Apostila Eletrônica 1

8/16/2019 Apostila Eletrônica 1

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Centro de Formação Profissional “ Aloysio Ribeiro de Almeida”

ELETRÔNIC

A

I


2/138

Presidente da FIEMGRobson Braga de Andrade

Gestor do SENAI

Petrônio Machado Zica

Diretor Reional do SENAI e

S!"erintendente de Con#e$imento e %e$noloia

Alexandre Magno Leão dos Santos

Gerente de Ed!$ação e %e$noloia

Edmar Fernando de Alcântara

Elaboração

Vanderlei Batista Flasino

&nidade '"era$ional

!entro de Forma"ão Pro#issional $ Alo%sio Ribeiro de Almeida&Varginha ' M(

)**+,


3/138

S!m(rio

APRESEN%A)*'+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++,

%RANSIS%'R -IP'.AR++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++/

P'.ARI0A)*'++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++1

'PERA)*' -2SICA+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++3

C'NFIG&RA)4ES -2SICAS+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++56

REPRESEN%A)*' DE %ENS4ES E C'RREN%ES+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++5/

C&R7AS CARAC%ER8S%ICAS++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++53

CIRC&I%'S DE P'.ARI0A)*'9++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++:;

RE%A DE CARGA+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++65

%RANSIS%'R C'M' CRIE++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++,?

REG&.AD'R PARA.E.'+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++?;

REG&.AD'R C'M AMP.IFICAD'R DE ERR'++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++?,

C'NFIG&RA)*' DAR.ING%'N++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++/;

PR> AMP.IFICAD'RES++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++/,

AMP.IFICAD'R DE P'%@NCIA C.ASSE A E -++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++1/

REFER@NCIAS -I-.I'GR2FICAS+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++36


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+Curso Técnico em eletrônica - Módulo II

Fundamentos de Eletrônica I

A"resentação

“M!da a forma de trabal#ar air sentir "ensar na $#amada so$iedade do$on#e$imento+ “

Peter Dr!$Ber

- ingresso na sociedade da in#orma"ão exige mdan"as .ro#ndas em todos os

.er#is .ro#issionais/ es.ecialmente na0eles diretamente en1ol1idos na .rod"ão/coleta/ dissemina"ão e so da in#orma"ão,

- SENAI/ maior rede .ri1ada de edca"ão .ro#issional do .a2s/sabe disso / e/consciente do se .a.el #ormati1o / edca o trabalhador sob a 3gide do conceitoda com.et4ncia:” formar o profissional com responsabilidade no processo produtivo,com iniciativa na resolução de problemas, com conhecimentos técnicos aprofundados,

flexibilidade e criatividade, empreendedorismo e consciência da necessidade de

educação continuada.”

Vi1emos nma sociedade da in#orma"ão, - conhecimento / na sa 5reatecnol6gica/ am.lia'se e se mlti.lica a cada dia, 7ma constante atali8a"ão se#a8 necess5ria, Para o SENAI/ cidar do se acer1o bibliogr5#ico/ da sa in#o1ia/da conexão de sas escolas 9 rede mndial de in#orma":es ; internet' 3 tãoim.ortante 0anto 8elar .ela .rod"ão de material did5tico,


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%ransistor -i"olar %ransistor -i"olar

- transistor de >n"ão bi.olar 3 m dis.ositi1o semicondtor de tr4s terminais/#ormado .or tr4s camadas consistindo de@ das camadas de material ti.o n ema de ti.o p o de das de material ti.o p e ma de ti.o n,- .rimeiro 3 chamado de transistor npn en0anto 0e o segndo 3 chamado detransistor pnp, Atra13s de ma .olari8a"ão de tensão ade0ada consege'se estabelecer m#lxo de corrente/ .ermitindo 0e o transistor se>a tili8ado em in=merasa.lica":es como@ cha1es comtadoras eletrônicas/ am.li#icadores de tensão e de.ot4ncia/ osciladores/ etc,- termo bi.olar re#ere'se ao #ato dos .ortadores lacnas e el3trons .artici.aremdo .rocesso do #lxo de corrente, Se #or tili8ado a.enas m .ortador/ el3tron olacna/ o transistor 3 denominado ni.olar FECD,

Estr!t!ra -(si$a9

As #igras abaixo ilstram a estrtra b5sica de m transistor/ re.resentando mcircito C e0i1alente com diodos/ ligados de tal #orma a .ermitir a identi#ica"ãoda .olari8a"ão das >n":es/ as 0ais são@ base'emissor e base'coletor B'E e B'!

res.ecti1amenteD,

-bser1a'se 0e no transistor .n. a >n"ão dos dois catodos do diodo #orma abase/ 0e 3 negati1a/ sendo o emissor e o coletor .ositi1os/ en0anto 0e notransistor n.n a >n"ão dos dois anodos #orma a base 0e 3 .ositi1a/ sendo oemissor e o coletor negati1os, A simbologia tili8ada .ara os transistores de >n"ão 3 mostrada logo abaixo dos circitos e0i1alentes C com diodos,


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Transistor npn compolarização direta entre base eemissor e polarização reversa entre coletor e base.

Transistor pnp compolarização direta entre base eemissor e polarização reversa entre coletor e base


PolariaçãoPolariaçãoPara 0e m transistor #ncione 3 necess5rio .olari8ar corretamente as sas >n":es/ da seginte #orma@

' n"ão base'emissor@ de1e ser .olari8ada diretamente )' n"ão base'coletor@ de1e ser .olari8ada re1ersamenteEsse ti.o de .olari8a"ão de1e ser tili8ado .ara 0al0er transistor de >n"ãobi.olar/ se>a ele n.n o .n.,

As #igras abaixo ilstram exem.los de .olari8a"ão .ara os dois ti.os detransistores@


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-bser1e atentamente nas #igras acima a .olaridade das baterias,


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'"eração -(si$a'"eração -(si$a

!nção Diretamente Polariada9 A #igra abaixo mostra o desenho de m transistor .n. com a .olari8a"ão diretaentre base e emissor, Para estdar o com.ortamento da >n"ão diretamente.olari8ada/ #oi retirada a bateria de .olari8a"ão re1ersa entre base e coletor,

-bser1a'se então ma semelhan"a entre a .olari8a"ão direta de m diodo com a.olari8a"ão direta entre base e emissor/ onde a.arece ma região de de.le"ãoestreita,

Geste caso ha1er5 m #lxo relati1amente intenso de .ortadores ma>orit5rios domaterial . .ara o material n,

!nção Reersamente Polariada9

Passemos a analisar o com.ortamento da >n"ão re1ersamente .olari8ada/con#orme mostra a #igra abaixo, Geste caso/ #oi remo1ida a bateria de.olari8a"ão direta entre emissor e base,


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-bser1a'se agora/ em 1irtde da .olari8a"ão re1ersa m amento da região dede.le"ão semelhante ao 0e acontece com os diodos de >n"ão/ isto 3 ocorre m#lxo de .ortadores minorit5rios corrente de #ga nos diodosD/ #lxo este 0e

de.ende tamb3m da tem.eratra, Podemos então di8er 0e ma >n"ão .'n de1eser diretamente .olari8ada base'emissorD en0anto 0e a otra >n"ão .'n de1eser re1ersamente .olari8ada base'coletorD,

Fl!o de Corrente9

Hando m transistor 3 .olari8ado corretamente/ ha1er5 m #lxo de corrente/atra13s das >n":es e 0e se di#ndir5 .elas camadas #ormadas .elos cristais .o n,

Essas camadas não tem a mesma es.essra e do.agem/ de tal #orma 0e@, A base 3 a camada mais #ina e menos do.adaI), - emissor 3 a camada mais do.adaIJ, - coletor 3 ma camada mais do.ada do 0e a base e menos do.ada do 0e

o emissor,


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7ma .e0ena .arte dos .ortadores ma>orit5rios #icam retidos na base, !omo abase 3 ma .el2cla mito #ina/ a maioria atra1essa a base a se di#nde .ara ocoletor, A corrente 0e #ica retida na base recebe o nome de corrente de base a da ordem de miliam.Kres/ isto .ara transistores de baixa .ot4ncia/.odendo alcan"ar algns am.Kres em transistores de .ot4ncia, a mesma #orma/.ara transistores de .ot4ncia/ a corrente de base 3 signi#icati1amente menor,

