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Engenharia em Sistemas Digitais ·
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Prof Pedro Cardozo Júnior Eletrônica Industrial 05c Polarização CC Transistores Bipolares de Junção BJT Bipolar Junction Transistor II Configuração de Polarização por Divisor de Tensão β é sensível à temperatura principalmente em transistores de silício e o valor exato de β não é bem definido Nesse caso desenvolvese um circuito de polarização independente de beta do transistor Figura 1 Figura 1 O ponto Q é definido por um valor fixo de ICQ e VCEQ Figura 2 Figura 2 Análise exata Para a análise CC o circuito da Figura 1 pode ser redesenhado como mostra a Figura 3a A entrada do circuito pode ser redesenhada como mostra a Figura 3b para análise CC Figura 3 a b O circuito equivalente de Thévenin para o circuito à esquerda do terminal da base pode ser determinado do seguinte modo Resistência Thévenin Fonte de tensão Thévenin Aplicando a regra do divisor de tensão O circuito equivalente Thévenin IBQ pode ser determinada pela aplicação da LKT Sabendo que 0 1 E B BE Th B Th R I V R I E β Têmse E Th B BE Th E B Th B BE Th R R I V E R I R I V E 1 1 β β Uma vez que IB é conhecido as quantidades restantes do circuito podem ser determinadas do mesmo modo que para a configuração de polarização do emissor Malha coletoremissor Aplicandose a LKT na malha coletoremissor têmse Adotando 0 CC C C CE E C V R I V R I Exercício 1 Determinar a tensão de polarização CC VCE e a corrente IC para a configuração com divisor de tensão da Figura a seguir Exercício 2 Repetir a análise do exercício 1 com um β reduzido à 50 Saturação do transistor O circuito de saída coletoremissor para a configuração com divisor de tensão tem a mesma aparência do circuito com polarização de emissor Análise por reta de carga As interseções para a reta de carga da configuração com divisor de tensão são semelhantes ao circuito de saída da configuração com polarização de emissor Sabendo que Fazendo VCE 0V Fazendo IC 0A Configuração com Realimentação de Coletor A introdução de uma realimentação de coletor para a base melhora a estabilidade do circuito Figura 4 Apesar de o ponto Q não ser totalmente independente de β a sensibilidade a variações de β ou da temperatura costuma ser menor do que em configurações com divisor de tensão e emissor polarizado Figura 4 Malha baseemissor A Figura 5 mostra a malha baseemissor para a configuração com realimentação de tensão Aplicar a LKT ao longo da malha indicada resulta em Onde por LKC Como os valores de IC e IC são muito maiores que o valor usual de IB a aproximação IC IC pode ser empregada Sabendo que B C I I β Sabendo também que na região ativa Podese substituir IC IC βIB e IE IC resultando em Figura 5 Malha coletoremissor Aplicando a LKT ao longo da malha indicada Sabendo que IC IC e IE IC 0 CC C C CE E C V R I V R I Mesmo resultado obtido para as configurações de polarização do emissor e polarização por divisor de tensão Exercício 3 Determinar os valores quiescentes de ICQ e VCEQ para o circuito a seguir Condições de saturação A aproximação IC IC determina que a equação para ICsat seja a mesma obtida para as configurações com divisor de tensão e polarização do emissor Análise por reta de carga A aproximação IC IC também determina que a reta de carga seja a mesma das configurações com divisor de tensão e polarização do emissor O valor de IBQ será definido pela configuração de polarização escolhida Sabendo que Quando VCE 0V Quando IC 0A Exercício 4 Dados o circuito da Figura a seguir e as curvas características do TBJ a Traçar a reta de carga para o circuito sobre as curvas características b Determinar o beta CC na região central das curvas características Definir o ponto escolhido como o ponto Q c Usando o beta CC calculado no item b encontrar o valor CC de IB d Determinar ICQ e VCEQ Configuração Seguidor de Emissor Examinando uma configuração na qual a tensão de saída é retirada do terminal emissor Figura 6a Qualquer uma das configurações já descritas pode ser usada desde que haja um resistor no ramo emissor O equivalente CC do circuito aparece na Figura 6b a Figura 6 b Aplicando a LKT Sabendo que Têmse Portanto Para o circuito de saída 0 CE E E EE V R I V Exercício 5 Determinar VCEQ e IEQ no circuito da Figura a seguir Configuração BaseComum O sinal aplicado é ligado ao terminal emissor e a base está no potencial do terra ou próximo do terra Comumente usada no domínio CA porque tem uma impedância de entrada muito baixa uma impedância de saída alta e um bom ganho Uma típica configuração basecomum aparece na Figura 7a Observar que duas fontes são usadas nessa configuração e que a base é o terminal comum entre o emissor de entrada e o coletor de saída O equivalente CC da entrada da Figura 7a aparece na Figura 7b a Figura 7 b Aplicando a LKT Aplicando a LKT à malha externa do circuito da Figura 7 Resolvendose para VCE Sabendo que Figura 9 A tensão de VCB da Figura 9 pode ser determinada por LKT à malha de saída Exercício 6 Determine as correntes IE e IB e as tensões VCE e VCB para a configuração base comum da Figura a seguir Exercício 7 Para o circuito da Figura a seguir a Determine ICQ e VCEQ b Determine VB VC VE e VBC
