Transistores

 

 APOSTILA DE ELETRÔNICA GERAL

 1.1

UNIDADE I - TRANSISTORES 1.1 - TRANSISTORES BIPOLARES DE JUNÇÃO (TBJ OU BJT) - CONSTITUIÇÃO:   N

P

N P

N

emissor

coletor

base

N P

P N

emissor

coleto

base

 

figura 1 O transistor é um dispositivo semicondutor de três camadas que consiste em duas camadas externas de material tipo N e uma camada interna de material tipo P ou duas camadas externas de material tipo P e uma camada interna de material tipo N. O primeiro é chamado de transistor tipo NPN enquanto que o segundo é chamado transistor tipo PNP. A estas regiões ou camadas damos o nome de emissor, base e coletor. Da união do cristal semicondutor do emissor com o cristal semicondutor da base resulta numa junção PN a qual recebe o nome de junção base-emissor. Da união do cristal semicondutor da base com o cristal semicondutor  do coletor também resulta numa junção PN, sendo esta denominada junção base-coletor.  A relação entre a largura total e a camada do meio (base) é de aproximadamente 150/1, ou seja, as camadas externas são muito mais largas do que a camada do meio. O nível de dopagem da camada do meio também é consideravelmente menor do que o das camadas externas (tipicamente 1:10 ou menos). Este baixo nível de dopagem aumenta a resistividade deste material, pois limita o número de portadores livres de carga elétrica. - SIMBOLOGIA

Ib

C

Ic

B

Ib

C

Ic

E

Ie

B E

Ie

TRANSISTOR NPN

TRANSISTOR PNP

figura 2 Na figura 2 foi mostrada a simbologia utilizada para os transistores PNP e NPN, assim como o sentido das correntes de emissor, coletor e base. Observe que a seta do emissor aponta no sentido da corrente do emissor, se considerarmos o sentido convencional, e em sentido oposto se considerarmos o sentido eletrônico de corrente. Observe também que a seta aponta para o semicondutor tipo N (emissor no transistor NPN e base no transistor PNP). - POLARIZAÇÃO DO TRANSISTOR: Polarizar um circuito transistorizado significa escolher os componentes (resistores) e as tensões contínuas de alimentação do circuito de modo a obter um certo valor para as tensões entre coletor e emissor (V CE), entre base e emissor (VBE) e entre coletor e base (V CB) e para as corrente de emissor, coletor e base (I E, IC e IB).

 

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 1.2 

- FUNCIONAMENTO DO TRANSISTOR C RC

N

C

+  _  P +  _ 

B

RC

+

+

B

VCC  _ 

N

VCC  _ 

E

E

figura 3.a figura 3.b Nos circuitos da figura 3 a fonte de tensão V CC polariza a junção base-coletor do transistor em sentido inverso e a junção base-emissor em sentido direto. A polarização inversa da junção base-coletor faz que sua resistência resist ência seja muito maior do que a resistência resistência da junção base-emissor base-emissor e a maior parte da tensão da fonte V CC fica na junção base-coletor. A tensão na junção base-emissor, apesar de ter a polaridade correta, é muito pequena e não possui intensidade suficiente para vencer a barreira de potencial desta junção, que é de 0,7 V para o silício e 0,3 V para o germânio. Isto faz com que o transistor não conduza e as corrente de emissor, coletor e base sejam praticamente nulas. IC

C

RC

N RB

+  _  P +  _ 

B IB

+

IB

VCC

 _  E

 _ 

+  _ 

N

VBB

VCB

RB

+ VBB  _ 

RC

VCE

+

+ +

+

VBE

IC

 _ 

 _ 

VCC  _ 

IE

IE

figura 4a figura 4.b Para que o transistor funcione é preciso conectar uma segunda fonte de tensão, conforme mostrado na figura 4. Esta fonte de tensão polariza a junção base-emissor no sentido direto, tanto em polaridade quanto em intensidade, resultando em uma redução da barreira de potencial desta junção, conforme pode ser visto pintado de cinza na figura 4a. Com a redução da barreira de potencial, um grande número de elétrons se difundem (se deslocam) da região de emissor para a base.  À medida que os elétrons se deslocam do emissor para a base, novos elétrons entram na região de emissor, provenientes do terminal negativo das fonte VBBsaindo e VCC,do constituindo a corrente detrabalhando emissor (IE). Nos circuitos da figura 4 a corrente de emissor foi representada emissor porque estamos com o sentido convencional de corrente elétrica (deslocamento de cargas positivas). Os elétrons que entram na base podem seguir dois caminhos: em direção ao coletor ou em direção ao terminal da base. O caminho em direção ao terminal da base é estreito e longo, apresentando elevada resistência.

 

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 1.3

Por outro lado, o caminho em direção ao coletor é curto e largo apresentando baixa resistência (R= ρ.l/S). Por este motivo,, a maior parte dos elétrons que entram na região da base, vindos do emissor, se desloca motivo deslocam m para a junção junção base-coletor, onde são acelerados pela barreira de potencial desta junção polarizada inversamente (ver explicação abaixo *). Quand ndo o cheg hegam no coletor os elétrons são são atraí aído doss pel elo o termin minal po possitivo da fon ontte VCC, constituindo a corrente de coletor (I C). Dos elétrons que entram na base, provenientes do emissor, alguns se recombinam com as lacunas da base e o par elétron-lacuna desaparece. Porém, antes de haver a recombinação, o cristal semicondutor da base era eletricamente neutro, com a recombinação, esta neutralidade deixou de existir. Portanto, para que o cristal se mantenha eletricamente neutro, para cada elétron que se recombina com uma lacuna, um elétron deve deixar a base emfor direção ao terminal positivo da fonte V BB, constituindo a corrente de de base. e menos dopada a base, menor será a probabilidade de haver recombinação umQuanto elétronmais comestreita uma lacuna e, consequentemente, menor será a corrente de base.

* A explicação para este fato é que a barreira de potencial da junção base-coletor, polarizada inversamente, impede os elétrons do coletor e as lacunas da base (portadores majoritários) de atravessarem a junção, porém não impede que os elétrons da base e as lacunas do coletor (portadores minoritários) se desloquem através da  junção. Na realidade, a barreira de potencial desta junção polarizada inversamente força o movimento dos portadores portado res minoritários minoritários de carga elétrica através da junção, conforme ilustrado na figura 5. Nesta figura pode-se observar a junção base-coletor polarizada inversamente e um elétrons que chegou na base vindo do emissor. Como o elétron possui carga negativa, ele será repelido pela carga negativa do lado P da junção e será atraído pela carga positiva do lado N da junção. Portanto, a barreira barreira de potencial desta junção polarizada polarizada inversamente inversamente,, além de não impedir que o elétron atravessasse a junção ainda atuou no sentido de forçar o movimento deste elétron através da junção.

 _  +  _  +  _  +  _  +

Base - P  _   _  + +  _   _  + +  _   _  + +  _   _  + +

Coletor - N + + + + + + +

+ + + + + + +

+ + + + + + +

+ + + + + + +

+ + + + + + +

Figura 5 Para explicar o funcionamento do transistor utilizou-se o transistor tipo NPN. O funcionamento do transistor  PNP é exatamente o mesmo, com os papéis desempenhados pelos elétrons e pelas lacunas trocados, conforme mostra a figura 6. Observe nesta figura que as fontes que polarizam o transistor foram invertidas em relação à figura 4. IC

C

RC

P RB

 _  + N  _  +

B IB

 _ 

 _  VCC +

P

VBB

RB

+ E

IE

figura 6.a figura 6.b

+ VBB  _ 

IB

VCB

RC

VCE

+

 _   _ 

+  _  VBE

IC

VCC

+ + IE

 _ 

 

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 1.4

- EQUAÇÕES PARA O TRANSISTOR 1º ) Aplicando-se a lei das correntes de Kirchoff ao transistor da figura 4, ou da figura 6, como se ele fosse um único nó, resulta: IE = IB + IC

(1)

Mas, a maior parte dos elétrons que entram na base alcança o coletor, portanto: IC >> IB ( IB = 1 à 5 % de IE) 2º ) Analisando-se as figuras 4.b ou 6.b, obtém-se:

(2)

VCE = VCB + VBE

(3)

Porém, a junção base-emissor é sempre polarizada no sentido direto, de modo que a tensão V BE = 0,7 ou 0,3 V para transistores de Si e Ge, respectivamente. - GANHO DE CORRENTE DO TRANSISTOR (β ou HFE): Por definição:

β 

=

 H  FE 

 

=

IC

(4)

IB

Uma vez que IC é muito maior do que IB, resulta que β >> 1. Para transistores de baixa potência (I CMÁX pequena) β varia de 50 à 400. Para transistores de potência (I CMÁX grande) β varia de 2 à 20. - EFEITO DA VARIAÇÃO DA TENSÃO VBB NO FUNCIONAMENTO DO TRANSISTOR: Uma vez que a tensão entre base e emissor é praticamente constante, um pequeno aumento na tensão da fonte VBB, nos circuitos das figuras 4 ou 6, produzirá um pequeno aumento na corrente de base. Este pequeno aumento na corrente de base produzirá grande aumento na corrente de coletor pois IC = β.IB (equação 4). Este grande aumento na corrente de coletor resultará em um grande aumento da tensão sobre o resistor R C (VRC = RC.IC). Analisando-se as figuras 4 e 6, vê-se que a tensão de saída (VCE) é igual à tensão da fonte VCC descontada a queda de tensão sobre o resistor R C (VRC), ou seja: VSAÍDA = VCE = VCC - VRC = VCC - RC.IC

(5)

O grande aumento da tensão no resistor de coletor (V RC) causará grande redução na tensão de saída do circuito (VCE), o que comprova o efeito amplificador do transistor pois esta grande variação da tensão de saída foi causada por uma pequena variação da tensão de entrada (V BB) do circuito.  Análise semelhante pode ser feita quando a tensão da fonte V BB diminuir. - REGIÕES DE OPERAÇÃO DO TRANSISTOR: 1º ) REGIÃO ATIVA   Quando o transistor é polarizado na região ativa, uma variação na corrente de entrada do circuito (corrente de base) produz uma variação proporcional na corrente de saída (corrente de coletor) e uma variação inversa na tensão de saída (VCE), ou seja, se a corrente de coletor aumenta, a tensão de saída diminui (ver equação 5). O transistor polarizado na região ativa apresenta corrente de coletor e tensão entre coletor e emissor diferentes de zero, portanto, a potência dissipada pelo transistor (IC x VCE ) também é diferente de zero, ou seja: VCE ≠ 0 IC ≠ 0 P≠ 0 Na região ativa a junção base-coletor é polarizada inversamente.