Podemos então di8er 0e o emissor ED 3 o res.ons51el .ela emissão dos.ortadores ma>orit5riosI a base BD controla esses .ortadores en0anto 0e ocoletor !D recebe os .ortadores ma>orit5rios .ro1enientes do emissor,


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A exem.lo dos diodos re1ersamente .olari8ados/ ocorre ma .e0ena correntede #ga/ .raticamente des.re821el/ #ormada .or .ortadores minorit5rios, -s.ortadores minorit5rios são gerados no material ti.o n baseD/ denominadostamb3m de corrente de #ga e são di#ndidos com relati1a #acilidade at3 aomaterial do ti.o . coletorD/ #ormando assim ma corrente minorit5ria de lacnas,Lembre'se de 0e os .ortadores minorit5rios em m cristal do ti.o n são aslacnas, esta #orma a corrente de coletor orit5rios .ro1enientes do emissor soma'se aos .ortadores minorit5rios orit5rios são os el3trons e os minorit5rios as


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A #igra abaixo mostra m circito com transistor n.n,

A >n"ão base'emissor est5 .olari8ada diretamente e .or isto/ re.resenta maregião de baixa im.edância, A 1oltagem de .olari8a"ão base'emissor 3 baixa da

ordem de */QQV a */V .ara transistores de sil2cioD/ .olari8a"ão esta/caracteri8ada .ela bateria VEE en0anto 0e/ a >n"ão base'coletor est5re1ersamente .olari8ada em #n"ão da bateria V!!, Ga .r5tica/ V!! assme1alores maiores do 0e VEE,

!omo >5 #oi dito anteriormente/ a corrente orit5rios .ro1enientes do emissor, A corrente de coletor di1ide'se basicamenteem das com.onentes@ a corrente .ro1eniente do emissor e a corrente.ro1eniente do >n"ão re1ersamente .olari8ada coletor'base/ denominada

casos .odem ser des.re8ados,

A 0antidade de corrente 0e chega no coletor .ro1eniente do emissor de.endedo ti.o de material e do.agem do emissor, Essa 0antidade de corrente 1aria deacordo com o ti.o de transistor,

A constante de .ro.orcionalidade dessa corrente 3 de#inida como α al#aD/ de

#orma 0e/ a corrente de coletor 3 re.resentada .or α


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!aso a des.re8ada/ a corrente de coletor 3 dada .or@

1 O símbolo hFB é algumas vezes usado na lugar de α2 Isto é explicável pois α é menor do !ue 1"


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!omo dito anteriormente/ .arte da corrente do emissor 0e #ica retida na base#orma a corrente de base/ assim@

Sbstitindo < D em

α

,

Podemos então estabelecer as rela":es@

β N α

1 # α

α N β

β + 1

Exem.los@

aD 7m transistor .ossi m #ator α N */), Hal 3 o #ator βTSol"ão@

β N%&2

N1 # %&2

%&2N /Q

%%'

bD 7m transistor .ossi m #ator β N **, Hal 3 o #ator αT

Sol"ão@α N

βN

1%%N */

β + 1 1%1

Podemos então estabelecer ma rela"ão entre α e β,+

Cemos então@

β NI$IB e α N

I$IE

β assme 1alores mito mais ele1ados em rela"ão a α o 1alor t2.ico de β 3 da

ordem de J* a **D, Então/ 0anto maior #or o 1alor de β/ mais o 1alor de α tende

a a.roximar'se de ,


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Assim/ le1ando'se em conta 0e

( O símbolo hFE é algumas vezes usado no lugar de β) *lguns autores utilizam a nota+,o α$$ e β$$


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Confi!raçes -(si$as9Confi!raçes -(si$as9

-s transistores .odem ser ligados em tr4s con#igra":es b5sicas@ basecomm B!D/ emissor comm E!D e coletor comm !!D, Essas denomina":esrelacionam'se aos .ontos onde o sinal 3 in>etado e retirado/ o ainda/ 0al dosterminais do transistor 3 re#er4ncia .ara a entrada e sa2da de sinal,

-ase Com!m9

Go circito a segir/ obser1a'se 0e o sinal 3 in>etado entre emissor e basee retirado entre coletor e base,

esta #orma/ .ode'se di8er 0e a base 3 o terminal comm .ara a entradae sa2da do sinal, - ca.acitor ! ligado da base a terra assegra 0e a basese>a e#eti1amente aterrada .ara sinais alternados,

Emissor Com!m

Go circito emissor comm/ o sinal 3 a.licado entre base e emissor e retiradoentre coletor e emissor, - ca.acitor no emissor !E assegra o aterramento doemissor .ara sinais alternados, !A 3 m ca.acitor de aco.lamento de sinal,

$*-*$.E-/0.I$*0

➢ an3o de corrente 4i5 6 1

➢ an3o de tens,o 475 elevado➢ -esist8ncia de entrada 4- I95 baixa➢ -esist8ncia de saída 4- O:.5 alta


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Coletor Com!m

A #igra a segir mostra m circito na con#igra"ão coletor comm, A con#igra"ão coletor comm tamb3m 3 conhecida como segidor de emissor,Essa denomina"ão 3 dada de1ido a tend4ncia de todo o sinal a.licado na entradaestar .raticamente .resente na sa2da circito de emissorD,- sinal de entrada 3 a.licado entre base e coletor e retirado do circito deemissor, - ca.acitor !! ligado do coletor a terra assegra 0e o coletor este>aaterrado .ara sinais alternados, !A 3 m ca.acitor de aco.lamento de sinal,

$*-*$.E-/0.I$*0

➢ an3o de corrente 4i5 elevado➢ an3o de tens,o 475 elevado➢ -esist8ncia de entrada 4- I95 média➢ -esist8ncia de saída 4- O:.5 alta

$*-*$.E-/0.I$*0

➢ an3o de corrente 4i5 elevado➢ an3o de tens,o 475 ≤ 1➢ -esist8ncia de entrada 4- I95 muito elevada➢ -esist8ncia de saída 4- O:.5 muito baixa


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As con#igra":es emissor comm/ base comm e coletor comm/ são tamb3mdenominadas emissor a terra/ base a terra e coletor a terra, Essas con#igra":estamb3m .odem ser a.resentadas con#orme ilstram as #igras abaixo


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Re"resentação de %enses e CorrentesRe"resentação de %enses e Correntes

Para re.resentar tens:es e correntes em m circito com transistores/ tili8a'sesalmente o m3todo con1encional / atra13s de setas,Para as tens:es/ a .onta da seta a.onta sem.re .ara o .otencial mais .ositi1o eas correntes são re.resentadas com setas em sentido contr5rio as das tens:es,Podemos .or exem.lo re.resentar ma tensão entre coletor e emissor .or V!E0ando o transistor #or n.n,


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Para as tens:es VR! tensão no resistor de coletorD e VRE tensão no resistor deemissorD/ a .onta da seta indica 0e a tensão na .arte s.erior desses resistores3 mais .ositi1a do 0e na .arte in#erior,


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Polariação $om !ma Hni$a -ateria9

Cemos 1isto at3 agora a .olari8a"ão de transistores tili8ando das baterias/

sendo ma .ara .olari8a"ão da >n"ão base'emissor e otra .ara a >n"ão base'coletor,Ga maioria das 1e8es/ ma =nica bateria .ode .olari8ar m circitotransistori8ado/ 1isto 0e o mesmo com.orta'se como m circito #echado, As tens:es nas >n":es do transistor e nos com.onentes externos/ comoresistores/ ca.acitores/ indtores/ etc, .odem ser calcladas tili8ando'se as leisde irchho## .ara tensão LCD,a mesma #orma/ as correntes .odem ser calcladas a.licando'se L!, A #igra a segir mostra m transistor com .olari8a"ão .or di1isor de tensão na

base/ c>a teoria ser5 1ista no ca.2tlo re#erente aos circitos de .olari8a"ão,-bser1e atentamente as indica":es das tens:es e das correntes em #n"ão dosentido das setas,

