está no modo saturação.
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Circuitos TBJ em CC
 Procedimento para analisar o circuito:
5. Determine as tensões e correntes.
6. Verifique a consistência dos resultados baseado na
suposição modo saturação.
 Teste  IC/IB = βforçado < βmin.
7. Caso o teste seja verdadeiro, os dados são
consistentes.
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Exemplo 1
 Suponha β = 100. Determine todas as tensões nodais e
as correntes nos ramos.
Supondo que o TBJ está no modo ativo  vBE = 0,7 V.
Como vB = 4 V, vBC = 4 - 5,3 = -1,3 < 0,4 V. De fato, o
TBJ está no modo ativo.
Ativo!
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Exemplo 2
 Suponha β de pelo menos 50. Determine todas as
tensões nodais e as correntes nos ramos.
Assumindo modo ativo, VBE=0,7V e VBC
deve ser < 0,4 V.
Assumindo modo saturação,
VCE=0,2V e IC/IB deve ser < βmin.
VBE=0,7V,
Saturação!
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Exemplo 3
 Determine todas as tensões nodais e as correntes nos
ramos.
Corte!
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