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Para análise DC, XC1 = XC2 ∝
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Circuito equivalente
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Da malha coletor-emissor temos
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• Exercício
Para o circuito abaixo, determine:
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IB ≈ (VCC – VBE )/[ RB + β RE] = (20V - 0,7V)/ [430kΩ +50*1kΩ] = 40,2µµA
Note que β RE << RB
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Para análise DC, XC1 = XC2 ∝
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a) Para ββ1 = 50
RTH = RB1 // RB2 = [(39kΩ)(3,9kΩ)]/[39kΩ + 3,9kΩ] = 3,55kΩ
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4. Circuito de polarização com realimentação de tensão
Para análise DC, XC1 = XC2 ∝
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• Exercício
Para o circuito abaixo, determine:
a) IB b) IC c)VCE c)VE d)VB
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a) Para ββ1...
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b) Para ββ2 = 100
IB ≈ (VCC – VBE )/[ RB + β (RE+RC)] = (18V - 0,7V)/ [201kΩ +100(510Ω +3,3kΩ]
= 29,7µµA
Note que β RE ...
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Ø Fatores de Estabilidade (Sensibilidade)
Parâmetros do transistor
• IC0 --- dobra de valor para cada 10°C de aumento n...
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3a aula

  1. 1. 15 2. Circuito com polarização com resistor no emissor Para análise DC, XC1 = XC2 ∝ Da malha base-emissor temos Se Independe de ββ VBE VCE RC RB VCC Vi C2 C1 IB IC RE IE VCC - RBIB - VBE – REIE = 0 VCC - RBIB - VBE – RE (β + 1)IB IE = (β + 1)IB IB ≈ (VCC – VBE )/[ RB + β RE] IB = (VCC – VBE )/[ RB + (β + 1)RE] β RE >>RB IC ≈ β (VCC – VBE )/[ RB + β RE] IB ≈ (VCC – VBE )/ β RE IC ≈ (VCC – VBE )/RE V0
  2. 2. 16 Circuito equivalente RB Vi C1 IB VBE VCE RC VCC C2IC RE IE (ββ +1)RE VBE VCE RC VCC C2IC RE IE Ri = (ββ +1)RE VE VBE V0
  3. 3. 17 Da malha coletor-emissor temos E ainda, • Exercício Para o circuito abaixo, determine: a) IB b) IC c)VCE d)VC e) VE f) VB Para ββ1 = 50 e ββ2 =100 VC = VCE + VE VCC - RCIC - VCE - REIE = 0 VCE ≈ VCC - (RC +RE ) IC IC ≈ IE VE = REIE VB = VE + VBE VB = VE + 0,7V VBE ≈ 0,7V VBE VCE RC 2kΩRB 430kΩ VCC = 20V Vi 10µµF 10µµF IB IC ββ1 = 50 ββ2 =100 47µµF RE 1kΩ IE V0 IC ≈ IE VE ≈ REIC
  4. 4. 18 Solução a) Para ββ1 = 50 IB ≈ (VCC – VBE )/[ RB + β RE] = (20V - 0,7V)/ [430kΩ +50*1kΩ] = 40,2µµA Note que β RE << RB IC = β1 IB = (50)(40,2µA) = 2,01mA * VCE = VCC - (RC +RE )IC = 20V – (2kΩ + 1kΩ)(2,01mA) = 13,97V * VE ≈ REIC = 1kΩ (2,01mA) = 2,01V VB = VE + 0,7V = 2,01V + 0,7V = 2,71V b) Para ββ2 = 100 IB ≈ (VCC – VBE )/[ RB + β RE] = (20V - 0,7V)/ [430kΩ +100*1kΩ] = 36,4µµA Note que β RE < RB IC = β1 IB = (100)(36,4µA) = 3,64mA * VCE = VCC - (RC +RE )IC = 20V – (2kΩ + 1kΩ)(3,64mA) = 9,08V * VE ≈ REIC = 1kΩ (3,64mA) = 3,64V VB = VE + 0,7V = 3,64V + 0,7V = 4,34V Comentário: Uma variação de 100% em ββ produz cerca de 81% de variação em ICE, apesar da condição β RE >> RB não ser satisfeita. • Existe um compromisso entre satisfazer a condição ββ RE >> RB e o valor da tensão no emissor do transistor (VE ).
