Transistores Bipolares - Aspectos Construtivos e Operação NPN e PNP

Transistores Bipolares UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ 2 Aspectos Construtivos e Operação Transistor PNP Transistor NPN 3 O Transistor Bipolar de Junção TBJ ou BJT do inglês bipolar junction transistor é um dispositivo semicondutor que consiste em duas regiões de material n e uma região do tipo p Transistor bipolar NPN ou duas regiões do tipo p e uma região do tipo n Transistor bipolar PNP É um dispositivo de três terminais e duas junções TBJ Princípio de Operação As dimensões tem a finalidade de ilustrar a relação de tamanho entre as regiões 4 Estrutura do transistor bipolar TBJ Princípio de Operação 5 TBJ Princípio de Operação Polarizando a junção emissorbase Tensão VBE é zero ou menor que o valor típico de 07V Quando a tensão VBE é zero não há fluxo de corrente pois uma junção do transistor sempre estará no modo reverso Nesta situação dizse que o transistor está em corte VBE a convenção de nomenclatura de tensões é o ponto onde a tensão é mais positiva ou maior é citada primeiro 6 TBJ Princípio de Operação Polarizando a junção emissorbase Polarização direta da junção emissorbase Quando o VBE atinge uma tensão alta o suficiente para superar a barreira de potencial da junção entre a base B e o emissor E que geralmente é de 07 V gera uma corrente na base terminal do meio 07V Tensão VBE é igual ao valor típico de 07V 7 TBJ Princípio de Operação Polarizando diretamente a junção emissorbase OBS A corrente convencional em um circuito tem sentido contrário a corrente de elétrons Polarização direta da junção emissorbase O Emissor é muito dopado a base é pouco dopada e muito estreita o coletor é pouco dopado e maior que o emissor Assim que a Junção BE é polarizada de forma direta uma grande quantidade de elétrons chega na base Entretanto como esta é dopada de forma fraca poucos elétrons são absorvidos e a base fica repleta de elétrons e a base se comporta como um material do tipo N 8 TBJ Princípio de Operação Polarizando diretamente a junção emissorbase OBS A corrente convencional em um circuito tem sentido contrário a corrente de elétrons Polarização direta da junção emissorbase Como a base é muito fina e com o excesso de elétrons tem comportamento igual o material do tipo N do coletor Isso permite que os elétrons sejam atraídos para o a região do coletor ocorrendo uma circulação de corrente de valor próximo ao valor da corrente de emissor 9 TBJ Princípio de Operação Polarizando reversamente a junção basecoletor Polarização reversa da junção basecoletor 10 TBJ Princípio de Operação Polarização completa a corrente de coletor IC passa a ser controlada pela corrente de base IB Aqui os elétrons livres do emissor que não conseguiram se recombinar na base atravessam a grande região de depleção do coletor sendo atraídos pelo forte potencial positivo aplicado no coletor 11 Transistor Bipolar de Junção TBJ Vídeo Principio de funcionamento 12 TBJ Principais Modos de Operação Região de Corte cutoff junção BaseEmissor é polarizada reversamente Não há fluxo de corrente Região de Saturação junção BaseEmissor polarizada diretamente junção Coletor Base é polarizada diretamente IC atinge o máximo que é independente de IB e β Sem controle VCE VBE Região Ativa junção BaseEmissor diretamente polarizada junção ColetorBase polarizada reversamente Controle IC β IB VBE VCE VCC Região de Ruptura Breakdown ICe VCE excedem as especificações Dano ao transistor 13 Região ou Modo de Operação JBE Diodo Emissor JBC Diodo Coletor Saturação Polarização Direta Polarização Direta Corte Polarização Reversa Polarização Reversa Ativa Polarização Direta Polarização Reversa TBJ Principais Modos de Operação No modo de operação ativo uma pequena variação da corrente de entrada