Relatório sobre Transistores Bipolares

8/15/2019 Relatório sobre Transistores Bipolares

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Sumário1. INTRODUÇÃO...............................................................................................1

2. DESENVOLVIMENTO:..................................................................................22.1. Transformador .........................................................................................2

2.2. Multímetro................................................................................................

2.. !ROTO"O#RD.......................................................................................$

2.$. Res%stores:...............................................................................................&

2.'. Trans%stores )%*olares...........................................................................1+

2.&. Trans%stor fun,%onando ,omo ,-ae.....................................................2+

. O"/ETIVOS.................................................................................................22

$. !RO0EDIMENTO E!ERIMENT#L...........................................................2

$.1 Instrumentos ut%l%ados e mater%a%s.......................................................2

$.2 !r%me%ra monta3em...............................................................................2

$. Se3unda monta3em..............................................................................2$

'. RESULT#DO E DIS0USS4ES....................................................................2$

'.1. !r%me%ra monta3em...............................................................................2$

'.2. Se3unda monta3em..............................................................................25

&. 0ON0LUSÃO..............................................................................................1

6. RE7ER8N0I#S............................................................................................

#ne9o # Datas-eet: Trans%stor "0'$;............................................................&

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1. INTRODUÇÃO

0om o *assar dos anos< a %nd=str%a dos d%s*os%t%os sem%,ondutores fo%

,res,endo e desenolendo ,om*onentes e ,%r,u%tos ,ada e ma%s,om*le9os< a )ase de d%odos. Em 15$;< na "ell Tele*-one< um 3ru*o de

*es>u%sadores< l%derados *or S-o,?le@< a*resentou um d%s*os%t%o formado *or

trAs ,amadas de mater%al sem%,ondutor ,om t%*os alternados< ou seBa< um

d%s*os%t%o ,om duas BunCes. O d%s*os%t%o re,e)eu o nome de trans%stor. 11F

O %m*a,to do trans%stor< na eletrGn%,a< fo% 3rande< BH >ue a sua

,a*a,%dade de am*l%f%,ar s%na%s eltr%,os *erm%t%u >ue em *ou,o tem*o este

d%s*os%t%o< mu%to menor e ,onsum%ndo mu%to menos ener3%a< su)st%tuísse asHlulas na ma%or%a das a*l%,aCes eletrGn%,as. O trans%stor ,ontr%)u%u *ara

todas as %nenCes rela,%onadas< ,omo os ,%r,u%tos %nte3rados< ,om*onentes

o*to J eletrGn%,os e m%,ro*ro,essadores. !rat%,amente todos os e>u%*amentos

eletrGn%,os *roBetados -oBe em d%a usam ,om*onentes sem%,ondutores. 11F

Os trans%stores faem *arte de %n=meros ,%r,u%tos seBam analK3%,os ou

d%3%ta%s< desem*en-ando %m*ortante *a*el. Re*resenta um aanCo %m*ortante

na eletrGn%,a de *otAn,%a< 3erando s%stemas ,om d%menses redu%das e mu%toma%s ef%,%entes na transferAn,%a de ,orrente< *o%s so )aseados em d%odos

,om*onentes >ue *ossuem ,onduCes un%lateral e fa,%lmente *olar%He%s. ;F

O trans%stor )%*olar de BunCo um d%s*os%t%o de trAs term%na%s l%3ados a

uma re3%o %nterna formada *or um ,r%stal de mater%al sem%,ondutor e9trínse,o<

d%%d%do em trAs *artes< ,om ,ara,teríst%,as ,onstrut%as e eltr%,as d%st%ntas<

sendo duas de mesma *olar%dade ! ou N e a outra de *olar%dade ,ontrHr%a< %sto

< o trans%stor )%*olar *ode ser do t%*o !N! ou N!N. Os trAs term%na%s de um

trans%stor )%*olar re,e)em o nome de em%ssor< )ase e ,oletor. 1+F

O trans%stor fun,%onando ,omo ,-ae o modo ma%s s%m*les de

ut%l%aCo deste d%s*os%t%o sem%,ondutor< ,om*arado ,om todas as outras

a*l%,aCes. Neste modo ele o*era nas re3%es de 0orte e SaturaCo. uando

,ortado< o trans%stor fun,%ona ,omo um ,ontato a)erto entre os term%na%s de

,oletor e em%ssor< >uando saturado fun,%ona ,omo um ,ontato fe,-ado. 5F

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2. DESENVOLVIMENTO:

2.1.Transformador

Transformadores 7%3ura 1 so e>u%*amentos ut%l%ados na

transformaCo de alores de tenso e ,orrente< alm e serem usados na

mod%f%,aCo de %m*edPn,%as em ,%r,u%tos eltr%,os so ut%l%ados em Hr%os

e>u%*amentos do nosso ,ot%d%ano< ,omo< *or e9em*lo< nas %nstalaCes eltr%,as

e tam)m em e>u%*amentos >ue ut%l%am ,omo *r%n,í*%o de fun,%onamento a

eletr%,%dade. 2F.

Figura 1: Transformadores en,ontrados no mer,ado.

O transformador um d%s*os%t%o >ue no tem *artes mKe%s< ut%l%a a le%

de %nduCo de 7arada@ e no fun,%ona ,om ,orrente ,ontínua 1F. O

transformador 7%3ura 2 formado )as%,amente *or duas )o)%nas ,om

d%ferentes n=meros de es*%ras< enroladas em um mesmo n=,leo de ferro.

O enrolamento *r%mHr%o estH l%3ado a um 3erador de ,orrente alternada e

o enrolamento se,undHr%o estH l%3ado a uma res%stAn,%a. 1F

Figura 2: 7un,%onamento de um transformador *elo seu enrolamento *r%mHr%o eenrolamento se,undHr%o.