A.licando'se LC/ .odemos obter 15rias e0a":es@

, V!! ' VR! ' V!E ' VRE N *), V!E 'VBE ' V!B N *J, V!! ' VRB ' VRB) N *+, VRB ' VR! ' V!B N *Q, VRB) ' VBE ' VRE N *, V!! ' VR! ' V!B ' VBE ' VRE N *

A.licando'se L! no .onto W/ temos@,


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),


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C!ras Cara$tersti$as9C!ras Cara$tersti$as9

As cr1as caracter2sticas de#inem a região de o.era"ão de m transistor/ taiscomo@ região de satra"ão/ região de corte/ região ati1a e região de r.tra,

e acordo com as necessidades do .ro>eto essas regi:es de o.era"ão de1em ser escolhidas, Hando necessitamos de m transistor como cha1e eletrônica/normalmente as regi:es de corte e satra"ão são selecionadasI no caso detransistor o.erando como am.li#icador/ 1ia de regra/ escolhe'se a região ati1a,

A região de r.tra indica a m5xima tensão 0e o transistor .ode s.ortar semriscos de danos,

A segir são mostradas algmas cr1as caracter2sticas/ a.enas como #imdid5tico/ não sendo obedecido a rigor nenhm ti.o de escala,

C!ra Cara$tersti$a "ara Montaem em Emissor Com!m9

A região de corte 3 mostrada na 5rea sombreada/ onde


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A #igra abaixo mostra a cr1a caracter2stica .ara emissor comm semelhante a1ista anteriormente/ no entanto/ obser1e a 5rea sombreada/ a 0al 3 denominadade 5rea =til/ na 0al o transistor o.era com total segran"a,

A região =til 3 delimitada .ela cr1a de .ot4ncia m5ximaQ e con#orme ditoanteriormente/ o transistor trabalha com segran"a/ não ltra.assando a m5xima.ot4ncia .ermitida,


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; .ambém denominada 3ipérbole de máxima dissipa+,o"


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Cir$!itos de Polariação9Cir$!itos de Polariação9

A.resentaremos a segir algns circitos de .olari8a"ão mito tili8ados e sas.rinci.ais caracter2sticas@

Polariação "or Corrente de -ase Constante

Camb3m denominado de .olari8a"ão #ixa/ 3 m circito mito tili8ado 0andodese>a'se 0e o transistor o.ere como cha1eamento eletrônico/ com dois .ontosbem de#inidos@ corte e satra"ão,

Por esse moti1o esse ti.o de .olari8a"ão não 3 tili8ado em circitos lineares/.ois 3 mito inst51el/ .ois ma 1aria"ão da tem.eratra .ro1oca ma 1aria"ão de

β,

Para este ti.o de .olari8a"ão@


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i#erente do caso anterior/ .rocra'se com.ensar as 1aria":es de β atra13s do

resistor de emissor,

Assim/ 0ando β amentar/ a corrente de coletor amenta/ amentando tamb3m

a tensão no emissor/ #a8endo com 0e ha>a ma dimini"ão da tensão de.olari8a"ão VBE/ red8indo a corrente de base,

Adota'se como .r5tica .ara garantir a estabilidade t3rmica sem a#etar o sinal desa2da@ VRE N */V!!

E0a":es b5sicas


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Se!idor de Emissor

- segidor de emissor tem como caracter2stica o ganho de tensão baixo ≤ D

E0a":es b5sicas@V!E N */QV!!

RE N%;7$$

IE

n"ão base'emissor,


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Passemos a analisar como o.era esse ti.o de .olari8a"ão,

A.licando ChK1enin@Abrindo o terminal da base temos@- B2 " 7$$

VCX N - B1+ - B2


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Ainda com o terminal da base aberto e V!! em crto/ temos@- B1 " - B2

RCX N - B1+ - B2


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VE N */V!!V!E N */QV!!


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VR! N */+V!!R! N +RERBB N */βRE

RB N - BB "7$$

7BB

o RB N RBB ,7$$7BB

RB) N- B1 "

- BB - B1#

- BB

o RB) N - BB

1##

7BB7$$

C(l$!lo das $orrentes de emissor base e $oletor

➢ Em #n"ão de βIE

!olocando


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1 # α + I$BO1 # α

Correntes de F!a no %ransistor9


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Existem tr4s sita":es distintas .ara o transistor@ coletor abertoI emissor aberto ebase aberta,

Basicamente determina a am.li#ica"ão de m circito/ con#orme ser5 1isto maisadiante,

Eer$$ios Resolidos sobre Polariação9

' ado o circito abaixo/ .olari8ar o transistor na região ati1a/ determinando o

1alor dos resistores e as correntes,

=*=O0

β > 1%%I$ > (m*7BE > %?7


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Sol!ção9


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Adotando VE N */V!!/ V!E N */QV!! e VR! N */+V!!/ temos@VE N VRE N /)VV!E N V

VR! N +/\V

C(l$!lo de I-I$

!omo β N **/ .odemos #a8er

C(l$!lo de RE

N(m*1%% N J*µ A

RE N7-E

IE N127(m*

N +**Ω

C(l$!lo de R--

RBB N */β,+** N +]Ω

C(l$!lo de 7--

VBB N RBB


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2 ' ado o circito a segir/ calcle@ β/


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)Curso Técnico em eletrônica - Módulo II


C(l$!lo de ββ =

α

1 # α = %&2

1 #%&2

= 11;

C(l$!lo de ICE'

C(l$!lo de IC

C(l$!lo de I-

C(l$!lo de RC

R! N7-$

I$€ VR! N V!! ' V!E ' VRE onde VRE N */V!!D

VR! N ) ' Q ' /) N Q/\V

R! N;'7

(?;;m*N ,Q+]Ω ,Q++/ΩD

C(l$!lo de RE

RE N


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)\Curso Técnico em eletrônica - Módulo II

7-E IEN

12)m* N J**Ω

C(l$!lo de R-


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RB N7-B

IB€ VRB N V!! ' VBE ' VRE€ VRB N ) ' */QQ ' /) N */)QV

RB N1%2;7

2);µ*

N +/\+]Ω +,\J/ΩD

J ' Go segidor de emissor a segir/ calcle todas as tens:es e correntes de.olari8a"ão/ considerando β N +*,

Cálculo de IB

Cálculo de IE


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+ ' !alcle as correntes e as tens:es de .olari8a"ão no circito a segir@!onsidere β N **,


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C(l$!lo de I-

C(l$!lo de IC

C(l$!lo de 7CE

V!E N V!! ' R!

Q ' !alcle


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EK!açes b(si$as


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< D V!! ' VR! ' V!E ' VRE N *VR! N R!

C(l$!lo de ICI$

β N / logo@

C(l$!lo de IE

Quando β > 100, podemos considerar I C = I E

C(l$!lo de RC

7tili8ando a e0a"ão

esta #orma@ RB , µ AD N /+ O Q/\] , /)mAD N /+ O /\ N +/)V

RB N 1)21@7

@µ* N )/JMΩ ),J,JJJ/JJΩD


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Reta de CaraReta de Cara

Podemos determinar o .onto de o.era"ão de m transistor atra13s da reta decarga/ de#inindo em m .ro>eto o a.lica"ão os .arâmetros de tensão e corrente,

Esse m3todo gr5#ico somente .ode ser a.licado se ti1ermos dis.on21el a cr1acaracter2stica do transistor/ #ornecida .elo #abricante,

A 1antagem da tili8a"ão do m3todo gr5#ico 3 a ra.ide8 na an5lise dos .ontos deo.era"ão de m transistor,

Geste ca.2tlo abordaremos a.enas reta de carga .ara !!I reta de carga .ara!A ser5 abordada .osteriormente,

Entende'se como .onto de o.era"ão/ m determinado .onto em 0e o transistor o.era na as4ncia de sinal/ .odendo esse .onto ser escolhido ao longo da retade carga/ se 0isermos 0e ele o.ere na região linear/ região de corte o regiãode satra"ão,

Este .onto 3 denominado .onto 0iescente o sim.lesmente H,Comemos como exem.lo o circito a segir na montagem em emissor comm/onde a cr1a caracter2stica do transistor 3 mostrada ao lado,


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-bser1e as 5reas sombreadas/ 0e re.resentam as regi:es de corte e desatra"ão,Para determinarmos a reta de carga/ necessitamos de dois .ontos, Atra13s dae0a"ão V!! N RE, [ .onto@ .ara