IB gera uma grande variação da tensão VCE Nesta condição o transistor opera como amplificador 14 A corrente de base sendo bem menor que a corrente de coletor quando apresenta uma pequena variação de IB provoca uma grande variação de IC Isto significa que a variação de corrente de coletor é um reflexo amplificado da variação da corrente na base Fato do transistor possibilitar a amplificação de um sinal faz com que ele seja considerado um dispositivo ativo Este efeito amplificação denominado ganho de corrente pode ser expresso matematicamente pela relação entre a variação de corrente do coletor e a variação da corrente de base isto é TBJ Princípio de Operação 15 Efeito Amplificação no Transistor NPN TBJ Princípio de Operação Necessidade de estabelecer um ponto de operação DC em torno do qual ocorrerá a amplificação do sinal com pouca distorção influencia de termos não lineares lembrar que a equação da junção PN que relaciona corrente e tensão Vd apresenta termos não lineares Necessidade de estabelecer um ponto de operação DC em torno do qual ocorrerá a amplificação do sinal sem distorção Polarização DC é o estabelecimento de um ponto de operação DC em torno do qual ocorrerá a amplificação linear sem distorção 16 TBJ Princípio de Operação Região não linear 17 Circuitos com transistores bipolares Configurações de circuito para polarização DC 18 Configurações Base comum Emissor comum Coletor comum O termo comum referese a qual terminal do transistor é comum às suas seções de entrada e de saída Configuração BaseComum BaseComum NPN PNP Ponto comum Seção de entrada junção baseemissor polarizada diretamente BaseComum NPN PNP Seção de Saída junção coletorbase polarizada reversamente BaseComum Corrente do emissor X Tensão da junção baseemissor BaseComum Tensões abaixo de um patamar não polarizam diretamente a junção baseemissor VBE Semelhante ao diodo Independente da tensão na junção coletorbase Corrente no emissor iE é forçada a zero Geralmente podemos assumir VBE07 V como tensão para ligar o transistor Configuração EmissorComum EmissorComum PNP NPN Seção de saída polarizada reversamente a junção coletorbase através da tensão coletoremissor Emissor Comum NPN PNP Ponto Comum EmissorComum PNP NPN Seção de entrada polarizada diretamente a junção baseemissor 28 Transistores Bipolares A configuração EmissorComum é a configuração mais utilizada e o emissor é comum em relação aos terminais de entrada e saída As relações de corrente desenvolvidas anteriormente para a configuração basecomum são aplicáveis na configuração emissorcomum IE IC IB e IC αIE 29 Parâmetros de entrada A característica de entrada é definida pela corrente de entrada IB versus a tensão de entrada VBE para uma faixa de tensão de saída VCE 30 Transistores Bipolares Parâmetros de saída A característica de saída é definida pela corrente de saída IC versus a tensão de saída VCE para uma faixa de corrente de entrada IB IB está em μA e IC em mA As curvas de IB não são tão horizontais quanto as obtidas para IE na configuração basecomum A região ativa da configuração emissor comum pode ser utilizada para a amplificação de tensão corrente ou potência 31 Transistores Bipolares Alfa α e Polarização No modo cc operação com fontes sem variação do seu valor os valores de IC e IE devidos aos portadores majoritários são relacionados por uma quantidade chamada alfa e definida como αcc ICIE com alfa entre 090 e 0998 IC αIE ICBO Em situações com sinal ca sinal cuja amplitude muda em frequência em que o ponto de operação se move sobre a curva característica um alfa ca é definido por αca ΔICΔIE para um VCB constante Na maioria dos casos os valores de αcc e αca são bem próximos permitindo a substituição de um pelo outro onde ICBO é a corrente que flui do coletor para a base quando emissor