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Ciência da Computação ·
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Prof MSc Álvaro Prado UNIDADE II Tópicos de Atuação Profissional Conhecendo os transistores os seus tipos e as suas aplicações Polarização do transistor Simulações no Tinkercad Agenda Os transistores do inglês Transfer Resistor são um dos componentes ativos mais utilizados na atualidade Dizemos componentes ativos porque eles possuem a capacidade de modificar os sinais de forma efetiva necessitando para isso de uma fonte de alimentação externa Os transistores Fonte semiconductormuseumcom Transistores que lidam com os pequenos sinais tensões e correntes baixas são denominados de baixa potência Normalmente possuem um encapsulamento plástico ou metálico mas de pequenas dimensões e sem as facilidades para dissipar o calor Transistores de baixa potência Fonte semiconductormuseumcom Transistores para os grandes sinais as altas tensões e as correntes são denominados de alta potência Podem possuir o seu encapsulamento inteiro de metal ou mesmo de plástico mas com aletas metálicas para a conexão térmica aos dissipadores de calor uma vez que aquecem muito Transistores de alta potência Fonte semiconductormuseumcom Em seu interior os transistores possuem duas junções semicondutoras de germânio ou de silício que à semelhança dos diodos possuem polaridades diferentes Por esse motivo são chamados de transistores bipolares São as interações entre os elétrons nessas junções que provocam o efeito de transferência de resistência Estrutura interna Fonte autoria própria Todos os transistores bipolares possuem três terminais a saber base emissor e coletor Devemos observar uma conexão correta desses terminais sempre de forma a obter um correto funcionamento e evitar os danos ao componente e ao circuito Pinagem Fonte autoria própria Por serem construídos unindose três camadas semicondutoras com as polaridades diferentes os transistores podem ser encontrados em duas polaridades NPN e PNP Em ambos os casos o funcionamento e as características são iguais exceto pela polaridade que é invertida Polaridade Nos transistores NPN o coletor e o emissor possuem o silício tipo N enquanto a base tipo P Na simbologia eles são representados com a seta do emissor voltada para fora Polaridade NPN Fonte autoria própria Nos transistores PNP o coletor e o emissor possuem o silício tipo P enquanto a base tipo N Na simbologia eles são representados com a seta do emissor voltada para dentro Polaridade PNP Fonte autoria própria Despolarizado um transistor apresenta duas junções que à semelhança de um diodo precisa de uma tensão para conduzir O Efeito Transistor ocorre quando temos uma das junções diretamente polarizada e a outra inversamente polarizada Polarização do transistor Na figura a seguir temos a junção J1 baseemissor de um transistor NPN diretamente polarizada conduzindo A junção J2 coletoremissor se encontra reversamente polarizada mas ainda assim conduzindo Efeito Transistor Tal fenômeno apenas acontece enquanto a junção J1 estiver diretamente polarizada Dizemos assim que o transistor está saturado Polarização do transistor Fonte autoria própria Caso a bateria que polariza a junção J1 for desligada a junção J2 também irá parar de conduzir por mais que a bateria conectada a ela ainda esteja lá Dizemos sob essas condições que o transistor está cortado Polarização do transistor Fonte autoria própria A corrente que flui entre a base e o emissor é chamada de corrente baseemissor ou Ibe Já a corrente que flui entre o coletor e o emissor chamamos de corrente coletoremissor ou Ice A corrente presente no emissor é uma somatória da Ibe e da Ice e é chamada de corrente de emissor ou Ie Polarização do transistor Fonte autoria própria A corrente entre o coletor e o emissor sempre será maior do que a entre a base e o emissor A proporção entre elas obtida pela divisão da Ice pela Ibe é chamada de ganho ou β O ganho varia entre os diversos tipos de transistores e garante a sua empregabilidade em circuitos de amplificação Amplificação e ganho Fonte autoria própria Com as propriedades de saturaçãocorte do transistor é possível utilizálo como uma chave eletrônica No caso a chave aberta impede que a corrente baseemissor flua via resistor limitador de 10 K mantendo o transistor cortado e o LED apagado O transistor como interruptor Fonte autoria própria Com a chave fechada estabelecese a corrente entre a base e o emissor forçando a condução