Lista de Exercícios 05

ELETRÔNICA I – 2312A – PROF. ALCEU FERREIRA ALVES
5ª LISTA DE EXERCÍCIOS – TRANSISTORES BIPOLARES – 15/09/2008
1) Supondo que somente 2% dos elétrons injetados na base de um transistor recombinam-se com as
lacunas, considere que 1 milhão de elétrons entram no emissor em 1µs. Quantos elétrons saem
pelo condutor da base nesse período? E pelo coletor nesse mesmo intervalo de tempo ?
2) Se a corrente do emissor for de 6mA e a corrente de coletor 5,75mA, qual o valor da corrente de
base? Qual o valor de αcc?
3) Um transistor tem uma IC de 100mA e uma IB de 0,5mA. Quais os valores de αcc e de βcc?
4) Um transistor tem um βcc de 150. Se a corrente do coletor for igual a 45mA, qual o valor da
corrente de base?
5) Um 2N5607 é um transistor de potência com um rb, de 10Ω. Qual a queda de tensão I B r b, quando
IB=1mA? Quando IB=10mA? Quando IB=50mA?
6) Um 2N3298 tem um βcc típico de 90. Calcule as correntes aproximadas do coletor e da base para
uma corrente do emissor de 10mA.
7) Um transistor tem um βcc de 400. Qual o valor da corrente de base quando a corrente do coletor
for igual a 50mA?
8) A figura 1a mostra uma das curvas do coletor de um transistor. Calcule βcc nos pontos A e B.
h
I c [mA]
FE
IB = 0.1mA
20.5
20
B
A
200
100
5
[V]
V
CE
10
30
7
1
(a)
I c [A]
(b)
FIGURA 1
9) Esboce 6 curvas de coletor para um transistor com as especificações: VCE(sat) menor do que 1V,
βcc=200, VCEO=40V e ICEO=50nA. Mostre curvas distribuídas entre IB=0 e o IB necessário para
produzir uma corrente de coletor de 50mA. Indique as regiões de saturação, corte, ativa e ruptura.
10) Um 2N5346 tem as variações de βcc mostradas na figura 1b. Qual o valor de βcc se IC for de 1mA?
Qual o valor da corrente de base quando IC for 1A? E quando IC for 7A?
11) Utilize o circuito da figura 2a. Considerando RC=10MΩ e VCE=9V, qual o valor de ICEO? Se
trocarmos RC por um resistor de 10kΩ, qual o novo valor de VCE? (Admita que ICEO não se altera).
RC
VCE
Ic
+
10V
aberto
Ib=0
50nA
(a)
(b)
FIGURA 2
50V
Vce
12) Suponha que o transistor da figura 2a tem as curvas de coletor da figura 2b, RC=100kΩ e a fonte
Vcc=20V. Qual será o valor de VCE? Qual o valor de de BVCEO? O transistor está em perigo de
ruptura?
13) Um transistor tem uma corrente de coletor de 10mA e uma tensão de coletor-emissor de 12V.
Qual a potência dissipada?
14) Um 2N3904 tem uma especificação de potência de 310mW à temperatura ambiente (25ºC). Se a
tensão coletor-emissor for 10V, qual a máxima corrente que o transistor pode suportar sem
exceder sua especificação de potência?
15) Desenhe a reta de carga para o circuito da figura 3a . Qual a corrente de saturação? Qual a tensão
de corte?
+5V
+20V
470 Ω
10kΩ
+10V
47k Ω
+5V
4,7kΩ
(b)
(a)
FIGURA 3
16) Na linha de carga da figura 3b, qual a máxima corrente de coletor possível? Se a tensão da base for
removida, qual o valor da tensão coletor-emissor?
17) Qual a corrente da base na figura 3a? Qual a tensão coletor-emissor? O transistor está em
saturação forte?
18) Suponha que seja ligado um LED em série com o resistor de 10kΩ da figura 3a. Qual o valor da
corrente do LED? Comente a respeito do brilho do LED.