está aberto Open isto é quando IE0 32 Transistores Bipolares Beta β No modo cc IC e IB são relacionados por uma quantidade denominada beta IC e IB são determinados em um ponto específico de operação da curva característica O valor de beta situase geralmente de 50 a mais de 400 I I B C cc constante B C ca I V CE I No modo ca um beta ca é definido como Nas folhas de especificações βcc é geralmente lido hFE Nas folhas de especificações βca é geralmente lido hfe 33 Transistores Bipolares Relação entre β e α I I B C I I E C I I I B C E I I I C C C 1 1 1 1 1 34 Transistores Bipolares Relação entre β e α I I B C I I I B C E I I B E 1 Beta é um parâmetro especialmente importante porque oferece uma relação direta entre níveis de corrente dos circuitos de entrada e saída para uma configuração emissorcomum Reta de Carga 39 Transistores Bipolares A configuração coletorcomum é utilizada principalmente para o casamento de impedância pois possui alto valor de impedância de entrada e baixo valor de impedância de saída I I I B C E Configuração Coletor Comum ColetorComum PNP NPN Seção de saída polarizada reversamente a junção coletorbase ELTA01 Aula 23 de maio de 2023 42 Transistores Bipolares A Reta de Carga Uma 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 A reta de carga é um recurso que permite visualizar os possíveis pontos de operação do transistor Locais de cruzamento das curvas do transistor com a reta de carga I R V V C C CC CE Ponto Q Ponto quiescente ponto de operação DC 43 Transistores Bipolares A Reta de Carga Identificação de dois pontos considerar o transistor operando como chave assim temse chave aberta e chave em curto A reta de carga é um recurso visual dos possíveis pontos de operação do transistor 44 Operações como Chave e Fonte de Corrente 45 Operação como chave A utilização do transistor nos seus estados de SATURAÇÃO e CORTE isto é de modo que ele ligue conduzindo totalmente a corrente entre emissor e o coletor ou desligue sem conduzir corrente alguma é conhecido como operação como chave Analogia de um transistor com uma chave Chave aberta Chave fechada 46 Transistores Bipolares Chaveamento com transistor Ganho de corrente na Saturação Quando um transistor está saturado o ganho de corrente é menor do que o ganho de corrente na região ativa βccsat ICsatIB No ponto de operação de saturação a corrente de coletor é máxima e nada pode aumentar a corrente do coletor A única coisa que muda com o aumento na corrente da base é o ganho de corrente que diminui quando a corrente da base aumenta 47 Transistores Bipolares Chaveamento com transistor Identificando a Saturação Geralmente não se pode dizer de imediato se um transistor está operando na região ativa ou na região de saturação 1 Suponha que o circuito opera na região ativa 2 Faça os cálculos 3 Se aparecer algum valor absurdo nos cálculos a suposição é falsa Método 1 Redução ao Absurdo 48 A corrente na base é idealmente de 01 mA Qual o valor de VCE do circuito com polarização da base Supondo que o transistor está na região ativa IC 5001 mA 5 mA VCE 20 5 mA10 kΩ 30 V Esta resposta é impossível pois a tensão coletoremissor não pode ser negativa quando o transistor opera na região ativa o transistor está na saturação Transistores Bipolares Chaveamento com transistor Identificando a Saturação 49 1 Calcular a corrente de saturação do coletor 2 Determinar a corrente de base idealmente 3 Multiplicar a corrente de base pelo β do transistor e comparar com a corrente de saturação do coletor Método 2 Comparação das correntes Transistores Bipolares Chaveamento com transistor Identificando a Saturação 50 ICsat 20 V10 kΩ 2 mA VCE 0 V Supondo que o transistor está na região ativa IC 5001 mA 5 mA A corrente na base é idealmente de 01 mA A corrente IC é maior do que a corrente