na junção do coletor o que faz com que o transistor saturese e o LED ligado ao seu coletor acenda O transistor como interruptor Fonte autoria própria Um experimento clássico pode ser feito com a configuração apresentada A chave é substituída por um par de contatos metálicos e o valor do resistor de base diminuído para 1 K permitindo maior passagem de corrente O transistor deve ter preferencialmente um ganho alto acima de 300 Aproveitando o ganho do transistor Fonte autoria própria Ao ser colocado um dedo sobre os contatos uma diminuta corrente irá passar por ele mas já suficiente para atacar a base do transistor Devido ao ganho essa corrente manifestarseá com muito mais intensidade no coletor permitindo que o LED acenda normalmente Aproveitando o ganho do transistor Fonte autoria própria Para que o efeito de transferência de resistência possa ocorrer o transistor deve estar a Com ambas as junções diretamente polarizadas b Com ambas as junções reversamente polarizadas c Com uma junção diretamente polarizada e a outra reversamente polarizada d Com apenas uma junção diretamente polarizada e Com apenas uma junção reversamente polarizada Interatividade Para que o efeito de transferência de resistência possa ocorrer o transistor deve estar a Com ambas as junções diretamente polarizadas b Com ambas as junções reversamente polarizadas c Com uma junção diretamente polarizada e a outra reversamente polarizada d Com apenas uma junção diretamente polarizada e Com apenas uma junção reversamente polarizada Resposta Para criar um projeto clique em Criar novo Circuito Simulando com os transistores Fonte tinkercadcom Da paleta de componentes insira uma bateria de 9 V e um transistor NPN Orienteo conforme a imagem a seguir Simulando com os transistores Fonte tinkercadcom Também vamos inserir um LED e um resistor para o coletor do transistor Defina o seu valor para 10 KΩ Simulando com os transistores Fonte tinkercadcom Vamos às ligações do positivo da bateria leve um fio ao resistor de 1 KΩ e dele outro fio ao ânodo do LED Do seu cátodo leve um fio ao coletor do transistor e do emissor deste outro fio ao negativo da bateria Simulando com os transistores Fonte tinkercadcom A seguir insira da paleta um botão e mais um resistor Defina o seu valor para 10 KΩ Simulando com os transistores Fonte tinkercadcom Do positivo da bateria traga um fio ao terminal 1 do botão e do terminal 2 deste ao resistor O outro lado do resistor vai à base do transistor Simulando com os transistores Fonte tinkercadcom Ao iniciar a simulação note que o LED praticamente não acende Como não há uma corrente circulante na base também não há no coletor mantendo o transistor cortado e o LED apagado Simulando com os transistores Fonte tinkercadcom Ao iniciar a simulação note que o LED praticamente não acende Como não há uma corrente circulante na base também não há no coletor mantendo o transistor cortado e o LED apagado Simulando com os transistores O diminuto brilho do LED dáse pelas FUGAS naturais do silício utilizado no transistor não há como fugir disso Fonte tinkercadcom Ao se premir o botão estabelecese uma corrente circulante na base e consequentemente no coletor saturando o transistor e acendendo o LED com um brilho total Simulando com os transistores Botão premido LED aceso Fonte tinkercadcom Note que o valor do resistor de base pode ser subido até acima de 10 MΩ dez milhões de Ohms que ao ser premida a chave o LED ainda deverá acender com um brilho decente Isso devese ao GANHO do transistor que amplifica a fraca corrente de base a um nível que consegue ser suficiente para acionar o LED no coletor Simulando com os transistores Para o último circuito apresentado considere desconectar o terminal do resistor ligado à chave e conectálo permanentemente ao negativo Qual será o comportamento do mesmo a O LED ficará permanentemente apagado b O LED ficará permanentemente aceso c O LED deverá acenderse brevemente e depois apagar d O LED deverá apagarse brevemente e depois acender e É impossível determinar qual será o comportamento do circuito Interatividade Para o último circuito apresentado considere desconectar o terminal do resistor ligado à chave e conectálo permanentemente ao negativo Qual será o comportamento do mesmo a O LED ficará permanentemente apagado b O LED ficará permanentemente aceso c O LED deverá acenderse brevemente e depois apagar d O LED deverá apagarse brevemente e depois acender e É impossível determinar qual será o comportamento do circuito Resposta