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http://www.infoescola.com/eletricidade/impedancia-eletrica/http://www.infoescola.com/eletricidade/impedancia-eletrica/


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O *r%n,%*%o de fun,%onamento de um transformador )aseado nas le%s

de 7arada@ e Len< as le%s do eletroma3net%smo e da %nduCo eletroma3nt%,a<

res*e,t%amente. Estes e>u%*amentos *ossuem ma%s de um enrolamento<sendo >ue estas *artes so ,-amadas de *r%mHr%o e se,undHr%o em ,asos de

transformadores ,om do%s enrolamentos< e em transformadores >ue *ossuem

trAs enrolamentos< alm dos do%s nomes BH ,%tados< o ter,e%ro. 2F

!ortanto >uando l%3amos uma ,orrente alternada no enrolamento

*r%mHr%o *rodu%do um ,am*o ma3nt%,o >ue *ro*or,%onal ao n=mero de

oltas do f%o em torno do metal e a %ntens%dade da ,orrente a*l%,ada. O flu9o

ma3nt%,o >ue *rodu%do ,-e3a ao n=,leo do )raCo metHl%,o e sem en,ontrar res%stAn,%a ,-e3a ao enrolamento se,undHr%o. 1F

#*Ks ,-e3ar ao enrolamento se,undHr%o< *or %nduCo eletroma3nt%,a<

,r%aJse uma ,orrente eltr%,a >ue tem ar%aCo de a,ordo ,om ,orrente do

enrolamento *r%mHr%o e tam)m ,om o n=mero de es*%ras dos do%s

enrolamentos 2F

E9%stem d%ersos t%*os de transformadores: os monofHs%,os< >ue o*eram

no mH9%mo em duas fases 126V J22+V Q os tr%fHs%,os ou de *otAn,%a< >ue

fun,%onam em trAs fases 22+VJ;+VJ$$+V e so a*l%,ados na transformaCo

de tenso e ,orrente< em >ue eleaJse a tenso e d%m%nu%Jse a ,orrente< ass%m

d%m%nu%ndo a *erda *or Efe%to /oule *erdas *or so)rea>ue,%mento nos

enrolamentosQ os autotransformadores< >ue tem o seu enrolamento se,undHr%o

l%3ado eletr%,amente ao enrolamento *r%mHr%o e os de )a%9a *otAn,%a< >ue so

ut%l%ados un%,amente *ara d%m%nu%r %m*edPn,%as de ,%r,u%tos eletrGn%,os e *ara

,asar %m*edPn,%as< a ut%l%aCo deste t%*o de transformador se dH a *art%r daa,o*la3em deste entrada do *r%mHr%o de outro transformador.2F

#lm de serem ,lass%f%,ados de a,ordo ,om o f%m a ser usado< a%nda

e9%ste a ,lass%f%,aCo de a,ordo ,om o n=,leo. Os t%*os de transformadores de

a,ordo ,om o n=,leo so: os de n=,leo de ar< ,uBos enrolamentos f%,am em

,ontato ,om a *rK*r%a atmosfera e os de n=,leo ferroma3nt%,o< onde so

usadas ,-a*as de aCo lam%nadas no 3eral usamJse ,-a*as de aCoJs%lí,%o< *or

d%m%nuírem a *erda *or 0orrente de 7ou,ault ou ,orrentes *aras%tas.2F

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http://www.infoescola.com/fisica/lei-de-inducao-de-michael-faraday/http://www.infoescola.com/eletromagnetismo/lei-de-lenz/http://www.infoescola.com/fisica/eletromagnetismo/http://www.infoescola.com/fisica/efeito-joule/http://www.infoescola.com/geografia/atmosfera/http://www.infoescola.com/fisica/ferromagnetismo/http://www.infoescola.com/fisica/ferromagnetismo/http://www.infoescola.com/fisica/corrente-de-foucault/http://www.infoescola.com/fisica/corrente-de-foucault/http://www.infoescola.com/fisica/lei-de-inducao-de-michael-faraday/http://www.infoescola.com/eletromagnetismo/lei-de-lenz/http://www.infoescola.com/fisica/eletromagnetismo/http://www.infoescola.com/fisica/efeito-joule/http://www.infoescola.com/geografia/atmosfera/http://www.infoescola.com/fisica/ferromagnetismo/http://www.infoescola.com/fisica/corrente-de-foucault/http://www.infoescola.com/fisica/corrente-de-foucault/


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#l3uns transformadores so sensíe%s a a,o*lamento estHt%,o nos

enrolamentos< *or %sso eles re,e)em uma *roteCo ,-amada de "l%nda3em

EletrostHt%,a. 2F

2.2.Mu!"#m$"ro

O multímetro 7%3ura um a*arel-o de med%da eltr%,a< ,a*a de

real%ar a med%Co eltr%,a de trAs t%*os d%ferentes: Voltímetro< O-mímetro e

#m*erímetro. Os multímetros *odem ser analK3%,os ou d%3%ta%s. Estes

%nstrumentos *odem *erm%t%r a med%da de tenses< ,orrentes< res%stAn,%as

eltr%,as< tem*eratura< ,a*a,%tPn,%a< fre>An,%a< entre outras 3randeas. #

med%da de ,ada uma dessas 3randeas es,ol-%da *or me%o de uma ,-ae

rotat%a seletora. F

Figura %: Multímetro

Os multímetros analK3%,os so ,onstruídos ,om um 3alanGmetro de

d#rsonal e a ,-ae sele,%ona d%ferentes res%stores l%3ados em sr%e ou em

*aralelo ,om o 3alanGmetro se3undo as ,onen%An,%as. # ,-ae tem a%nda afunCo de a,%onar a *%l-a< ou )ater%a< no ,aso de med%das de res%stAn,%as. O

multímetro analK3%,o re%nou a)soluto durante mu%to tem*o. 7o% um dos

*r%me%ros s%stemas de le%tura *ara )an,ada. 0om o tem*o< em *erdendo

es*aCo *ara os e>u%*amentos d%3%ta%s< mas no se en3ane de%do a

,ara,teríst%,as *rK*r%as< a%nda =t%l. F

Nos multímetros d%3%ta%s< os mostradores analK3%,os e<

,onse>entemente< o 3alanGmetro de d#rsonal< foram su*erados *or

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%nstrumentos eletrGn%,os ,om mostradores d%3%ta%s. Nestes %nstrumentos< a

,orrente eltr%,a ,onert%da em s%na%s d%3%ta%s *or me%o de ,%r,u%tos

denom%nados ,onersores analK3%,oJd%3%ta%s. F

2.%.&ROTO'O(RD

Uma *roto)oard< tam)m ,on-e,%da ,omo matr% de ,ontatos ut%l%ada

*ara faer monta3ens *ro%sKr%as< teste de *roBetos< alm de %n=meras outras

a*l%,aCes er 7%3.'.