ICsat Logo o transistor deve estar saturado Transistores Bipolares Chaveamento com transistor Identificando a Saturação 51 Para garantir que o transistor opere na região de saturação podese usar como regra a escolha de um valor para a resistência de base que produza um ganho de corrente saturado de 10 transistor em saturação forte A saturação forte é utilizada para ter certeza de que o transistor não sairá da região de saturação com baixas correntes de coletor baixas temperaturas etc O ganho de corrente alterase com a corrente de coletor variação na temperatura e substituição do transistor Transistores Bipolares Chaveamento com transistor Identificando a Saturação 52 Transistores Bipolares Chaveamento com transistor No chaveamento os transistores trabalham nos extremos da reta de carga ou seja na região de saturação e na região de corte Será presumido que ICEO 0 mA quando IB 0 μA Isso pode ser considerado verdadeiro devido aos processos de fabricação atuais e VCEsat 0 V Valor normalmente adotado é de 01 V a 03 V 53 Transistores Bipolares Chaveamento com transistor Quando Vi 5 V o transistor é ligado e o projeto deve assegurar que ele se encontre bastante saturado valor de IB deve ser maior do que o associado à curva IB próxima a saturação IB 50 μA I R V V C C CC CE R V I C CC Csat 0 V Para Vi 5 V 54 Transistores Bipolares Chaveamento com transistor A k V V R V V I B BE i B 63 68 70 5 mA k V R V I C CC Csat 16 0 82 5 Para Vi 5 V 55 Transistores Bipolares Chaveamento com transistor Valor de IB na região ativa um pouco antes da saturação CC Csat Bmáx I I Para o nível de saturação devemos então garantir a condição CC Csat B I I 63 μA A mA 48 8 125 16 Condição satisfeita Para Vi 5 V 56 Transistores Bipolares Chaveamento com transistor Para Vi 0 V temos que IB 0 μA e como foi presumido que ICEO 0 mA IC 0 mA I R V C C RC 0 V V V V RC C CC V V V CC C 5 Para Vi 0 V I V R Csat CEsat sat 57 Transistores Bipolares Chaveamento com transistor Na saturação a corrente IC é muito alta e a tensão VCE é muito baixa O resultado é um valor de resistência entre os dois terminais determinado por Utilizando um valor médio típico de VCEsat de 015 V 61 mA 246 Ω pode ser considerado 0 Ω quando colocado em série com resistores na faixa de KΩ Condição de saturação e resistência resultante entre os terminais 58 Transistores Bipolares Chaveamento com transistor No corte VCE é VCC e IC ICEO Se ICEO igual a 0 mA Rcorte será Ω O valor de resistência entre os dois terminais nesta situação é determinado por I V R CEO CC corte 500 kΩ 5 V Utilizando um valor típico de ICEO de 10 μA Condição de corte e resistência resultante entre os terminais 59 Transistores Bipolares Chaveamento com transistor Função de transferência 60 Transistor como Fonte de Corrente 61 Transistores Bipolares Transistor como Fonte de Corrente O transistor como chave é um circuito conhecido como circuito de polarização da base A polarização da base leva ao uso do transistor como chave enquanto a polarização do emissor leva ao uso do transistor como fonte de corrente Outro modo básico de usar o transistor é como fonte de corrente Este outro método também é conhecido como circuito de polarização do emissor 61 62 Transistores Bipolares Transistor como Fonte de Corrente Como VBB VBE e RE são aproximadamente constantes a corrente no emissor é constante Em um circuito real VBE varia ligeiramente com a temperatura 0 I R V V E E BE BB R V V I E BE BB E VBE IERE IE Como a corrente de coletor é aproximadamente igual à corrente do emissor a corrente do coletor é também aproximadamente constante Assim o resistor do coletor pode ser mudado que sua corrente não se altera 63 Transistores Bipolares Transistor como Fonte de Corrente Na configuração do transistor como fonte de corrente o circuito é