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UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA CENTRO DE ENERGIAS ALTERNATIVAS E RENOVÁVEIS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA Laboratório de Dispositivos Eletrônicos Nome: ____________________________________________________________________________________________ 3o Experimento: Caracterização de transistores bipolares OBS 1: o experimento é em grupo, e a mesma nota será atribuída ao grupo, com base nos resultados do pré-relatório, e na qualidade do relatório. OBS 2: a TABELA DE RESPOSTAS ESPERADAS (Página 2) deverá ser preenchida por cada dupla e enviada ao professor por e-mail ANTES DO EXPERIMENTO. Caso o referido documento seja enviado após o minuto de início do experimento, o conceito atribuído ao experimento irá de 0 (zero) a 5 (cinco). OBS 3: Após conclusão do experimento, ESTE RELATÓRIO contendo os dados experimentais, comparações com simulações, comentários e conclusões deverá ser entregue por e-mail até o fim do dia que antecede a próxima aula (formato: relatorio_exp_03_grupo_xx.pdf, , xx é o número do grupo). OBS 4: Leia o documento por completo. Assimile a teoria. Objetivos principais do experimento Observar experimentalmente o efeito transistor, saber identificar as regiões de corte, saturação e ativa (direta) de um transistor NPN. Observar as diferenças entre um transistor de (pequenos) sinais e um transistor de potência. Conhecer o transistor PNP. Observar experimentalmente o impacto da temperatura no comportamento dos dispositivos. Observar a robustez de diferentes topologias de polarização, com respeito ao sucesso na fixação de um valor de corrente de coletor. A simulação prévia se faz necessária para que o aluno tenha a noção do que ele deve encontrar no experimento, para que fiquem claros eventuais erros de montagem, situação em que a medida resulta em um valor fora da janela esperada. TODA CONDIÇÃO DE MEDIDA SERÁ SIMULADA, OU SEJA, PARA CADA MONTAGEM HÁ UMA SIMULAÇÃO PRÉVIA ASSOCIADA. RESUMINDO: 1- Você simula com os modelos PSPICE (ver pág. 3) e com base nos valores na Tabela de Grupos e Valores (abaixo), 2-preenche as tabelas de resposta em cada item, copia os resultados na TABELA DE RESPOSTAS ESPERADAS (Página 2). 3- Envia a página 2 ao professor. 4- faz o experimento, levando seu pré-relatório impresso ou em formato eletrônico; 5 –envia o relatório ao professor. Tabela de Grupos e Valores (Ver definição dos grupos na página da disciplina) Grupo 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 UFPB/CEAR/DEE — Laboratório de Dispositivos Eletrônicos VBB 5 5,25 5,5 5,75 6,0 6,25 6,5 6,75 7,0 7,25 1/14 UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA CENTRO DE ENERGIAS ALTERNATIVAS E RENOVÁVEIS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA Folha de respostas a ser enviada ao professor por e-mail até o minuto de início do experimento. RBIDEAL () Simulação 1: BC547C, RB=RBREAL RBREAL ICOREAL IBOREAL VBEOREAL (A) (A) (V) () VCEOREAL (V) Simulação 2: BC547C, RB=RBREAL, T=100 ° C ICOREAL IBOREAL VBEOREAL (V) VCEOREAL (V) (A) (A) Simulação 3: BC547C, RB=RBREAL, VCC=10 V ICOEARLY (A) VCEOEARLY (V) VA (V) Simulação 5: BC547C, RB1=RB1REAL, RB2=RB2REAL, T=100 ° C