( 0 < VCE < VCC )

 

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 1.5 

2º ) REGIÃO DE SATURAÇÃO Nos circuitos das figuras 4 e 6 se a corrente de coletor aumenta, a tensão no resistor de coletor (V RC) aumenta e a tensão entre coletor e emissor (V CE) diminui. Se a corrente de coletor aumentar muito, o valor da tensão VCE será reduzido para aproximadamente 0 V. Como a tensão V CE não pode diminuir mais, pois sua intensidade já está próxima de 0 V, a corrente de coletor não pode mais aumentar. A partir deste ponto, se a corrente de base aumentar, a corrente de coletor não aumentará, e o transistor estará operando na região de saturação. Portanto, ao contrário da região ativa, na região de saturação, uma variação da corrente de base não produz variação na corrente de coletor.

Dividindo-se a corrente coletor pelo ganho de (β)ado transistor (equaçãoe4) obteremos valor  da corrente de base que coloca de o transistor operando no corrente limite entre região de saturação a região ativa.o Se a corrente de base for maior do que este valor, o transistor estará operando na região de saturação, caso contrário estará operando na região ativa. O transistor polarizado na região de saturação apresenta corrente de coletor (IC) diferente de zero e tensão entre coletor e emissor (V CE) aproximadamente nula. Assim, na região de saturação, a potência dissipada pelo transistor é aproximadamente igual à zero ( P = V CE x IC ≅ 0 x IC ≅ 0 ). VCE ≅ 0 IC ≠ 0 P≅ 0 Na re regi gião ão de sa satu tura raçã ção o a junç junção ão base base-c -col olet etor or é po pola lari riza zada da dire direta tame ment nte e co com m uma uma te tens nsão ão de aproximadamente 0,5 V. 3º ) REGIÃO DE CORTE Polarizar um transistor na região de corte significa fazer com que sua corrente de coletor seja nula. A tensão de saída (VCE) neste caso é igual à tensão da fonte, pois a queda de tensão no resistor R C é nula. Para levar um transistor ao corte devemos adotar o seguinte procedimento: a ) Transistor de Silício: Para polarizar polarizar um transistor transistor de silício na região de corte (IC = 0) é necessário curto-circuita curto-circuitarr a entrada do circuito com a massa ou abrir o circuito de base, como mostrado na figura 7. Em qualquer dos dois casos tem-se I B = 0 e, consequentemente IC = 0, ou seja, o transistor não conduz. IC = 0 RB 

+

IB = 0

VCE  _ 

+ VBE = 0  _ 

IC = 0

RC  + VCC  _ 

RB  +

VBB   _ 

IB = 0

+ VBE = 0

R C  +

 _ 

VCE  _ 

+ VCC  _ 

figura 7.a figura 7.b b ) Transistor de Germânio: Para fazer com que o transistor de Germânio fique cortado, é preciso aplicar à Junção base-emissor uma tensão reversa da ordem de 0,1 V. Com a base aberta (Ib=0), pode-se ter uma corrente de emissor e de coletor de valor considerável, principalmente em temperatura elevada.

 

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 1.6 

Na região de corte a corrente de coletor (I C) é nula e a tensão entre coletor e emissor (V CE) = VCC, portanto, a potência dissipada pelo transistor é nula (P = VCE x IC = VCC x 0 = 0 ). VCE = VCC IC = 0 P=0 Quando o transistor funciona como amplificador, normalmente é polarizado na região ativa. Quando utilizado na construção de portas lógicas (NOT, AND, OR, ETC.) ou como dispositivo de chaveamento (liga-desliga), o transistor  opera nas regiões de corte e de saturação, pois nestas regiões a potência dissipada é aproximadamente aproximadamente nula. - POLARIZAÇÃO DO TRANSISTOR COM UMA FONTE DE TENSÃO (POLARIZAÇÃO DE BASE FIXA): O circuito da figura 4.b poderia ser redesenhado com as fontes de tensão de mesmo valor e teríamos o circuito mostrado na figura 8. B  A RB 

 

R C 

IC C

+ VBB = VCC   _ 

+ CC  _ V  

IB

B E

IE

saída figura 8

O potencial do ponto A em relação à massa é igual ao potencial do ponto B em relação à massa, ou seja V A = VB = V CC, portanto, se retirarmos a fonte de tensão V BB e ligarmos o ponto A ao ponto B, o circuito não sofrerá nenhuma alteração quanto ao funcionamento, V A continuará sendo igual à VB que é igual à V CC, apenas que, agora, uma única fonte estará fornecendo fornecendo as correntes correntes de coletor e de base. O circuito circuito resultante está mostrado nas figuras 9.a e 9.b para os transistores NPN e PNP, respectivamente. Nos circuitos mostrados na figura 9, a corrente de base é fixa (constante) e seu valor depende apenas da fonte Vcc e do resistor Rb. Por este motivo, este tipo de polarização recebeu o nome de “polarização de base fixa”.

RB 

RB 

R C 

IC C

 _  B E

IE

saída

figura 9.a – Transistor NPN

 _ 

C

+

IB

R C 

IC

VCC

IB

VCC +

B E

IE

saída

figura 9.b – Transistor PNP

 

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 1.7 

- CAPACIDADES MÁXIMAS DO TRANSISTOR:  Além do ganho de corrente, os fabricantes de transistores costumam informar em seus catálogos pelo menos 3 itens: 1º) A capacidade máxima de dissipação de potência (PCMÁX). 2º) A corrente máxima de coletor (I CMÁX) que especifica o máximo valor de corrente permissível circulando do emissor para o coletor. Quando se pretende construir um circuito com transistores, deve-se escolher um transistor que tenha corrente e potência máxima superiores às do circuito no qual vai ser utilizado. 3º) A tensão máxima entre coletor e emissor (VCEMÁX) Devemos escolher o transistor de modo que a tensão (V CEMÁX) seja maior do que a tensão da fonte de alimentação VCC. - CONFIGURAÇÃO DARLINGTON: Um único transistor nos oferece, em geral, um baixo ganho de corrente e, quando necessitamos de um ganho elevado, a solução é utilizar o circuito da figura 10 onde temos dois transistores ligados em configuração Darlington.   C I IC1

B

IC2

Tr1

IB1

Tr2 IE1 = IB2

IE2

E figura 10 IC2 = β2.IB2 mas IB2 = IE1  IE1 ≅ IC1 = β1.IB1 portanto

IC2 = β1.β2.IB1 ≅ I

O circuito mostrado na figura 10 pode ser encontrado em um único invólucro, como se fosse um único transistor, apresentando 3 terminais, base, coletor e emissor. Conforme podemos ver na figura 10, para o transistor Dárlington V BE = VBE1 + VBE2, portanto, VBE = 1,4 V (0,7 + 0,7 V) se o transistor for de silício. - Desvantagens da configuração Darlington: - Aumenta a tensão VCE de saturação e a tensão entre base e emissor. - Reduz a velocidade de chaveamento.

 

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 1.8 

- EXEMPLOS DE APLICAÇÕES DOS TRANSISTORES: 1o-) INTERFACEAMENTO DE UM CIRCUITO DIGITAL COM RELÉ UTILIZANDO TRANSISTOR:

+ 1

D1

 _

2

+ VCC -

+5V

7408

+ VOUT  _ 

IC

P

Rb

+ VBE  _ 

N

figura 11.a - Funcionamento do circuito: a) Com níve nívell lógico lógico 1 na na saída saída da porta porta lógica lógica:: Nível lógico 1 na saída de um circuito digital significa que temos tensão positiva na saída deste circuito em relação à massa, conforme relação conforme mostrado na figura 11.a. Esta tensão polariza diretamente diretamente a junção base-emissor base-emissor do transistor (positivo na base P e negativo no emissor N) levando-o ao estado de saturação e fazendo com que ele se comporte como chave fechada entre coletor e emissor emissor (V CESAT = 0,2 V). Temos, portanto, um circuito fechado, fechado, composto compos to pelo transistor, transistor, fonte e bobina do relé, por onde circula a corrente de coletor coletor do transistor transistor (I C), corrente esta que excita a bobina do relé, fazendo com que seu contato comute, ou seja, passe da posição 1 para a posição 2, ligando a carga por ele comandada. O diodo está inversamente polarizado pela tensão da fonte e não conduz. b) Com níve nívell lógico lógico 0 na na saída saída da porta porta lógica lógica..