relativamente imune às variações de βCC I I I B C E CC C C E I I I I I E CC CC C 1 Fator de correção que diz quão diferente é IC de IE Por exemplo se o ganho for de 100 o fator de correção será de 099 a corrente de coletor é igual a 99 da corrente de emissor 64 Transistores Bipolares Transistor como Fonte de Corrente Conceito de Amarração bootstrap realimentação do efeito desejado da saída para entrada V V V BE BB E Como VBE é aproximadamente fixo VE seguirá as variações em VBB Esse tipo de ação é chamado amarração VBE VE No transistor funcionando como chave o emissor não está amarrado à tensão de entrada porque o emissor é aterrado Isso faz com que o emissor permaneça com o potencial de terra não importando o que ocorra com a tensão de entrada Circuitos de Polarização UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ 66 Transistores Bipolares Polarização Em um circuito para o TBJ operar como chave quando na região de saturação ou corte ou como um amplificador quando na região ativa é necessário que se estabeleça um ponto de operação ponto Q para o dispositivo dentro da região de interesse 67 Transistores Bipolares Polarização Os circuitos que realizam esta função são chamados de Circuitos de Polarização do transistor Circuito de polarização fixa 68 Transistores Bipolares Polarização A configuração denominada polarização fixa tem como vantagem a simplicidade mas o que define a corrente de coletor é apenas βIB Em um lote de transistores fabricados o valor de beta β muda muito na maioria dos transistores o que gera variação do ponto de operação e consequentemente variações na condição de operação o que é indesejado 69 Transistores Bipolares Polarização Exemplo β 72 β 9981 70 Transistores Bipolares Polarização Exemplo β 72 71 Transistores Bipolares Polarização Exemplo β 72 β 9981 Observe que a variação de beta gerou uma distorção do sinal de saída 72 Polarização Malhas de Entrada e de Saída Circuito Básico IB IE IC VCE VBE VCC VBB RC RB RE I II I Malha de Entrada II Malha de Saída B E DC BE BB B E DC B BE B B BB E B B DC BE B B BB E B C BE B B BB E E BE B B BB R 1 R β V V I 1 R β I V I R V R I I β V I R V R I I V I R V I R V I R V I Malha E C CC E C CE C E C C CE CC E C CE C C CC E DC C CE C C CC E E CE C C CC R R V R R V I R R I V V I R V I R V R α I V I R V I R V I R V II Malha Para obter as equações que permitem obter o ponto de operação sempre que for possível é aconselhável reduzir o circuito de polarização através do teorema de Thévenin por exemplo e então proceder à análise eou projeto usando o conceito das malhas de entrada e de saída As equações resultantes podem ser adaptadas posteriormente a qualquer circuito de polarização mais específico 73 Reta de Carga Na malha II temse a equação que determina Reta de Carga DC Esta reta será traçada nas curvas de saída IC fVCE e existem dois pontos que facilitam esta tarefa Se nesta equação for feito IC 0 temse VCE VCC Este ponto de cruzamento com o eixo das correntes é chamado de Ponto de Corte pois está dentro da região de corte do transistor Se por outro lado for feito VCE 0 temse IC VCCRC RE Este ponto de cruzamento com o eixo das tensões é chamado de Ponto de Saturação pois está dentro da região de saturação do transistor O cruzamento da Reta de Carga com a curva de IB valor definido pela Malha I estabelece o Ponto de Operação ou Ponto Quiescente Q Q 0 pI V V de Corte Ponto C CC CE mA IC V VCE 0 pV R R V I de Saturação Ponto CE E C CC C IB IE IC VCE VBE VCC VBB RC RB RE I II I Malha de Entrada II Malha de Saída 74 Transistores Bipolares Polarização Ponto de operação ou Ponto quiescente ou Ponto Q Reta de Carga Exemplo com outro circuito de polarização Saturação Corte Análise dos circuitos de polarização 76 Polarização Fixa ou Polarização da Base A corrente de Coletor