ICOREAL (A) VCEOREAL (V) RBTIP122 () RBTIP122SAT () Simulação 7: TIP122, RB=RBTIP122SAT ICOREAL IBOREAL SAT VBEOREAL (A) (A) (V) VCEOREAL (V) Simulação 8: TIP127, RB=RBTIP127 ICOREAL IBOREAL VBEOREAL RBTIP122 () (A) (A) (V) Faixa de valores esperados no experimento ICOREAL IBOREAL ±30% VBEOREAL±10% ±30% ±10% Faixa de valores esperados no experimento ICOEARLY VCEOEARLY VA (V) ±30% ±30% ±30% Simulação 4: BC547C, RB1=RB1REAL, RB2=RB2REAL RB1REAL RB2REAL ICOREAL VRCREAL VREREAL VCEOREAL (A) (V) (V) (V) () () Simulação 6: TIP122, RB=RBTIP122 ICOREAL IBOREAL VBEOREAL (A) (A) (V) Faixa de valores esperados no experimento ICOREAL IBOREAL VBEOREAL VCEOREAL ±30% ±10% ±30% ±30% ±10% Faixa de valores esperados no experimento ICOREAL VRCREAL VREREAL VCEOREAL ±5% ±5% ±5% ±5% Faixa de valores esperados no experimento ICOREAL ±10% VCEOREAL±10% Faixa de valores esperados no experimento ICOREAL IBOREAL VBEOREAL VCEOREAL ±30% ±10% ±10% ±30% ±30% VCEOREAL (V) Faixa de valores esperados no experimento ICOREAL IBOREAL VBEOREAL VCEOREAL ±30% ±10% ±30% ±30% ±10% VCEOREAL (V) Faixa de valores esperados no experimento ICOREAL IBOREAL VBEOREAL VCEOREAL ±30% ±10% ±30% ±10% ±30% UFPB/CEAR/DEE — Laboratório de Dispositivos Eletrônicos 2/14 UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA CENTRO DE ENERGIAS ALTERNATIVAS E RENOVÁVEIS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA Material a ser utilizado no experimento e MODELOS PSPICE a serem simulados. Componente Ilustração Transistor NPN BC547C Transistor NPN TIP122 (Darlignton) Transistor PNP TIP127 (Darlignton) Resistores diversos, ¼ watt Observações Folha de dados disponível na página da disciplina. Familiarize-se com as especificações. ALUNOS ANTERIORES ERRARAM A PINAGEM, TENTE GARANTIR SEU EMPREGO! Modelo PSPICE: Is=7.049f Xti=3 Eg=1.11 Vaf=24.76 Bf=543.1 Ise=78.17f Ne=1.679 Ikf=94.96m Nk=.5381 Xtb=1.5 Br=1 Isc=27.51f Nc=1.775 Ikr=3.321 Rc=.9706 Cjc=5.25p Mjc=.3147 Vjc=.5697 Fc=.5 Cje=11.5p Mje=.6715 Vje=.5 Tr=10n Tf=410.7p Itf=1.12 Xtf=26.19 Vtf=10 Folha de dados disponível na página da disciplina. Familiarize-se com as especificações. ALUNOS ANTERIORES ERRARAM A PINAGEM, TENTE GARANTIR SEU EMPREGO! Modelo PSPICE: Pegue o modelo diretamente do site da On Semiconductor (o professor se isenta...) : www.onsemi.com/pub/Collateral/TIP122.LIB Folha de dados disponível na página da disciplina. Familiarize-se com as especificações. ALUNOS ANTERIORES ERRARAM A PINAGEM, TENTE GARANTIR SEU EMPREGO! Modelo PSPICE: Pegue o modelo diretamente do site da On Semiconductor (o professor se isenta...) : www.onsemi.com/pub/Collateral/TIP127.LIB Ver Anexo I com resistores disponíveis no LEAD. Resistor 10, 10 watt UFPB/CEAR/DEE — Laboratório de Dispositivos Eletrônicos 3/14 UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA CENTRO DE ENERGIAS ALTERNATIVAS E RENOVÁVEIS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA Observe as figuras abaixo, vistas em sala de aula, e re-veja a teoria: Efeito Early : Dependência da corrente de coletor com VCB (VCE): Impacto da temperatura: variação de VBE0 e (hfe): UFPB/CEAR/DEE — Laboratório de Dispositivos Eletrônicos 4/14 UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA CENTRO DE ENERGIAS ALTERNATIVAS E