  5. 5. 19 3. Circuito com polarização por divisor de tensão Para análise DC, XC1 = XC2 ∝ • Condição ideal: Se IB1 ≈≈ IB2 >> IB, a tensão no ponto B do divisor resistivo RB1 - RB2, não dependerá de IB e conseqüentemente de β. Nesta condição, a corrente de coletor será definida pela tensão do emissor (VB –0,7V) e o resistor RE. Determinando a condição ideal Para fins de simplificação, aqui é interessante utilizarmos o circuito equivalente de Thévenin para o circuito à esquerda do terminal de base. Determinando RTH : A fonte de tensão é substituída por um curto circuito, como mostra a figura abaixo. VBE VCE RC RB1 VCC Vi C2 C1 IB IC RE IE V0 RB2 IB1 IB2 B
  6. 6. 20 RTH = RB1 // RB2 Determinando ETH : A fonte de tensão retorna ao circuito, e a tensão de Thévenin de circuito aberto e determinada. ETH = VCC RB1 / (RB2+ RB1) Circuito equivalente Da malha base-emissor temos Note a semelhança com as equações anteriores para determinação de IB . As outras quantidades do circuito podem ser determinada do mesmo modo que o circuito de polarização com resistor no emissor. RTH RB2 RB2 RB1 RB2 VCC ETH VBE ETH IB RE IE RTH ETH - RTHIB - VBE - REIE = 0 IE = (β+1)IB IB = ETH - VBE RTH + (β+1)RE
  7. 7. 21 Isto é, A condição que torna IC fracamente dependente de IB é obtida pela observação da equação , fazendo-se • Exercício Para o circuito abaixo, determine: a) IC b) VCE Para ββ1 = 50 e ββ2 =100 VBE VCE RC 10kRB1 39kΩ VCC = 22V Vi 10µµF 10µµF IB IC ββ1 = 50 ββ2 =100 47µµF RE 1,5kΩ IE V0 VC = VCE + VE VCE ≈ VCC - (RC +RE )IC VB = VE + 0,7VVE ≈ REICIC ≈ β (ETH - VBE) RTH + β RE βRE >> RTH RB2 3,9kΩ
  8. 8. 22 Solução a) Para ββ1 = 50 RTH = RB1 // RB2 = [(39kΩ)(3,9kΩ)]/[39kΩ + 3,9kΩ] = 3,55kΩ ETH = VCC RB1 / (RB2+ RB1) = (22V)(39kΩ)/(39kΩ + 3,9kΩ) = 2V IC ≈ β[(ETH - VBE)] /[RTH + β RE] = 50[(2V - 0,7V) /[3,55kΩ +(50)(1,5kΩ)] = = 0,83 mA VCE = VCC - (RC +RE )IC = 22V – (10kΩ + 1,5kΩ)0,83mA =12,45V Note que β RE >> RTH b) Para ββ2 = 100 RTH = RB1 // RB2 = [(39kΩ)(3,9kΩ)]/[39kΩ + 3,9kΩ] = 3,55kΩ ETH = VCC RB1 / (RB2+ RB1) = (22V)(39kΩ)/(39kΩ + 3,9kΩ) = 2V IC ≈ β[(ETH - VBE)] /[RTH + β RE] = 100[(2V - 0,7V) /[3,55kΩ +(100)(1,5kΩ)] = = 0,85 mA VCE = VCC - (RC +RE )IC = 22V – (10kΩ + 1,5kΩ)0,85mA =12,45V Note que β RE >> RTH Comentário: Uma variação de 100% em ββ produz apenas de 2,5% de variação em IC, devido a condição β RE >> RB ser satisfeita.
