Germano Maioli Penello

Apresentação em tema: "Germano Maioli Penello"— Transcrição da apresentação:

1 Germano Maioli Penello
Eletrônica II Germano Maioli Penello II _ html Aula 12 1

2 Pauta (T3 e T4) 2 BRUNO SILVEIRA KRAUSE 200710532211
CAIO ROSCELLY BARROS FAGUNDES CAROLINA LAUREANO DA SILVA DANILO PEREIRA CALDERONI FELIPE ALMEIDA DA GRACA GABRIELLE CRISTINA DE SOUZA SILVA GUTEMBERG CARNEIRO NUNES HARLAN FERREIRA DE ALMEIDA HERNAN DE ALMEIDA PONTIGO LEONARDO RICARDO BERNARDES DA CONCEIçãO LUCAS MUNIZ TAUIL NAYARA VILLELA DE OLIVEIRA TAMYRES MAURO BOTELHO ANA CAROLINA FRANCO ALVES BRUNO STRZODA AMBROSIO FERNANDO DE OLIVEIRA LIMA GISELE SILVA DE CARVALHO HAZIEL GOMES DA FONSECA HENRIQUE DE SOUZA SANTANA HUGO CARDOZO DA SILVA IURI COSTA MACHADO DOS SANTOS JESSICA BARBOSA DE SOUZA LEONARDO MOIZINHO PINHEIRO 2

3 Pauta (T5 e T6) 3 ALINE DAMM DA SILVA FALCAO 201110358411
BERNARDO CARVALHO SILVA SANTOS FABRICIO BICHARA MOREIRA HELDER NERY FERREIRA ISABELE SIQUEIRA LIMA JOAO CARLOS GONCALVES MARTINHO JéSSICA RIBEIRO VENTURA LUCAS VENTURA ROMANO MATEUS LOPES FIGUEIREDO MONIQUE SOARES DE MORAES NATHALIA CRISTINA AZEVEDO VALADAO DE JESUS PAULO CESAR DOS SANTOS RENATO DOS SANTOS FREITAS JUNIOR VICTOR ARAUJO MARCONI VICTOR HUGO GUIMARAES COSTA VINICIUS PEIXOTO MEDINA ARTHUR REIS DE CARVALHO BRUNO ALVES GUIMARAES CLAREANA RANGEL DE OLIVEIRA DANIEL DE SOUZA PESSOA GUSTAVO OGG FERREIRA MORENO TAVARES ISRAEL BATISTA DOS SANTOS LEONARDO DA SILVA AMARAL LEONARDO GONZAGA DA SILVA LUCIANA DE FREITAS MONTEIRO MARCOS VINICIUS PAIS BORSOI MARISOL BARROS DE ALMEIDA RAFAEL TAVARES LOPES RICARDO ALVES BARRETO WALBER LEMOS DOS SANTOS 3

4 Transistor de junção bipolar
Da mesma forma que vimos o MOSFET, apresentaremos agora o BJT Estrutura física Como a tensão entre dois terminais controla a corrente e qual a equação que descreve esta relação IxV Como analisar e projetar circuitos com BJT Como construir um amplificador linear Configurações de amplificadores Circuitos com componentes discretos.

5 BJT Inventado em 1948 na Bell Labs, deu início a era dos dispositivos de estado sólido. Por três décadas foi o dispositivo utilizado em circuitos discretos e integrados. Em torno de 1980, o MOSFET começa a ser um competidor a altura. Hoje em dia o MOSFET domina, ficando o BJT mais restrito a aplicações específicas, p.e., circuitos em condições extremas em aplicações automotivas, frequencias extremamentes altas, … Tecnologia BiCMOS junta os dois tipos de transistores aproveitando a alta impedância de entrada e baixa dissipação do MOSFET com a alta frequência de operação e alta corrente do BJT

6 BJT – estrutura física Três terminais: emissor (E), base (B) e coletor (C) Duas junções pn: Junção emissor-base (EBJ) Junção coletor-base (CBJ) npn Diferentemente do MOSFET, portadores de carga positivos e negativos são importantes na análise! Por isso termo bipolar no nome. pnp

7 BJT – estrutura física Polarização das junções Duas junções pn:
Junção emissor-base (EBJ) Junção coletor-base (CBJ) Ver modelo de Ebers-Moll A região ativa é utilizada para construit um amplificador As regiões de saturação (não confundir com o MOSFET!) e corte são utilizadas para chaveamento

8 BJT – região ativa VBE – polarização direta na junção EB
VCB – polarização reversa na junção CB

9 BJT – região ativa VBE gera corrente na EBJ. Elétrons - emissor  base
Buracos (lacunas) - base  emissor É desejável ter a corrente de elétrons maior que a de buracos. Dopagem do emissor > dopagem da base Note o sentido do fluxo de elétrons dentro do BJT e o sentido da corrente iE fora

