Circuitos básicos a transistor bipolar (bjt)

Circuitos Básicos a Transistor Bipolar

1. EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015
Circuitos Básicos a Transistor Bipolar
Prof. Jader A. De Lima

2. EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015
Operação do BJT (NPN) na região ativa

3. EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015
Operação do BJT (PNP) na região ativa

4. EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015

5. EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015
região de trabalho

6. EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015
Evitar operação em saturação

7. EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015
Modelo Ebbers-Moll BJT (NPN) na região ativa

8. EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015
Modelo Ebbers-Moll BJT (NPN) na região ativa
Modelo Ebbers-Moll simplificado

9. EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015

10. EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015
Modelo Ebbers-Moll região ativa (grandes sinais)
(ro muito elevado; geralmente ignorado nas análises)

11. EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015

12. EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015
Tensões e correntes de polarização na região ativa

13. EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015
Ex: determinar o ponto de polarização do BJT

14. EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015
Ex: determinar o ponto de polarização do BJT

15. EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015
Ex: determinar o ponto de polarização do BJT

16. EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015
Ex: determinar o ponto de polarização do BJT

17. EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015
Ponto quiescente Q [IBQ;ICQ;VCEQ] = [71.1mA; 14.23mA; 22.2V]
Ex: determinar o ponto de polarização do BJT

18. EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015

19. EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015
Ex: determinar o ponto quiescente do BJT

20. EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015
Ex: determinar o ponto quiescente do BJT

21. EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015
Ex: determinar o ponto quiescente do BJT

22. EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015
Ex: determinar o ponto quiescente do BJT

23. EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015
Ex: determinar o ponto quiescente do BJT

24. EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015
Ex: determinar o ponto quiescente do BJT

25. EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015
Ex: determinar o ponto quiescente dos BJT´s

26. EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015
Ex: determinar o ponto quiescente dos BJT´s

27. EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015
Equivalente Thévenin para cálculo do ponto quiescente
Polarização clássica do BJT (2 resistores de base)

28. EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015
→
R
Th
= R
B1
// R
B2

V
Th = V
CC R
B2 / ( R
B1 + R
B2 )
I
B
= (V
Th
- V
BE
) / [ R
Th
+ ( b+1) R
E
]

29. EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015
Variações de sinal superpostas ao ponto quiescente

30. EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015
Modelo para pequenos sinais (modelo linear) para BJT
Ebbers-Moll para grandes sinais

31. EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015
Modelo para pequenos sinais (modelo linear) para BJT
Ebbers-Moll para grandes sinais

32. EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015
Modelo para pequenos sinais (modelo linear) para BJT
Ebbers-Moll para grandes sinais

33. EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015
(a) Thévenin (b) Norton
Representação de uma fonte de sinal

34. EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015
Amplificador de tensão como quadripolo
• r
in
: resistência de pequenos-sinais de entrada
• r
out
: resistência de pequenos-sinais de saída
• Av : ganho de tensão em aberto Av = (Vout/Vin)

35. EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015
•Caso prático:
•carga do amplificador (RL)
•Resistência da fonte de sinal (RS)
•Há algum efeito no ganho total Vout/Vs?

36. EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015
Lout
L
invout
Rr
R
VAV
+
=
Sin
in
in
Rr
r
VsV
+
=
Lout
L
Sin
in
v
out
Rr
R
Rr
r
A
Vs
V
++
=
atenuação do sinal
•Caso prático:
•carga do amplificador (RL)
•Resistência da fonte de sinal (RS)
•Há algum efeito no ganho total Vout/Vs?

37. EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015
Exercício: determinar o ganho total na cadeia de 3 estágios.
Verificar que o ganho total difere de 10 x 100 x 1

38. EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015
• terminal de emissor é comum a ambos os sinais de entrada e saída.
• sinal de entrada é aplicado à base
• sinal de saída – em inversão de fase - é retirado do coletor
Amplificadores Básicos a BJT
1. Montagem Emissor-Comum

39. EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015
• terminal de emissor é comum a ambos os sinais de entrada e saída.
• sinal de entrada é aplicado à base
• sinal de saída – em inversão de fase - é retirado do coletor
Amplificadores Básicos a BJT
1. Montagem Emissor-Comum
circuito linear equivalente
AC

40. EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015
• Ganho de tensão (condição de contorno: coletor em aberto):
inmm
C
out
vgvg
R
v
==- p
Cm
0Iout
in
out
V Rg
v
v
A -==
=
Observa-se que:
i)em relação à entrada, a saída apresenta inversão de fase.
ii)ganho A
V é diretamente proporcional à transcondutância g
m = I
C/V
T, sendo I
C a
corrente de DC do coletor e V
T é a tensão térmica (@ 25mV@300
o
K).

41. EEL 5346 – Eletrônica BásicaJader A. De Lima UFSC, 2015
• Resistência de Entrada:
• circuito equivalente AC para o cálculo da impedância (resistência) de
entrada (condição de contorno: coletor em aberto, ou iout = 0):
x
x
i
r
v
=
p
E
T
E
x
x
0iout
in
I
V
rr
i
v
r b=b=== p
=