Transistor Bipolar de Junção TBJ – Parte I

Apresentação em tema: "Transistor Bipolar de Junção TBJ – Parte I"— Transcrição da apresentação:

1 Transistor Bipolar de Junção TBJ – Parte I
Jadsonlee da Silva Sá

2 Materiais Semicondutores Silício
Introdução - Junção PN Materiais Semicondutores Silício Anodo Catodo

3 Introdução - TBJ Transistor TBJ  Formado por duas junções PN.
Possui três regiões semicondutoras: emissor, base e coletor. Existem dois tipos de TBJ: NPN e PNP. Tipo NPN Tipo PNP

4 Introdução - TBJ Dependendo da polarização de cada junção (direta ou reversa) obtém-se diferentes modos de operação. Modo JEB JCB Aplicação Ativo Direta Reversa Amplificador Corte Chaveamento Saturação Ativo reverso ---

5 TBJ – Modo Ativo JEB - Direta e JCB - Reversa. Corrente do Coletor
Corrente do Emissor Corrente da Base

6 TBJ NPN – Modo Ativo Corrente do coletor. Corrente da base.
Corrente de emissor. β – 50 a (hFE) Ganho de corrente de emissor comum

7 TBJ NPN – Modo Ativo Das Eqs. (2) e (3) e depois de (1), obtemos:

8 TBJ NPN – Modo Ativo A Eq. (4) pode ser expressa por (6):
α  1 - (hFB) Ganho de corrente em base comum.

9 TBJ NPN – Modo Ativo Em resumo.
A tensão de polarização direta vBE faz com que uma corrente iC (exponencial) flua pelo terminal do coletor. iC é “independente” de vC, enquanto que JCB estiver reversamente polarizada (vCB ≥ 0). No modo ativo, o coletor se comporta como uma fonte de corrente ideal, onde iC é determinada por vBE. iB é muito menor que iC, então, iE ≈ iC.

10 TBJ NPN – Modo Ativo Representação do modelo de operação – Modo ativo.

11 TBJ NPN – Modo Ativo E o TBJ PNP? Na prática.
JCB – Reversa  vCB ≥ -0,4. JBE – Direta  vBE entre 0,6 e 0,8 V. E o TBJ PNP? JCB – Reversa  vBC ≥ -0,4 V. JBE – Direta  vEB entre 0,6 e 0,8 V.

12 Relações i-v para o TBJ – Modo Ativo

13 Exercícios 1. Considere um transistor npn com vBE = 0,7 V e iC = 1 mA. Calcule vBE para iC = 0,1 mA e 10 mA. (0,64 V; 0,76 V) 2. Um transistor foi especificado para ter β com valores na faixa de 50 a 150. Encontre a faixa de valores de α. (0,980 a 0,993) 3. Medições em um TBJ npn mostram que iB = 14,46 uA, iE = 1,460 mA e vBE = 0,7 V. Calcule α, β e IS. (0,99; 100; 10-15A) 4. Calcule o valor de β para dois transistores que possuem α = 0,99 e 0,98. Para correntes de coletor de 10 mA, calcule iB para cada transistor. (99; 49; 0,1 mA; 0,2 mA)

14 Exercícios 5. No circuito abaixo, a tensão no emissor foi medida como -0,7 V. Se β = 50, calcule IE, IB, IC e VC. 0,93 mA; 18,2 uA; 0,91 mA; 5,45 V.

15 Exercícios 6. No circuito abaixo, medições indicam VB = 1,0 V e VE = 1,7 V. Quais são os valores de α e β para esse transistor? Calcule VC. 0,994; 165; -1,75 V.

16 Características do TBJ
Característica iC-vBE TBJ NPN. As características iE-vBE e iB-vBE são idênticas, mas com fatores de escalas diferentes, IS/α (iE) e IS/β (iB). Idêntica a do diodo, exceto que temos n = 1.

17 Características do TBJ
A tensão na junção EB diminui cerca de 2 mV para cada 1 °C de aumento na temperatura, considerando que a corrente é constante.

18 Características Base Comum
Forma de descrever a operação de um TBJ é traçar a curva iC-vCB para vários valores de corrente. Podemos utilizar essa curva para verificar o modo saturação (JEB e JCB - direta). Retas não são horizontais – iC depende um pouco de vC.

19 Característica emissor comum.
Efeito Early Vimos que na região ativa, iC depende levemente de vC. Outra forma de perceber tal comportamento. Para vCE baixos, vC-vB < - 0,4, JCB fica diretam. polariz. Configuração emissor comum Para vBE, se vCE cresce, IS aumenta e iC aumenta proporcionalmente – Efeito Early. vCE = -VA (entre 50 e 100V) – Tensão de Early. Característica emissor comum.