RENOVÁVEIS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA 1. Ambientação com manuais de transistores. a. Primeiramente, você deve se ambientar com manuais de transistores, para ser capaz de escolher dispositivos cujas características (potência máxima, corrente máxima, tensão de avalanche, , ...) se adeque às necessidades do seu projeto. Observe os manuais disponíveis na página da disciplina, e preencha a tabela abaixo: BJT (ou hfe) (ex.:100-200) DADOS ORIUNDOS DO DATA SHEET VCESAT VCE Máximo IC Máximo (ex.: 0,1V) (ex.: 30V) (ex.: 1A) POT. Máx. (ex.: 1W) Rth j-a (ex.: 2°C/W) BC547C BC557C TIP122 TIP127 b. Comparação: Comente sobre as diferenças encontradas entre os transistores acima. Especificamente, compare os transistores BC547C e TIP122, que são transistores NPN, e em seguida compare os transistores BC557C e TIP127, que são transistores PNP. 2. Simulação e experimento: polarização com resistor de base a. Observe o setup abaixo, e um exemplo de montagem simples: (ATENÇÃO!!! ESTE É UM EXEMPLO FICTÍCIO DE CONFIGURAÇÃO DE PINAGEM DO TRANSISTOR. VOCÊ DEVE CONSULTAR O MANUAL DE CADA TRANSISTOR PARA SABER DE SUA PINAGEM!!): b. Esta montagem é bastante flexível, e permite a observação das diversas regiões de operação do transistor (corte, saturação e ativa), além da caracterização experimental de alguns de seus parâmetros. Por exemplo, ao medir a relação entre IC0 e IB0 na região ativa (VCE0 por exemplo de 1 V), obtêm-se o valor aproximado do ganho de corrente em emissor comum, (ou hfe). Variando-se o VCE0 do transistor ao se modificar o valor da fonte de 2 V, pode-se caracterizar a tensão de Early (em geral feita com pequenos valores de potência dissipada no transistor, para que os efeitos térmicos de variação de não mascarem o efeito Early). UFPB/CEAR/DEE — Laboratório de Dispositivos Eletrônicos 5/14 UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA CENTRO DE ENERGIAS ALTERNATIVAS E RENOVÁVEIS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA c. Re-veja a teoria, e observe que esta topologia de polarização é bastante dependente do do transistor (que por sua vez varia de um indivíduo para outro, além de ser dependente da temperatura). d. O seu objetivo é colocar o transistor no ponto de polarização: ICO=10 mA, VCEO=1 V. Observe inicialmente que este ponto de polarização, em conjunto com o valor de tensão de alimentação de 2 V impõe RC= 100 . e. Utilizando o seu valor de VBB (ver Tabela de Grupos e Valores) em uma simulação PSPICE com o modelo do transistor, determine por simulação o valor de RB que leva a IC0=10 mA. Este valor será denominado RBIDEAL. f. Com base em um arranjo qualquer de ATÉ 2 RESISTORES disponíveis no LEAD (ver Anexo I) determine o valor de resistência RB prática que faz com que ICO seja o mais próximo de 10 mA. Este valor será denominado RBREAL. g. Determine, por simulação e utilizando o valor RBREAL, qual o valor de ICO. Este valor, decorrente do uso de RBREAL, será denominado ICOREAL. Além disso, anote o valor de VBE0, que será denominado VBEOREAL, o valor da corrente de base, que será denominada IB0REAL, e o valor da tensão coletor-emissor, que será denominada VCE0REAL. Em seguida, divida ICOREAL por IB0REAL e determine o deste trasistor para o