Electronica

ISEL - Instituto Superior de Engenharia de LisboaDEETC - Dep. de Eng. de Electrnica e Telecomunicaes

e de ComputadoresCurso de Engenharia Informtica e de Computadores

Electrnica Carlos Carvalho, Setembro 2008pg. 106

Transstor de juno bipolar

NPNColector

Base

Emissor

Dispositivo semicondutor composto por duas junes P-N, ou seja, trs zonas de material semicondutor. Pode ter-se uma disposio NPN ou PNP. Por se terem duas junes, existem quatro combinaes possveis de polarizao das mesmas.

A saturao e o corte so utilizados em circuitos em que o transstor funciona como interruptor (circuitos digitais); a activa directa usada quando se pretende que o transstor funcione como amplificador e a activa inversa acontece em situaes especficas em que o TJB utilizado nas portas lgicas da famlia TTL (quando a entrada toma o valor lgico 1, o transstor fica nesta zona).

qTransstor de juno bipolar

BE dir. / BC dir. Zona de saturaoBE dir. / BC inv. Zona activa directa Zonas de funcionamentoBE inv. / BC dir. Zona activa inversa do transstor bipolarBE inv. / BC inv. Zona de corte




BCE III +=

BC II b=

B

C

II

=bE

C

II

=a

ICIB

IE

C

B

E

C

B

E

qSmbolo esquemtico

qCorrentes no transstor

b (hFE) - ganho de corrente

Tipicamente, b relativamente elevado (superior a 100), pelo que a corrente de base, face do colector, muito baixa. Por outro lado, isto faz com que IC IE, pelo que a 1.

Transstor de juno bipolar

NPN PNP




Montagem em Emissor Comum

=++-=++-

00

CECCCC

BEBBBB

VIRVVIRV

VBBVCC

RB

RC

IBIC

IEVBE

VCE

vBE

iB

0,7V vCE

iC [mA]

[V]

654321 0

10mA20mA30mA40mA50mA60mA

corte

Sat. Zona activa directa Zona dedisrupo

Curvas docolector

qMontagem em emissor comum

Equaes das malhas:

Na z.a.d., para uma corrente de base constante, ter-se- uma corrente de colector constante, qualquer que seja VCE, ou seja, o transstor comporta-se como uma fonte de corrente.




Exemplo de circuito com transstor

A2,28k330

7,010=

-=BI

mA68,9470

45,510=

-=CI

343102,281068,9

6

3

=

== --

B

CFE I

Ih

330kW470W

10V

qExemplo: Determine o hFE do transstor do seguinte circuito, sabendo que a tenso entre o colector e a massa de 5,45V.

Caractersticas principais de um data sheet de um transstor bipolar- Tenses inversas de disrupo para cada juno- Correntes e potncias mximas- Ganho de corrente (hFE)




Potncia e Recta de carga

CCE IVP =

CCCCCE iRVv -=VBBVCC = 15V

RB

RC = 3kW

VCE

qPotncia dissipada por um transstor

Determina-se atravs do comportamento da malha do colector, contrapondo iC e vCE.Os extremos da recta so os pontos em que se tem vCE nula e iC mxima e iC nula e vCEmxima.

Verifica-se quando se est na z.a.d.

qRecta de carga




Recta de carga

mA5103

153 =

==C

CCC R

Vi

V15== CCCE Vv

Quando vCE = 0 :

Quando iC = 0 :

O transstor estar a operar num qualquer ponto sobre a recta de carga, dependendo da corrente de base. Pressupe-se que RC e VCC no se alteram ao longo do processo.

Se, nalguma situao, a tenso VCE resultar negativa em virtude VCC RCiC (porque iC elevada), tal significa que o TJB est saturado. vCE, no mnimo, s pode ser zero. Nesta situao, iC mxima e designa-se por iCsat.

Por outro lado, quando o transstor est cortado, como iC nula, no h queda de tenso em RC e vCE iguala-se a VCC.Em qualquer dos casos (saturao e corte), a potncia dissipada no transstor nula.

Na saturao, a relao b = IC/IB no vlida porque deixa de haver proporcionalidade entre as correntes.

vCE

iC [mA]654321 0

10mA20mA30mA40mA50mA60mA

157,5

(Saturao)

(Corte)




Circuito de exemplo

A180k10

7,05,2=

-=Bi

mA1810180100 6 === -BC ii b

V54,12101847012 3 =--=--= -LEDCCCCCE ViRVv

vB 12V

10kW 470WiB iCb=100

VLED=2V

0

2,5V

qCircuito de exemplo:

Quando vB = 0, o transstor est ao corte porque a juno BE no est directamente polarizada. Logo, como iC = 0, o LED est apagado.

Em que zona de funcionamento est o transstor?Como vCE > 0 e vCE < 12V, o transstor est na z.a.d.

Quando vB = 2,5V:

O LED acende porque tem uma corrente a percorr-lo que vale 18mA.




Fototransstor e optoacoplador

O optoacoplador consiste de um LED e um fototransstor encapsulados na mesma embalagem. Permite o controlo de um circuito a partir de outro, sem que haja qualquer ligao elctrica. Pode ser til para acoplar circuitos cujos nveis de tenso sejam muito diferentes.

Smbolo:

qFototransstor e optoacoplador

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