10 BJT – região ativa Elétrons na base (região p) são portadores minoritários! Portanto, eles recombinam gerando a corrente iB2, reduzindo a quantidade de elétrons na região da base (processo de recombinação). Elétrons injetados do emissor difundem através da base e são coletados na região à direita (coletor) Corrente de difusão

11 BJT – região ativa Corrente de coletor
A maioria dos elétrons injetados chegam a CBJ e são acelerados ao coletor , portanto IC = In. onde ou IS = Corrente de saturação Note que a corrente IC não depende de VCB (apenas quando CBJ está diretamente polarizada)

12 (extremamente dependente da temperatura, dobrando a cada 5C)
BJT – região ativa IS ~ a A (extremamente dependente da temperatura, dobrando a cada 5C) VT ~25 meV IS é inversamente proporcional ao tamanho da base (W) e diretamente proporcional à área da EBJ.

13 Corrente de base (duas componentes)
BJT – região ativa Corrente de base (duas componentes) h+ injetados no emissor – iB h+ fornecidos para a recombinação – iB2 iB = iB1 + iB2 Proporcional à corrente coletada: é um parâmetro do transistor (50 ~200) Chamado de ganho de corrente de emissor comum

14 Regra dos nós  iE = iC + iB
BJT – região ativa Corrente de emissor Regra dos nós  iE = iC + iB Ex: Se b = 100, a = 0.99 a é chamado de ganho de corrente de base comum

15 BJT – estrutura física Visão em corte da estrutura física (simplificada) do bjt Coletor envolve o emissor para coletar o máximo de e-, fazedo com que a seja próximo de 1 e b seja alto O dispositivo não é simétrico

16 BJT Acompanhe a animação a partir de Diodoe/rectifier

17 BJT – símbolo e resumo da região ativa

18 Exemplo

19 Exemplo RC VBE RE

20 Exemplo RC VBE RE

21 Exemplo RC VBE RE Com iC = 1mA e vBE = 0.7V, calculamos IS
Com IS e ic = 2mA, recalculamos VBE.

22 Exemplo RC VBE RE Com iC = 1mA e vBE = 0.7V, calculamos IS
Com IS e ic = 2mA, recalculamos VBE.

23 Efeito Early Ativa B 0,4V Sat E
Valores de tensão baixos (VCB < -0.4V), CBJ está polarizado diretamente e estamos na região de saturação. VCB > -0.4V, CBJ está polarizado reversamente e estamos na região ativa. Na região ativa, a corrente depende ligeiramente de vCE

24 Efeito Early Corrente de coletor desprezando o efeito Early 
Na região ativa, a corrente depende ligeiramente de vCE VA - ~10 a 100V (tensão Early) Também conhecido como efeito de modulação de largura de base Efeito similar foi analisado no MOSFET

25 Exercícios

26 Exercícios

27 Exercícios 1 Considerando o BJT na região ativa 2

28 Exercícios 1 Considerando o BJT na região ativa 2 1 em 2:

29 Exercícios 1 Considerando o BJT na região ativa 2 1 em 2:

30 Exercícios Tensão de coletor acima da base por 4.03 V (o transistor de fato está na região ativa) A consideração feita no início estava correta!

31 Exercícios VB = 4.57 V IRB2 = 4.57 / 50k = 0.09 mA
IRB1 = IRB2 + IB = mA

32 Exercício

33 Exercício Note que os dois transistores não conduzem simultaneamente.
VBE Q1 = VEB Q2 Se EBJ de Q1 está polarizado diretamente, EBJ de Q2 está polarizado reversamente Neste caso, Considerando que Q2 conduz (Q1 em corte): Corrente flui do R1k para a base de Q2. Portanto, a base está em um potencial negativo e a corrente deveria fluir da base para o potencial +5V, o que é um impossível!

34 Exercício 5 – 10k x IB – 0.7 – 1k x IE = 0
IB = 4.3/(10k + 101k) = mA

35 Exercício 5 – 10k x IB – 0.7 – 1k x IE = 0
IB = 4.3/(10k + 101k) = mA IE = x (101) = 3.9 mA VE = 3.9 m x 1k = 3.9V VB = 5 – 10k * m = 4.61V

36 Exercício 5 – 10k x IB – 0.7 – 1k x IE = 0
IB = 4.3/(10k + 101k) = mA IE = x (101) = 3.9 mA VE = 3.9 m x 1k = 3.9V VB = 5 – 10k * m = 4.61V