,onst%tuída *or uma )ase *lHst%,a< ,ontendo %n=meros or%fí,%osdest%nados %nserCo de term%na%s de ,om*onentes eletrGn%,os. Internamente

e9%stem l%3aCes determ%nadas >ue %nter,one,tam os or%fí,%os< *erm%t%ndo a

monta3em de ,%r,u%tos eletrGn%,os sem a ut%l%aCo de solda.

# 3rande anta3em >ue os ,om*onentes *odem ser fa,%lmente

ret%rados *ara serem ut%l%ados *oster%ormente em noas monta3ens.

# f%3ura $ %lustra uma *roto)oard de ;+ furos< )astante ,omum no me%oeletrGn%,o:

Figura ): !roto)oard de ;+ furos

Uma *roto)oard *ossu% or%fí,%os d%s*ostos em ,olunas e l%n-as. #s l%n-as

en,ontramJse nas e9trem%dades da *roto)oard e as ,olunas ao ,entro. $F

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#s ,olunas so formadas e9atamente *or ,%n,o furos ,ada uma.

O)serando a f%3ura anter%or< o)seraJse >ue uma *roto)oard *ossu% um 3ru*o

de ,olunas d%s*ostas a,%ma da ,a%dade ,entral e outro 3ru*o a)a%9o dessa

,a%dade. Essa ,a%dade d%%de a *roto)oard em duas *artes %3ua%s. $F

Todos os ,%n,o or%fí,%os de uma mesma ,oluna esto %nternamente

,one,tados. Os or%fí,%os de uma ,oluna no *ossuem ,one9es %nternas ,om

os de outras ,olunas. $F

#s l%n-as< 3eralmente< so ut%l%adas *ara a al%mentaCo do ,%r,u%to<

tanto >ue *ossuem os sím)olos e J. Toda%a< %sso ,onst%tu% a*enas uma

su3esto e no uma re3ra. $F

Os or%fí,%os das l%n-as esto ,one,tados entre s% em uma mesma l%n-a.

#s l%n-as so eletr%,amente %nde*endentes< %sto < no -H ,one9o eltr%,a

entre os furos de uma l%n-a e de outra. $F

#s *roto)oards 7%3ura ' so *roBetadas *ara a real%aCo de

monta3ens e9*er%menta%s e *ossuem l%m%taCes de ordem *rHt%,a: )a%9a

,a*a,%dade de ,orrente ,er,a de 1#< ,a*a,%tPn,%a e res%stAn,%a dos ,ontatos%nternos ,ons%derHe%s< sus,e*t%)%l%dade ,a*taCo de ruídos e %nterferAn,%as<

dentre outros fatores. $F

Desta forma< uma e ,om*roado o fun,%onamento de um ,%r,u%to< o

mesmo deerH ser montado em uma *la,a de ,%r,u%to %m*resso< ,aso deseBe

ut%l%HJlo em def%n%t%o. $F

Figura *: E9em*lo de matr% de ,ontatos !roto)oard

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2.).R$sis"or$s:

Res%stor 7%3ura & um d%s*os%t%o eltr%,o astamente usado ,omo

elemento de ,%r,u%to< *r%n,%*almente de ,%r,u%tos eltr%,os e eletrGn%,os. #un%dade de med%da de res%stAn,%a no SI ,-amada O-m< seu alor dado *or

Volt *or #m*re.

Figura +: Res%stor

Nos ,%r,u%tos eletrGn%,os em 3eral< os res%stores so en,ontrados

asso,%ados em sr%e ou em *aralelo< e mu%tas ees em asso,%aCes m%stas<

>ue so ,om*ostos *or ,onBuntos de asso,%aCes em sr%e e em *aralelo. 'F

No ,aso da asso,%aCo em sr%e 7%3ura 6 a ,orrente eltr%,a % a

mesma *ara todos os res%stores do ,%r,u%to. # somatKr%a das >uedas

de tenso no ,%r,u%to %3ual tenso a*l%,ada nos e9tremos # e " do ,%r,u%to<

se3undo a le% das mal-as de W%r,-off. 'F

Figura ,: #sso,%aCo em ser%e

# asso,%aCo em *aralelo 7%3ura ; tem as se3u%ntes ,ara,teríst%,as: a

,orrente eltr%,a >ue *assa *elo ,%r,u%to todo %3ual soma das ,orrentes

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http://www.infoescola.com/fisica/tensao-eletrica/http://www.infoescola.com/fisica/tensao-eletrica/


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eltr%,as >ue *assa *or ,ada um dos res%stores da asso,%aCo e a d%ferenCa de

*oten,%al em um dos res%stores %3ual d%ferenCa de *oten,%al dos outros

res%stores. 'F

Figura -: #sso,%aCo em *aralelo

*ossíel determ%nar o alor da res%stAn,%a de um res%stor de duas

mane%ras< uma ut%l%ando e>u%*amentos de med%Ces de res%stAn,%a< ,omo

multímetro< e de outro modo ut%l%ando uma ta)ela de ,ores. !ara a se3unda

o*Co a %dent%f%,aCo *or me%o da ta)ela de ,ores< se da atras das ,ores

,ont%das no ,or*o do res%stor. &F

V%sando uma fH,%l %nter*retaCo< o ,Kd%3o de ,ores de res%stores

anal%sado atras de fa%9as< sendo ,ada fa%9a ,om uma funCo. !ode ser ter ,Kd%3os *ara res%stores de fa%9as


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Ta$!a 1: !ara res%stores de fa%9as

!ara res%stores de $ fa%9as Ta)ela 2 ut%l%ada a ta)ela 2 e se3ue as

se3u%ntes or%entaCes&F :

1 X 7a%9a : mostra o *r%me%ro al3ar%smo do alor da res%stAn,%a.

2 X 7a%9a : mostra o se3undo al3ar%smo do alor da res%stAn,%a.

X 7a%9a: mostra >uantos eros deem ser ad%,%onados a res%stAn,%a

$X 7a%9a: %nd%,a a tolerPn,%a >ue o ,om*onente tem

Ta$!a 2: !ara res%stores de $ fa%9as

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!ara res%stores de ' fa%9as Ta)ela ut%l%ada a ta)ela 2 e se3ue as

se3u%ntes or%entaCes &F :



X 7a%9a: mostra o ter,e%ro al3ar%smo do alor da res%stAn,%a.