 _

 _

1

D1

ID

+

+

+ 5 Vcc

7408

2

+ VOUT = 0  _ 

IC = 0 pois o transistor  está no corte

Rb VBE = 0

figura 11.b

+ VCC -

 

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 1.9

Nível lógico 0 na saída de uma porta lógica significa ausência de tensão na sua saída em relação à massa. Portanto, Portan to, não há tensão para polarizar polarizar diretamente diretamente a junção base-emissor base-emissor do transistor, transistor, levando-o ao estado de corte. Neste estado o transistor se comporta como uma chave aberta entre coletor e emissor (V CE = VCC), interrompendo a corrente que circula pela bobina do relé. Ao ser interrompida a corrente da bobina do relé seu contato comutador passa da posição 2 para a posição 1 novamente, desligando a carga por ele comandada. No instante que o transistor interrompe a corrente de coletor, na bobina do relé é induzida uma força eletromotriz com polaridade tal a se opor à redução desta corrente, ou seja, a bobina do relé se comporta como uma fonte de tensão. Conforme se pode ver na figura 11.b, esta tensão polariza diretamente o diodo, curto-circuitando curto-circuitando os terminais da bobina, o que proporciona um caminho fechado para que a corrente da bobina do relé (I D) continue circulando com o mesmo que antes. Ao circular pelasarmazenada resistênciasno doscampo fios, do diodo e da corrente causa perdas porsentido efeito joule, reduzindo a energia magnético daprópria bobinabobina do reléesta até que ela se reduza a zero, quando então a corrente I D também é nula. Se não houvesse o diodo em paralelo com a bobina do relé, a força eletromotriz, induzida nos terminais da bobina no instante do desligamento do transistor, poderia ser intensa o suficiente para danificar o transistor ou a isolação da bobina do relé. 2o-) REGULADOR SÉRIE DE TENSÃO COM TRANSISTOR  A–) UTILIZANDO DIODO ZENER COMO ELEMENTO DE REFERÊNCIA: REFERÊNCIA:   + VCE  _   _  + R

VBE + +

VIN

RL

+

 _ 

VZ  _ 

VOUT

 _  figura 12

O circuito da figura 12 é um melhoramento do circuito regulador de tensão com diodo zener, visto no semestre semest re anterior. O transistor transistor neste circuito é denominado de elemento de controle controle e, por estar em série com a carga, este circuito é denominado de regulador de tensão série. O diodo zener atua como elemento de referência de tensão. - FUNCIONAMENTO DO CIRCUITO: No circuito mostrado na figura 12, o resistor R e o diodo zener formam um regulador de tensão, do tipo que estudamos no semestre anterior. Se o diodo zener está no estado ligado, temos uma tensão constante nos seus terminais. Como a tensão entre base e emissor do transistor também é constante e, sendo a tensão na carga a diferença entre a tensão do zener e a tensão entre base e emissor, tem-se na carga uma tensão constante, mesmo que ocorram variações da tensão de entrada do circuito e/ou da corrente de carga.  A diferença entre a tensão de entrada (V IN) e a tensão de saída (V OUT) é a tensão nos terminais do transistor  (VCE). Se a tensão de entrada aumenta, a tensão no resistor R, a tensão V BC e a tensão VCE também aumentam, aumentam, compensando a variação de tensão na entrada do circuito de modo a manter a tensão na carga constante. Porém, para que a tensão VCE possa variar, o transistor precisa estar operando na região ativa. A tensão que polariza a  junção base-emiss base-emissor or do transistor transistor no no sentido sentido direto, colocando-o colocando-o na região região ativa, ativa, é a tensão tensão do diodo zener zener (VZ ). - VANTAGEM DO REGULADOR SÉRIE DE TENSÃO EM RELAÇÃO AO REGULADOR DE TENSÃO COM DIODO ZENER ESTUDADO NO SEMESTRE ANTERIOR:  A vantagem do regulador série de tensão em relação ao regulador de tensão com diodo zener, que estudamos no semestre anterior, é que a carga do regulador de tensão (formado pelo resistor R e o diodo zener) é a corrente de base do transistor que é muito menor do que a corrente de carga do circuito ( I E ), resultando na utilização de um diodo zener de menor potência.

 

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 1.10 

B–) UTILIZANDO REGULADOR DE TENSÃO EM CIRCUITO INTEGRADO COMO ELEMENTO DE REFERÊNCIA: Podemos utilizar o transistor para aumentar a capacidade de corrente de um circuito regulador de tensão em CI (tensão de saída fixa ou ajustável), conforme mostrado na figura 13 I

IC

IE = IL  _ 

+

V +

VIN

 _ 

REGULADOR DE TENSÃO

+

BE

IB +

C2

VL

RL

 _ 

VOUT

C1

 _    figura 13 - FUNCIONAMENTO:  A tensão na carga é igual à tensão na saída sa ída do regulador de tensão descontada da diferença de potencial entre base e emissor, ou seja: VL = VOUT - VBE Mas a tensão de saída de um circuito regulador de tensão (V OUT) e a tensão entre base e emissor de um transistor (VBE) são constantes, portanto, a tensão na carga (V L) também é constante. Observe que a corrente de carga circula praticamente toda pelo coletor do transistor. No regulador de tensão temos apenas a corrente de base do transistor que é muito menor do que a corrente da carga (I E). Na figura 13, C1 é um capacitor eletrolítico de alumínio que tem função de filtro, ou seja, manter a tensão na entrada do regulador de tensão acima da tensão mínima que ele precisa para funcionar. C2 é um capacitor de tântalo de, no mínimo 0,1 microfarad, sua função é eliminar possíveis variações da tensão de saída (supressor). - CONCLUSÃO: Os reguladores de tensão lineares, como os mostrados nas figuras 12 e 13 desta unidade, apresentam baixo rendimento (30 a 50 %) e grandes dimensões. Isto se deve a dois fatores: 1o - O transistor opera na região ativa, ou seja, a tensão entre coletor e emissor do transistor e a corrente de coletor são diferentes de zero. Portanto, a potência dissipada pelo transistor também é diferente de zero. A elevada dissipação de potência no transistor torna necessária a utilização de dissipadores de calor de grandes dimensões, aumentando o volume da fonte. 2o - O circuito trabalha com baixa frequência o que exige a utilização de capacitores com elevada capacitância e grandes dimensões, o que torna a fonte volumosa. Por apresentar baixo rendimento rendimento e grandes dimensões o regulador regulador de tensão linear só é economicament economicamente e viável para potência de saída de até 10 W. 3o – PONTE H PARA ACIONAMENTO DE MOTORES: É um circuito utilizado para controlar a velocidade e o sentido de rotação de um motor elétrico a partir de sinais gerados por circuitos digitais (microcontrolador, temporizador 555, etc.). A   saída destes não suporta a corrente necessária e nem possui a tensão adequada para acionar um motor, é necessária uma unidade de potência que possa alimentá-lo convenientemente. convenientemente . Quando ligamos um motor DC à uma fonte de tensão contínua observamos que ele gira numa velocidade constante consta nte e numa única direção. Para alterarmos o sentido da rotação do motor, basta apenas ligar os terminais do motor de forma invertida. Para que não seja necessário fazer essa operação manualmente, podemos utilizar 

 

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 1.11

uma ponte H. Pode-se criá-la facilmente com a finalidade de controlar o sentido da rotação de um motor utilizando chaves simples, relés ou transistores. Uma ponte H básica é composta por 4 chaves mecânicas ou eletrônicas posicionadas formando a letra “H”, sendo que cada uma localiza-se num extremo e o motor é posicionado no centro, conforme mostrado na figura 14.

+ VCC _ 

MOTOR CC

figura 14

Para que o motor funcione, basta acionar um par de chaves diagonalmente opostas, o que faz a corrente fluir  do pólo positivo para o negativo atravessando o motor e fazendo-o girar. Para inverter a rotação, desligamos essas chaves e acionamos o outro par de chaves, o que faz a corrente circular no motor em sentido contrário ao anterior  invertendo sua rotação, conforme mostrado na figura 15. Deve-se tomar o cuidado de não acionar as duas chaves de um mesmo lado pois isto ocasionaria um curto-circuito na fonte. + VCC

+ VCC

MOTOR CC

MOTOR CC

     O      D      A      L      O      O      T      R      I      U      T      C      N      O      R      I      C      C      O SAÍDA figura 15.a      R DIGITAL 1      C      I Para que o motor possa ser      M

R

R T1

T2 figura 15.b

+

VCC MOTOR CC acionado por um microcontrolador, ou outro circuito digital, devemos substituir  as chaves mecânicas por chaves eletrônicas, como por exemplo: transistores, mosfets ou tiristores. Na _  figura 16 SAÍDA foi mostrado o circuito de uma ponte HR construída com transistores. R DIGITAL 2

T3

T4

figura 16  

 APOSTILA DE ELETRÔNICA GERAL

 1.12 

- FUNCIONAMENTO: Quando tivermos nível lógico 1 na saída digital 1 do circuito microcontrolado, a base do transistor 3 (NPN) será positiva em relação à massa e ao emissor, polarizando a junção base-emissor deste transistor diretamente e levando-o ao estado de condução, conforme mostrado na figura 17. Ao mesmo tempo, a base do transistor 1 será positiva em relação à massa. Porém, como o emissor do transistor 1 também é positivo em relação à massa, e com potencial igual ao da base, a tensão na junção base-emissor é nula fazendo com que o transistor 1 não coduza. Deste modo, não há o perigo de se ligar os dois transistores do mesmo lado da ponte o que causaria um curto circuito na fonte. Se na saída digital 2 do circuito microcontrolado tivermos nível lógico 0, não haverá tensão suficiente para polarizar diretamente a junção base-emissor do transistor 4 e este não conduzirá. Porém, nível lógico 0 na saída digital 2 fará com que a base do transistor 2 (PNP) tenha potencial negativo em relação ao emissor , levando-o ao estado de condução. Portanto, nível lógico 1 na saída 1 e 0 na saída 2 do circuito microcontrolado faz com que os transistores 2 e 3 conduzam e a corrente no motor circule da direita para a esquerda fazendo-o girar em um determinado sentido. Esta situação está mostrada na figura 17 onde podemos ver o caminho da corrente identificado pela linha grossa. Da mesma forma, se na saída digital 1 tivermos tivermos nível lógico 0 e na saída digital 2 tivermos nível lógico 1, os transistores 1 e 4 é que estarão conduzindo e a corrente no motor circulará da esquerda para a direita, fazendo-o girar em sentido contrário ao anterior. Se tivermos lógico igualindo nas eduas saídasnos digitais apenas os doisserá transistores superiores ou ele os dois transistores transistores inferiores inferioresnível estarão conduzindo conduz a tensão terminais termin ais do motor nula fazendo com que não parta. Se o motor estiver funcionando e as saídas digitais passarem a ter o mesmo nível lógico, para que a corrente no     O motor continue circulando no mesmo sentido e com a mesma intensidade que antes, a bobina do      D motor induzirá      A nos seus terminais uma fem com polaridade contrária a anterior. Esta fem polarizará um dos diodos      L da ponte diretamente e a máquina terá sua velocidade velocidade reduzida lentamente. lentamente.+Esta situação foi mostrada na figura      O      O R  _  Rpassaram para nível lógico 0, 18 onde se supôs que os transistores 2 e 3 estavam conduzindo e as saídas digitais      T      R      I T2 não pode circular do coletor para o      Uos     T levando transistores 1 e 2 para o estado deTcondução. Como a corrente 1      C      N emissor emisso r no     O transistor transistor PNP 1, a fem induzida pela bobina do motor CC polarizou polarizou diretamente diretamente o diodo em paralelo      R      I      C com o     C transistor T1 fornecendo um caminho fechado para que a corrente do motor continuasse circulando no +      O SAÍDA  _  +      R mesmo sentido DIGITAL que antes. I 1      C V MOTOR      I      M

