Eletronica - Transistor

Universidade Metodista de Piracicaba

FEAU - Faculdade de Engenharia, Arquitetura e Urbanismo

Curso de Engenharia de Controle e Automação

Disciplina:

ELETRÔNICA I

Tema

TRANSISTOR BIPOLAR COMO CHAVE

Alunos:

Santa Bárbara d’Oeste - SP

Junho de 2016

Santa Bárbara d’Oeste, 10 de junho de 2016.

1. Objetivos

• Identifica o tipo de transistor, PNP ou NPN;
• Identificar os pinos: base, coletor e emissor do transistor bipolar;
• Mostrar o funcionamento do transistor com chave;
• Verificar o ganho do transistor.

1. Fundamentação Teórica  

O transistor bipolar é um componente constituído por materiais semicondutores, capaz de atuar como controlador da corrente, o que possibilita o seu uso como amplificador de sinais ou como “interruptor eletrônico”.

Em qualquer uma das duas funções, o transistor encontra ampla aplicação:

– Amplificador de sinais ⇒ equipamentos de som e imagem e controles industriais;

– Interruptor eletrônico ⇒ controles industriais e computadores eletrônicos.

O transistor bipolar proporcionou um grande desenvolvimento à eletrônica, devido à sua versatilidade de aplicação, constituindo-se em elemento chave de grande parte dos equipamentos eletrônicos.

A estrutura básica do transistor se compõe de duas pastilhas de material semicondutor, de mesmo tipo, entre as quais é colocada uma terceira pastilha, bastante mais fina, de material semicondutor com tipo diferente de dopagem, formando uma configuração semelhante a um sanduíche.

[pic 1]

Figura 1 – Representação do transistor JBP

SIMBOLOGIA

[pic 2]

Figura 2 – Simbologia do Transistor JBP

1. Materiais utilizados

• Gerador de função digital Minipa MFG-4200
• Osciloscópio digital Tektronix TDS 210
• Fonte DC simétrica digital Minipa MPC-3003D
• Transistor Bipolar BC548
• Resistor 470Ω
• Resistor 2,7kΩ
• Protoboard Minipa
• Fios de conexão

1. Procedimento Experimental

Montou-se o circuito da figura 3 e utilizando a saída TTL do gerador de sinais com uma frequência de 100 Hz para VBB e mediu-se as formas de onda na entrada (canal 1) e na saída (canal 2) conforme é indicado no circuito.

[pic 3]

Figura 3 – Circuito com transistor

[pic 4][pic 5]

Figura 4 – Ajustagem do gerador e montagem do circuito

1. Resultados e Discussões

O resultado das medições feitas no circuito é apresentado através dos gráficos exibidos pelo osciloscópio. Na figura 5 pode-se verifica-los:

[pic 6]

Figura 5 – Ondas na entrada e na saída do circuito com transistor

Conforme mostra a figura 5, o resultado foi o esperado, uma vez que nessa configuração o transistor trabalha como uma chave inversora dependendo do sinal de entrada, ou seja, quando a entrada (canal 1) está em nível alto, a saída (canal 2) está em nível baixo, e vice e versa.

Isso acontece porque durante o semiciclo negativo na entrada o transistor está polarizado inversamente tanto na junção EB quanto na junção CB. Sendo assim nesse modo ele está na região de corte (chave aberta) não havendo corrente no coletor fazendo com que a tensão na saída seja igual a Vcc (10 V).

Já no semiciclo positivo na entrada o mesmo está polarizado diretamente em ambas as junções. Essa configuração caracteriza um resistor em região de saturação (chave fechada) e na saída há apenas uma pequena tensão desprezível (VCEsat é aproximadamente 0,2 V).

Ao aplicar a análise de malhas no circuito pode se encontrar os valores teóricos da corrente de base e da corrente do coletor saturada.

Analisando a malha Ib e Ic temos:

[pic 7]                                                 [pic 8]         

[pic 9]                                                            [pic 10]

[pic 11]                                                                    [pic 12]

[pic 13]                                                                             [pic 14]

[pic 15]                                                                             [pic 16]

Com esses valores teóricos e com o auxílio do datasheet do transistor pode se calcular o valor da corrente do coletor (IC) e verificar se IB é grande o suficiente para produzi-la. Para o cálculo utilizou-se o menor ganho possível para este componente, neste caso, o ganho com classificação A que possui valores entre 110 e 220. Sendo assim:

[pic 17]

[pic 18]

[pic 19]

Notou-se que com o menor ganho possível utilizado, a corrente de base é capaz de produzir uma corrente de coletor muito maior que a correte do coletor saturada.

Portanto podemos concluir que o transistor está em saturação quando conduzindo, pois, na condução a corrente Ic é diferente e maior que zero (não caracterizando região de corte), a corrente do coletor nunca será atingida (consequentemente não atingira a região de ruptura) e mesmo que a corrente de base aumente, esta não será capaz de alterar o valor da corrente de coletor saturada.