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)[ .onto@ .ara V!E N */ temos

- $ + - E =2;7

12;A Ω= 2%m*

Pro$edimento9

Cra"a'se então a reta de carga nindo os dois .ontos,

Para 0e o transistor o.ere na região linear/ o .onto H de1er5 ser o .onto m3dioda reta de carga, Go nosso exem.lo o .onto m3dio bem a.roximadoD coincidi

com a corrente de base e0i1alente a J*µ A,

A .artir da2 então .odemos determinar a corrente de coletor e a tensão entrecoletor e emissor@

Podemos então calclar o β e a.licar LC .ara determinar a tensão nos

resistores@

β NI$=

112;m*= (?;IB (%µ*

Partindo da e0a"ão@ V!! N VR! O V!E O VRE


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VR! N /)QmAD,]Ω N /)QVVRE N /)QmAD,)Q*Ω N )/\)VEntão@ V!! N /)Q O O )/\) N )Q/*)V ≈ )QV


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Se na mesma cr1a selecionarmos m .onto Hiescente HD mais .r6ximo daregião de satra"ão/ .or exem.lo


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Para L:9

β NI$=

2;m*= 2;%IB 1%µ*

V!! N VR! O V!E O VRE N ]Ω,)/QmAD O )) O )Q*Ω,)/QmADV!! N )/Q O )) O */)Q N )Q/)QV ≈ )QV

A reta de carga .ode ser tamb3m obtida .ara ma con#igra"ão base comm oemissor comm/ segindo o mesmo .rocesso, A.resentaremos m exem.lo dema reta de carga .ara ma montagem em base comm,

!omo no caso anterior/ de1emos determinar dois .ontos .ara tra"ar a reta de

carga,

[ .onto@

Hando

-bser1e 0e o eixo da tensão est5 calibrado em V!B,

Hando


52/138

Portanto/ V!B N )QV

)[ .onto@

Para V!E N */ temos@

2;71A Ω

= 2;m*


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Geste caso RE 3 o circito de entrada da con#igra"ão base comm/ sendo entãodesconsiderado .ara calclar m dos .ontos da reta de carga,

Podemos então a.licar LC no circito em #n"ão dos dados obtidos no gr5#ico,!omo trata'se de ma con#igra"ão base'comm/ existem das malhas de#inidas@ma .ara o circito de entrada base'emissorD e otra .ara o circito de sa2dabase'coletorD, Ve>a a #igra abaixo@


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-nde@ VR! N R!

esta #orma@ V!E N V!B O VBE N J O */ N J/V


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%ransistor $omo C#ae Eletrni$a+%ransistor $omo C#ae Eletrni$a+

a #orma mais sim.les de o.era"ão de m transistor/ .ois ao longo da reta decarga são de#inidos a.enas dois .ontos@ corte e satra"ão e/ .ortanto/ .odemosdi8er 0e 0ando m transistor est5 satrado/ com.orta'se como ma cha1eeletrônica #echada e 0ando est5 em corte/ como ma cha1e eletrônica aberta,

Para 0e e#eti1amente o transistor o.ere como ma cha1e eletrônica/ 3 .recisogarantir sa satra"ão .ara 0al0er ti.o de transistor/ sob todas as condi":es de

#ncionamentoI 1aria"ão da tem.eratra/ correntes/ β/ etc,

Ga .r5tica/ ao .ro>etar ma cha1e eletrônica com transistor/ tili8a'se a correntede base da ordem de U* da corrente de coletor no extremo s.erior da reta decarga/ con#orme mostra a #igra abaixo

- 1alor de )*mA #oi escolhido na cr1a caracter2stica e .ortanto/ a corrente debase ser5 U)*mA N )mA,-BS@ Ga elabora"ão do .ro>eto/ de1e'se tomar o cidado de não ltra.assar os

1alores m5ximos es.eci#icados .elo #abricante/ como corrente de coletor/ correntede base/ tensão entre coletor e emissor/ .ot4ncia de dissi.a"ão/ etc,


57/138

Estamos considerando o 1alor de )*mA .lenamente com.at21el com nossoexem.lo de .ro>eto,Podemos então de#inir os 1alores de R! e RB


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- B >7-B

=IB

7$$# 7BE

IB = 12 #

%?2m*

= 11(72m*

= ;@;A Ω

!onsiderando V!E de satra"ão N */ teremos

Rc = Vcc

= Ic

12

%%2 = @%%Ω

Para le1ar o transistor ao corte/ basta abrir S^/ .ois com isso/ a de /V 1alor t2.icoD/ então@

Rc = Vcc − Vled

= 12 − 1@

= 1%)

= ;2%Ω Ic 2%mA %%2

-BS@ im.ortante obser1ar se o led s.orta a corrente do .ro>eto,

7m otro exem.lo de transistor sado como cha1e 3 mostradoabaixo,


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7m sinal c>a #orma de onda 3 0adrada e am.litde 0e 1aria de * a QV 3a.licado na entrada,

Go instante / com *V na entrada o transistor entra em corte/ o.erando como macha1e aberta e teremos na sa2da QV V!!DI no instante )/ com QV na entrada otransistor entra em satra"ão/ o.erando como ma cha1e #echada e .ortanto/teremos na sa2da ≈ *V,

- .r6ximo .asso 3 1eri#icar se os 1alores adotados .ara R ! e RB garantem asatra"ão do transistor/ o se>a/


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%ransistor $omo Fonte de Corrente+%ransistor $omo Fonte de Corrente+

!onsiste em tornar a tensão de emissor #ixa/ resltando assim em ma correntede emissor #ixa,Pelo #ato da tensão VBE ser #ixa da ordem de */VD/ VE segir5 as 1aria":es datensão de entrada VBBD/ isto 3/ se a tensão de entrada amentar de V .ara *V/a tensão VE nos extremos de RED 1ariar5 de Q/JV .ara /JV, Ao contr5rio do transistor como cha1e eletrônica/ o .onto de o.era"ão sita'se naregião ati1a ao longo da reta de carga,

A identi#ica"ão entre m circito com transistor o.erando como cha1e eletrônica ecomo #onte de corrente 3 #5cilI 0ando o.era como cha1e eletrônica/ o emissor 3

aterrado e existe m resistor na base/ ao .asso 0e/ como #onte de corrente oemissor 3 aterrado atra13s de m resistor/ não ha1endo resistor na base,

Hando dese>amos acionar m led/ o ideal 3 #a84'lo atra13s de ma #onte decorrente/ .rinci.almente 0ando o 1alor de V!! 3 baixo/ le1ando'se em conta a0eda de tensão no led da ordem de /Q a )/QV,

A ilstra"ão abaixo mostra as di#eren"as entre ma cha1e eletrônica e ma #ontede corrente,


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Para entender melhor o 0e #oi acima ex.osto/ 1amos considerar m transistor o.erando como #onte de corrente,


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e1emos então estabelecer m 1alor ideal de RE .ara nosso .ro>eto,Vamos s.or@VBB tensão de entradaD N OQVV!! N O)V

eterminar@

As tens:es em R! .ara os 1alores de *Ω e ***Ω- 1alor de V!E nas das condi":es

eterminando RE

!onsiderando

RE N7BB #

7BE

IE

= 7-E

=IE

;7 #

%?7

;m*

= )(7;m*

= '@%Ω

Lembrar 0e V BB - V BE = V RE = V E A tensão de +/JV #icar5 #ixa/ #ixando tamb3m a corrente do emissor/ .ara magrande gama de 1alores de R!/ desde 0e o transistor o.ere dentro da regiãoati1a,

!alclando VR!Le1ando'se em conta 0e a tensão do emissor est5 amarrada em +/JV então/.ara os dois casos

Para R! N *Ω € VR! N *Ω,QmAD N */*QV

Para R! N /*]Ω € VR! N ]Ω,QmAD N QV

Para satis#a8er a e0a"ão V!! ' VR! ' V!E ' VRE N */ a tensão V!E 3 0e 1ariar5/assim sendo temos@

Para RC 5;Ω


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V!E N ) ' Q ' +/J N )/V

C'NC.&S4ES9

A corrente de coletor mante1e'se constante .ara ma 1aria"ão mito grande deR! ** 1e8esD,