CC

CC

V fonte é aterrado, como na figura 16, o transistor NPN conduz com 0 nível lógico 1 na OBS: Quando o negativo+da _  base e o transistor PNP com nível lógico 0. SAÍDA R R DIGITAL 2

+

T3  _ 

T4

figura 17  

 APOSTILA DE ELETRÔNICA GERAL

     O      D      A      L      O      O      T      R      I      U      T      C      N      O      R      I      C      C      O SAÍDA      R DIGITAL 1      C      I      M

SAÍDA DIGITAL 2

 1.13

+

R

T2

T1 I + 0

 _ 

R +

 _ 

VCC

MOTOR CC

0

R

_ 

R T3

T4

figura 18 OBS: A ponte H com transistores, mostrada nas figuras anteriores, só pode ser utilizada se a tensão da fonte VCC for igual ou inferior à tensão nas saídas digitais quando estas estiverem em nível lógico 1. Caso contrário, quando uma das saídas for para nível lógico 1 teremos dois transistores de um mesmo lado da ponte (esquerdo ou direito) conduzindo o que curto-circuitará a fonte, danificando os transistores e a própria fonte.  A ponte H também pode ser utilizada para acionar motores motore s de corrente alternada. Neste caso, os pares de transistores são acionados alternadamente, ora T1 e T4 conduzem ora T2 e T3 conduzem. Isto faz com que a corrente no motor circule ora num sentido, ora em sentido contrário. Variando-se a velocidade de chaveamento dos transistores, podemos variar a frequência da corrente alternada que a fonte CC entrega para o motor e, conseq con sequent uentemen emente, te, sua veloci velocidad dade. e. Este Este circui circuito to é chamado chamado de conver conversor sor ou invers inversor or de frequênc frequência ia e é amplamente utilizado para variar a velocidade dos motores de indução monofásicos e trifásicos. Neste último caso a ponte é constituída de 3 pares de transistores. A fonte de tensão contínua V CC é a tensão alternada da rede retificada, através de retificadores monofásicos ou trifásicos, controlados ou não. A tensão da rede, após ser  retificada é filtrada por circuito de filtro.

Na tabela abaixo temos um resumo do funcionamento da ponte H.

 

 APOSTILA DE ELETRÔNICA GERAL

 1.14

  SAÍDA DIGITAL 1

SAÍDA DIGITAL 2

EFEITO

1

0

Rotação em determinado sentido

0

1

Rotação em sentido contrário

0

0

Não parte, ou pára suavemente

1

1

Não parte, ou pára suavemente

Se a tensão da fonte que alimenta o motor for diferente da tensão de saída em nível lógico 1 do circuito digital, devemos acrescentar quatro transistores NPN ao circuito, conforme mostrado na figura 19.

R1 R2

T2

T1

R1 T6

T5

R2

+ MOTOR CC

SD + VCC

1

+ VCC

2

_ 

R1

R1 T3

R2

VCC

SD

T4

T7

T8

R2

figura 19 Quando a saída digital 1 (SD1) vai para nível lógico 1, a junção base-emissor dos transistores 5 e 7 é polarizada diretamente levando estes transistores ao estado de condução. A condução do transistor 5 fará com que a base do transistor 1 (PNP) tenha potencial negativo em relação ao emissor, levando-o ao estado de condução. conduç ão. Por outro lado, a condução condução do transistor transistor 7 fará com que a base do transistor 3 (NPN) tenha potencial nulo em relação ao emissor, levando-o levando-o ao estado de corte. Se a saída digital 2 (SD 2) estiver com nível lógico 0 o os transistores 6 e 8 estarão no estado desligado. Estando o transistor 6 desligado(chave aberta), não haverá tensão para polarizar a junção base-emissor do transistor 2 (PNP) que também ficará no estado desligado. Se o transistor 8 estiver desligado, a base do transistor 4 (NPN) terá potencial positivo em relação ao emissor, levandoo ao estado de condução. Portanto, a corrente no motor irá circular da esquerda para a direita no circuito da figura 19. Fazendo-se a mesma análise com a saída digital 1 em nível lógico 0 e a saída digital 2 em nível lógico 1, conclui-se que os transistores 2, 3, 6 e 8 estarão conduzindo e os transistores 1, 4, 5 e 7 estarão desligados, levando a corrente no motor a circular da direita para a esquerda.

4o-) REATOR ELETRÔNICO PARA LÂMPADA FLUORESCENTE:

 

 APOSTILA DE ELETRÔNICA GERAL

 1.15 

 A lâmpada fluorescente tem se tornado uma importante fonte de iluminação artificial de devido vido ao seu grande tempo de vida útil e à sua alta eficiência, quando comparada com as lâmpadas incandescentes. Entretanto, estas lâmpadas apresentam características de impedância negativa, o que requer dispositivos que atuem limitando a sua corrente, para evitar a sua destruição por corrente excessiva. Além disto, tais lâmpadas requerem elevadas tensões para sua ignição. Estes problemas têm sido resolvidos pela utilização de um reator magnético.  Apesar de seu baixo custo, estes reatores apresentam grande peso e volume, baixo fator de potência e efeito efei to denomi denominad nado o de “fl “flick ickeri ering” ng” (oscil (oscilaçã ação). o). Quando Quando as lâmpad lâmpadas as flu fluore oresce scentes ntes são acionad acionadas as em altas altas frequências sua eficiência luminosa aumenta, o ruído audível e o “flickering” são eliminados (Brioschi, R.O. e outros). Entretanto, istofoirequer o uso de um reatorfluorescente eletrônico, como o mostrado figura 20, acionar lâmpadas. Este circuito retirado de uma lâmpada comercial de 14 W na fabricada pelapara Home Depot.as Quando o circuito é energizado, a tensão é retificada pelo retificador em ponte, formado pelos diodos D 1 à D4, e filtrada pelo capacitor de 10 μF. Quando o circuito é energizado pela primeira vez, o capacitor de 100 μF, 63 V começa a se carregar através do resistor de 470 KΩ. Quando a tensão neste capacitor atinge 32 V, o diac passa para o estado de condução e a tensão do capacitor polariza o transistor Q 2 que passa agora para o estado de condução. A corrente então flui através do transistor Q 2, do enrolamento enrolamento superior do transformador transformador T 1, da bobina L2, do filamento da esquerda da lâmpada fluorescente, do capacitor de 4,7 nF, do filamento da direita da lâmpada fluorescente e do capacitor de 0,1 μF. A intensidade desta corrente é limitada pela indutância L 2 e pela resistência dos filamentos. A circulação de corrente no enrolamento superior do transformador T 1 induz tensão nos outros dois enrolamentos deste transformador. A tensão destes enrolamentos polariza a junção base-emissor do transistor Q 1 no sentido direto, que começa a conduzir, e polariza a junção base-emissor do transistor Q 2 no sentido inverso, levando-o ao corte. Quando o transistor Q1 chega ao estado de condução, os capacitores capacitores de 0,1 μF e de 4,7 nF, conectados na lâmpada fluorescente FL 1, começam a se descarregar e a corrente passa a fluir em sentido contrário ao anterior, através dos filamentos da lâmpada, do reator L 2, do enrolamento superior do transformador  transformador  T1 e do transistor Q1. A circulação de corrente no enrolamento superior do transformador T 1 novam novamente ente induz tensão nos outros dois enrolamentos deste transformador, mas com polaridade contrária a anterior o que leva o transistor Q2 ao estado de condução e o transistor Q1 ao estado de corte. Quando a corrente no indutor L 2 inverte de sentido, é induzida uma tensão nos terminais deste indutor que produz a partida da lâmpada fluorescente. A reatância indutiva do indutor L 2 também limita a corrente que circula pela lâmpada após a sua ignição, quando sua resistência diminui bastante, impedindo a destruição da lâmpada. Quando a lâmpada liga, a maior parte da corrente flui diretamente entre os filamentos ao invés de através deles. Somente uma pequena parcela desta corrente flui através dos filamentos para mantê-los aquecidos. O resistor de 47 Ω conectado na entrada do circuito atua como fusível. O indutor L 1 e o capacitor de 0,1μF atuam como filtro passa baixa impedindo que a tensão de alta frequência, gerada pelo circuito eletrônico, se propague pela rede elétrica e interfira no funcionamento de outros equipamentos. O capacitor de 470 pf e o resistor de 470 KΩ em paralelo com Q 1 impedem que os dois transistores liguem ao mesmo tempo o que provocaria um curto-circuito na fonte. O transi transisto storr DK 43 é um transis transistor tor projetad projetado o especi especific ficame amente nte para para chavea chavearr circui circuitos tos uti utiliz lizados ados na construção de reatores eletrônicos.

