Resumo de Cálculos com Transistor NPN: Nomenclatura e Definições

Resumo de cálculos com transistor NPN Nomenclatura e definições VCC tensão no coletor VCE tensão entre coletor e emissor VBE tensão entre base e emissor diodo VBB tensão na base Rc resistor do coletor Re resistor do emissor Rb resistor da base ic corrente do coletor ie corrente do emissor ib corrente da base Reta de carga Ic sat é o ponto em que a corrente do coletor chega ao máximo depende de cada circuito É um dos primeiros cálculos a ser feito com circuito que tiver um transistor ele irá definir o valor máximo de corrente do coletor para aquele circuito ao efetuar os demais cálculos e verificar que o valor de ic ultrapassa este significa que o transistor está em saturação Vcc corte é quando a corrente emissorcoletor está em zero depende de cada circuito Normalmente é o próprio VCC que alimenta o coletor Ponto de operação é o ponto em que o transistor está trabalhando no circuito dentro da normalidade Depende de cada circuito 1 Dados e fórmulas básicas VBE 07 V ie ib ic ic βib ib depende do circuito β normalmente informado importante quando o β for 100 considerase ic ie Estes dados e fórmulas são muito importantes pois os cálculos dependem deles Para facilitar a seguir serão mostrados exemplos de circuitos com transistores Cada um deles pode ser aplicado uma fórmula para facilitar e reduzir os cálculos apesar que todo circuito com transistor pode ser calculado aplicandose a lei das malhas Circuitos e suas fórmulas Cada formato de circuito abaixo terá sua reta de carga com as fórmulas para cálculo de cada ponto da reta Obs nas fórmulas está sendo considerado β 100 caso um circuito informe que o beta é menor devese fazer os cálculos usando a lei das malhas Circuito 1 2 Circuito 2 Circuito 3 Obs Neste caso VccVbb 3 Circuito 4 ou Obs Neste caso VccVbb Circuito 5 4 Circuito 6 Aplicase Thèvenin para reduzir o circuito Circuito está saturado E agora como fazer os cálculos Para saber se o circuito está saturado primeiramente calculase o ic sat logo após o ic de operação O ic sat irá mostrar qual o valor máximo de corrente para aquele circuito O ic de operação segundo ponto na reta ic irá mostrar qual a corrente em que o coletor está trabalhando naquele circuito se o ic de operação ultrapassar o valor calculado de ic sat o circuito está saturado Quando isto ocorre o β diminui muito quase deixando de ter função então neste caso não se pode utilizálo nos cálculos eles terão que ser feitos utilizandose da propriedade matemática da substituição Abaixo está um exemplo de um circuito saturado Os cálculos que identificaram a saturação e os demais cálculos matemáticos sem o β 5 Para os primeiros cálculos utilizaremos as fórmulas do circuito 1 Assim teremos os pontos da reta de carga e identificaremos se o circuito está saturado Vcc corte Vcc então 10V Ic sat Vcc Rc Re então 10 2K 5mA Reta de carga Cálculo de ib Cálculo de ic Ib Vbb Vbe Rb Re β1 Ic βib Ib 6 07 1K 1K 1001 Ic 10051μA Ib 53 1K101k Ic51mA saturação ic ultrapassou ic sat Ib 53 102k 51μA Neste caso iremos utilizar a Segunda lei de Kirchhoff lei das malhas para verificar os valores das correntes ib ic ie e das tensões Vb Ve Vc e VCE Vamos utilizar a propriedade da substituição e não iremos considerar o β Observação importante o VCE na saturação é muito próximo de zero portanto caso não seja informado o valor de VCE na saturação vce sat considerase zero Malha da base Malha do coletor 6 1Kib Vbe 1Kie 0 10 1Kic VCE 1kie 0 6 1kib 07 1K ie 0 10 1Kic 0 1Kie 0 1Kib 1Kie 53 1Kic 1Kie 10 Chegamos a duas equações e três incógnitas Sabendo que ieicib podemos reescrever a fórmula para icieib e substituíla na equação do coletor de modo que tenhamos duas equações e duas incógnitas A equação fica 1Kieib 1Kie 10 1Kie 1Kib 1Kie 10 2Kie 1Kib 10 6 Agora temos as seguintes equações 1Kib 1Kie 53 1Kib 2Kie 10 Somandoas temos 1Kib 1Kie 53 1Kib 2Kie 10 3Kie 153 ie 153 51mA 3K substituindo o valor encontrado de ie nas equações temos 1Kib 1K x 51 53 1Kib 53 51 ib 02 02μA 1K e 1Kic 1Kie 10 1Kic 1K x 51 10 1K ic 10 51 ic 49 49mA 1K Cálculo das tensões Ve Re Ie Ve 1K 51 Ve 51V Vb Ve Vbe Vb 51 07 Vb 58 V Vc Ve VCE Vc 51 0 Vc 51V Assim chegamos ao fim de um resumo sobre cálculos com transistores NPN Este é apenas uma parte sobre transistores muito se poderia falar sobre e muitas outras análises também devem ser feitas em circuitos que contenham este semicondutor O intuito deste resumo foi auxiliar em cálculos rápidos com transistores ou pelo menos uma ideia de onde começar Referencia bibliográfica utilizada Apostila Transistores Prof Pedro Armando da Silva Jr IFSC 7