Mesmo com R! N * a corrente de emissor se manter5 em QmA, Go entanto/ se R!assmir 1alores mais ele1ados/ s.onhamos +]Ω/ ter2amos teoricamente VR! N)*V/ o 0e in1alidaria a e0a"ão V!! ' VR! ' V!E ' VRE N */ em otras .ala1ras/.ara satis#a8er a dita e0a"ão/ etoD/ mais est51eltorna'se a corrente de coletor,

Hando o 1alor de V!! #or relati1amente baixo .or exem.lo QVD o acionamentode leds 3 mais e#ica8 com ma #onte de corrente/ .ois .ara leds de cores/tamanhos e #abricantes di#erentes a tensão .ode 1ariar de /QV a )/QVD/ acorrente ser5 .raticamente constante não .re>dicando a lminosidade,

Para #ixar melhor o conceito re#erente ao transistor o.erando como #onte decorrente 1amos admitir ma sita"ão con#orme ilstra a #igra abaixo,


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-s leds L' e L') necessitam de ma corrente de QmA .ara obter ma


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lminosidade ideal, Go entanto L' .ro.orciona ma 0eda de /QV en0anto 0eL') ma 0eda de )/QV, Poder5 o led ) ter sa lminosidade dimin2da .or necessitar de mais tensãoT

Sol"ão@

A .rimeira im.ressão 3 de 0e realmente o led ) ter5 sa lminosidade dimin2da/.ois em com.ara"ão ao led necessita de mais tensão em ses terminais,

Go entanto como os leds estão sendo acionados .or ma #onte de corrente talnão acontecer5/ con#orme ser5 mostrado nos c5lclos a segir@

Fixando a corrente de emissor@

Se ambos os leds necessitam de QmA .ara o brilho ideal então basta #ixar acorrente de emissor em QmA/ dimensionando o 1alor de RE,

RE N7BB #

7BE

IE

= (7 #

%?71;m*

= 1;((((Ω onde VBB ' VBE N VRED

Adotaremos então RE N Q*Ω

Para o led @ V!E N ' Vled ' VRE N ' /Q ' )/J N )/)VPara o led )@ V!E N ' Vled ' VRE N ' )/Q ' )/J N /)V

esta #orma/ a lminosidade do led ) não ser5 dimin2da,

A #igra a segir mostra 0e a corrente nos leds .ermanece constante/ embora astens:es se>am di#erentes,


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Reta de $ara de .O5


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[ .onto@

< N7$$ # 7led

- E=

@7 #1;71;%Ω

= (%m*

)[ .onto@V!E N V!! ' Vled N ' /Q N +/QV

Reta de $ara de .O:[ .onto@

- E

= @7 # 2;7

1;%Ω= 2((m*

)[ .onto@V!E N V!! ' Vled N ' )/Q N J/QV

!


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Re!lador SJrie+Re!lador SJrie+

- reglador s3rie 3 na realidade ma #onte de alimenta"ão reglada maisso#isticada em rela"ão aos regladores 0e tili8am a.enas diodo 8ener,

- diodo 8ener ata a.enas como elemento de re#er4ncia en0anto 0e otransistor 3 o elemento reglador o de controle, -bser1a'se 0e o transistor est5em s3rie com a carga/ da2 o nome reglador s3rie,

F!n$ionamento9

➢ A tensão de sa2da estar5 dis.on21el na carga VLD/ então@ VL N VZ ' VBE➢ !omo VZ __ VBE .odemos a.roximar@ VL N VZ

➢ Sendo VZ constante/ a tensão no .onto x ser5 constante➢ !aso V


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7I9 > 7- 7C e 7- > -"I- mas I- > IC IB


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Então@V


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IC4*5=

7I94*5 # 7C

IC4I95 + IB4*5 7I94I95 # 7C


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Proeto

Pro>etar ma #onte de alimenta"ão estabili8ada com diodo 8ener e transistor com

as segintes caracter2sticas@Censão de sa2da VLD@ V!orrente de sa2da m5xima Geste caso/ o 1alor m2nimo de beta 3 +* e o m5ximo )Q*, Para 0e o .ro>eto#ncione sem .roblemas adota'se o beta de menor 1alor, - transistor escolhidoatende as exig4ncias 0anto a V!B-MAWD e eto,

7erifi$ando a "otQn$ia K!e ser( dissi"ada "elo $oletor9

P!MAWD N V

β4I95

< NIH4*5

1 + 1

β4I95

N1;

1 + 1)%

=1;

1 + %%2;

= 1;

1%2;= 1)@*!BMAWD


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P!MAWD N J/)V ' VD , /+A N */Q

@ I$4*5 é a máxima corrente !ue o coletor pode suportar ? D$4*5 é a máxima pot8ncia de dissipa+,o do coletor


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$ transistor escol%ido atender& as necessidades do 'ro(eto )uanto adissi'a!"o de 'otncia* 'or estar a+ai,o da 'otncia m&,ima es'eciicada 'elo a+ricante. Torna-se necess&rio entretanto o uso de um dissi'ador ade)uado 'ara e/itar so+rea)uecimento do transistor.

Es$ol#a do diodo ener9

Le1ando'se em conta 0e VL N VZ ' VBE e 0e VBE ≈ */V/ se adotarmos m diodo8ener com tensão nominal de V/ então na carga teremos Q/JV, - ideal então 3adotar m diodo 8ener com /V/ .or3m este 1alor não 3 comercial, - 1alor comercial mais .r6ximo encontrado 3 o BW!V\/ 0e tem ma tensão nominalde /\V e PZMAWD igal a Q**m com


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Ga .ior condi"ão@ RL N ∞ €


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R N7I94*5 # 7C

= 1(27 # @'7

=@)7 = '?%)Ω

IC4*5 ?(;(m* ?(;(m*

Para a mnima tensão de entrada9

V


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Re!lador ParaleloRe!lador Paralelo

A exem.lo do reglador s3rie/ o transistor ata como elemento de controle e o8ener como elemento de re#er4ncia,!omo a carga #ica em .aralelo com o transistor/ da2 a denomina"ão reglador .aralelo/ c>o circito 3 mostrado abaixo,

A an5lise do se #ncionamento sege basicamente os mesmos .rinc2.ios doreglador s3rie/ no 0e di8 res.eito aos .arâmetros do transistor e do diodo8ener,

F!n$ionamento9➢ VZ N V!B€ como VZ 3 constante/ V!B ser5 constante➢ V!E N V!B O VBE/ mas V!B __ VBE

logo@ V!E N V!B/ onde V!E N VZ

Ao 1ariar a tensão de entrada dentro de certos limites/ como VZ 3 #ixa/ 1ariar5VBE 1ariando a corrente


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< D

➢ %ensão de entrada mnima9V


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7I94I95 # 7C # 7BE

- 1 = IC4I95+ I$4I9

5 + IH4*5

Sbstitindo V D em

7I94I95 # 7C # 7BE⎟ "4IC4I95 ⎠

< N

⎜!⎝


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+ I$4I95+ IH4*55 + β4I95 "I-2" "

#β4I95 + 1

Es$ol#a do transistor9

e1erão ser obser1ados os .arâmetros@V!E-

\ _ VZ O VBED

' 7$EO é a tens,o entre coletor e emissor com a base aberta


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P!MAWD _ VZ O VBED ,

PR'E%'Pro>etar m reglador .aralelo / com as segintes caracter2sticas@VL N QV

Es$ol#a do transistor9- transistor de1er5 ter as segintes caracter2sticas@

V!E- _ V!E O VVBED Adotaremos o transistor )GJQJ+/ 0e tem as caracter2sticas@V!E- N JQV

Es$ol#a do diodo ener9

- diodo 8ener escolhido #oi o BZW!!Q/ 0e tem as caracter2sticas@PZMAWD N /J

β4I95/


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%?7 ⎠ ⎤1 )%"42%m*5" " # )1

⎡⎛ ';7 ⎞ ⎤


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Cal$!lando ICMAT9

Cal$!lando PCMAT9P!MAWD N VZ O VBED ,

$ %ransis%or escol&ido a%ender' as necessidades do proe%o )uan%o a dissipa*+ode po%ncia, por es%ar aai.o da po%ncia m'.ima especi/icada pelo /arican%e

orna-se necess'rio en%re%an%o o uso de um dissipador ade)uado para e2i%ar sorea)uecimen%o do %ransis%or