é diretamente proporcional à corrente de Base através de DC Isto significa que todas as variações impostas pela dispersão e pela temperatura sobre este parâmetro serão transferidas para IC e por consequência para VCE Este circuito representa na maioria das vezes uma escolha não adequada para a polarização do transistor quando o objetivo é a sua atuação como amplificador É usado entretanto quando o transistor bipolar está atuando como chave VCC também atua como VBB IB IE IC VCE VBE VCC RC RB 77 Polarização Fixa ou Polarização da Base 78 Polarização Estabilizada do Emissor ou Polarização por Realimentação do Emissor A corrente de Coletor não depende diretamente de DC Analisando a equação para IC podese em uma primeira análise julgar que se RE RBhFE o circuito conseguiria minimizar de forma efetiva as variações impostas pela temperatura e pela dispersão A tensão VCC também faz o papel de VBB IB IE IC VCE VBE VCC RC RB RE VRC VRE VRB 79 Polarização Estabilizada do Emissor ou Polarização por Realimentação do Emissor simulação Estimativa 80 Polarização Estabilizada do Emissor Projeto RE IB IC IE RC RB VCC 50 40 10 VB BQ B CC B E B FEtyp CQ BQ E C CQ E E CQ EQ CC RC CC E CC CEQ I V V R 07V V V h I I 4R R I V R I I 04V V 01V V 05V V A partir da folha de dados é possível extrair um ponto de polarização recomendado pelo fabricante Em uma primeira aproximação posicionar o ponto quiescente no centro da reta de carga significa que VCE representa 50 da tensão de alimentação VCC Os outros 50 serão divididos entre RE e RC Como RC é determinante para o ganho de alguns amplificadores recomendase que ele tenha um valor mais elevado ficando assim com 40 da tensão de alimentação O hFE a ser usado é o valor típico valor mais provável em uma distribuição estatística Caso não seja fornecido uma boa aproximação é tomar a média geométrica entre os valores mínimo e máximo Calcular todos os resistores e somente depois adotar os valores comerciais mais adequados 81 IB IE IC VCE VBE VCC RC RB IC IB IE VRB VRC Polarização por Realimentação do Coletor Neste circuito a tensão VBB é dada por VCCIERC A corrente de coletor fica menos dependente do parâmetro DC Contudo são válidas as mesmas observações quanto a relação entre RC e RBhFE ou seja não se consegue maximizar a diferença entre eles sem saturar o transistor Uma vantagem deste circuito é a simplicidade FE B C BE CC C B C FE BE CC FE C B C FE BE CC B C FE B B BE CC C E B B BE CC BE B B C E CC h R R V V I R 1 R h V V h I R 1 R h V V I 1 R h R I V V I R I R V V V I R I R V I Malha C CC C CE C CE C C CC CE C DC C CC CE C E CC R V R V I V I R V V R α I V V I R V II Malha 82 Polarização por Realimentação do Coletor Projeto Novamente temse o ponto de operação centrado na reta de carga DC VB VBE IB IE IE RC RB 50 50 VCC BQ B CEQ B BE B FEtyp CQ BQ CQ RC C CQ EQ CC RC CC CEQ I V V R 07V V V h I I I V R I I 05V V 05V V 83 RTH R1 R2 VCC 0V Polarização Universal ou por Divisor de Tensão IB IE IC VCE VBE VCC RC R1 R2 VRE VRC RE Thévenin A B O primeiro passo para analisar este circuito de polarização é visualizar a aplicação do teorema de Thévenin entre os pontos A e B A partir da fonte VCC temse um divisor resistivo e a tensão equivalente VTH será a tensão sobre o resistor R2 A resistência equivalente será o paralelo entre R1 e R2 2 1 2 CC TH R R R V V 2 1 2 1 2 1 TH R R R R R R R VTH R1 R2 VCC 84 Polarização Universal ou por Divisor de Tensão Para este circuito é possível uma solução que faz com que a corrente de coletor se torne muito pouco sensível em relação ao parâmetro hFE Para tanto basta fazer RTHhFE muito menor que RE Resta avaliar o quanto menor IB IE VCE VBE VCC RC RTH IC VTH RE FE TH E BE TH C TH E FE BE TH FE C TH E FE BE TH B E FE TH B BE TH E E TH B BE CC E E BE TH B TH h R R V V I R 1 R h V