$X 7a%9a: mostra >uantos eros deem ser ad%,%onados a res%stAn,%a

'X 7a%9a: %nd%,a a tolerPn,%a >ue o ,om*onente terH.

Ta$!a %: Res%stores de ' fa%9as

!ara res%stores de & fa%9as Ta)ela $ ut%l%ada a ta)ela 2 e se3ue as

se3u%ntes or%entaCes &F :



X 7a%9a: mostra o ter,e%ro al3ar%smo do alor da res%stAn,%a.

$X 7a%9a: mostra >uantos eros deem ser ad%,%onados a res%stAn,%a

'X 7a%9a: %nd%,a a tolerPn,%a >ue o ,om*onente terH .

&X 7a%9a: ,oef%,%ente de tem*eratura em !!M[\0.

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Ta$!a ): Res%stores de & fa%9as

#l3uns e9em*los de res%stores ut%l%ados no nosso ,ot%d%ano so: o

f%lamento de uma lPm*ada %n,andes,ente< o a>ue,edor de um ,-ue%ro

eltr%,o< os f%lamentos >ue so a>ue,%dos em uma estufa< entre outros. 6F

Em ,%r,u%tos eltr%,os teKr%,os ,ostumaJse ,ons%derar toda a res%stAn,%a

en,ontrada *roen%ente de res%stores< ou seBa< so ,ons%deradas as l%3aCes

entre eles ,omo ,ondutores %dea%s >ue no a*resentam res%stAn,%a< e

ut%l%amJse as re*resentaCes 7%3ura 5:

Figura /: Re*resentaCes de um res%stor em um ,%r,u%to

2.*.Transis"or$s i0o!ar$s

No f%nal de 15$6< uma das ma%ores %nenCes BH real%adas *elo -omem<

reolu,%onar%a ,om*letamente a eletrGn%,aQ o trans%stor )%*olar de BunCo. Seus

%nentores< Dr. /o-n "ardeen< Dr. ]%ll%am S,-o,le@ e Dr. ]alter ^. "ratta%n

3an-aram *or esse tra)al-o< o *rAm%o No)el em 15'&. 1+F

O *r%n,%*%o do trans%stor 7%3ura 1+ *oder ,ontrolar a ,orrente. Ele

montado numa estrutura de ,r%sta%s sem%,ondutores< de modo a formar duas

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,amadas de ,r%sta%s do mesmo t%*o %nter,aladas *or uma ,amada de ,r%stal do

t%*o o*osto< >ue ,ontrola a *assa3em de ,orrente entre as outras duas. 0ada

uma dessas ,amadas re,e)e um nome em relaCo sua funCo na o*eraCo

do trans%stor< #s e9trem%dades so ,-amado de em%ssor e ,oletor< e a ,amada,entral ,-amada de )ase. 11F

Figura 1: Trans%stor

O trans%stor )%*olar de BunCo um d%s*os%t%o de trAs term%na%s l%3ados a

uma re3%o %nterna formada *or um ,r%stal de mater%al sem%,ondutor e9trínse,o<

d%%d%do em trAs *artes< ,om ,ara,teríst%,as ,onstrut%as e eltr%,as d%st%ntas<

sendo duas de mesma *olar%dade ! ou N e a outra de *olar%dade ,ontrHr%a< %sto

< o trans%stor )%*olar *ode ser do t%*o !N! ou N!N. 1+F

# estrutura de ,amadas a*resentada na 7%3ura 11. !ode ser er%f%,ado

>ue este sem%,ondutor *ossu% trAs ,amadas *odendo ser N!N ou !N! e

duas BunCes /1 e /2. Os trAs term%na%s de um trans%stor )%*olar re,e)em o

nome de em%ssor< )ase e ,oletor. 1+F

Figura 11: Estrutura e sím)olos de um trans%stor )%*olar

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Do em%ssor so em%t%dos os *ortadores de ,orrente< eltrons ou la,unas<

de*endendo da *olar%dade do trans%stor< ,om o sent%do de at%n3%rem o ,oletor

onde sero ,oletados< *assando atras da re3%o de )ase< >ue tem a funCo

de ,ontrolar o flu9o.1+F0ada term%nal *ossu% uma ,ara,teríst%,a *rK*r%a >ue so: 1+F

Em%ssor J re3%o ma%or níel de do*a3em do trans%stor. do em%ssor de

onde *artem os *ortadores de ,ar3a< em outras *alaras< o em%ssor >uem

def%ne o sent%do da ,orrente< *or %sto ele *ossu% uma fle,-a no seu term%nal no

sím)olo do trans%stor.

"ase J re3%o ma%s estre%ta e ,om níel md%o de do*a3em. 0om*arada

as outras re3%es< a )ase se *are,e ,omo uma *elí,ula mu%to f%na. Sere *ara

faer ,om >ue o trans%stor ,ome,e a fun,%onar.

0oletor J re3%o de ma%or Hrea e menos do*ada do trans%stor. O ,oletor

tem a ma%or Hrea< *o%s nessa re3%o onde -H ma%or d%ss%*aCo de ener3%a *or

efe%to /oule. !ara trans%stores de ma%or *otAn,%a a re3%o de ,oletor estH l%3ada

a ,H*sula do trans%stor.