 

 APOSTILA DE ELETRÔNICA ELETRÔNICA GERAL

 1.16 

4,7 nF 1,2 KV

FL1

 L2 150 T

1 μF 250 V

T1 47Ω 3T Q1 10 Ω

D2

D1

DK43 3T

REDE 127 V 50/60 HZ

470 pF 1 kV

470 KΩ

470 KΩ

1N 4005

0,1 μF 250 V

10 μF 200 V D4

1N 4005

Q2 10 Ω

D3

DK43 3T

100 nF 63 V

L1

DIAC 32 V D33

figura 20

 

 APOSTILA DE ELETRÔNICA GERAL

 1.17 

- IDENTIFICAÇÃO DOS TERMINAIS E DO TIPO DE UM TRANSISTOR: A identificação dos terminais e do tipo de um transistor pode ser feita consultando-se o catálogo ou o manual do fabricante. fabric ante. Na falta deste, com o auxílio auxílio de um multiteste, multiteste, podemos utilizar alguns procedimentos procedimentos que, em geral, nos permitem determinar o tipo e identificar os terminais do transistor. a-) Identificação do tipo e do terminal da base do transistor: O transistor possui 3 terminais, conforme mostrado na figura 21, que chamaremos de terminais 1, 2 e 3. Para identificar a base do transistor, devemos proceder da seguinte maneira: 1º- Colocar a chave seletora do multiteste na posição x 10 ohm. 2º- Conectar as ponteiras do multiteste a um par de terminais do transistor de cada vez, conforme indicado na tabela abaixo. 123 +++--+ -+ -+

123

figura 21

3º- Se o transistor estiver em bom estado, duas situações poderão ocorrer: - Com o pólo positivo da bateria do multiteste em um dos terminais do transistor, e o negativo em qualquer um dos outros dois terminais o instrumento indicou baixa resistência. Neste caso, o terminal do transistor onde se encontra o pólo positivo da bateria do multiteste é a base e o transistor é do tipo NPN. Esta situação está mostrada na figura 22.a, onde temos as duas junções polarizadas no sentido direto.

- Com o pólo negativo da bateria do multiteste em um dos terminais do transistor, e o positivo em qualquer um dos outros dois terminais o instrumento indicou baixa resistência. Neste caso, o terminal do transistor onde se encontra o pólo negativo da bateria do multiteste é a base e o transistor é do tipo PNP. Esta situação está mostrada na figura 22.b, onde temos as duas junções polarizadas no sentido direto. N

-

Ω

+

P

P

N

P

Ω

Ω

+

N

+

-

Ω

-

-

+

figura. 22.b

figura 22.a

OBS: No multiteste analógico, a ponteira que tem polaridade positiva é a preta (comum), pois é neste terminal que está conectado o pólo positivo da bateria interna do instrumento, a ponteira vermelha tem polaridade negativa. No multiteste digital normalmente não há esta inversão. b-) Identificação dos terminais coletor e emissor do transistor: Uma vez identificado o terminal de base e o tipo do transistor (NPN ou PNP), podemos identificar os terminais de coletor e de emissor procedendo da seguinte maneira: 1o- Colocar a chave seletora do multiteste na posição x 1 Kohm. 2º- Conectar as ponteiras do multiteste entre os terminais desconhecidos do transistor, conforme mostrado na figura 23. 3º- Medir a resistência do transistor segurando com uma das mãos o terminal da base, e com a outra mão o terminal do multiteste que corresponde à polaridade da base no sentido direto (positiva NPN – negativa PNP) conforme mostrado na figura 23. Repita a medição invertendo os terminais do multiteste. 4º- Na medição em que o multiteste indicar menor resistência (maior deflexão do ponteiro), o terminal do multiteste que corresponde a polaridade da base indicará o terminal de coletor e o outro será o emissor.

 

 APOSTILA DE ELETRÔNICA GERAL

 1.18 

PNP

NPN

B

B mãos

mãos

figura 23

Ω Ω -+ -+  – VERIFICAÇÃO DO ESTADO DE FUNCIONAMENTO FUNCIONAMENTO DE UM TRANSISTOR: Para saber se um transistor está em bom estado, basta medir a resistência das duas junções (base-emissor e base-coletor) nos dois sentidos (direto e inverso). Se tivermos baixa resistência nas duas junções quando polarizadas noem sentido direto ecaso elevada resistência nas duas junções quando polarizadas no sentido inverso, o transistor está bom estado, contrário, está danificado.

1.2-) TRANSISTOR DE EFEITO DE CAMPO DE JUNÇÃO (JFET): - ESTRUTURA INTERNA: O JFET é constituído por um canal, que pode ser de material tipo N ou material tipo P, em cujas extremidades são colocados dois termin terminais ais,, que recebe recebem m a denomin denominação ação de fonte fonte (source) (source) e dreno dreno (drain), conforme mostrado na figura 24. As regiões hachuradas são construídas com semicondutor oposto ao do canal e são conectadas a

FONTE (S)

C

dois te dois termi rminai naiss qu que e re rece cebe bem m a de deno nomin minaç ação ão de porta porta (gat (gate). e). Os terminais de porta normalmente são interligados. O canal é fracamente dopado enquanto que as regiões de porta são fortemente dopadas. A região em negrito, entre o canal e as regiões de porta, é denominada região de depleção. Esta região é isenta de portadores de carga elétrica

A N A L

PORTA (G)

PORTA (G)

e apresenta barreira de potencial (ddp) da ordem de relação 1 V. Elaàs é maior dentro uma do canal devido à menor dopagem deste em regiões de porta. - FUNCIONAMENTO:

DRENO (D)

 Aplicando-se o terminal positivo da bateria no terminal dreno (D) e o negativo no terminal fonte (S), conforme mostrado na figura 25, haverá o deslocamento de elétrons livres do canal (semicondutor  tipo N) em direção ao positivo da bateria, constituindo a corrente de dreno (ID) e de elétrons do negativo da bateria em direção ao terminal fonte fon te co cons nstititu tuin indo do a co corr rrent ente e de fonte fonte (IS). Na fifigu gura ra 25 es esta tass R corr co rrent entes es fora foram m re repre prese sent ntada adass com com senti sentido do cont contrá rári rio o po porq rque ue utilizamos utili zamos o sentido sentido convencional convencional de corrente corrente elétrica. elétrica. Portanto, Portanto, ao contrário do transistor BJT, que é normalmente desligado, o JFET é normalmente ligado, ou seja, basta alimentarmos os terminais dreno e fonte fonte para para haver haver circul circulaçã ação o máxima máxima de corrent corrente e (compon (component ente e saturado). Seu comportamento se assemelha ao das válvulas triodo. Para que se possa controlar a intensidade da corrente de dreno (ID) é necessária a utilização de uma segunda bateria que deve + serr co se colo loca cada da en entr tre e ga gate te e font fonte e (VGS), cuja cuja funç função ão é pola polari riza zar  r  in invver ersa same ment nte e as du duas as junç junçõe õess PN fo form rmad adas as pel pela uni união do VDD semicondutor tipo N do canal com o semicondutor tipo P das regiões de porta, conforme mostrado na figura 26. Isto faz com que a região de _  depleção se estenda ainda mais para dentro do canal, reduzindo sua espessura e aumentando sua resistência. O aumento da resistência do canal provoca uma redução na corrente de dreno. Se a tensão V GS tiver  grande intensidade, intensidade, o canal se fecha completamente completamente e as correntes de dreno e de fonte caem a zero (componente em corte).

figura 24

ID

D

C A N A L N

G

G

S

IS figura 25

 

 APOSTILA DE ELETRÔNICA GERAL

 1.19

Como a junção PN formada entre gate e canal é polarizada inversamente, a corrente de porta é muito menor do queé adacorrente de10 base -13 dos transistores bipolares, o que é uma vantagem do JFET. A corrente de porta de um JFET ordem de A. O funcionamento do JFET de canal P é exatamente igual ao funcionamento do FJET de canal N , com os papéis desempenhados pelos elétrons e pelas lacunas trocados. As fontes que polarizam o JFET devem ser  invertidas em relação à figura 26.

I D

D

R

G

G

+

_ 

VDD

VGS

_ 

+

CANAL N S

IS - SÍMBOLO:

figura 26

D

D

G

G

S

S

figura 27.a – JFET de canal N

figura 27.b – JFET de canal P

Da mesma forma que no transistor bipolar de junção, no JFET a seta sempre aponta para o semicondutor  tipo N. Portanto no JFET de canal N a seta aponta para o canal (figura 27.a) e no JFET de canal P a seta aponta para a região da porta (semicondutor N – figura 27.b).

1.3-) TRANSISTOR DE EFEITO DE CAMPO – METAL ÓXIDO SEMICONDUTOR (MOS-FET): O MOS-FE MOS-FET T é um compon componente ente bastante bastante utiliz utilizado ado na constr construçã ução o de cir circui cuitos tos integra integrados dos,, pois pois suas suas características nos permitem construir circuitos muito mais complexos e versáteis do que os construídos com simples transistores de junção. SGD

- ESTRUTURA INTERNA (ver figura 28): O MOS-FET é constituído de uma região de elevada resistividade (pouco (pouc o dopada dopada), ), denomi denominad nada a substr substrat ato o e de duas duas regiõe regiõess de baixa baixa resistividade (muito dopada) denominadas canal. O semicondutor utilizado na construção do canal é oposto ao semicondutor do substrato. Se o canal for do tipo N, o substrato será do tipo P e vice-versa. Sobre o conjunto é depositada uma fina camada de SiO2 (dióxido de silício), que é um material isolante, na qual são feitos dois orifícios para que tenhamos acesso direto às regiões denominadas por canal, nas quais são conectados dois contatos denominados de fonte (S) e dreno (D). Um terceiro contato, denominado gate (G) é conectado à estrutura canal + substrato, porém permanece isolado desta através da fina camada de material isolante (SiO2).