V h I R 1 R h V V I 1 R h R I V V I R I R V V I R V I R V I Malha E C CC E C CE C CE E C C CC C C CE E DC C CC C C CE E E CC R R V R R V I V R R I V I R V R α I V I R V I R V II Malha 85 Polarização Universal Polarizações Firme e Rígida Diminuir o valor de RTH representa uma solução viável pois diferentemente dos outros casos RTH é o paralelo entre dois resistores e ao mesmo tempo é possível modificar o valor de VTH para manter IB constante Assim esta configuração de polarização revelase uma das mais eficientes tanto que é chamada em algumas literaturas de Polarização Independente de Beta Os limites de diminuição de RTH em face de RE são classificados como Polarização Firme As variações no entorno do ponto de operação ficam restritas a um percentual de erro de aproximadamente 10 Polarização Rígida As variações no entorno do ponto de operação ficam restritas a um percentual de erro de aproximadamente 1 86 Polarização Universal Polarizações Firme e Rígida FEMIN E TH E FEMIN TH 01R h R 01R h R FEMIN E TH E FEMIN TH 001R h R 001R h R Para garantir os percentuais de erro de 10 e 1 aconselhase o uso do hFEMIN Em termos de projeto usar a condição de igualdade nas relações acima para não induzir o uso de resistores muito pequenos ou seja troque o símbolo de menor por igual Polarização Universal Firme Polarização Universal Rígida 87 Polarização Universal Análise Aproximada Se o circuito de polarização foi projetado segundo o critério rígido ou firme é possível analisálo de uma forma aproximada Diminuir o valor de RTHhFE relativamente à RE significa dizer que a queda de tensão sobre o resistor RTH é muito menor 10 vezes ou 100 vezes que a queda de tensão sobre RE Assim a tensão VTH aparece praticamente em sua totalidade aplicada ao terminal da Base IB IE VCE VBE VCC RC IC VTH RE E BE TH C E R V V I I O uso da polarização rígida implica em menores valores para os resistores R1 e R2 Isto pode ser uma desvantagem se existir uma condição de contorno na aplicação que limita o consumo de potência As polarizações firme e rígida representam limites inferiores e na prática o projetista pode optar outras soluções que estabeleçam relações acima de 10 de porcentagem de erro Contudo devese ter em mente que a estabilidade da corrente de coletor é a grande vantagem desta topologia de polarização O preço a ser pago está na maior quantidade de resistores 88 Polarização Universal Critério para Projeto FEMIN E 2 1 2 1 TH FEMIN E 2 1 2 1 TH 2 1 2 CC E TH B E C CQ E E CQ EQ CC RC CC E CC CEQ 001R h R R R R R ou 01R h R R R R R R R R V 07V V V V 4R R I V R I I 04V V 01V V 05V V VBE RE IB IC IE RC R1 R2 50 40 10 VB VCC Ponto de operação centrado na reta de carga DC e as mesmas considerações de distribuição das tensões 89 Projetar um circuito de polarização firme para transistor BC548 Em seguida reprojetar para a polarização rígida Observar que este reprojeto é muito simples uma vez que basta dividir os resistores R1 e R2 calculados para a polarização firme por 10 Do datasheet do BC548 VCE5V IC2mA T250C e hFEMIN110 Polarização Universal Exemplo 6627Ω R2 5500 1 017 R2 R2 5500 R2 017 32352 R2 32352Ω R1 5500 017R1 5500Ω 01500110 01R h R R R R R 017 R R R 17V R R 10VR R R R V 07V V V V 2000Ω 4R R 500Ω 2mA 1V I V R 10V V 05V 5V V FEMIN E 2 1 2 1 TH 2 1 2 2 1 2 2 1 2 CC E TH B E C CQ E E CC CC CEQ Valores comerciais 5 RE510 RC2K R133K e R26K8 Neste exemplo utilizouse o valor de VCEQ do datasheet e a corrente indicada pelo fabricante para esse valor sendo o valor de VCC ajustado pela regra de distribuição das tensões o que nem sempre é possível No caso de partir de um valor imposto de VCC e estimar a corrente IC talvez ocorra a necessidade refazer cálculos ou caracterizar o transistor 90 Polarização Universal Projeto Firme ICQ19mA VCEQ52V Rígida ICQ2mA VCEQ5V