!odemos faer uma analo3%a do trans%stor )%*olar de BunCo ,om do%sd%odos< *ara entendermos al3uns as*e,tos de seu fun,%onamento< *orm no

*odemos ,onstru%r nen-um trans%stor dessa mane%ra. 11F

# analo3%a )aseada na estrutura do d%odo de BunCo !N. Do term%nal

de )ase *ara os term%na%s de em%ssor ou ,oletor emos um d%odo !N. Essa

analo3%a ut%l%ada *ara os testes e %dent%f%,aCo dos term%na%s do trans%stor

)%*olar de BunCo. 11F

7aendoJse uma analo3%a ,om d%odos< *odemos testar um trans%stor

)%*olar e %dent%f%,ar seus term%na%s. !r%me%ramente %dent%f%,amos a *olar%dade

do trans%stor e o term%nal de )ase e de*o%s os term%na%s de ,oletor e em%ssor. #

re3%o de em%ssor do trans%stor ma%s do*ada do >ue a re3%o de ,oletor. Essa

,ara,teríst%,a ut%l%ada *ara a %dent%f%,aCo do em%ssor e do ,oletor< *o%s a

tenso de ,onduCo do em%ssor leemente su*er%or a tenso de ,onduCo do

,oletor. No e9em*lo a se3u%r o trans%stor7%3ura 12 "D1' testado ,om um

multímetro d%3%tal. 11F

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Figura 12: Teste de um trans%stor usando a analo3%a de um d%odo

%m*ortante a*ontar >ue nem todos os trans%stores *odem ser testados

desta forma. Os trans%stores Darl%n3ton *odem %nd%,ar alores errGneos. 11F

!ara um trans%stor )%*olar o*erar num ,%r,u%to ne,essHr%o >ue seBa

,onen%entemente *olar%ado. # *olar%aCo ,ons%ste na f%9aCo de tenses e

,orrentes nos term%na%s do d%s*os%t%o< dentro de seus l%m%tes de o*eraCo e

modo de fun,%onamento deseBado. E9%stem >uatro ,om)%naCes *ossíe%s de

*olar%aCo do trans%stor )%*olar de BunCo< *orm somente trAs so ut%l%adas.

Vamos ,ons%derar na anHl%se um trans%stor N!N< *orem o mesmo *ro,ed%mento

*oder%a ser a*l%,ado a um trans%stor ,om *olar%dade ,om*lementar.

Na !r%me%ra s%tuaCo de *olar%aCo 7%3ura 1 :temos >ue os d%odos

e>u%alentes das BunCes em%ssor "E e )ase ,oletor"0 so d%retamente

*olar%ados.

Figura 1%: !r%me%ra a*ro9%maCo de *olar%aCo

0omo os do%s d%odos "E e "0 esto d%retamente *olar%ados< ento

,ondu%ro mu%to )em. 0ons%derando os d%odos e>u%alentes ,omo %dea%s< o

,%r,u%to e>u%alente *ara essa s%tuaCo a*resentado na 7%3ura 1$.11F

14


16/40

Figura 1): O ,%r,u%to e>u%alente faendoJse analo3%a ,om d%odos *ara essa s%tuaCo de

*olar%aCo

Em *olar%aCo reersa< os d%odos e>u%alentes no ,onduem. #

s%tuaCo de *olar%aCo e>u%alente aos d%odos ,ortados< ,omo mostra a

7%3ura 1'.

Figura 1*: !olar%aCo reersa e>u%alente aos d%odos ,ortados

# essa s%tuaCo de *olar%aCo ,-amamos ,orte e d%emos >ue o

trans%stor estH ,ortado >uando a *olar%aCo entre )ase e em%ssor e entre )ase

e ,oletor reersa. 11F

# *r%me%ra e a se3unda forma de *olar%aCo so ut%l%adas em ,%r,u%tos

em >ue o trans%stor dea fun,%onar ,omo uma ,-ae. So ,-amados de

,%r,u%tos de ,-aeamento. !odemos ut%l%ar esta to*olo3%a *ara a,%onar motores< lPm*adas< Hlulas< ,%l%ndros e et,. #s fontes ,-aeadas tam)m

*ossuem trans%stores< ou ,om*onentes s%m%lares< fun,%onando no re3%me de

,orte e saturaCo. 11F

Ter,e%ra s%tuaCo 7%3ura 1& de *olar%aCo: o d%odo "E d%retamente

*olar%ado e o d%odo "0 reersamente *olar%ado. 11F

15


17/40

.

Figura 1+: Ter,e%ra a*ro9%maCo

O ,%r,u%to e>u%alente faendoJse analo3%a ,om d%odo e fonte de ,orrente

*ara essa s%tuaCo de *olar%aCo mostrado na 7%3ura 16. 11F

Figura 1,: ,%r,u%to e>u%alente da

ter,e%ra a*ro9%maCo

Uma e >ue a *olar%aCo do d%odo "E d%reta ento< ,ondu%rH mu%to

)em. 0omo a )ase uma re3%o estre%ta< as ,ar3as em%t%das no em%ssor< tero

,ond%Ces de ,-e3ar *rK9%ma a BunCo "0 reersamente *olar%ada< sendo

atraídas *ela )arre%ra de *oten,%al formado Bunto a BunCo< sendo ,oletadas no

,oletor< onde -H a d%ss%*aCo de ener3%a *or efe%to /oule. Essa s%tuaCo de

o*eraCo ,on-e,%da ,omo o*eraCo at%a do trans%stor )%*olar de BunCo<

*o%s o trans%stor fun,%ona ,omo uma fonte de ,orrente na mal-a de ,oletor

onde a ,orrente *assa a ser %3ual a I, _ α. Ie.O efe%to de transferAn,%a da

,orrente entre as duas mal-as< )ase em%ssor e )ase ,oletor ,-amado efe%to

trans%stor. # 7%3ura 1; a se3u%r mostra a analo3%a ,om d%odos do trans%stor N!N

e o ,%r,u%to e>u%alente ,om o trans%stor *olar%ado na re3%o at%a ou l%near de

o*eraCo. 11F

16


18/40

Figura 1-: #nalo3%a ,om d%odos do trans%stor N!N e o ,%r,u%to e>u%alente ,om o

trans%stor *olar%ado na re3%o at%a ou l%near de o*eraCo.