CANAL

CANAL

SUBSTRATO

figura 28

 

 APOSTILA DE ELETRÔNICA GERAL

 1.20 

- FUNCIONAMENTO: Se o terminal gate do MOSFET estiver aberto, ou se curto-circuitarmos o terminal gate (G) com o terminal fonte (S) a diferença de potencial entre os dois terminais (V GS) será igual a zero. Ainda que uma tensão seja aplicada entre o dreno e a fonte, não haverá circulação de corrente pois a junção PN (J2) estará polarizada inversamente (figura 29.a). - VDD + - VDD +     - VGS +   SGD SGD CANAL N

CANAL N

J1

J2 SUBSTRATO P

Figura 29.a

CANAL N

CANAL N

SUBSTRATO P

CANAL N INDUZIDO

Figura 29.b

 Aplicando-se uma tensão positiva no gate em relação à fonte, conforme mostrado na figura 29.b, os elétrons livres que estão presentes no semicondutor tipo P serão atraídos pelo pólo positivo de V GS, deslocando-se em direção à camada isolante de S iO2. As lacunas serão atraídas pelo pólo negativo de V GS, deslocando-se deslocando-se em direção contrária (oposta à camada isolante). Os elétrons que se acumulam próximo à camada isolante do gate formam um canal condutor tipo N que permite a circulação de corrente entre o dreno e a fonte. Por este motivo, este tipo de MOS-FET MOS-FET é chamado de MOS-FET MOS-FET de canal N O MOS-FET continuará ligado (conduzindo (conduzindo corrente

entre o dreno e a fonte) enquanto tivermos tensão entre o gate e a fonte com valor e polaridade apropriados, quando esta tensão for retirada o MOS-FET desligará.  A corrente no gate é igual à zero pois há uma camada isolan isolante te de S ii O  O     entre o terminal de gate e o   2 2  canal tipo N, por este motivo, dizemos que o MOS-FET é acionado por tensão, contrário ao BJT que é  acionado por corrente e necessita de uma quantidade de energia para ser acionado muito maior do que o MOS-FET. Durante a comutação, ou seja, quando o MOS-FET passa do estado desligado para ligado, ou vice-versa,

teremos uma pequena corrente no gate devido à carga ou descarga do capacitor de gate que é formado pelo contato metálico de gate, camada isolante de SiO2(dielétrico) e semicondutor tipo P. Esta corrente é de curtíssima duração (no máximo algumas centenas de nanosegundos).  Além do MOS-FET de canal N existe também o MOS-FET de canal P, cuja estrutura é igual à do MOSFET de canal N, porém, os semicondutores são invertidos (troca N pelo P e P pelo N). Os circuitos digitais digitais da família CMOS utilizam utilizam transistores transistores MOS-FET MOS-FET tipo N e MOS-FET MOS-FET tipo P. Uma vez que estes transistores são complementares, agrega-se a letra C à palavra MOS resultando na palavra CMOS. - SÍMBOLO:

dreno

dreno

porta (gate)

porta (gate)

fonte (source)

fonte (source) MOS-FET CANAL N

Figura 30

MOS-FET CANAL P

- VANTAGENS DO MOSFET EM RELAÇÃO AO BJT: a-) Devido à elevada resistência entre gate e fonte a corrente de gate é nula o que faz com que o MOS-FET necessite de muito menos energia para ser ligado do que o BJT. b-) Menor perda de energia durante a comutação. c-) Menor tempo de comutação, o que permite que trabalhe com frequência mais elevada.

 

 APOSTILA DE ELETRÔNICA GERAL

 1.21

- DESVANTAGEM DO MOSFET EM RELAÇÃO AO BJT: a-) O BJT consegue acionar cargas de potência superior ao MOS-FET. b-) O BJT é mais barato e é mais fácil de se obter do que o MOS-FET. c-) O BJT não é tão sensível à eletricidade estática quanto o MOS-FET. OBS: 1-) O MOS-FET estudado estudado neste neste capítulo é do tipo intensifi intensificação. cação. Existe Existe ainda ainda o MOS-FET tipo depleção depleção que não será estudado. Maiores informações sobre o MOS-FET podem ser obtidas nos livros de eletrônica. 2-) O MOS-FET pode ser utilizado nos mesmos circuitos construídos com o BJT, com as vantagens descritas anteriormente. EXERCÍCIOS 1) Desenhe Desenhe o símbolo símbolo e indique o nome nome dos terminais terminais e o sentido sentido das corrente correntess do transistor transistor NPN. NPN. 2) Desenhe Desenhe o símbolo símbolo e indique o nome nome dos terminais terminais e o sentido sentido das corrente correntess do transistor transistor PNP. PNP. 3) A se seta ta util utiliz izada ada na simb simbol olog ogia ia dos compon component entes es elet eletrôn rônic icos os,, ap apont onta a se semp mpre re na di dire reção ção de que tipo de semicondutor, N ou P? 4) O que que signifi significa ca "pola "polariz rizar ar um transi transisto stor"? r"? 5) Faça Faça o desenho desenho mostrando mostrando a estrut estrutura ura interna interna do transi transisto storr NPN com as fontes de polariza polarização ção.. Indiqu Indique e no desenho desenh o o sentido das correntes, correntes, a barreira barreira de potencial potencial das junções junções base-emissor e base-coletor base-coletor e o nome de cada camada semicondutora. 6) Explique Explique o funcionament funcionamento o do transistor transistor NPN cuja cuja estrutura estrutura interna interna foi desenhada desenhada no exercíci exercício o 5. 7) Faça Faça o desenho desenho mostra mostrando ndo a estrutura estrutura interna interna do transisto transistorr PNP com as fontes fontes de polariza polarização. ção. Indiqu Indique e no

desenho desenh o o sentido das correntes, correntes, a barreira barreira de potencial potencial das junções junções base-emissor e base-coletor base-coletor e o nome de cada camada semicondutora. 8) Explique Explique o funcionament funcionamento o do transistor transistor PNP PNP cuja estrutura estrutura interna interna foi desenha desenhada da no exercício exercício 7. 9) Defina ganho ganho de corrente de de um transistor. transistor. Quais os símbolos comumente utilizados utilizados para representárepresentá-lo? lo? 10) Entre que valores valores se encontra o ganho de corrente corrente de um transistor: a) De baixa potência? b) De ele eleva vada da pot potên ênci cia? a? 11) Qual é o nome das regiões de operação operação do transistor que estu estudamos? damos? 12) Como devemos proceder para levar um transistor de silício à região de corte? Explique os dois modos. 13) Se houver variação variação na corrent corrente e de base base do circuito circuito transi transistor storiza izado, do, o que podemos podemos afi afirmar rmar em rel relaçã ação o à variação da corrente de coletor se o mesmo estiver polarizado: a) Na re regi gião ão ativ ativa? a? b) Na re regi gião ão de sa satur turaç ação? ão? 14) Que efeito o aumento da corrente corrente de coletor terá sobre a te tensão nsão entre coletor e emissor d do o transistor? Explique. 15) Que valores valores terão terão a corrente corrente de coletor coletor (IC), a tensão entre coletor e emissor (V CE) e a potência dissipada pelo transistor (PC) se o transistor estiver polarizado: a) Na re regi gião ão ativ ativa? a? b) Na re regi gião ão de sa satur turaç ação? ão? c) Na re regi gião ão de co cort rte? e? 16) Em que região (ões) de operação operação o transistor transistor vai operar quando funcionar: funcionar: a) Como chave (liga-desliga)? b) Como porta lógica? c) Como amplificador?

 

 APOSTILA DE ELETRÔNICA GERAL

 1.22 

17) Calcule as correntes correntes de polarização e o potencial potencial do coletor em relação relação à massa (Vc) do circuito circuito com polarização de de base fixa mostrado na figura 9.a sendo dados: Vcc = 20 V, Rb = 400 KΩ, Rc = 2,0 KΩ e β = 100. 18) Refaça o exercício anterior considerando que o tr transistor ansistor foi substituído por outro com β = 180. 19) Calcule o valor valor do resistor de coletor coletor que levará o transistor do exercício 17 à saturação (VCE = 0 V). 20) Calcule Calcule o valor da tensão da fonte, a corrente corrente de base e o ganho de corrente do transis transistor tor do circuito circuito com polarização de base fixa mostrado na figura 31.

330 KΩ

820 Ω 

5 mA C I B

 _  4,9 V

B E

 _  VCC +

+ figura 31

21) Calcule Calcule o valor do resistor de base, a corrente de coletor e o potencial do coletor coletor em relação à massa (Vc) do circuito com polarização de base fixa mostrado na figura 32.

IC

RB 

2,7 KΩ  β = 150

C

+

12 μA

11 V  _  B E

IE

figura 32

22) Quais os três fatores que precisamos levar em consideração quando vamos escolher um transistor? 23) Faça o desenho de dois transistores transistores ligados em configuração Darl Darlington ington e indique o sentido das correntes correntes.. 24) Quais as vantagens e as desvantagens da configuração configuração Darlington? 25) Faça o desenho mostrando mostrando o interfaceame interfaceamento nto de um circuito circuito digital com um relé através de um transistor  transistor  amplificador tipo NPN. 26) Explique Explique o funcionamento funcionamento do circuito circuito do exercício anterior: anterior: a) Com a saída saída da port porta a lógica lógica em em nível nível lógic lógico o 1. b) Com a saída saída da port porta a lógica lógica em em nível nível lógic lógico o 0.