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Prof Pedro Cardozo Júnior Eletrônica Industrial 05c Polarização CC Transistores Bipolares de Junção BJT Bipolar Junction Transistor II Configuração de Polarização por Divisor de Tensão β é sensível à temperatura principalmente em transistores de silício e o valor exato de β não é bem definido Nesse caso desenvolvese um circuito de polarização independente de beta do transistor Figura 1 Figura 1 O ponto Q é definido por um valor fixo de ICQ e VCEQ Figura 2 Figura 2 Análise exata Para a análise CC o circuito da Figura 1 pode ser redesenhado como mostra a Figura 3a A entrada do circuito pode ser redesenhada como mostra a Figura 3b para análise CC Figura 3 a b O circuito equivalente de Thévenin para o circuito à esquerda do terminal da base pode ser determinado do seguinte modo Resistência Thévenin Fonte de tensão Thévenin Aplicando a regra do divisor de tensão O circuito equivalente Thévenin IBQ pode ser determinada pela aplicação da LKT Sabendo que 0 1 E B BE Th B Th R I V R I E β Têmse E Th B BE Th E B Th B BE Th R R I V E R I R I V E 1 1 β β Uma vez que IB é conhecido as quantidades restantes do circuito podem ser determinadas do mesmo modo que para a configuração de polarização do emissor Malha coletoremissor Aplicandose a LKT na malha coletoremissor têmse Adotando 0 CC C C CE E C V R I V R I Exercício 1 Determinar a tensão de polarização CC VCE e a corrente IC para a configuração com divisor de tensão da Figura a seguir Exercício 2 Repetir a análise do exercício 1 com um β reduzido à 50 Saturação do transistor O circuito de saída coletoremissor para a configuração com divisor de tensão tem a mesma aparência do circuito com polarização de emissor Análise por reta de carga As interseções para a reta de carga da configuração com divisor de tensão são semelhantes ao circuito de saída da configuração com polarização de emissor Sabendo que Fazendo VCE 0V Fazendo IC 0A Configuração com Realimentação de Coletor A introdução de uma realimentação de coletor para a base melhora a estabilidade do circuito Figura 4 Apesar de o ponto Q não ser totalmente independente de β a sensibilidade a variações de β ou da temperatura costuma ser menor do que em configurações com divisor de tensão e emissor polarizado Figura 4 Malha baseemissor A Figura 5 mostra a malha baseemissor para a configuração com realimentação de tensão Aplicar a LKT ao longo da malha indicada resulta em Onde por LKC Como os valores de IC e IC são muito maiores que o valor usual de IB a aproximação IC IC pode ser empregada Sabendo que B C I I β Sabendo também que na região ativa Podese substituir IC IC βIB e IE IC resultando em Figura 5 Malha coletoremissor Aplicando a LKT ao longo da malha indicada Sabendo que IC IC e IE IC 0 CC C C CE E C V R I V R I Mesmo resultado obtido para as configurações de polarização do emissor e polarização por divisor de tensão Exercício 3 Determinar os valores quiescentes de ICQ e VCEQ para o circuito a seguir Condições de saturação A aproximação IC IC determina que a equação para ICsat seja a mesma obtida para as configurações com divisor de tensão e polarização do emissor Análise por reta de carga A aproximação IC IC também determina que a reta de carga seja a mesma das configurações com divisor de tensão e polarização do emissor O valor de IBQ será definido pela configuração de polarização escolhida Sabendo que Quando VCE 0V Quando IC 0A Exercício 4 Dados o circuito da Figura a seguir e as curvas características do TBJ a Traçar a reta de carga para o circuito sobre as curvas características b Determinar o beta CC na região central das curvas características Definir o ponto escolhido como o ponto Q c Usando o beta CC calculado no item b encontrar o valor CC de IB d Determinar ICQ e VCEQ Configuração Seguidor de Emissor Examinando uma configuração na qual a tensão de saída é retirada do terminal emissor Figura 6a Qualquer uma das configurações já descritas pode ser usada desde que haja um resistor no ramo emissor O equivalente CC do circuito aparece na Figura 6b a Figura 6 b Aplicando a LKT Sabendo que Têmse Portanto Para o circuito de saída 0 CE E E EE V R I V Exercício 5 Determinar VCEQ e IEQ no circuito da Figura a seguir Configuração BaseComum O sinal aplicado é ligado ao terminal emissor e a base está no potencial do terra ou próximo do terra Comumente usada no domínio CA porque tem uma impedância de entrada muito baixa uma impedância de saída alta e um bom ganho Uma típica configuração basecomum aparece na Figura 7a Observar que duas fontes são usadas nessa configuração e que a base é o terminal comum entre o emissor de entrada e o coletor de saída O equivalente CC da entrada da Figura 7a aparece na Figura 7b a Figura 7 b Aplicando a LKT Aplicando a LKT à malha externa do circuito da Figura 7 Resolvendose para VCE Sabendo que Figura 9 A tensão de VCB da Figura 9 pode ser determinada por LKT à malha de saída Exercício 6 Determine as correntes IE e IB e as tensões VCE e VCB para a configuração base comum da Figura a seguir Exercício 7 Para o circuito da Figura a seguir a Determine ICQ e VCEQ b Determine VB VC VE e VBC