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Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP Transistor Bipolar de Junção TBJ – Parte I Jadsonlee.

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1 Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP Transistor Bipolar de Junção TBJ – Parte I Jadsonlee da Silva Sá

2 Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP Introdução - Junção PN AnodoCatodo Materiais Semicondutores Silício

3 Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP 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 Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP Introdução - TBJ Dependendo da polarização de cada junção (direta ou reversa) obtém-se diferentes modos de operação. ModoJEBJCBAplicação AtivoDiretaReversaAmplificador CorteReversa Chaveamento SaturaçãoDireta Chaveamento Ativo reversoReversaDireta---

5 Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP TBJ – Modo Ativo JEB - Direta e JCB - Reversa. Corrente do Coletor Corrente do Emissor Corrente da Base

6 Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP TBJ NPN – Modo Ativo Corrente do coletor. Corrente da base. Corrente de emissor. β – 50 a (h FE ) Ganho de corrente de emissor comum

7 Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP TBJ NPN – Modo Ativo Das Eqs. (2) e (3) e depois de (1), obtemos:

8 Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP TBJ NPN – Modo Ativo A Eq. (4) pode ser expressa por (6): α 1 - ( h FB ) Ganho de corrente em base comum.

9 Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP TBJ NPN – Modo Ativo Em resumo. A tensão de polarização direta v BE faz com que uma corrente i C (exponencial) flua pelo terminal do coletor. i C é independente de v C, enquanto que JCB estiver reversamente polarizada (v CB 0). No modo ativo, o coletor se comporta como uma fonte de corrente ideal, onde i C é determinada por v BE. i B é muito menor que i C, então, i E i C.

10 Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP TBJ NPN – Modo Ativo Representação do modelo de operação – Modo ativo.

11 Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP TBJ NPN – Modo Ativo Na prática. JCB – Reversa v CB -0,4. JBE – Direta v BE entre 0,6 e 0,8 V. E o TBJ PNP? JCB – Reversa v BC -0,4 V. JBE – Direta v EB entre 0,6 e 0,8 V.

12 Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP Relações i-v para o TBJ – Modo Ativo

13 Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP Exercícios 1. Considere um transistor npn com v BE = 0,7 V e i C = 1 mA. Calcule v BE para i C = 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 i B = 14,46 uA, i E = 1,460 mA e v BE = 0,7 V. Calcule α, β e I S. (0,99; 100; A) 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 i B para cada transistor. (99; 49; 0,1 mA; 0,2 mA)

14 Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP Exercícios 5. No circuito abaixo, a tensão no emissor foi medida como - 0,7 V. Se β = 50, calcule I E, I B, I C e V C. 0,93 mA; 18,2 uA; 0,91 mA; 5,45 V.

15 Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP Exercícios 6. No circuito abaixo, medições indicam V B = 1,0 V e V E = 1,7 V. Quais são os valores de α e β para esse transistor? Calcule V C. 0,994; 165; -1,75 V.

16 Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP Características do TBJ Característica i C -v BE TBJ NPN. As características i E -v BE e i B -v BE são idênticas, mas com fatores de escalas diferentes, I S /α (i E ) e I S /β (i B ). Idêntica a do diodo, exceto que temos n = 1.

17 Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP 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 Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP Características Base Comum Forma de descrever a operação de um TBJ é traçar a curva i C -v CB para vários valores de corrente. Podemos utilizar essa curva para verificar o modo saturação (JEB e JCB - direta). Retas não são horizontais – i C depende um pouco de v C.

19 Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP Efeito Early Vimos que na região ativa, i C depende levemente de v C. Outra forma de perceber tal comportamento. Configuração emissor comum Característica emissor comum. Para v CE baixos, v C -v B < - 0,4, JCB fica diretam. polariz. v CE = -V A (entre 50 e 100V) – Tensão de Early. Para v BE, se v CE cresce, I S aumenta e i C aumenta proporcionalmente – Efeito Early.


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