 

 APOSTILA DE ELETRÔNICA GERAL

 1.23

27) Faça o desenho mostrando mostrando o interfaceame interfaceamento nto de um circuito circuito digital com um relé através de um transistor  transistor  amplificador tipo PNP. Dica: O coletor do transistor deve ser ligado na massa. 28) Explique Explique o funcionamento funcionamento do circuito circuito do exercício anterior: anterior: a) Com a saída saída da port porta a lógica lógica em em nível nível lógic lógico o 1. b) Com a saída saída da port porta a lógica lógica em em nível nível lógic lógico o 0. 29) Explique Explique o funcionament funcionamento o do diodo D1 no circuito do exercício 25. 30) Para acionar acionar um relé cuja bobina possui possui tensão nomin nominal al igual à 6 V e resistência resistência de 80 Ω é necessário utilizar  um transistor, conforme mostrado na figura 11. Determine: a) O valor da tensão da fonte (V1) necessária para alimentar o circuito. b) As características mínimas (Vce máx e Icmáx) que o transistor deve possuir. Utilize o apêndice 1 (pág 30) e verifique se é possível construir este circuito utilizando o transistor BC 548. c) O valor máximo que o resistor Rb deve possuir, considerando-se que β = 100 a 200. 31) Repita Repita o exercício exercício anterior para para um relé de 12 Vcc e R = 200,0 Ω. 32) Faça Faça o desenh desenho o de um circui circuito to regula regulador dor série de tensão tensão com transi transisto storr e diodo diodo zener, saída saída positi positiva, va, e indique o sentido das correntes e a polaridade das tensões. 33) Qual é a vantagem do circuito regulador regulador série de tensão com transis transistor tor em relação ao regulador de tensão sem transistor que estudamos no semestre anterior? 34) Calcule Calcule as correntes, correntes, as tensões e o rendimento do circuito circuito regulador de tens tensão ão mostrado na figura figura 12 . O resistor R é de 100 Ω, o transistor possui Hfe ( β) igual à 100, o diodo é de 12 V, o resistor de carga e a tensão de entrada são, respectivamente:

a) VIN = 15V e RL = 500 Ω.

b) VIN = 15V e RL = 100 Ω.

c) VIN = 18V e RL = 100 Ω.

35) Explique o funcionamento funcionamento do circuito circuito anterior: anterior: a) Com carga carga constante constante e tensão tensão de entrada entrada aumentand aumentando. o. b) Com tensão tensão de entra entrada da constant constante e e corrente corrente de carga carga aument aumentando ando.. 36) Faça Faça o desenh desenho o mostra mostrando ndo as ligaç ligações ões que devemo devemoss fazer fazer para para aument aumentar ar a capaci capacidad dade e de corren corrente te de um regulador de tensão com saída positiva em circuito integrado (série 78XX) utilizando transistores NPN. 37) Faça Faça o desenh desenho o mostra mostrando ndo as ligaç ligações ões que devemo devemoss fazer fazer para para aument aumentar ar a capaci capacidad dade e de corren corrente te de um regulador de tensão com saída negativa em circuito integrado (série 79XX) utilizando transistores PNP. 38) Cite duas desvantagens desvantagens dos circuitos circuitos regula reguladores dores de tensão mostrados mostrados nas figuras 12 e 13. Quais os dois fatores que causam estas desvantagens? 39) Qual é a função de uma ponte ponte H? 40) Faça o desenho de uma ponte H construída com transistores e ex explique plique o seu funcionamento considerando-se que temos nível lógico 0 na saída digital 1 e nível lógico 1 na saída digital 2. Indique no desenho com linha mais grossa o trajeto percorrido pela corrente no circuito. 41) Considere no exercício exercício anterior que as duas saídas saídas digitais passaram passaram para nível lógico 1 e explique o funcionamento funcionamento do circuito. Faça o desenho indicando com linha mais grossa o trajeto percorrido pela corrente no circuito. 42) Considere Considere no exercício exercício 40 que as duas saídas saídas digitais digitais passaram passaram para nível lógico 0 e explique explique o funcioname funcionamento nto do circuito. Faça o desenho indicando com linha mais grossa o trajeto percorrido pela corrente no circuito. 43) No que se refere refere à tensão de alimentaç alimentação ão VCC quais as condições que ela deve satisfazer para que possamos utilizar o circuito do exercício 40? 44) Explique Explique de que forma a ponte H pode ser utilizada utilizada para alimentar alimentar um motor de corrente alternada. alternada. Do que depende a frequência da tensão fornecida ao motor? 45) Explique Explique o funcionamento funcionamento do reator eletrônico eletrônico mostrado mostrado na figura 20.

 

 APOSTILA DE ELETRÔNICA GERAL

 1.24

46) Quais as vantagens de se alimentar as lâmpadas fluorescentes em alta frequência? 47) Qual é a função função do indutor indutor L1 e do capacitor de 0,1 μF do circuito da figura 20? 48) Faça o desenho desenho da estrutura estrutura interna de um JFET: JFET: a-) de canal N. b-) de canal P. 49) Desenhe Desenhe o símbolo e identifique identifique os terminais de um JFET: a-) de canal N. b-) de canal P. 50) O que significa dizer que um JFET é “normalmente ligado”? Pode-se dizer o mesmo do BJT? Por que? que? 51) Faça o desenho de um JFET de canal canal N com as respectivas fontes de alimentação. 52) Explique Explique o funcionamento funcionamento do JFET do exercício exercício 51. 53) Faça o desenho de um JFET de canal canal P com as respectivas fontes de alimentação. alimentação. 54) Explique Explique o funcionamento funcionamento do JFET do exercício exercício 53. 55) A corrente de gate de um JFET é maior ou menor do que a corrente corrente de base de um transistor? Justifique Justifique sua resposta. 56) Faça o desenho de um MOSFET de canal canal N com as respectivas fontes de alimentação. alimentação. 57) Explique Explique o funcionamento funcionamento do MOSFET do exercício exercício 56.

58) Faça o desenho de um MOSFET de canal canal P com as as respectivas fontes de alimentação. 59) Explique Explique o funcionamento funcionamento do MOSFET do exercício exercício 58. 60) Faca o desenho desenho do símbolo símbolo do MOSFET: MOSFET: a-) de canal N. b-) de canal P.

RESPOSTAS 17) IB = 48,25 µ A; IE ≅ IC = 4,825 ma; VC = 10,35 V 18) IB = 48,25 µ A; IE ≅ IC = 8,685 mA; VC = 2,63 V 19) RC = 4,15 KΩ 20) VCC = 9 V; IB = 25,15 mA; β = 198,8 21) RB = 858,3 K ; IC = 1,8 mA; VC = 6,14 V 30) a) VCC = 6 V b) Vcemáx. ≥ 6 V e Icmáx. ≥ 75 mA c) Rb ≤ 5,73 KΩ. 31) a) VCC = 12 V b) Vcemáx. ≥ 12 V e Icmáx. ≥ 60 mA c) Rb ≤ 7,17 KΩ. 34) a) VR = 3 V; VZ = 12 V; VL = 11,3 V; VCE = 3,7V; IR = 0,03 A; IZ = 29,77 mA; IL = 22,6 mA; IB = 226 mA; b) VR = 3 V; VZ = 12 V; VL = 11,3 V; VCE = 3,7V; IR = 0,03 A; IZ = 28,87 mA; IL = 113 mA; IB = 1,13 mA; c) VR = 6 V; VZ = 12 V; VL = 11,3 V; VCE = 6,7V; IR = 0,06 A; IZ = 58,87 mA; IL = 113 mA; IB = 1,13 mA;

η = 32,37 % η = 59,53 % η = 41,0 %

 

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 1.25 

AULA PRÁTICA 1a TAREFA - MATERIAL NECESSÁRIO:   - Alguns transistores - Multiteste - OBJETIVO: - Identificar os terminais, o tipo e as condições dos transistores. - PROCEDIMENTO: 1o) Faça o desenho no caderno do transistor e anote sua referência (número) 2o) Identifique, utilizando o multiteste, o tipo de transistor e os terminais coletor, emissor e base, anotando o resultado no caderno. 2a TAREFA - MATERIAL NECESSÁRIO: - 1 relé de 6 V - 1 transistor BC 548 - 1 placa protoboard - 1 multiteste - 1 fonte de tensão contínua - 1 placa com diodos

- 1 resistor de carbono de 680 Ω, 1/8 de W - 1 conjunto de cabos com pino banana - OBJETIVO: Permitir que os da alunos verifiquem natensão práticacontínua a possibilidade de acionamento detransistor. cargas de maior potência a partir aplicação de uma e de pequena intensidade de na um baserelé de eum - PROCEDIMENTO: 1o) Ajuste a tensão da fonte contínua para 6,0 V e corrente de 100 mA. 2o) Monte o circuito mostrado na figura abaixo. 3o) Anote na tabela o estado do relé ligado ou desligado. 4o) Conecte o resistor de base (entrada do circuito) ao positivo da fonte e repita o 3 o passo. 5o) Curto-circuite os terminais base e emissor do transistor e repita o 3 o passo.

