6.1. polarização com corrente de base constante
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UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA - UDESC FACULDADE DE ENGENHARIA DE JOINVILLE - FEJ DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA I PROF.: CELSO JOSÉ FARIA DE ARAÚJO Roteiro-Relatório da Experiência No 5 “POLARIZAÇÃO DE TRANSISTORES” 1. COMPONENTES DA EQUIPE: ALUNOS NOTA 1 ___________________________________________ 2 ___________________________________________ 3 ___________________________________________ 4 ___________________________________________ Prof.: Celso José Faria de Araújo 5 ___________________________________________ Data: ____/____/____ ___:___ hs 2. OBJETIVOS: 2.1. Verificar, experimentalmente, os tipos de polarização de um transistor na configuração emissor comum. 3. INTRODUÇÃO TEÓRICA: Define-se polarização como sendo o estabelecimento das correntes e tensões DC envolvidas nos circuitos com transistores. Para que o transistor seja colocado na região ativa, e assim possa funcionar como amplificador, deve-se polarizar a junção base-emissor diretamente e a junção base-coletor reversamente. Para tanto, utiliza-se no circuito duas baterias, VBB e VCC, resistores limitadores de corrente, conforme mostra a Figura 1. (a) (b) Figura 1 – Polarização de Transistores (a) NPN (b) PNP. Escreve-se as equações das malhas de entrada e saída para o circuito da Figura 1: VBB RB I B VBE VCC RC I C VCE Isolando os resistores RB VBB VBE IB RC VCC VCE onde I C I B IC Na prática, não é viável a utilização de duas baterias, sendo que para eliminar-se uma delas, forma-se divisores de tensão que eqüivalem a nível de polarização às condições preestabelecidas. O circuito equivalente com a bateria VBB eliminada é visto na Figura 2. POLARIZAÇÃO DE TRANSISTORES Página 1/6 Laboratório de Eletrônica I UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA - UDESC FACULDADE DE ENGENHARIA DE JOINVILLE - FEJ DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA I PROF.: CELSO JOSÉ FARIA DE ARAÚJO Figura 2 – Polarização com uma Bateria. (a) NPN (b) PNP Pode-se notar pela Figura 2, que apesar da bateria VBB ter sido eliminada, o transistor pode-se encontrar na região ativa basta que os resistores sejam escolhidos adequadamente. RB VCC VBE IB RC VCC VCE onde I C I B IC Um transistor sofre influência da temperatura alterando a corrente de fuga, o parâmetro e a tensão VBE. O circuito de polarização visto anteriormente, é denominado polarização com corrente de base constante. Neste circuito, a corrente de base não varia, pois VCC e RB são constantes e a variação de VBE com a temperatura é praticamente desprezível. Como as variações da corrente de fuga e do parâmetro com a temperatura são acentuadas, o circuito sofre uma forte influência da temperatura, variando principalmente a corrente de coletor, tornando-se instável na região ativa. Para contornar-se este problema, coloca-se em série com o emissor um resistor (RE), conforme mostra a Figura 3. Figura 3 – Polarização com Resistor de Emissor O resistor RE percorrido pela corrente de emissor IE apresenta uma queda de tensão VRE que tende a variar conforme a corrente de coletor. Em um possível aumento da corrente de coletor com o aumento da temperatura, VRE tende a aumentar, diminuindo VRB para compensar a equação da malha de entrada. Se VRB diminui, consequentemente IB também irá diminuir e com isso ocorrerá a diminuição de IC pois IC = IB, compensando a variação e dando maior estabilidade em relação às variações de temperatura ao circuito. Por este motivo, o circuito recebe a denominação de polarização com corrente de emissor constante. Dimensionando os resistores para o circuito da Figura 3, tem-se: V VBE RE I E V VCE RE I E onde I C I B RB CC RC CC IB IC Uma melhor solução para o problema da instabilidade, principalmente com a temperatura, é polarizar o transistor, utilizando-se o circuito visto na Figura 4, denominado polarização por divisor de tensão na base. POLARIZAÇÃO DE TRANSISTORES Página 2/6 Laboratório de Eletrônica I UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA - UDESC FACULDADE DE ENGENHARIA DE JOINVILLE - FEJ DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA I PROF.: CELSO JOSÉ FARIA DE ARAÚJO Figura 4 – Polarização por Divisor de Tensão na Base. O divisor de tensão na base, se dimensionado de maneira conveniente, fixará VRB2: IB I B2 pois 10 I B I B1 I B 2 Sendo VR2 = VBE + VRE, como VBE e VRB2 praticamente não variam, tem-se a tensão VRE mantida constante e consequentemente estabilizando a corrente de emissor e a de coletor, mantendo assim, os parâmetros de polarização independentes das variações de . Para analisar o circuito da Figura 4 lança-se mão do teorema de Thévenin para simplificar a análise da malha de entrada. VTH RB 2 VCC RB1 RB 2 RTH RB1 RB 2 RB1 RB 2 Substituindo-se no circuito, o equivalente de Thévenin, obtém-se o circuito na Figura 5. Figura 5 – Divisor de Tensão na Base – Equivalente de Thévenin. Assim sendo, pode-se escrever as equações das malhas de entrada e saída: VTH RTH I B VBE RE I E VCC RC I C VCE RE I E 4. MATERIAL UTILIZADO 4.1. Fonte de tensão variável 4.2. Resistores: 100, 330, 1,2K, 1K, 3,3K, 5,6K e 150K- 1/4W 4.3. Multímetros: 1 Amperímetro; 1 Voltímetro; 1 Ohmímetro 4.4. Transistores: BC548C 5. PRÉ-RELATÓRIO 5.1. Ler o item 6 (Parte Experimental) e resolver teoricamente os circuitos propostos com os valores nominais para os parâmetros necessários preenchendo as Tabelas nas linhas que se referem aos valores calculados. Procure o valor de para o transistor fornecido na folha de especificação do mesmo. POLARIZAÇÃO DE TRANSISTORES Página 3/6 Laboratório de Eletrônica I UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA - UDESC FACULDADE DE ENGENHARIA DE JOINVILLE - FEJ DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA I PROF.: CELSO JOSÉ FARIA DE ARAÚJO 6. PARTE EXPERIMENTAL: 6.1. POLARIZAÇÃO COM CORRENTE DE BASE CONSTANTE 6.1.1.Monte o circuito da Figura 6. Meça e anote na Tabela 1 os valores requisitados. Figura 6 – Polarização com Corrente de Base Constante. IB IC IE VBE VCE Calculado Medido Tabela 1 – Polarização com Corrente de Base Constante. 6.1.2.Anote os valores do parâmetro da folha de especificação e o obtido com os dados oriundos da medição. (Folha de Especificação) = ___________________ (IC/IB – da tabela) = ___________________ 6.2. POLARIZAÇÃO COM CORRENTE DE EMISSOR CONSTANTE 6.2.1.Monte o circuito da Figura 7. Meça e anote na Tabela 2 os valores requisitados. Figura 7 – Polarização com Corrente de Base Constante. IB IC IE VBE VCE Calculado Medido Tabela 2 – Polarização com Corrente de Emissor Constante. POLARIZAÇÃO DE TRANSISTORES Página 4/6 Laboratório de Eletrônica I UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA - UDESC FACULDADE DE ENGENHARIA DE JOINVILLE - FEJ DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA I PROF.: CELSO JOSÉ FARIA DE ARAÚJO 6.2.2.Anote os valores do parâmetro da folha de especificação e o obtido com os dados oriundos da medição. (Folha de Especificação) = ___________________ (IC/IB – da tabela) = ___________________ 6.3. POLARIZAÇÃO POR DIVISOR DE TENSÃO 6.3.1.Monte o circuito da Figura 8. Meça e anote na Tabela 3 os valores requisitados. 3,3K 1K Figura 8 – Polarização com Corrente de Base Constante. IB IC IE VBE VCE Calculado Medido Tabela 3 – Polarização com Corrente de Base Constante. 6.3.2.Anote os valores do parâmetro da folha de especificação e o obtido com os dados oriundos da medição. (Folha de Especificação) = ___________________ (IC/IB – da tabela) = ___________________ POLARIZAÇÃO DE TRANSISTORES Página 5/6 Laboratório de Eletrônica I UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA - UDESC FACULDADE DE ENGENHARIA DE JOINVILLE - FEJ DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA I PROF.: CELSO JOSÉ FARIA DE ARAÚJO 7. QUESTIONÁRIO 7.1. O experimento se mostrou válido? Explique por que? _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 7.2. Comente os resultados, erros encontrados e possíveis fontes de erros. _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ POLARIZAÇÃO DE TRANSISTORES Página 6/6 Laboratório de Eletrônica I
