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Configurações básicas TJB - revisão Emissor comum (EC): Elevados ganhos de tensão e corrente; Resistências de entrada de valor moderado; Resistências de.

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1 Configurações básicas TJB - revisão Emissor comum (EC): Elevados ganhos de tensão e corrente; Resistências de entrada de valor moderado; Resistências de saída de valor elevado. Resposta em freqüência relativamente pobre. EC com resistência no emissor: A resistência de entrada R i aumenta de (1 + g m R e ). Para a mesma distorção não-linear, podemos aplicar um sinal (1 + g m R e ) vezes maior. O ganho de tensão é reduzido. O ganho de tensão é menos dependente do valor de (particularmente quando R i é pequeno). A resposta em altas freqüências é melhorada significativamente.

2 Base comum (BC): Resistência de entrada muito baixa. Ganho de corrente próximo de um (buffer ou isolador de corrente – aceita um sinal de entrada de corrente em uma resistência de entrada baixa (r e ) e fornece uma corrente praticamente igual a uma alta impedância no coletor (a impedância de saída desconsiderando-se R C é infinita). Resistência de saída determinada por R C. Ganho de tensão que depende consideravelmente da resistência de fonte R S. Boa resposta em altas freqüências. Configurações básicas TJB – revisão (2)

3 Coletor comum (ou seguidor de emissor) Elevada resistência de entrada. Baixa resistência de saída. Ganho de tensão que é menor e muito próximo da unidade. Ganho de corrente relativamente elevado. A configuração CC é adequada, portanto, para aplicações nas quais uma elevada resistência de fonte deve ser conectada a uma carga de baixo valor o seguidor de emissor atua como um isolador (buffer). Sua baixa resistência de saída torna-o útil como último estágio de um amplificador de múltiplos estágios, em que o objetivo deste último estágio não é aumentar o ganho de tensão, mas fornecer uma baixa resistência de saída. Leiam com atenção o final do item que trata a respeito do seguidor de emissor, em particular a questão da máxima excursão permissível para o sinal de saída. Configurações básicas TJB – revisão (3)

4 A região de corte v I < 0,5 V (aproximadamente) JEB conduzirá uma corrente desprezível. JCB está reversamente polarizada (V CC é positivo). O TJB estará no modo de corte. i B = 0; i E = 0; i C = 0; v C = V CC TJB como chave – corte e saturação

5 A região ativa v I > 0,5 V (aproximadamente). Para ter uma corrente apreciável circulando v BE 0,7 V v I > 0,7: Supondo que o dispositivo esteja no modo ativo: v C = V CC – R C i C Verificar se v CB 0 Verificar se v C 0,7 (v C < 0,7 região de saturação). v I = 0 i B i C v C Se v CB < 0 (v C < v B ) região de saturação. TJB como chave – corte e saturação (2) aplica-se somente se o dispositivo estiver no modo ativo

6 A região de saturação Saturação: quando se tenta forçar uma corrente no coletor maior do que o circuito do coletor é capaz de fornecer enquanto se mantém a operação no modo ativo. A corrente máxima que o coletor pode exigir sem que o transistor saia do modo ativo v CB = 0. Se i B for aumentado acima de, i C aumentará e v C cairá para um valor abaixo da base. Este comportamento continua até a JCB se torne diretamente polarizada, com a tensão de polarização direta com cerca de 0,4 a 0,6 V A JCB conduzirá v C = ? TJB como chave – corte e saturação (3)

7 A região de saturação (continuação) JCB: diretamente polarizada, com a tensão de polarização direta com cerca de 0,4 a 0,6 V A JCB conduzirá v C será grampeada em cerca de meio volt abaixo da tensão de base. (A queda de tensão direta da junção coletor-base é pequena porque a JCB tem uma área relativamente grande). Saturação qualquer aumento em i B resultará em um aumento muito pequeno de i C, correspondendo a um aumento muito pequeno na tensão de coletor v C. Na saturação, o incremental (isto é, i C / i B ) é muito pequeno, desprezível. Qualqur corrente extra que se tentar forçar no terminal de base em sua maior parte circulará através do terminal de emissor. A relação entre a i C e i B de um transistor saturado não é igual a e pode ser ajustada para qualquer valor desejado – menor do que – simplesmente forçando mais corrente pela base. TJB como chave – corte e saturação (4)

8 A região de saturação (continuação) Suponha que o transistor esteja saturado. O valor de V BE de um transistor saturado é usualmente um pouco maior do que o do dispositivo operando no modo ativo. No entanto, por simplicidade, assuma que V BE permaneça próximo de 0,7 V mesmo estando saturado. Saturação v B > v C em cerca de 0,4 a 0,6 V v C > v E em cerca de 0,3 a 0,1 V V CEsat 0,2 V. TJB como chave – corte e saturação (5)

9 A região de saturação (continuação) Saturação v B > v C em cerca de 0,4 a 0,6 V v C > v E em cerca de 0,3 a 0,1 V V CEsat 0,2 V. (Observação: se for forçada mais corrente pela base, o transistor será levado a uma saturação intensa e a polarização direta da JCB aumentará e, portanto, V CEsat diminuirá). Saturação i C constante = I Csat I Csat = (V CC – V CEsat ) / R C. A fim de garantir que o transistor seja levado à saturação, deve-se forçar a corrente de base de pelo menos: Costuma-se projetar o circuito de modo que I B seja maior do que I B(EOS) por um fator de 2 a 10 fator de saturação forçada (overdrive factor): forçado = I Csat / I B. TJB como chave – corte e saturação (6) EOS: edge of saturation: início de saturação.

10 Cálculos rápidos e aproximados: V BE e V CEsat = 0 (os três terminais em curto-circuito). O modelo para o TJB saturado V CEsat 0,2 VV BE 0,7 V (a) npn (b) pnp

11 Analise o circuito da figura 4.51 (o mesmo do exemplo 4.3) para determinar as tensões em todos os nós e as correntes em todos os ramos. Suponha que o do transistor seja especificado como sendo pelo menos igual a 50. Exemplo 4.13 Supondo que o transistor esteja saturado: V E I E ; V C = V E + V CEsat ; I C ; I B = I E – I C O transistor está operando com: forçado = 0,96 / 0,64 = 15 < mínimo especificado + 6 V 6 – 0,7 = +5,3 V 5,3/3,3 = 1,6 mA +5,3 + 0,2 = 5,5 V 3 4 (10 - 5,5) / 4,7 = 0,96 mA 1,6 – 0,96 = 0,64 mA O transistor está realmente saturado.

12 O transistor da 4.52 tem como especificação um na faixa de 50 a 150. Encontre o valor de R B que resulta em uma saturação com um fator de saturação forçada de pelo menos 10. Exemplo 4.14 Transistor saturado: V C = V CEsat = 0,2 V. I C sat = (+10 – 0,2) / 1k = 9,8 mA I B(EOS) = I C sat / min = 9,8 / 50 = 0,196 mA ( I B mínimo para saturar o transistor com o menor valor de ) Para um fator de saturação forçada de 10, I B deve ser: I B = 10 0,196 = 1,96 mA Portanto, é necessário um valor de R B tal que: R B = 4,3 / 1,94 = 2,2 k RBRB 1 k

13 Analise o circuito da figura 4.53 para determinar as tensões em todos os nós e as correntes em todos os ramos. O valor mínimo especificado para é de 30. Exemplo 4.15

14 Determine todas as tensões nodais e todas as correntes nos ramos do circuito da figura Suponha = 100. Exemplo 4.16


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