Cal$!lando R:9VR) N R),R N7I94*5 # 7C # 7BE

= 2)27 #1;7 # %?7

= ';7 = (&)Ω

IC4*5 + I$4*5 '@@?m* + 2%?(* 21@

R de1er5 ser maior do 0e J/+Ω e menor do 0e /JΩ J/+Ω R /ΩR adotado N Q/Ω 1alor comercialD

PotQn$ia dissi"ada "or R59

PR N (7-1) 2

- 1(7I94*5 #7C # 7BE) 2

= ;@Ω

(2)27#1;7 #

= ;@Ω

E


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%?7) 2 (';7) 2

=;@Ω

= 12&

adotar Q ' 1alor comercialD


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Re!lador $om Am"lifi$ador de ErroRe!lador $om Am"lifi$ador de Erro

- reglador com am.li#icador de erro torna o circito mais sens21el 9s 1aria":esda tensão de entrada/ o 1aria":es da corrente de carga/ atra13s da introd"ãode m transistor >nto ao elemento de re#er4ncia, A #igra a segir ilstra esse ti.o de reglador/ onde os elementos 0e com.:emo circito tem as segintes #n":es@

➢ iodo Zener@ 3 tili8ado como elemento de re#er4ncia de tensãoI

➢ Cransistor C@ 3 o elemento de controle/ 0e ir5 controlar a tensão de sa2da a.artir de ma tensão de corre"ão a ele en1iada atra13s de m circito

com.aradorI

➢ Cransistor C)@ 3 basicamente m com.arador de tensão !/ isto 3/ com.aradas tens:es/ VR) e VRJ/ sendo a tensão VRJ #ixa denominada tamb3m tensãode re#er4nciaD/ c>a #inalidade 3 controlar a tensão de .olari8a"ão do circitode controle, Hal0er di#eren"a de tensão entre os dois resistores ir5 #ornecer 9 sa2da do com.arador ma tensão de re#er4ncia 0e ser5 a.licada ao circitode controle,

F!n$ionamento9

Hando ho1er ma 1aria"ão da tensão de entrada/ a tend4ncia 3 ocorrer ma1aria"ão da tensão de sa2da,

S.ondo 0e V


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Hando


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!omo VBE 3 #ixa/ então m amento de VR .ro1ocar5 m amento de V!E,

Lembrar 0e VR N V!B e 0e V!B O VBE N V!E,

7m amento de


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⎝ 7I94I95 # 7H # 7BE14*5 ⎠ ⎝ β14I95⎠


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C(l$!lo de R5

R _7I94*5 # 7H # 7BE14I95

IC4*5€ R b

7I94I95 # 7H # 7BE14*5IH4*5

IC4I95 +β14I95

A .ot4ncia desen1ol1ida em R no .ior caso 3 dada .or@VR N V

➢ Hando

7H # 7C # 7BE24*5

%1"IC4I957H # 7C # 7BE24I95

%1"IC4*5


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RJ N7-( " - 2

7H # 7-(€ R) adotado no c5lclo anteriorD


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C(l$!lo de "otQn$ia em R6

Em RJ temos@ VRJ N VZ O VBE)MAWD

PRJ N 47C + 7BE24*552

- (4adotado5

PR'E%'

Pro>etar ma #onte reglada com am.li#icador de erro/ sando dois transistores em diodo 8ener de re#er4ncia/ 0e obede"a as caracter2sticas@

V


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IH4*F5⎞


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⎛ 2?;7 #127 # %@7 ⎞ '%%m*P!MAWD _ VL O VBEM

βM


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C(l$!lo de R:9

R) _7H # 7C #

7BE24I95

%1"IC4*5

€


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R) _127 # ;17 #

%@7

1)&m*

=@(7

= )22'2Ω 1)&m*

R) 7H # 7C #

7BE24*5

%1"IC4I95

€


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)?%Ω 4;'52=

)?%Ω = ?1;?m


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$ con%&'ransiste na li&ação entre doisnsistores na con%&'ração se&'idor de emissor) li&ados em cascata) con*orme il'stra a %&'ra a

&an,o total de tensão apro/imadamente i&'al a 0.


Confi!ração DarlintonConfi!ração Darlinton

Se β N β) N **/ teremos@

- ganho total βCD ser5 dado .or@ β , β) N **,** N *,***

Assim/

A tensão entre base e emissor 3 dada .or@ VBE N VBE O VBE)Por se tratar da con#igra"ão emissor comm/ assme 1alor bastante ele1ado deim.edância de entrada e 1alor bastante baixo de im.edância de sa2da/ emrela"ão a m transistor comm, A con#igra"ão arlington normalmente 3encontrada em m =nico in16lcro/ como .or exem.lo os transistores B)) eB)J/ com .olaridades pnp e npn res.ecti1amente,

PR'E%' DE &M REG&.AD'R S>RIE C'M %RANSIS%'R

DAR.ING%'N

Re.ro>etar o reglador s3rie da .5gina J+/ tili8ando transistor arlingtonI.roceder ma an5lise do .ro>eto com.arando'o ao .ro>eto anterior e a.resentar concls:es,!aracter2sticas do reglador@

Censão de sa2da VLD@ V


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!orrente de sa2da m5xima as caracter2sticas são@


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V!B- N \*V

βMeto/ VBE N /+Vesta #orma/ o diodo 8ener de1er5 ter ma tensão@ V O /+V N /+V,- 1alor comercial mais .r6ximo 3 de /QV,- diodo 8ener escolhido #oi oBZWQ!VQ/ c>as caracter2sticas são@

VZ N /QVPZMAWD N +**m

β4I95

< NIH4*5

1 + 1β4I95N

1;

1 + 1

;%%

=1;

1 + %%%2

= 1;

1%%2= 1)&?*

P!MAWD N J/)V ' VD , /+A N */\

$ %ransis%or escol&ido poder' ser u%ili3ado, no en%an%o, 4 aconsel&'2el a u%ili3a*+ode um dissipador de calor para e2i%ar o sorea)uecimen%o do %ransis%or

7erifi$ando a es$ol#a do ener9

⎛ 7I94*F5 # 7C ⎞


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⎛ 1(27 # ?;7 ⎞


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transistor arlington controla'se ma corrente de carga com ma corrente debase bem menor,


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PrJ Am"lifi$adoresPrJ Am"lifi$adores

A.6s o transistor ter sido .olari8ado com .onto H .r6ximo da metade da linha decarga .odemos aco.lar m sinal ca 5 base / isto .rod8 #lta"ão na corrente decoletor de mesma #orma de #re0Y4ncia ,

Por exem.lo / se #or aco.lado m sinal ca de h8 5 base / teremos no coletor m sinal de h8 com a am.litde da onda amentada,- am.li#icador 0e mant3m a #orma de onda 3 chamado de linear o de alta '#idelidade ,

As setas a.ontam .ara os ca.acitores de aco.lamento e desaco.lamento des1io D / 0e são res.ons51eis .ela isola"ão do sinal ca 9 ser am.li#icado datensão de .olari8a"ão do transistor,

Ca"a$itores de A$o"lamento e Desa$o"lamento

7m ca.acitor de aco.lamento .ossibilita a .assagem do sinal ca .ara dentro doestagio am.li#icador , Para 0e isso aconte"a a reatância ca.aciti1a .recisa ser mito .e0ena com.arada com a resist4ncia total do circito,

R N Rth O RL

- 1alor do ca.acitor de aco.lamento de.ende da #re0Y4ncia mais baixa 0e se

1ai aco.lar, A reatância ca.aciti1a de1e ser menor o igal a m d3cimo daresist4ncia total em s3rie ,

W!N*,R

Exem.lo I .ro>etando m est5gio am.li#icador a transistor na #aixa de adio /

)*X8 9 )*X8 / com resist4ncia total em s3rie de *Ω / então a W! de1e ser

igal 5 ]Ω na #re0Y4ncia mais baixa o se>a )*h8 ,

W!=


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)π#c

Cirando o 1alor de !@

c =

)π#Wc = ,µF


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Esta 3 ca.acitância necess5ria .ara m aco.lamento 0ase ideal ,Ga .ratica