valor de corrente de coletor especificado. h. Preencha a tabela abaixo com valores oriundos da sua simulação, pois ela deverá ser enviada ao professor antes do início do experimento. A segunda parte da tabela (EXPERIMENTO) servirá para você anotar os valores obtidos no experimento. No experimento, você medirá ICOREAL medindo a tensão VRC e dividindo pelo valor de RC. RBIDEAL () Simulação 1: BC547C, RB=RBREAL RBREAL ICOREAL IBOREAL VBEOREAL (A) (A) (V) () VCEOREAL (V) EXPERIMENTO 1: BC547C RB=RBREAL ICOEXP1 (A) IBOEXP1 (A) EXP1 VBEOEXP1 VCEOEXP1 (V) (V) i. Faixa de valores esperados no experimento ICOREAL IBOREAL VBEOREAL VCEOREAL ±30% ±10% ±30% ±30% ±10% Diferença (%) entre simulação e experimento ICO IBO VBEO VCEO Comente sobre as diferenças percentuais encontradas, e tente explicar suas causas. Vamos agora observar o efeito da temperatura no valor do do transistor. Na simulação, aumente a temperatura para 100 °C. Anote ICOREAL, VBEOREAL, IB0REAL e para este valor de temperatura. Anote também o valor de VCE0. k. Preencha a tabela abaixo com valores oriundos da sua simulação, pois ela deverá ser enviada ao professor antes do início do experimento. A segunda parte da tabela (EXPERIMENTO) servirá para você anotar os valores obtidos no experimento. Para aumentar a temperatura do transitor para 100 °C, peça ajuda ao técnico do laboratório no uso do soprador térmico, direcionando o fluxo de ar quente apenas para o encapsulamento do transistor (evitando derreter o protoboard). j. UFPB/CEAR/DEE — Laboratório de Dispositivos Eletrônicos 6/14 UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA CENTRO DE ENERGIAS ALTERNATIVAS E RENOVÁVEIS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA Simulação 2: BC547C, RB=RBREAL, T=100 ° C ICOREAL IBOREAL VBEOREAL (V) VCEOREAL (V) (A) (A) EXPERIMENTO 2: BC547C RB=RBREAL, T=100 ° C ICOEXP2 (A) IBOEXP2 (A) EXP1 VBEOEXP2 (V) VCEOEXP2 (V) Faixa de valores esperados no experimento ICOREAL IBOREAL ±30% VBEOREAL±10% ±30% ±10% Diferença percentual entre simulação e experimento ICO IBO VBEO l. Responda: Com base no VCE0 medido no experimento, o transistor ainda se encontra em região ativa? m. Espere o transistor resfriar, até que observe a mesma corrente de coletor medida no primeiro experimento (IBOEXP1). Na simulação, é só retornar a temperatura para 27 °C! n. Agora vamos observar o efeito EARLY. Observando a figura a seguir, e dispondo de 2 pontos de VCE0 e correspondentes valores de IC0, você irá calcular o valor aproximado de VA (tensão de Early). Para calcular VA, veja a figura abaixo (regra de triângulos): o. Na simulação, você deve usar o ponto (ICOREAL, VCEOREAL) da simulação com 27 °C (ver quadro do item h), e em seguida aumentar a tensão de 2 V (que chamaremos de VCC) para 5 V, anotando novos valores de ICO e VCEO, que chamaremos respectivamente ICOEARLY e VCEOEARLY. p. Preencha a tabela abaixo com valores oriundos da sua simulação, pois ela deverá ser enviada ao professor antes do início do experimento. A segunda parte da tabela (EXPERIMENTO) servirá para você anotar os valores obtidos no experimento. Simulação 3: BC547C, RB=RBREAL, VCC=5 V ICOEARLY (A) VCEOEARLY (V) VA (V) Faixa de valores esperados no experimento ICOEARLY VCEOEARLY VA (V) ±30% ±30% ±30% EXPERIMENTO 3: BC547C RB=RBREAL, VCC=5 V ICOEXP3 (A) VCEOEXP3 (V) VAEXP3 (V) Diferença (%) entre simulação e experimento ICO VCEO VA UFPB/CEAR/DEE — Laboratório de Dispositivos Eletrônicos 7/14 UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA CENTRO DE ENERGIAS ALTERNATIVAS E RENOVÁVEIS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA q. Qual o valor de potência dissipada no transistor quando VCC=5 V ? Resp.: r. Se a resistência térmica do transistor, que representa a relação entre a diferença de temperatura (entre o ambiente e seu ponto mais quente, em geral a junção base-coletor) e a potência dissipada, for de 250°C/W (=250K/W), e a temperatura ambiente for de 25°C, qual a temperatura da junção para a potência calculada? Resp:_______ s. Ressalva: Geralmente, a variação da corrente de coletor com VCE é observada mantendo-se constante o controle na entrada (tensão base-emissor ou corrente de base). No nosso caso, usaremos nosso bom e velho setup, que está mais próximo do comportamento de uma estimulação por fonte de corrente na base, já que VBB é muito maior que 0,7 V. UFPB/CEAR/DEE — Laboratório de Dispositivos Eletrônicos 8/14 UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA CENTRO DE ENERGIAS ALTERNATIVAS E RENOVÁVEIS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA 3. Simulação e experimento: polarização com resistor degeneração de emissor a. Observe o setup abaixo, e um exemplo de montagem simples: (ATENÇÃO!!! ESTE É UM EXEMPLO FICTÍCIO DE CONFIGURAÇÃO DE PINAGEM DO TRANSISTOR. VOCÊ DEVE CONSULTAR O MANUAL DE CADA TRANSISTOR PARA SABER DE SUA PINAGEM!!): b. O seu objetivo é o mesmo: colocar o transistor no ponto de polarização I CO=10 mA, VCEO=1 V. Você deve utilizar o mesmo RC (100 ), o que implica em VRC=1 V, e portanto resulta em VRE=1 V. c. Dado que a corrente de emissor é praticamente igual à corrente de coletor (já que >>1), e VRE=1 V, isso implica em RE=RC=100 . d. Com base nestes valores de RE e RC, assumindo VBE00,7 V, e com base na faixa de valores de orinda do manual do dispositivo (use o pior caso, o menor valor de ), determine com bae em cálculos os valores para RB1 e RB2, objetivando fixar ICO em 10 mA. Estes valores serão denominados RB1calculo e RB2calculo. Mostre aqui seus cálculos: e. Simule seu o circuito, e ajuste em simulação os valores de RB1 e RB2 para o objetivo proposto. Ao final do seu processo de ajuste, anote os valores, que serão denominados RB1ideal e RB2ideal. f. Com base em um arranjo qualquer de ATÉ 2 RESISTORES disponíveis no LEAD (ver Anexo I) para RB1 (e outro arranho para RB2), determine o valor das resistência RB1 e RB2 práticas que faz com que ICO seja o mais próximo de 10 mA. Estes valores serão denominados RB1REAL e RB2REAL. g. Determine, por simulação e utilizando o valor RB1REAL e RB2REAL, qual o valor de ICO. Este valor, decorrente do uso de RB1REAL e RB2REAL, será denominado ICOREAL. Além disso, anote o valor de VRE, que será denominado VREREAL, o valor da tensão coletor-emissor, que será denominada VCE0REAL, e valor de VRC, que será denominado VRCREAL. UFPB/CEAR/DEE — Laboratório de Dispositivos Eletrônicos 9/14 UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA CENTRO DE ENERGIAS