19) Qual o valor da corrente de base da figura 3b? Considere βcc=150 e calcule a corrente de coletor.
Qual a tensão coletor-emissor?
20) Desenhe a linha de carga para o circuito da figura 4a. Qual o valor da corrente de saturação do
coletor? Qual a tensão de corte?
+20V
10kΩ
+2,5V
910Ω
+V
+V
BB
BB
100 Ω
180 Ω
1,8k Ω
(a)
+5V
+10V
(b)
FIGURA 4
(c)
21)
22)
23)
24)
25)
Qual a corrente de coletor na figura 4a? Qual a tensão entre coletor e terra? Qual a tensão VCE?
Qual a máxima IC possível na figura 4b? Se VBB for 2V, qual a tensão do coletor ao terra?
Na figura 4b, considere VBB=10V. Qual a tensão coletor-emissor ?
Se VBB=5V na figura 4c, qual a corrente do LED?. Qual a tensão de coletor?
A figura 5 mostra um opto-acoplador 4N33 isolando um circuito de baixa tensão (entrada) de um
circuito de alta tensão (terminal comum em +1000V). O gráfico ao lado é a característica de
transferência de um 4N33 para um fototransistor não-saturado. Responda às seguintes questões:
a) Qual a máxima corrente possível para o fototransistor ?
b) Qual a corrente do LED para VBB=5V? Qual a tensão VCE do fototransistor nesta condição?
c) Se VBB for zero, qual o valor da tensão coletor-emissor do fototransistor?
2kΩ
+10V
10V +
4N33
+V
2N3904
BB
+1000V
430 Ω
FIGURA 5
26) Reprojete o circuito chave da figura 3a para obter uma corrente de saturação de 5mA.
27) Reprojeto o circuito chave da figura 3a para atingir as seguintes especificações: VCC=15V, VBB=0
ou 15V e IC(sat)=5mA.
28) Reprojete a fonte de corrente da figura 4c para estabelecer uma corrente no LED de
aproximadamente 35mA para um VBB de 5V.
29) Reprojete o acionador de LED da figura 4c para que chegue às seguintes especificações:
VCC=10V, VBB=0 ou 10V e ILED=20mA.
+10V
+5V
+10V
240Ω
Q1
Q2
2.4kΩ
100 Ω
+V
5V
BB
(a)
(b)
FIGURA 6
270 Ω
30) Seja o circuito da figura 6a, que apresenta uma conexão Darlington de 2 transistores. Qual a
tensão sobre o resistor de 100Ω? Qual a corrente IC no transistor Q1, se Q2 tiver βcc=150? Se o
transistor Q1 tiver βcc=100 e Q2 um βcc=150, qual a corrente de base de Q1?
31) No circuito da figura 6b, qual o valor da corrente do LED quando VBB for zero? E quando VBB for
10V?
Respostas
1) 20000; 980000 - 2) 0.25mA; 0.9583 - 3) 0.995; 200 - 4) 300µA - 5) 10mV; 100mV;
500mV - 6) 109.9µA; 9.89mA - 7) 125µA - 8) 200; 205 - 9) gráfico - 10) 100; 5mA; 233.3mA
11) 100nA; 9.999V - 12) 19.995V; 50V; Não - 13) 120mW - 14) 31mA - 15) 20V; 2mA
16) 5V; 10.64mA - 17) 197.9 µA; Vce=0 (saturação forte) - 18) 1.8mA; brilho máximo
19) 914.9µA; 137.23mA; Vce=0 - 20)20V; 1.7mA - 21)1mA; 10V; 8.2V - 22)9.17mA; 3.43V
23) Vce=0 - 24) 43mA; 3V - 25) 5mA; 10mA; Vce=0(saturado); 10V - 26) 4kΩ - 27) 3kΩ;
28.6kΩ - 28) 122.86Ω (saturado) - 29) 465Ω (saturado) - 30) 240µA; 2.4µA - 31) 15.93mA; 0
Prof. Alceu Ferreira Alves
15/09/2008