.oder2amos sar *µF / o 1alor .adrão seginte mais alto / garantindo m

aco.lamento estabili8ados .ara todas #re0Y4ncias acima de )*X8

Ca"a$itores de Desa$o"lamento

7m ca.acitor de desaco.lamento 3 semelhante a m de aco.lamento / exceto0e ele aco.la m .onto desaterrado 9 m .onto aterrado , A reatânciaa.resentada de1e ser m d3cimo da resist4ncia total do circito não considerandoo resist4ncia de carga,- ca.acitor se com.orta como m crto .ara o sinal ca colocando o emissor em.otencial terra / 0ando se re#ere ao sinal ca / o ca.acitor não .ertrba 9 tensão

cc /.ois se a.resenta como ma cha1e aberta,Para se manter a nota"ão cc di#erente da nota"ão ca 3 de so comm em.regar letras mai=sclas .ara cc e min=sclas .ara ca ,

CC

Camb3m 3 comm sar o sinal negati1o .ara indicar dois sinais senoidais 0eestão de#asados de \*[Exem.lo@V sa2da N 'V ent,

ResistQn$ia CA do Emissor +


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A #ig, Acima mostra a cr1a do diodo relacionando


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Se o sinal #or .e0eno os .ontos A e B serão .r6ximos de H / e a o.era"ão ser5linear / o se>a o arco de A e B 3 .raticamente ma linha reta ,Por isso as1aria":es de tensão e corrente são .ro.orcionais ,Go 0e se re#ere a ca / o diodoa.arece como se #osse ma resist4ncia dada .or @

rf e = 1be


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A #igra mostra m gr5#ico t2.ico de

β = icib

(ra#icamente / o beta 3 a inclina"ão da cr1a no .onto H , Por esta ra8ão / eletem 1alores di#erentes em di#erentes .osi":es de H,

Am"lifi$ador em Emissor Com!m+

A #ig, abaixo mostra m am.li#icador E! , !omo o emissor 3 deri1ado .ara o terratamb3m 3 chamado de am.li#icador com emissor aterrado/ isto signi#ica 0e oemissor esta ligado ao terra ca / não ao terra cc ,A a.lica"ão de .e0ena ondasenoidal 9 base / .rod8 1aria":es na corrente de base , Por casa do beta acorrente do coletor 3 ma onda senoidal am.li#icada de mesma #re0Y4ncia , Estacorrente senoidal do coletor #li atra13s da resist4ncia de coletor e .rod8 matensão de sa2da am.li#icada,

e1ido a #lta"ão ca na corrente de coletor / a tensão de sa2da oscilasenoidalmente acima e abaixo da tensão 0iescente ,rante o semi'ciclo.ositi1o da tensão de entrada / a corrente de base amenta / #a8endo crescer acorrente de coletor ,


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Ponto de 7ista da .in#a de Cara+

- gr5#ico da linha de carga ca 3 o .onto H , A tensão de entrada .rod8 1aria":esna corrente de base/ resltando em 1aria":es senoidais em torno do .onto H,Para o.era":es com .e0eno sinais a oscila"ão de .ico a .ico na corrente decoletor de1e ser menos de de8 .or cento da corrente 0iescente do coletor , istomant3m a distor"ão abaixo dos n21eis aceit51eis D,Para os sinais grandes o .onto de o.era"ão oscila mais adiante ao longo da linhade carga , Se o sinal #or grande demais o transistor entra em corte e satra"ão ,


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circito a.resentado ,A resist4ncia de coletor esta aterrado .or0e o .onto dealimenta"ão a.arece como m crto em ca ,a mesma #orma o resistor R agoraesta aterrado / de modo 0e ele a.arece em .aralelo com o resistor R) e com odiodo emissor, Por casa do circito .aralelo ao lado da entrada / a tensão deentrada a.arece diretamente atra13s do diodo emissor , Portanto .odemos1isali8ar o circito e0i1alente ca como o mostrado na #igra bD,


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A lei de ohm nos di8 0e a corrente do emissor 3@

ie = Ventrf e

Pelo #ato de

ie ≅ ic

Esta corrente ca do coletor #li atra13s do resistor de coletor .rod8indo matensão de sa2da de @

Vsa2da = −ie,Rc

!omo ie N Vent U re a e0a"ão torna'se @

Vsa2da = − 1 ent ,Rc

rf e

Arran>ando os termos .ara obter o ganho de tensão temos@

A V= Vsa2daVent

= − Rcrf e

- ganho de tensão 3 a ra8ão entre a resist4ncia do coletor e a resist4ncia ca doemissor,


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Exem.lo@ se R! N +,]Ω e re N )QΩ / então o ganho de tensão ser5 @

A1 N +** U )Q N ' \\,

- se>a /ma tensão na base de m1 .rod8 ma tensão de sa2da de \\m1 astens:es .ode ser rms / de .ico o de .ico a .ico desde 0e as entradas e sa2dasse>am consistentes , D


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Im"edUn$ia de Entrada

A #onte ca 0e aciona m am.li#icador / tem 0e #ornecer a corrente alternada aoam.li#icador , (eralmente 0anto menos corrente o am.li#icador consome da#onte melhor ,A im.edância de entrada de m am.li#icador determina a0antidade de corrente 0e ser5 retirado da #onte ca, Ga #aixa de #re0Y4ncianormal de m am.li#icador onde os ca.acitores de aco.lamento edesaco.lamento se com.ortam como crto em ca e todas otras reatâncias sãodes.re821eis / a im.edância ca de entrada 3 de#inida assim @

Z = Vent enti ent

-lhando .ara m am.li#icador de emissor aterrado / a #onte ca 14 os resistores de

.olari8a"ão em .aralelo com o diodo emissor ,A corrente con1encional iD .assa

.or R / i) D .assa .or R) e


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!omo ie N ic e icN β ib / esta e0a"ão torna'se @


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Vent= β,ib,rf e

Sim.li#icando

β,ib,rf eentbase D

b

= β,rf e

Esta im.edância de entrada olha somente .ara a base do transistor / ela nãoincli os e#eitos dos resistores de .olari8a"ão , Então a im.edância de entrada0e olha .ara a base de m am.li#icador com o emissor aterrado 3 igal ao ganho

de corrente ca 1e8es a resist4ncia ca do emissor ,Por0e a im.edância de entrada de base não 3 igal a re T A #onte ca olha .ara base e tem 0e #ornecer corrente somente .ara a baseentro do transistor / a corrente do coletor soma'se com a corrente de base /.rod8indo a corrente de emissor atra13s de re , Pelo #ato da corrente de base

ser β 1e8es menor 0e a corrente de emissor / a im.edância de entrada de base

3 β 1e8es maior do 0e re ,

A im.edância total de entrada inclindo os resistores de .olari8a"ão ser5 @

Zent = RUU R) UU β,rf e

A #onte ca 14 o circito .aralelo #ormado .or R/R) e β re ,

Im"edUn$ia de Sada

Fa"amos agora ma coisa interessante no lado da sa2da do am.li#icador , Vamosthe1eni8a'lo / a tensão the1enim 0e a.arece na sa2da 3@

Vsa2da = A,Vent

A im.edância the1enim 3 a associa"ão .aralela de R! e da im.edância internada #onte de corrente do coletor / 0e se .ode considerar ideal / .ortanto ela temma im.edância interna in#inita , Assim a im.edância the1enim 3@

Zsa2da = Rc

Exem.lo@ calcle VB/


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Go circito acima a.arece das coisas no1as / a #onte ca tem ma im.edância de

]Ω, Portanto .arte do sinal da #onte so#re ma 0eda atra13s desta resist4ncia

antes de alcan"ar a base , o lado da sa2da o ca.acitor aco.la o sinal ca 9 ma

resist4ncia de carga de ,Q]Ω, a mais baixo ,

!alclando VB,VB N R U ROR) x Vcc N ))** U ))** x * N ,\V,

!alclo de

!alclo da Zent baseDZentbaseD N β re N Q*, )), N J,+]Ω

!alclo de Zent,Zent N R R) β re N *OJ ),)OJ J,+OJ N ,\]Ω

e.ois de conhecermos a im.edância de entrada o circito inicial .ode ser

re.resentado da seginte #orma@


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- calclo da tensão de entrada com resist4ncia interna da #onte ca , temos doisdi1isores de tensão ,- di1isor de tensão de entrada red8 o sinal na base ,

