Exercícios Resolvidos - Análise de Circuitos com Diodos e TBJs

4ª Questão 15 pontos No circuito da figura considere vS 24 V R1 300 Ω R2 200 Ω R3 400 Ω Encontre is para uma corrente do diodo de 20 mA 6ª Questão 15 pontos No circuito da figura considere VCC 9 V R1 30 kΩ R2 15 kΩ RC 30 kΩ e RE 22 kΩ Assuma que o TBJ tem um β 100 Encontre todas as tensões e correntes do TBJ e mostreas no circuito E verifique em que região o TBJ está operando AtivaLinear Corte ou Saturação 6 𝑉𝐶𝐶 9𝑉 𝑅1 30𝑘Ω 𝑅2 15𝑘Ω 𝑅𝑐 3𝑘Ω 𝑅𝐸 22𝑘Ω 𝛽 100 A tensão na base pode ser calculada pelo divisor de tensão entre 𝑅1 e 𝑅2 𝑉𝐵 𝑅2 𝑅1 𝑅2 𝑉𝐶𝐶 15𝑘 30𝑘 15𝑘 9 𝑽𝑩 𝟑𝑽 A tensão no emissor então pode ser calculada como 𝑉𝐸 𝑉𝐵 𝑉𝐵𝐸 3 07 𝑽𝑬 𝟐 𝟑𝑽 Desta forma a corrente no emissor é 𝐼𝐸 𝑉𝐸 𝑅𝐸 23 22𝑘 𝑰𝑬 𝟏 𝟎𝟒𝟓𝒎𝑨 A partir do 𝛽 é possível determinar a corrente no coletor 𝐼𝐶 𝛽 𝛽 1 𝐼𝐸 100 101 1045 𝑰𝑪 𝟏 𝟎𝟑𝟓𝒎𝑨 A tensão no coletor então pode ser obtida como 𝑉𝐶 𝑉𝐶𝐶 𝑅𝐶𝐼𝐶 9 3𝑘 1035𝑚 𝑽𝑪 𝟓 𝟖𝟗𝟓𝑽 A corrente na base é 𝐼𝐵 𝐼𝐶 100 1035𝑚𝐴 100 𝑰𝑩 𝟏𝟎 𝟑𝟓𝝁𝑨 Como 𝑉𝐶 𝑉𝐵 𝑉𝐸 o transistor está na região ativa 4 𝑣𝑠 24𝑉 𝑅1 300Ω 𝑅2 200Ω 𝑅3 400Ω iD1 20𝑚𝐴 Por superposição considerando apenas a contribuição da fonte de tensão temos A tensão de nó é dada por 𝑉1 𝑉𝑠 𝑅1 𝑉1 𝑅2 𝑉1 𝑅3 0 𝑉1 24 300 𝑉1 200 𝑉1 400 0 4𝑉1 96 1200 6𝑉1 1200 3𝑉1 1200 0 13𝑉1 96 𝑉1 96 13 7385𝑉 A contribuição para a corrente no diodo dada pela fonte de tensão é 𝐼𝐷11 𝑉1 𝑅3 7385 400 𝐼𝐷11 184615𝑚𝐴 Considerando agora a contribuição da fonte de corrente temos Para uma corrente 𝑖𝑠 positiva o diodo não conduz e a fonte não irá contribuir para a corrente no diodo desta forma a corrente 𝑖𝑠 deve ser negativa A corrente no diodo é dada pelo divisor de corrente onde a corrente no diodo é a mesma da resistência paralelo entre 𝑅1 e 𝑅2 𝑖𝐷12 𝑅3 𝑅3 𝑅2𝑅1 𝑅2 𝑅1 𝑖𝑠 𝑖𝑠 𝑅3 𝑅2𝑅1 𝑅2 𝑅1 𝑅3 𝑖𝐷12 Para se obter uma corrente de 20mA no diodo a contribuição da fonte de corrente deve ser de 𝑖𝐷12 20𝑚 𝑖𝐷11 𝑖𝐷12 20𝑚 184615𝑚 𝑖𝐷12 15385𝑚𝐴 Desta forma 𝑖𝑠 400 300 200 500 400 15385𝑚 𝑖𝑠 13 15385𝑚 𝒊𝒔 𝟐𝒎𝑨 6 V CC9V R130k Ω R215k Ω Rc3k Ω RE22k Ω β100 A tensão na base pode ser calculada pelo divisor de tensão entre R1 e R2 V B R2 R1R2 V CC 15 k 30k15k 9 V B3V A tensão no emissor então pode ser calculada como V EV BV BE307 V E23V Desta forma a corrente no emissor é I EV E RE 23 22k I E1045mA A partir do β é possível determinar a corrente no coletor I C β β1 I E100 101 1045 I C1035mA A tensão no coletor então pode ser obtida como V CV CCRC I C93k 1035m V C5895V A corrente na base é I B I C 1001035mA 100 I B1035 μA Como V CV BV E o transistor está na região ativa 4 vs24V R1300 Ω R2200ΩR3400 ΩiD 120mA Por superposição considerando apenas a contribuição da fonte de tensão temos A tensão de nó é dada por V 1V s R1 V 1 R2 V 1 R3 0 V 124 300 V 1 200 V 1 4000 4V 196 1200 6V 1 1200 3V 1 12000 13V 196 V 196 13 7385V A contribuição para a corrente no diodo dada pela fonte de tensão é I D11V 1 R3 7385 400 I D11184615mA Considerando agora a contribuição da fonte de corrente temos Para uma corrente is positiva o diodo não conduz e a fonte não irá contribuir para a corrente no diodo desta forma a corrente is deve ser negativa A corrente no diodo é dada pelo divisor de corrente onde a corrente no diodo é a mesma da resistência paralelo entre R1 e R2 iD 12 R3 R3 R2R1 R2R1 is is R3 R2R1 R2R1 R3 iD12 Para se obter uma corrente de 20mA no diodo a contribuição da fonte de corrente deve ser de iD 1220miD11 iD 1220m184615m iD 1215385 mA Desta forma is 400300200 500 400 15385m is1315385m is2mA