+

1

D1

 _

2

+ 6V -

ESTADO DA BASERELÉ ABERTACONECTADA E EM + 6V LIGADA NA MASSA

1 KΩ BC 548 RB

 

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 1.26  3a TAREFA

- MATERIAL NECESSÁRIO: - 1 motor CC de 6 V, - 2 transistores BC 548, - 2 transistores BC 558, - 1 placa protoboard, - 1 multiteste, - 1 fonte de tensão contínua, - 4 resistores de carbono de 10 KΩ, 1/8 de W, - 1 conjunto de fios. - OBJETIVO: Comprovar o funcionamento da ponte H para o acionamento de motores elétricos. - PROCEDIMENTO: 1o) Ajuste a tensão da fonte contínua para 5,0 V e a corrente para 100 mA. 2o) Monte o circuito da figura abaixo. Se tiver dúvida peça ajuda ao professor. 3o) Conecte a saída digital 1 em + 5 V (nível 1) e a saída digital 2 no comum (nível 0). 4o) O motor girou? Em caso afirmativo, em que sentido? ____________________________  5o) Desligue a fonte e conecte as duas saídas digitais em 5,0 V (nível 1). 6o) Ligue a fonte. O motor partiu? _______________. 7o) Desligue a fonte e conecte as duas saídas digitais no comum da fonte (nível 0). 8o) Ligue a fonte. O motor partiu? _______________. 9o) Desligue a fonte e conecte a saída digital 2 em + 5 V (nível 1) e a saída digital 1 no comum (nível 0). o

10 ) O motor girou? Em caso afirmativo, em que sentido? ____________________________. Igual ou contrário ao sentido do 4o passo? _________________________. 11o) Compare os resultados obtidos com a teoria estudada em aula. OBS: 1-) Mantenha Mantenha as saídas saídas digitais digitais conectadas conectadas em + 5 V (nível (nível lógico 1) ou ou no comum (nível (nível lógico lógico 0), caso contrário os (se doisa fonte transistores delimitador um dos de lados da ponte H poderão conduzir o que pode queimar a fonte ou os transistores não tiver corrente). 2-) Uma vez que a corrente solicitada pelo motor utilizado é muito pequena, comparada com a corrente máxima dos transistores, e, para agilizar a realização desta tarefa, não utilizamos diodos em paralelo com os transistores.      O      D      A      L      O      O      T      R      I      U      T      C      N      O      R      I      C      C      O SAÍDA      R DIGITAL 1      C      I      M

10 KΩ

10 KΩ T2

T1

+ VCC

MOTOR CC

10 KΩ

10 KΩ

SAÍDA DIGITAL 2

T3

_ 

T4

 

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 1.27  4a TAREFA

- MATERIAL NECESSÁRIO: - Computador com software PSIM ou outro simulador de circuitos eletrônicos. - OBJETIVO: - Verificar o comportamento do circuito em que o transistor opera nas regiões de corte, ativa e saturação. - PROCEDIMENTO: 1o) Desenhe no computador o circuito abaixo. 2o) Faça a simulação do circuito e anote o valor das correntes de coletor e base e da tensão V CE. 3o) Altere a tensão da fonte VBB de acordo com a tabela e repita o 2 o passo. 4o) Após fazer a simulação do circuito com todos os valores da tensão VBB da tabela, identifique as regiões de operação do transistor.

IC

1 KΩ

10 KΩ IB

VCE

VCC = 12 V

VBB

0,5 V

5o) Ajuste a tensão da fonte V BB para 2,0 volts e a tensão V CC de 12 V para 20 V.  Anote, abaixo, os resultados obtidos e compare-os com os resultados anteriores. IB = __________________  IC = __________________  VCE = __________________  Responda: A variação da tensão da fonte de 12 para 20 V, ocasionou variação em qual(is) grandeza(s)?

VBBIBICVCEREGIÃO 0,50,60,70,80,9 1,01,52,02,53,03,13,23,3 3,43,5

6o) Meça com o voltímetro a tensão entre base e emissor para três valores da tensão VBB.

VBB1,0 V2,5 V3,5 VVB BE

Conclusão: Quando a tensão VBB variou, houve variação proporcional da tensão VBE?

 

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 1.28  5a TAREFA

- MATERIAL NECESSÁRIO: - Computador com software PSIM ou outro simulador de circuitos eletrônicos. - OBJETIVO: - Mostrar como o transistor pode ser utilizado para aumentar a potência que uma fonte de tensão pode fornecer. - PROCEDIMENTO: 1o) Desenhe no computador o circuito mostrado na figura . 2o) Faça a simulação do circuito e anote na tabela o valor das correntes e das tensões. Considere a tensão de entrada e o resistor de carga com os valores indicados na tabela. VCE IL IR

+

β = 100 VR

IB

VIN

R = 100 Ω

 _ 

VL

RL 

IZ

12 V

figura 1

VIN = 15 V

VIN = 18 V

GRANDEZA

RL = 500 Ω 3o) Responda: a-) De que forma o circuito compensou o aumento da tensão de entrada? b-) De que forma o circuito compensou o aumento da corrente da carga? c-) Que grandeza se manteve constante nos três ensaios?

RL = 100 Ω

RL = 100 Ω

VR VZ VL VCE I IR IZ IB IL

 

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 1.29

APÊNDICE 1.1 – CARACTERÍSTICAS DE ALGUNS TRANSISTORES DA SÉRIE TIP NPN Tipo

Vce (V)

Ic (max) (A)

hFE (min)

Pd (W)

fT (MHz)

TIP29

40

1

20

30

3

TIP29A

60

1

20

30

3

TIP29B

80

1

20

30

3

TIP29C

100

1

20

30

3

TIP31

40

3

20

40

3

TIP31A

60

3

20

40

3

TIP31B

80

3

20

40

3

TIP31C

100

3

20

40

3

TIP33

40

10

20

80

3

TIP33A

60

10

20

80

3

TIP33B

80

10

20

80

3

TIP33C

100

10

20

80

3

40

25

25

125

3

TIP35

TIP35A

60

25

25

125

3

TIP35B

80

25

25

125

3

TIP35C

100

25

25

125

3

TIP41

40

6

20

65

3

TIP41A

60

6

20

65

3

TIP41B

80

6

20

65

3

TIP41C

100

6

20

65

3

 

APÊNDICE 1.2 – CARACTERÍSTICAS DE ALGUNS TRANSISTORES DA SÉRIE TIP PNP Tipo TIP30

Vce (V)

Ic (max) (A)

hFE (min)

Pd (W)

fT (MHz)

40

1

20

30

3

 

 APOSTILA DE ELETRÔNICA GERAL

 1.30 

TIP30A

60

1

20

30

3

TIP30B

80

1

20

30

3

TIP30C

100

1

20

30

3

TIP32

40

3

20

40

3

TIP32A

60

3

20

40

3

TIP32B

80

3

20

40

3

TIP32C

100

3

20

40

3

TIP34

40

10

20

80

3

TIP34A

60

10

20

80

3

TIP34B

80

10

20

80

3

TIP34C

100

10

20

80

3

TIP36

40

25

25

125

3

TIP36A

60

25

25

125

3

TIP36B

80

25

25

125

3

TIP36C

100

25

25

125

3

TIP42

40

6

20

65

3

TIP42A

60

6

20

65

3

TIP42B

80

6

20

65

3

TIP42C

100

6

20

65

3

 

Significado dos parâmetros: Vce é a tensão máxima entre o coletor e o emissor. Quando essa especificação é acompanhada de “o” (open) como em Vceo, significa a tensão máxima entre coletor e emissor quando a base está aberta. Ic é a corrente máxima de coletor. Trata-se da corrente contínua máxima que o componente pode conduzir. hFE é o ganho estático estático de corrente, corrente, normalmente normalmente especificado especificado para uma tensão entre coletor e emissor de 10 V quando o componente conduz uma corrente de 1 A. Pd é a potência máxima que o componente pode dissipar quando montado num dissipador ideal. fT é a frequência de transição, ou seja, a frequência em que o ganho de corrente do componente cai para 1. Além dessa frequência o componente deixa de amplificar os sinais.

APÊNDICE 1.3 – CARACTERÍSTICAS DE ALGUNS TRANSISTORES DA SÉRIE BC, BD E 2N

 

 APOSTILA DE ELETRÔNICA GERAL

Código

 1.31

Polaridade

Vce. máximo (volts)

Ic máximo Potência Total (ampéres) (watts)

hFE (mín-máx)

BC107 BC108 BC109

NPN NPN NPN

45 20 20

0,1 0,1 0,1

0,3 0,3 0,3

110-450 110-800 200-800

BC177 BC178 BC179 BC237

PNP PNP PNP NPN

45 25 20 45

0,1 0,1 0,1 0,1

0,3 0,3 0,3 0,3

75-260 125-500 125-500 110-450

BC238 BC239 BC307 BC308

NPN NPN PNP PNP

20 20 45 25

0,1 0,1 0,1 0,1

0,3 0,3 0,3 0,3

110-800 20-800 75-475 75-475

BC309

PNP

20

0,1

0,3

125-475

BC327 BC328 BC337 BC338 BC368 BC369 BC375 BC376 BC546

PNP PNP NPN NPN NPN PNP NPN PNP NPN

45 25 45 25 20 20 20 20 65

0,5 0,5 0,5 0,5 1,0 1,0 1,0 1,0 0,1

0,8 0,8 0,8 0,8 1,0 1,0 0,8 0,8 0,5

100-600 100-600 100-600 100-600 85-375 85-375 60-340 60-340 110-450

BC547 BC548

NPN NPN

45 30

0,1 0,1

0,5 0,5

110-800 110-800

BC549 BC550

NPN NPN

30 45

0,1 0,1

0,5 0,5

200-800 200-800

BC556 BC557

PNP PNP

65 45

0,1 0,1

0,5 0,5

75-250 75-475

BC558 BC559

PNP PNP

30 30

0,1 0,1

0,5 0,5

75-475 125-475

BC560 BC635

PNP NPN

45 45

0,1 1,0

0,5 1,0

125-475 40-250

BC636 BC637

PNP NPN

45 60

1,0 1,0

1,0 1,0

40-250 40-160

BC638 BC639

PNP NPN

60 80

1,0 1,0

1,0 1,0

40-160 40-160

BC640 BD115

PNP NPN

80 180

1,0 0,15

1,0 6,0

40-160 acima de 22

BD135

NPN

45

1,0

8,0

40-250

BD136 BD137 BD138

PNP NPN PNP

45 60 60

1,0 1,0 1,0

8,0 8,0 8,0

40-250 40-250 40-250

BD139 BD140 2N3055

NPN PNP NPN

80 80 70

1,0 1,0 15,0

8,0 8,0 115,0

40-250 40-250 20-70