Envie sua pergunta para a IA e receba a resposta na hora
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Prof MSc Álvaro Prado UNIDADE II Tópicos de Atuação Profissional Conhecendo os transistores os seus tipos e as suas aplicações Polarização do transistor Simulações no Tinkercad Agenda Os transistores do inglês Transfer Resistor são um dos componentes ativos mais utilizados na atualidade Dizemos componentes ativos porque eles possuem a capacidade de modificar os sinais de forma efetiva necessitando para isso de uma fonte de alimentação externa Os transistores Fonte semiconductormuseumcom Transistores que lidam com os pequenos sinais tensões e correntes baixas são denominados de baixa potência Normalmente possuem um encapsulamento plástico ou metálico mas de pequenas dimensões e sem as facilidades para dissipar o calor Transistores de baixa potência Fonte semiconductormuseumcom Transistores para os grandes sinais as altas tensões e as correntes são denominados de alta potência Podem possuir o seu encapsulamento inteiro de metal ou mesmo de plástico mas com aletas metálicas para a conexão térmica aos dissipadores de calor uma vez que aquecem muito Transistores de alta potência Fonte semiconductormuseumcom Em seu interior os transistores possuem duas junções semicondutoras de germânio ou de silício que à semelhança dos diodos possuem polaridades diferentes Por esse motivo são chamados de transistores bipolares São as interações entre os elétrons nessas junções que provocam o efeito de transferência de resistência Estrutura interna Fonte autoria própria Todos os transistores bipolares possuem três terminais a saber base emissor e coletor Devemos observar uma conexão correta desses terminais sempre de forma a obter um correto funcionamento e evitar os danos ao componente e ao circuito Pinagem Fonte autoria própria Por serem construídos unindose três camadas semicondutoras com as polaridades diferentes os transistores podem ser encontrados em duas polaridades NPN e PNP Em ambos os casos o funcionamento e as características são iguais exceto pela polaridade que é invertida Polaridade Nos transistores NPN o coletor e o emissor possuem o silício tipo N enquanto a base tipo P Na simbologia eles são representados com a seta do emissor voltada para fora Polaridade NPN Fonte autoria própria Nos transistores PNP o coletor e o emissor possuem o silício tipo P enquanto a base tipo N Na simbologia eles são representados com a seta do emissor voltada para dentro Polaridade PNP Fonte autoria própria Despolarizado um transistor apresenta duas junções que à semelhança de um diodo precisa de uma tensão para conduzir O Efeito Transistor ocorre quando temos uma das junções diretamente polarizada e a outra inversamente polarizada Polarização do transistor Na figura a seguir temos a junção J1 baseemissor de um transistor NPN diretamente polarizada conduzindo A junção J2 coletoremissor se encontra reversamente polarizada mas ainda assim conduzindo Efeito Transistor Tal fenômeno apenas acontece enquanto a junção J1 estiver diretamente polarizada Dizemos assim que o transistor está saturado Polarização do transistor Fonte autoria própria Caso a bateria que polariza a junção J1 for desligada a junção J2 também irá parar de conduzir por mais que a bateria conectada a ela ainda esteja lá Dizemos sob essas condições que o transistor está cortado Polarização do transistor Fonte autoria própria A corrente que flui entre a base e o emissor é chamada de corrente baseemissor ou Ibe Já a corrente que flui entre o coletor e o emissor chamamos de corrente coletoremissor ou Ice A corrente presente no emissor é uma somatória da Ibe e da Ice e é chamada de corrente de emissor ou Ie Polarização do transistor Fonte autoria própria A corrente entre o coletor e o emissor sempre será maior do que a entre a base e o emissor A proporção entre elas obtida pela divisão da Ice pela Ibe é chamada de ganho ou β O ganho varia entre os diversos tipos de transistores e garante a sua empregabilidade em circuitos de amplificação Amplificação e ganho Fonte autoria própria Com as propriedades de saturaçãocorte do transistor é possível utilizálo como uma chave eletrônica No caso a chave aberta impede que a corrente baseemissor flua via resistor limitador de 10 K mantendo o transistor cortado e o LED apagado O transistor como interruptor Fonte autoria própria Com a chave fechada estabelecese a corrente entre a base e o emissor forçando a condução na junção