  9. 9. 23 4. Circuito de polarização com realimentação de tensão Para análise DC, XC1 = XC2 ∝ Da malha base-emissor temos VCC - RC(IC +IB ) – RBIB VBE – REIE = 0 VCC - (RC +RE )IE – RBIB - VBE =0 IB = (VCC – VBE )/[ RB + (β+1)(RE +RC )] VBE VCE RC RB VCC Vi C2 C1 IB IC RE IE V0 IC+IB IE = (β +1)IB VCC - RCIE – RBIB - VBE – REIE = 0 IE = IC + IB IB = (VCC – VBE )/[ RB + β(RE +RC )]
  10. 10. 24 • Exercício Para o circuito abaixo, determine: a) IB b) IC c)VCE c)VE d)VB Para ββ1 = 50 e ββ2 =100 Solução a) Para ββ1 = 50 IB ≈ (VCC – VBE )/[ RB + β (RE+RC)] = (18V - 0,7V)/ [201kΩ +50(510Ω +3,3kΩ] = 44,1µµA Note que β RE < RB IC = β1 IB = (50)(44,1µA) = 2,21mA VCE = VCC - (RC +RE )IC = 18V – (3,3kΩ + 510Ω)(2,21mA) = 9,57V VE ≈ REIC = 510Ω (2,21mA) = 1,12V VB = VE + 0,7V = 1,12V + 0,7V = 1,82V VBE VCE RC 3,3kΩ RB2 110kΩ VCC =18V Vi 47µµF 10µµ F IB IC RE 510Ω IE V0 IC+IB RB1 91kΩ 10µµ F RB = RB1+ RB2
  11. 11. 25 b) Para ββ2 = 100 IB ≈ (VCC – VBE )/[ RB + β (RE+RC)] = (18V - 0,7V)/ [201kΩ +100(510Ω +3,3kΩ] = 29,7µµA Note que β RE < RB IC = β1 IB = (100)(29,7µA) = 2,97mA VCE = VCC - (RC +RE )IC = 18V – (3,3kΩ + 510Ω)(2,97mA) = 6,68V VE ≈ REIC = 510Ω (2,97mA) = 1,51V VB = VE + 0,7V = 1,51V + 0,7V = 2,21V ∆IC = IC (ββ2 = 100) - IC (ββ2 = 100) = 0,76mA 100*ΛIC/IC = 25% Comentário: Uma variação de 100% em ββ produz cerca de 25% de variação em IC, mesmo com βRE da ordem de RB . RB = RB1+ RB2
  12. 12. 26 Ø Fatores de Estabilidade (Sensibilidade) Parâmetros do transistor • IC0 --- dobra de valor para cada 10°C de aumento na temperatura • ββ --- aumenta com a temperatura e varia com a troca do mesmo componente • VBE --- diminui aproximadamente 2,5mV por grau centrígado de aumento de temperatura ∆∆IC = S(IC0) ∆∆IC0 + S(VBE)∆∆VBE + S(ββ)∆∆ββ Tabela de dos fatores de estabilidade para as configurações estudadas Fatores de EstabilidadeConfiguração S(IC0) S(VBE) S(ββ) Resistor no emissor ( ) ( ) E B E B R R R R ++ + + 1 1 1 β β ( ) EB RR 1++ − β β       ++       + E B E B C R R R R I 21 1 1 1 ββ Fixa ( )1+β BR β− 1 1 β CI Divisor resistivo ( ) ( ) E TH E TH R R R R ++ + + 1 1 1 β β ( ) ETH RR 1++ − β β       ++       + E TH E TH C R R R R I 21 1 1 1 ββ Realimentação de tensão (RE =0) ( ) ( ) C B C B R R R R ++ + + 1 1 1 β β ( ) CB RR 1++ − β β ( ) ( )( )11 1 1 ββ ++ + CB BCC RR RRI S(IC0) = ∆IC /∆IC0 S(VBE)= ∆IC /∆VBE S(β) = ∆IC /∆β

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