ALTERNATIVAS E RENOVÁVEIS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA h. Preencha a tabela abaixo com valores oriundos da sua simulação, pois ela deverá ser enviada ao professor antes do início do experimento. A segunda parte da tabela (EXPERIMENTO) servirá para você anotar os valores obtidos no experimento. No experimento, você medirá ICOREAL medindo a tensão VRC e dividindo por 100. Simulação 4: BC547C, RB1=RB1REAL, RB2=RB2REAL RB1REAL RB2REAL ICOREAL VRCREAL VREREAL VCEOREAL (A) (V) (V) (V) () () EXPERIMENTO 4: BC547C RB1=RB1REAL, RB2=RB2REAL ICOEXP4 (A) VRCEXP4 (V) VREEXP4 (V) VCEOEXP4 (V) i. Faixa de valores esperados no experimento ICOREAL VRCREAL VREREAL VCEOREAL ±5% ±5% ±5% ±5% Diferença (%) entre simulação e experimento ICOREAL VRCREAL VREREAL VCEOREAL Comente sobre as diferenças percentuais encontradas, e tente explicar suas causas. Observe que as faixas foram muito mais estreitas que com a primeira topologia de polarização. Por que será que o professor as reduziu? j. Vamos agora observar o efeito da temperatura na polarização do circuito. Na simulação, aumente a temperatura para 100 °C. Anote ICOREAL para este novo valor de temperatura. Anote também o valor de VCE0. k. Preencha a tabela abaixo com valores oriundos da sua simulação, pois ela deverá ser enviada ao professor antes do início do experimento. A segunda parte da tabela (EXPERIMENTO) servirá para você anotar os valores obtidos no experimento. Para aumentar a temperatura do transistor para 100 °C, peça ajuda ao técnico do laboratório no uso do soprador térmico, direcionando o fluxo de ar quente apenas para o encapsulamento do transistor (evitando derreter o protoboard). Simulação 5: BC547C, RB1=RB1REAL, RB2=RB2REAL, T=100 ° C ICOREAL (A) VCEOREAL (V) Faixa de valores esperados no experimento ICOREAL ±10% VCEOREAL±10% EXPERIMENTO 5: BC547C, RB1=RB1REAL, RB2=RB2REAL, T=100 °C ICOEXP5 (A) VCEOEXP5 (V) Diferença (%) entre simulação e experimento l. ICO VCEO Comente: Com base nas diferenças encontradas entre as 2 topologias propostas, comente a diferença de robustez (no que tange à fixação de IC0) entre as mesmas. UFPB/CEAR/DEE — Laboratório de Dispositivos Eletrônicos 10/14 UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA CENTRO DE ENERGIAS ALTERNATIVAS E RENOVÁVEIS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA 4. Simulação e experimento: transistor TIP122, polarização com resistor de base a. Neste item, você utilizará um setup similar ao utilizado no item 2. O setup que você usará é mostrado abaixo: b. O TIP122 é um transistor que suporta uma corrente de coletor muito maior que o BC547C: é um transistor que pode ser usado em aplicações de maior potência, o que é evidenciado pelo seu encapsulamento, que é proporciona o uso de um dissipador de calor. c. Seu objetivo, neste caso, é colocar o transistor no ponto de polarização ICO=300 mA, VCEO=3 V, de forma que a potência no transistor será de 0,9 W (o BC547C já teria fritado...). Observe ainda que este valor de corrente é muito menor que o valor máximo suportado pelo dispositivo, mas é um valor compatível com a utilização do TIP122 no Experimento 04. d. O ponto de polarização supra mencionado requer VRC=3 V, e com base na corrente de