do coletor o que faz com que o transistor saturese e o LED ligado ao seu coletor acenda O transistor como interruptor Fonte autoria própria Um experimento clássico pode ser feito com a configuração apresentada A chave é substituída por um par de contatos metálicos e o valor do resistor de base diminuído para 1 K permitindo maior passagem de corrente O transistor deve ter preferencialmente um ganho alto acima de 300 Aproveitando o ganho do transistor Fonte autoria própria Ao ser colocado um dedo sobre os contatos uma diminuta corrente irá passar por ele mas já suficiente para atacar a base do transistor Devido ao ganho essa corrente manifestarseá com muito mais intensidade no coletor permitindo que o LED acenda normalmente Aproveitando o ganho do transistor Fonte autoria própria Para que o efeito de transferência de resistência possa ocorrer o transistor deve estar a Com ambas as junções diretamente polarizadas b Com ambas as junções reversamente polarizadas c Com uma junção diretamente polarizada e a outra reversamente polarizada d Com apenas uma junção diretamente polarizada e Com apenas uma junção reversamente polarizada Interatividade Para que o efeito de transferência de resistência possa ocorrer o transistor deve estar a Com ambas as junções diretamente polarizadas b Com ambas as junções reversamente polarizadas c Com uma junção diretamente polarizada e a outra reversamente polarizada d Com apenas uma junção diretamente polarizada e Com apenas uma junção reversamente polarizada Resposta Para criar um projeto clique em Criar novo Circuito Simulando com os transistores Fonte tinkercadcom Da paleta de componentes insira uma bateria de 9 V e um transistor NPN Orienteo conforme a imagem a seguir Simulando com os transistores Fonte tinkercadcom Também vamos inserir um LED e um resistor para o coletor do transistor Defina o seu valor para 10 KΩ Simulando com os transistores Fonte tinkercadcom Vamos às ligações do positivo da bateria leve um fio ao resistor de 1 KΩ e dele outro fio ao ânodo do LED Do seu cátodo leve um fio ao coletor do transistor e do emissor deste outro fio ao negativo da bateria Simulando com os transistores Fonte tinkercadcom A seguir insira da paleta um botão e mais um resistor Defina o seu valor para 10 KΩ Simulando com os transistores Fonte tinkercadcom Do positivo da bateria traga um fio ao terminal 1 do botão e do terminal 2 deste ao resistor O outro lado do resistor vai à base do transistor Simulando com os transistores Fonte tinkercadcom Ao iniciar a simulação note que o LED praticamente não acende Como não há uma corrente circulante na base também não há no coletor mantendo o transistor cortado e o LED apagado Simulando com os transistores Fonte tinkercadcom Ao iniciar a simulação note que o LED praticamente não acende Como não há uma corrente circulante na base também não há no coletor mantendo o transistor cortado e o LED apagado Simulando com os transistores O diminuto brilho do LED dáse pelas FUGAS naturais do silício utilizado no transistor não há como fugir disso Fonte tinkercadcom Ao se premir o botão estabelecese uma corrente circulante na base e consequentemente no coletor saturando o transistor e acendendo o LED com um brilho total Simulando com os transistores Botão premido LED aceso Fonte tinkercadcom Note que o valor do resistor de base pode ser subido até acima de 10 MΩ dez milhões de Ohms que ao ser premida a chave o LED ainda deverá acender com um brilho decente Isso devese ao GANHO do transistor que amplifica a fraca corrente de base a um nível que consegue ser suficiente para acionar o LED no coletor Simulando com os transistores Para o último circuito apresentado considere desconectar o terminal do resistor ligado à chave e conectálo permanentemente ao negativo Qual será o comportamento do mesmo a O LED ficará permanentemente apagado b O LED ficará permanentemente aceso c O LED deverá acenderse brevemente e depois apagar d O LED deverá apagarse brevemente e depois acender e É impossível determinar qual será o comportamento do circuito Interatividade Para o último circuito apresentado considere desconectar o terminal do resistor ligado à chave e conectálo permanentemente ao negativo Qual será o comportamento do mesmo a O LED ficará permanentemente apagado b O LED ficará permanentemente aceso c O LED deverá acenderse brevemente e depois apagar d O LED deverá apagarse brevemente e depois acender e É impossível determinar qual será o comportamento do circuito Resposta