Os ,%r,u%tos >ue ut%l%am trans%stores o*erando na re3%o at%a so

,-amados de ,%r,u%tos l%neares. Um e9em*lo destes ,%r,u%tos so os

am*l%f%,adores de Hud%o< fontes de al%mentaCo do la)oratKr%o de eletrGn%,a e a

fonte desenol%da nesta d%s,%*l%na. O trans%stor ut%l%ado *ara ,ontrolar uma

determ%nada tenso ou ,orrente de um ,%r,u%to. O trans%stor *oderH estar l%3ado

em sr%e ou em *aralelo< de*ende a*enas da to*olo3%a do ,%r,u%to. 11F

!ara uma mel-or ,om*reenso das s%tuaCes de *olar%aCo de um

trans%stor %m*ortante anal%sar a ,ura ,ara,teríst%,a do trans%stor. Esta ,ura

%nd%,a a tenso entre ,oletor e em%ssor ersus a ,orrente >ue ,%r,ula *elo

em%ssor. #)a%9o a*resentada a ,ura ,ara,teríst%,a de um trans%stor >ual>uer

7%3ura 15. 11F

Figura 1/: 0ura ,ara,teríst%,a de um trans%stor

0ara,teríst%,as dos *ontos %m*ortantes da ,ura ,ara,teríst%,a de um

trans%stor so: 11F

17


19/40

V,e _ V,mH9%mo E>uaCo 1

or"$: I, _ +

!trans%stor _ + 3! _ V,e.I, E>uaCo 2

V,e _ +

Sa"ura45o: I, _ I,mH9%mo E>uaCo

!trans%stor _ + 3 ! _ V,e.I, E>uaCo $

V,e ` +

Lin$ar: I, ` +

!trans%stor ` + 3 ! _ V,e.I, E>uaCo '

Transis"or 6omo am0!ifi6ador d$ 6orr$n"$

# ,orrente de )ase uma *e>uena *ar,ela da ,orrente de em%ssor<

en>uanto a ,orrente de ,oletor ,ons%ste na sua ma%or *ar,ela. # 7%3ura 2+

a*resenta a re*resentaCo das ,orrentes eltr%,as em um trans%stor. 11F

# ,orrente de )ase ,ontrola a ,orrente de ,oletor< temos >ue *e>uenas

ar%aCes na ,orrente de )ase *roo,am 3randes ar%aCes na ,orrente de

,oletor. 11F

Figura 2: 0orrentes eltr%,as de um trans%stor

Isso s%3n%f%,a >ue o trans%stor na re3%o at%a essen,%almente

um am*l%f%,ador de ,orrente. !or %sso< o trans%stor su)st%tu%u as Hlulas do

18


20/40

%ní,%o do s,ulo < tornando ma%s ,om*a,to e ,onf%Hel os e>u%*amentos

eletrGn%,os >ue ne,ess%tam de um am*l%f%,ador. Os e>u%*amentos >ue ut%l%am

trans%stores o*erando ,omo am*l%f%,adores so ,-amados de ,%r,u%tos l%neares<

de%do a relaCo l%near entre ,orrente de )ase e ,orrente de ,oletor. E9%ste uma3ama mu%to 3rande de d%s*os%t%os e e>u%*amentos >ue ut%l%am o trans%stor

o*erando na re3%o at%a< *or e9em*lo: fontes l%neares e am*l%f%,adores. 11F

(ná!is$ do "ransis"or $m 6orr$n"$ 6on"#nua

7an8o d$ 6orr$n"$ $n"r$ 6o!$"or $ as$9

No trans%stor< a relaCo entre I0 e I" denom%nada 3an-o de ,orrente 00E>uaCo &< sendo re*resentado *or β. !ortanto: 11F

E>uaCo &

O alor de β ar%a ,onforme ,ada t%*o de trans%stor e de suas ,ond%Ces

de o*eraCo ,orrete< tenso e tem*eratura. E9%stem trans%stores ,om β desde

1+ at 1+++. 11F

7an8o d$ 6orr$n"$ $n"r$ 6o!$"or $ $missor 9

# ,orrente entre ,oletor e em%ssor E>uaCo 6 *rat%,amente %3ual<

d%fer%ndo a*enas *ela d%ferenCa da ,orrente de )ase< a >ual mu%to *e>uena.

D%emos >ue a relaCo entre ,orrente de ,oletor e a ,orrente de em%ssor %3ual

a α 3an-o de ,orrente entre ,oletor e em%ssor. 11F

E>uaCo 6

0ons%derando as se3u%ntes e9*resses:

E>uaCo ;

19


21/40

E>uaCo 5

Ut%l%ando a E>uaCo ; *ara o)ter uma relaCo de IE *or I0 na se3unda

e>uaCo< teremos:

E>uaCo 1+

Ut%l%ando a E>uaCo ; *ara o)ter uma relaCo de IE *or I" na se3undae>uaCo< teremos:

E>uaCo 11

Estas relaCes so %m*ortantes *ara determ%naCo das relaCes entre as

,orrentes e 3an-os de um trans%stor< dados %m*ortantes *ara determ%naCo do

*onto de o*eraCo e desenol%mento de *roBetos trans%stor%ados. 11F

20


22/40

#s fontes de ,orrente trans%stor%adas so ut%l%adas *ara o)terJse uma

,orrente esta)%l%ada f%9a< mesmo >uando alteramos V,,< ou< a%nda< as

,ara,teríst%,as da ,ar3a. !or e9em*lo< su*on-amos >ue seBa ut%l%ado um

trans%stor o*erando ,omo ,-ae *ara ,ontrolar a lum%nos%dade de um LED. Seu)r%l-o estar%a suBe%to as ar%aCes de V,,. # ,ura ,ara,teríst%,a de o*eraCo do

trans%stor< )em ,omo a to*olo3%a a*resentada na 7%3ura 21 a se3u%r: 11F

!odemos er%f%,ar >ue se o alor de V,, alterar< a ,orrente I, tam)m %rH

alterar< de forma s%m%lar a V,,. Este t%*o de o*eraCo< ,ons%derando ,%r,u%tos

ma%s %m*ortantes< ao %ns do >ue o s%m*les )r%l-o de um LED *ode o,as%onar

fal-as ou fun,%onamento %nade>uado< *ortanto< no deem ser ut%l%ados< a

menos >ue deseBados ,omo s%m*les ,-aes. 11F

#o ,ontrHr%o< *odemos ut%l%ar uma outra to*olo3%a< ,onforme

a*resentado na f%3ura 22 a)a%9o:11F

Figura 21: O*eraCo do trans%stor e a to*olo3%a

21


23/40

Figura 22: Outra to*olo3%a

E9tra%ndo a e>uaCo da mal-a da )ase< teremos:11F

E>uaCo 12

Isolando a ,orrente de ,oletor< teremos: 11F

E>uaCo 1

E9tra%ndo a e>uaCo da mal-a do ,oletor< teremos: 11F

E>uaCo 1$

0ons%derando >ue I,≈Ie< teremos:

E>uaCo 1'

2.+.Transis"or fun6ionando 6omo 68a$

O trans%stor fun,%onando ,omo ,-ae o modo ma%s s%m*les de

ut%l%aCo deste d%s*os%t%o sem%,ondutor< ,om*arado ,om todas as outras

a*l%,aCes. Neste modo ele o*era nas re3%es de 0orte e SaturaCo. uando

,ortado< o trans%stor fun,%ona ,omo um ,ontato a)erto entre os term%na%s de

,oletor e em%ssor< >uando saturado fun,%ona ,omo um ,ontato fe,-ado. !ara

22


24/40

3arant%r >ue o trans%stor fun,%one ,orretamente ,omo ,-ae *ara >ual>uer D0

-7E< deese usar uma saturaCo forte< %sto < o ,%r,u%to dee estar *roBetado

*ara >ue a ,orrente de )ase seBa de *elo menos 1+Z da ,orrente de ,oletor. O

trans%stor ,omo fonte de ,orrente outra forma )Hs%,a de uso deste,om*onente. Neste modo de o*eraCo< a res%stAn,%a de )ase om%t%da e ao

term%nal de )ase ,one,tada d%retamente uma fonte de tenso. !ara aBustar a

,orrente de ,oletor ,olo,ada uma res%stAn,%a no em%ssor. Esta res%stAn,%a

amarra o em%ssor )ase ,om a >ueda de tenso V"E f%9a< f%9ando o alor da

,orrente atras da ,ar3a ,olo,ada entre o term%nal de ,oletor e a fonte de

al%mentaCo. 12F

Um trans%stor *ode o*erar ,omo ,-ae eletrGn%,a 7%3ura 2< )astando *aratal *olar%HJlo de forma ,onen%ente: ,orte ou saturaCo. 12F

uando um trans%stor estH saturado o*era ,omo um ,urto ,-ae fe,-ada

entre o ,oletor e o em%ssor de forma >ue V0E +V e >uando estH no ,orte<

o*era ,omo um ,%r,u%to a)erto ,-ae a)erta entre o ,oletor e o em%ssor< de

forma >ue V0E V00.12F

No *onto de saturaCo ,-ae fe,-ada a ,orrente de )ase alta I" S#T e no

*onto de ,orte ,-ae a)erta a ,orrente de )ase ero.12F

Figura 2%: um trans%stor o*erando ,omo ,-ae eletrGn%,a e sua res*e,t%a reta de ,ar3a.

!ara o)ter o e9tremo su*er%or da reta de ,ar3a ,orrente I0 deemos

su*or um ,urto entre ,oletor e em%ssor V0E _ +< de forma >ue toda a tenso deal%mentaCo se f%9e no res%stor de ,oletor.12F

23


25/40

Teremos ento: I0 _ V00 [ R0 E>uaCo 1$

!ara o)ter o e9tremo %nfer%or da reta de ,ar3a< deemos su*or os

term%na%s de ,oletor e em%ssor a)ertos. 12F

Teremos ento: V0E _ V00

7%,a ento ,ara,ter%ado >ue o trans%stor o*era a*enas em um dos

e9tremos da reta de ,ar3a: ,orte ou saturaCo. 12F

No ,-aeamento eletrGn%,o ,om trans%stores< deemos lear em ,onta

do%s t%*os de saturaCo: fra,a e forte. 12F

Na saturaCo fra,a< a ,orrente de )ase suf%,%ente *ara lear o

trans%stor saturaCo. Tal *ro,ed%mento *orm no a,onsel-Hel %sto >ue*ode -aer uma ar%aCo de β00e na *rK*r%a ,orrente de )ase de saturaCo I "

S#T.12F

Ut%l%aJse normalmente a saturaCo forte< >ue asse3ura a ,ond%Co de

saturaCo *ara todos os alores de β00. Uma re3ra *rHt%,a ,ons%derar a

,orrente de )ase ,omo 1[1+ da ,orrente de saturaCo de ,oletor. 12F

%. O';ETIVOS

0on-e,er os trans%stores )%*olaresQ ,a*a,%tar o aluno de eletrGn%,a )Hs%,a a

%dent%f%,ar os term%na%s de um trans%stor< )em ,omo suas *r%n,%*a%s ,ara,teríst%,asQ

,on-e,er as *r%n,%*a%s %nformaCes ,ont%das em um datas-eet de tras%storesQ montar

um ,%r,u%to eletrGn%,o ,ontendo trans%stor< leantando sua ,ura ,ara,teríst%,a de

o*eraCoQ ut%l%ar um d%odo ,omo ,-ae.

24


26/40

). &ROEDIMENTO E


27/40

0omo o o)Bet%o era leantar a ,ura ,ara,teríst%,a de o*eraCo do

trans%stor< fo% ut%l%ado d%ferentes res%stores no ,%r,u%to de entrada mal-a

es>uerda da 7%3ura 2$ e de saída mal-a d%re%ta da 7%3ura 2$. Ver%f%,ouJse o

formato da >ueda de *oten,%al no res%stor R)< a d%ferenCa de *oten,%al V)e e V,e<o)tendo de forma %nd%reta< atras da le% de O-m< o alor da ,orrente de )ase I)

e da ,orrente do ,oletor I,. Os res%stores ut%l%ados no ,%r,u%to de entrada foram

de 2


28/40

*. RESULT(DO E DISUSS>ES

*.1.&rim$ira mon"ag$m

Os resultados o)t%dos *ara o ,%r,u%to ,ontendo o trans%stor *olar%ado

*ela )ase mostrado na Ta)ela '. # *r%me%ra ,oluna l%sta os alores da

res%stAn,%a de )ase R)< a se3unda ,oluna l%sta os alores da >ueda de tenso

*roo,ada *ela res%stAn,%a R)< a ter,e%ra ,oluna l%sta os alores da ,orrente de

)ase I)< ,al,ulada de a,ordo ,om a le% de O-m I

b=V

b/ R

b < a >uarta ,oluna

l%sta os alores o)t%dos *ara a >ueda de tenso *roo,ada *elo trans%stor< a

>u%nta ,oluna l%sta os alores da res%stAn,%a R,< a se9ta ,oluna l%sta os alores

da dd* V,e< a *en=lt%ma ,oluna l%sta o alor de I,< ,al,ulado usando a le% de

W%r,--off ( I c=V cc−V ce Rc ) e a =lt%ma ,oluna l%sta o alor do 3an-o de ,orrente βcc < ,al,ulado atras da relaCo I c= βcc⋅ I b .