polarização (ICO=300 mA), o valor do resistor será dado por: RC= VRC/ICO=10 . Este resistor, nesta situação, também ira dissipar 0,9 W, então você deve utilizar um resistor de 10 , 10 W disponível no LEAD (se utilizar um de ¼ W, ele vai fritar). e. Com base no ganho de corrente do transistor para a corrente supramencionada (ver figura 9 do manual), calcule o valor de RB supondo (VBE01,4V, já que é um Darlignton). Que valor é esse? RBcalculo=______ f. Simule o circuito, e ajuste o valor de RB para que, na simulação, a corrente de coletor seja 300 mA. Finalmente, utilize um arranjo de até 2 resistores disponíveis no LEAD para obter o valor mais próximo daquele que você simulou. Este novo valor (com resistores do LEAD) será denominado RBTIP122. g. Re-simule o circuito, desta vez usando o valor RBTIP122, e anote os valores obtidos. h. Preencha a tabela abaixo com valores oriundos da sua simulação, pois ela deverá ser enviada ao professor antes do início do experimento. A segunda parte da tabela (EXPERIMENTO) servirá para você anotar os valores obtidos no experimento. No experimento, você medirá ICOREAL medindo a tensão VRC e dividindo pelo valor de RC. UFPB/CEAR/DEE — Laboratório de Dispositivos Eletrônicos 11/14 UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA CENTRO DE ENERGIAS ALTERNATIVAS E RENOVÁVEIS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA Simulação 6: TIP122, RB=RBTIP122 ICOREAL IBOREAL VBEOREAL RBTIP122 () (A) (A) (V) VCEOREAL (V) EXPERIMENTO 6: TIP122, RB=RBTIP122 ICOEXP6 (A) IBOEXP6 (A) EXP6 VBEOEXP6 VCEOEXP6 (V) (V) Faixa de valores esperados no experimento ICOREAL IBOREAL VBEOREAL VCEOREAL ±30% ±10% ±30% ±10% ±30% Diferença (%) entre simulação e experimento ICO IBO VBEO VCEO i. Com base na resistência térmica do transistor (R-JA), calcule a temperatura do dispositivo. Qual a temperatura esperada? Tcalculo=________ j. Com a ajuda de um multímetro que mede temperatura, meça a temperatura no transistor. Qual o valor da temperatura medida? Tmedida=________ k. Você deve agora saturar o transistor. Com base no obtido na simulação (Ver quadro acima), calcule o valor de RB que faz com que a corrente de base seja 5 vezes a corrente IBOREAL. l. Simule o circuito, e ajuste o valor de RB. Finalmente, utilize um arranjo de até 2 resistores disponíveis no LEAD para obter o valor mais próximo daquele que você simulou. Este novo valor (com resistores do LEAD) será denominado RBTIP122SAT. m. Re-simule o circuito, desta vez usando o valor RBTIP122SAT, e anote os valores obtidos. n. Preencha a tabela abaixo com valores oriundos da sua simulação, pois ela deverá ser enviada ao professor antes do início do experimento. A segunda parte da tabela (EXPERIMENTO) servirá para você anotar os valores obtidos no experimento. No experimento, você medirá ICOREAL medindo a tensão VRC e dividindo pelo valor de RC. RBTIP122SAT () Simulação 7: TIP122, RB=RBTIP122SAT ICOREAL IBOREAL SAT VBEOREAL (A) (A) (V) VCEOREAL (V) EXPERIMENTO 7: TIP122, RB=RBTIP122SAT ICOEXP7 (A) IBOEXP7 (A) EXP7 VBEOEXP7 VCEOEXP7 (V) (V) Faixa de valores esperados no experimento ICOREAL IBOREAL VBEOREAL VCEOREAL ±30% ±10% ±30% ±10% ±30% Diferença (%) entre simulação e experimento ICO IBO VBEO VCEO o. Monte o