Upload
others
View
10
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
TE 046 Dispositivos Eletrônicos 1
TE 046DISPOSITIVOS ELETRÔNICOS
Oscar C. Gouveia FilhoDepartamento de Engenharia Elétrica
UFPR
URL: www.eletrica.ufpr.br/ogouveia/te046E-mail: [email protected]
TE 046 Dispositivos Eletrônicos 2
CAPÍTULO 5 - TRANSISTOR BIPOLAR DE JUNÇÃO (TBJ)
5.1 ESTRUTURA FÍSICA DO TRANSISTOR BIPOLAR
Construção em circuito integrado
Seção transversal simplificada
TE 046 Dispositivos Eletrônicos 3
5.2 OPERAÇÃO DO TRANSISTOR BIPOLAR
Estrutura idealizada para uma polarização arbitrária
Símbolo
TE 046 Dispositivos Eletrônicos 4
TE 046 Dispositivos Eletrônicos 5
5.2.1 Operação direta
Diodo base emissor diretamente polarizado
Lembrando IS da junção pn
Ganho de corrente em emissor comum
TE 046 Dispositivos Eletrônicos 6
A corrente de emissor é:
Que pode ser reescrita como
Ganho de corrente em base comum
TE 046 Dispositivos Eletrônicos 7
Relações entre as correntes
A situação descrita corresponde ao transistor operando numa região de alto ganho de corrente. REGIÃO ATIVA DIRETA.
TE 046 Dispositivos Eletrônicos 8
5.2.2 Operação reversa
Diodo base coletor diretamente polarizado
Ganho de corrente reverso em emissor comum
TE 046 Dispositivos Eletrônicos 9
A corrente de coletor é:
Ganho de corrente reverso em base comum
TE 046 Dispositivos Eletrônicos 10
5.2.3 Conjunto Completo de Equações para o BJT
Corrente total transportada através da base
TE 046 Dispositivos Eletrônicos 11
Exemplo: Determine as corrente e tensões no transistor do circuito abaixo.
TE 046 Dispositivos Eletrônicos 12
5.3 O TRANSISTOR pnp
TE 046 Dispositivos Eletrônicos 13
O mesmo procedimento aplicado ao transistor npn pode ser usado para o transistor pnp, invertendo-se os sinais das correntes e tensões.
TE 046 Dispositivos Eletrônicos 14
Conjunto Completo de Equações para o Transistor pnp
TE 046 Dispositivos Eletrônicos 15
5.4 Circuito Equivalente para os Transistores Bipolares
TE 046 Dispositivos Eletrônicos 16
5.5 Característica i x v
5.5.1 Característica de saída em emissor comum
TE 046 Dispositivos Eletrônicos 17
5.5.2 Característica de saída em base comum
Vcb
TE 046 Dispositivos Eletrônicos 18
5.5.3 Característica de transferência na região ativa direta
TE 046 Dispositivos Eletrônicos 19
Modo de Operação Junção EB Junção CB
Corte Reversa Reversa
Ativo direto Direta Reversa
Ativo reverso Reversa Direta
Saturação Direta Direta
5.6 Regiões de Operação do TBJ
TE 046 Dispositivos Eletrônicos 20
5.7 Simplificações do Modelo de Transporte
5.7.1 Região de corte
Condições para vBE
e vBC
Essas condições permitem desprezar os termos exponenciais nas equações do modelo, resultando em:
Ou seja, ambas as junções estão reversamente polarizadas
TE 046 Dispositivos Eletrônicos 21
Modelo na região de corte
TE 046 Dispositivos Eletrônicos 22
Exemplo: Determine as corrente e tensões no transistor do circuito abaixo.
TE 046 Dispositivos Eletrônicos 23
5.7.2 Região ativa direta
Condições para vBE
e vBC
As exponenciais em vBC
podem ser desprezadas
TE 046 Dispositivos Eletrônicos 24
Os termos exponenciais são muito grandes comparados aos outros termos. Portanto as expressões podem ser simplificadas, resultando em:
Fazendo relações entre as correntes nos terminais, encontra-se:
Como i E=i BiC
TE 046 Dispositivos Eletrônicos 25
Modelo simplificado para o BJT
TE 046 Dispositivos Eletrônicos 26
Exemplo: Determine as tensões e correntes e correntes no circuito abaixo. Considere que o transistor tem β igual a 100.
TE 046 Dispositivos Eletrônicos 27
5.7.3 Região de saturação
Ambas as junções estão diretamente polarizadas
Resolvendo para vBE
e vBC
TE 046 Dispositivos Eletrônicos 28
para
É o valor de iB para manter o transistor na região ativa direta
Se a corrente de base ultrapassa esse valor o transistor entra na saturação. O valor real da relação i
C/i
B é chamado de β forçado.
TE 046 Dispositivos Eletrônicos 29
5.8 Efeiro Early
βF0
é βF para v
CE = 0