Ta$!a *: Dados e9*er%menta%s do ,%r,u%to 1 trans%stor "0'$; *olar%ado *ela )ase. V )) ' Volts e V,, 1' Volts.

ir6ui"o d$ $n"rada ir6ui"o d$ sa#da 7an

8o d$

6orr$n"$

R

?M@A

V

?VA

I

?B(A

V

$ ?VA

R6

?C@A

V

6$ ?VA

I6

?m(A

66

2<2

$


29/40

1<

+

$


30/40

Figura 2+: S%mulaCo do ,%r,u%to ,om trans%stor ,onstruída no softcare ISIS !roteus.

Ta$!a +: Valores de dd* e ,orrente teor%,amente ,al,ulados *ara o ,%r,u%to 1 trans%stor *olar%ado *ela )ase. V)) ' Volts e V,, 1' Volts.

ir6ui"o d$ $n"rada ir6ui"o d$ sa#da7an8o

d$

6orr$n"$

R

?M@A

I

?B(A

V$

?VA

R6

?C@A

V6$

?VA

I6

?m(A

66

2


31/40

1


32/40

s%mulados. #s ,uras *ossuem ,om*ortamento *are,%do< mostrando >ue *ara

uma mesma ,orrente de )ase< a ,orrente I, *ermane,e a*ro9%madamente

,onstante na re3%o mostrada de o*eraCo do trans%stor. # tenso do ,oletar

>uase no afeta a ,orrente do ,oletor. Essa ,ara,teríst%,a des,ree a re3%oat%a do ,oletor *arte -or%ontal da ,ura de ,oletor.

Figura 2,:0ura ,ara,teríst%,a do trans%stor "0'$;< o)t%da a *art%r do e9*er%mento.

Figura 2-:0ura ,ara,teríst%,a do trans%stor "0'$;< o)t%da a *art%r de s%mulaCo.

31


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*.2.S$gunda mon"ag$m

# Ta)ela ; a*resenta os resultados o)t%dos no ,%r,u%to ,om trans%stor

fun,%onando ,omo ,-ae.

Ta$!a -: Valores de d%ferenCa de *oten,%al V,e e ,orrente de ,oletor I, *ara o ,%r,u%to

,om trans%stor fun,%onando ,omo ,-ae.

V ?VA V6$ ?VA I6 ?m(A+ 1$


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Ta$!a /: S%mulaCo de um ,%r,u%to ,om trans%stor o*erando ,omo ,-ae.

V ?VA V6$ ?VA I6 ?m(A+ 1'ue a ,onerso de te,nolo3%a TTL

*ara 0MOS %nersa< ou seBa< >uando a entrada ' V< a saída serH + V e

>uando a entrada for + V< a saída serH 1' V.

33


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+. ONLUSÃO

O e9*er%mento mostrou >ue um trans%stor )%*olar *ossu% uma >ueda de

tenso V)e >ue *ode ser a*ro9%mada ,omo um alor ,onstante. # ,ura,ara,teríst%,a de um trans%stor a*ro9%madamente uma reta -or%ontal na

re3%o at%a de o*eraCo. !ara o trans%stor *olar%ado *ela )ase< a ,orrente de

)ase e o 3an-o so maBor%tHr%os na determ%naCo da ,orrente do ,oletor.

O 3an-o de ,orrente de um trans%stor *olar%ado *ela )ase no

,onstante. # tem*eratura *ossu% forte %nfluAn,%a no 3an-o de ,orrente 1F

O trans%stor um dos *r%n,%*a%s ,om*onentes na eletrGn%,a d%3%tal< *o%s

*ode fun,%onar ,omo um elemento de ,ontrole l%3aJdesl%3a< ,ondu%ndo

,orrente ou no. Essa ,ara,teríst%,a *oss%)%l%tou o desenol%mento do s%stema

)%nHr%o ut%l%ado em todos os ,om*utadores atua%s. !or f%m< o ,-aeamento de

níel TTL *ara níel 0MOS *ossu% ,ara,teríst%,a %nersa< ou seBa< >uando a

entrada ' V< a saída serH + V e >uando a entrada for + V< a saída serH 1' V.

34


36/40

+. REFERNI(S

:

1F-tt*:[[)ras%les,ola.uol.,om.)r[f%s%,a[transformadores.-tm< a,essado em+6 de Ma%o de 2+1&.

2F -tt*:[[ccc.%nfoes,ola.,om[eletr%,%dade[transformadores[< a,essado

em +6 de Ma%o de 2+1&.

F -tt*:[[mundoedu,a,ao.)ol.uol.,om.)r[f%s%,a[oJmult%metro.-tm<

a,essado em +6 de Ma%o de 2+1&.

$F -tt*:[[ccc.eletron%,ad%dat%,a.,om.)r[*roto)oard.-tml< a,essado em+6 de Ma%o de 2+1&.

#)r%l de 2+1&

'F ^#LLID#< Da%d< Resn%? Ro)ert< Wrane< Dennet- S. 7ís%,a <

olume 2< ' Ed. R%o de /ane%ro: LT0< 2++$. ;$ *.


37/40

1F M#LVINO< #. !. Eletrônica: Volume 1. $. ed. So !aulo: Ma?ron

"oo?s<

155'.

1$F SEN#I. Eletrônica Básica I: Introdução. 1. ed. S.I.F< 2++'.D%s*oníel em h-tt*:[[ccc.*ortalda%ndustr%a.,om.)r[sena%[i #,esso em: 1+ a)r.

2+1&.

36

http://www.portaldaindustria.com.br/senai/http://www.portaldaindustria.com.br/senai/


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(NE


39/40

(n$o ( G Da"as8$$": Transis"or '*)-.

38


40/40

Relatório sobre Transistores Bipolares

Documents

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