circuito, preencha a tabela, e meça a temperatura do transistor. Ele esfriou (em relação à temperatura em regime ativo)? Qual a temperatura medida? T SATMEDIDA=________ p. Como você explica a diferença? UFPB/CEAR/DEE — Laboratório de Dispositivos Eletrônicos 12/14 UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA CENTRO DE ENERGIAS ALTERNATIVAS E RENOVÁVEIS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA 5. Simulação e experimento: transistor TIP127, polarização com resistor de base a. Neste item, você utilizará um setup mostrado abaixo: b. Seu objetivo, neste caso, é colocar o transistor no ponto de polarização ICO=300 mA, VCEO=-3 V, de forma que a potência no transistor será de 0,9 W. Tal como no caso do TIP122, RC= VRC/ICO=10 . c. Com base no ganho de corrente do transistor para a corrente supramencionada (ver figura 8 do manual), calcule o valor de RB supondo (VBE01,4V). Que valor é esse? RBcalculo=______ d. Simule o circuito, e ajuste o valor de RB para que, na simulação, a corrente de coletor seja 300 mA. Finalmente, utilize um arranjo de até 2 resistores disponíveis no LEAD para obter o valor mais próximo daquele que você simulou. Este novo valor (com resistores do LEAD) será denominado RBTIP127. e. Re-simule o circuito, desta vez usando o valor RBTIP127, e anote os valores obtidos. f. Preencha a tabela abaixo com valores oriundos da sua simulação, pois ela deverá ser enviada ao professor antes do início do experimento. A segunda parte da tabela (EXPERIMENTO) servirá para você anotar os valores obtidos no experimento. No experimento, você medirá ICOREAL medindo a tensão VRC e dividindo pelo valor de RC. Simulação 8: TIP127, RB=RBTIP127 ICOREAL IBOREAL VBEOREAL RBTIP122 () (A) (A) (V) VCEOREAL (V) EXPERIMENTO 8: TIP127, RB=RBTIP127 ICOEXP6 (A) IBOEXP6 (A) EXP6 VBEOEXP6 VCEOEXP6 (V) (V) UFPB/CEAR/DEE — Laboratório de Dispositivos Eletrônicos Faixa de valores esperados no experimento ICOREAL IBOREAL VBEOREAL VCEOREAL ±30% ±10% ±30% ±30% ±10% Diferença (%) entre simulação e experimento ICO IBO VBEO VCEO 13/14 UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA CENTRO DE ENERGIAS ALTERNATIVAS E RENOVÁVEIS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA g. Comente sobre o que você observou e aprendeu com o desenvolvimento deste experimento. ANEXO I: Lista de componentes disponíveis no LEAD Componente Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Part N# Valor 1R 1R2 2R2 3R3 4R7 5R6 8R2 10R 22R 33R 47R 56R 68R 82R 100R 180R 220R 270R 330R 470R 560R 680R 820R 1K 1K2 1K8 2K7 3K3 4K7 5K6 6K8 8K2 1 1.2 2.2 3.3 4.7 5.6 8.2 10 22 33 47 56 68 82 100 180 220 270 330 470 560 680 820 1k 1.2k 1.8k 2.7k 3.3k 4.7k 5.6k 6.8k 8.2k UFPB/CEAR/DEE — Laboratório de Dispositivos Eletrônicos Pot. 1/4W 1/4W 1/4W 1/4W 1/4W 1/4W 1/4W 1/4W 1/4W 1/4W 1/4W 1/4W 1/4W 1/4W 1/4W 1/4W 1/4W 1/4W 1/4W 1/4W 1/4W 1/4W 1/4W 1/4W 1/4W 1/4W 1/4W 1/4W 1/4W 1/4W 1/4W 1/4W Part N# Valor 10K 12K 15K 18K 22K 27K 33K 47K 56K 68K 82K 100K 150K 180K 220K 270K 330K 470K 560K 680K 820K 1M 10k 12k 15k 18k 22k 27k 33k 47k 56k 68k 82k 100k 150k 180k 220k 270k 330k 470k 560k 680k 820k 1M Pot. 1/4W 1/4W 1/4W 1/4W 1/4W 1/4W 1/4W 1/4W 1/4W 1/4W 1/4W 1/4W 1/4W 1/4W 1/4W 1/4W 1/4W 1/4W 1/4W 1/4W 1/4W 1/4W 14/14