Vent N Zent U RF OZent x Ve NN ,\OJ U ),\OJ x 'J N*,Q+m1

!alclo da tensão de sa2daVsa2da N A , Vent N 'Q , *,Q+ N '\m1Esta 3 a sa2da sem carga

!alclo da tensão de sa2da com carga ,Vsa2da cargaD NRL U RLOR! x Vsa2da sem cargaD

Vsa2da cargaD N ,QOJ U Q,OJ x '\'J N')Qm1

- se>a a sa2da tem ma tensão de .ico de )Qm1 / e o ganho real de tensão 3 de A1 N )Q'J U 'JN)Q

AMP.IFICAD'R .INEARI0AD'

A 0antidade re 3 idealmente igal a )Qm1Un"ão ,Por isso o re de m transistor .ode 1ariar ao longo de ma #aixa .ara di#erentestem.eratras e transistores , Hal0er 1aria"ão no 1alor de re 1ariar5 o ganhoda tensão no am.li#icador com emissor comm /Em algmas a.lica":es / 3aceit51el ma 1aria"ão no ganho de tensão do am.li#icador , Por exem.lo / nmr5dio / .odemos com.ensar o ganho a>stando o controle de 1olme, Mas h5mitas a.lica":es 0e .recisa de m ganho o mais est51el .oss21el ,

Mitos .ro>etistas inseri m resistor rE em s3rie com o emissor / como mostra a#ig, abaixo , Agora o emissor não mais esta no .otencial terra ca ,Por isso /acorrente ca do emissor #li atra13s do rE e .rod8 ma tensão ca no emissor ,Hando rE #or mitas 1e8es maior 0e re / .raticamente todo sinal ca a.arecer5no emissor / colocando de otra #orma 0ando rE #or bem maior 0e re /oemissor estar5 amarrado 9 base tanto em ca 0anto em cc,


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Pelo #ato d rE estar em s3rie com re / a resist4ncia total 3 rE O re ,A entrada caa.arece atra13s dessa resist4ncia e .rod8 ma corrente ca no emissor de @ie N Vent U rE O reLineari8ar .arcialmente o diodo emissor signi#ica #a8er rE mito maior do 0e re ,

- ganho .assa a ser igal @ A N R! U rE O re,

- resistor rE 3 chamado de resistor de lineari8a"ão , Hando colocado red8 oganho de tensão / mais .or ra8ão de ser mitas 1e8es maior 0e re / as1aria":es em re tem menos e#eito sobre o ganho de tensão ,

exem.lo @ s.onha 0e re amente de )Q a Q* Ω ao longo de ma #aixa de

tem.eratra / R! N *]Ω e Re N Q*Ω /

- ganho m5ximo de tensão ser5 @ A1 N **** U Q*O)Q N '\,

- ganho m2nimo ser5 @ A1 N **** U Q*OQ* N ',

A dimini"ão do ganho de tensão 3 menor 0e Q` mesmo 0e re amente**`, - baixo ganho de tensão 3 o .re"o da estabili8a"ão / .ois o mesmo

am.li#icador sem o resistor de lineari8a"ão / a.resenta os segintes ganhos@

(anho m5ximo de tensão @ A1 N **** U )Q N '+**

(anho m2nimo de tensão A1 N **** U Q* N ')**

- se>a o ganho de tensão 1aria de .ro.orcional a re,

7ma otra 1antagem da lineari8a"ão do diodo emissor 3 red"ão da distor"ão , a não linearidade do diodo emissor 0e .rod8 a distor"ão em am.li#icadores degrande sinal, !om re N )Q'JU


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com re / .rod8indo m am.li#icador s.erlineari8ado com m ganho mito.e0eno ,

A im.edância de entrada .assa a ser @

Zent N R R) β rE O re,


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Am"lifi$ador de PotQn$ia Classe A eAm"lifi$ador de PotQn$ia Classe A e --

Codo am.li#icador 14 das cargas/ ma carga !! e otra !A , Por issoCodo am.li#icador .ossi das linhas de carga, - am.li#icador abaixo #ig, A temse e0Yi1alente !! na #ig, B, Assim .odemos ded8ir a linha de carga da #ig, ! ,Hando o sinal aciona o transistor os ca.acitores a.arecem como crto e asresist4ncias da #onte e da carga 1ista .elo transistor são di#erentes

r B N RS UU R UU R)

E a resist4ncia de carga 1ista .elo coletor 3@

r !N R! UU RL

A #ig, mostra o circito e0i1alente !,A / 0ando nenhm sinal esti1er .resente/o transistor #nciona no .onto H , Hando ho1er .resen"a de sinal / o .onto de#ncionamento oscila ao longo da linha de carga !,A e não .ela linha de carga!!,Por con1en"ão chama se de


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Sat!ração e Corte C+ A

-s .ontos de satra"ão e de corte na linha de carga ! ,A são de#erentes dos.ontos da linha de carga !! / #ig, ! , -bser1ando a #ig, / .odemos somar as

tens:es ! A ao longo da malha de coletor .ara obter@ Assim@

1 ce+ ic,r c = *

Com"lian$e CA de Sada A linha de carga !A consiste nm recrso 1isal .ara melhor com.reensão do#ncionamento em grandes sinais / drante o semiciclo .ositi1o da tensão da#onte, A tensão de coletor oscila do .onto H at3 a satra"ão ,Go semiciclo negati1o / a tensão de coletor oscila do .onto H at3 o corte,

Para m sinal !A s#icientemente grande / o cei#amento .ode ocorrer mn o nosdois .icos do sinal , A com.liance !A de sa2da 3 a tensão !A m5xima de .ico a .ico não cei#ada 0em am.li#icador .ode .rod8ir,

A com.liance !A de sa2da 3 simboli8ada .or PP / ma nota"ão 0e lembra esse1alor a tensão m5xima não cei#ada de .ico a .ico, Assim


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'"eração Classe A

e#ine'se 0e o transistor o.era na região ati1a em todos os instantes / istoim.lica 0e a corrente de coletor #la drante J*[ do ciclo !A,

Gan#o de %ensão $om Cara

A1 = − rc

rf e

Esta #ormla alternati1a .ara o ganho de tensão / nos .ermite calclar os e#eitosde RL / sem the1eni8ar o circito de sa2da ,Ex@

RcN*]Ω / RLN J*Ω e r&eNQ*Ω,

A1 = − *] UU J*]

= −Q*Q*

Gan#o de Corrente a ra8ão entre a corrente !A do coletor a a corrente !A de base,

Ai = ic

ib

Entretanto na maioria dos circitos / 1oc4 .ode sar seginte a.roxima"ão comerro des.re8i1el,

Ai ≅ β

Gan#o de PotQn$ia+ A .ot4ncia !A de entrada 3 @

Pent/= 1 ent ,ib

A .ot4ncia de sa2da 3@

Psaida = −1 sa2da ,ic

Assim a ra8ão dessas .ot4ncias 3 chamado de ganho de Pot4ncia @


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PotQn$ia na Cara+


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A carga em m am.li#icador .ode ser m alto #alante / m motor /o 0al0er otro dis.ositi1o,7sar esta #ormla 0ando as medidas #orem #eitas com m mlt2metroD

1 )P = LL R L

7sar esta #ormla 0ando as medidas #orem #eitas com m oscilosc6.ioD

1 )P = PPL\R

'"eração Classe -

etermina 0e a corrente do coletor #li drante \*[ do ciclo !A / isto im.lica 0eo .onto H se site a.roximadamente no corte / .ara as das linhas de carga, Assim a o.era"ão classe B / exige maiores trabalhos e menor dissi.a"ão de.ot4ncia,

Cir$!ito” P&S


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Ga #igra B o .ro>etista determina os resistores de .olari8a"ão .ara sitarem o.onto H no corte ,


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corte=

1cc)

Gan#o de tensão $om $ara+

A 1=RL

RL + rfe

Im"edUn$ia de entrada $om $ara+

Zentbase D≅ β,RL+ rf eD

Im"edUn$ia de sada

Zsa2da ≅ rf e + rf e

β

Gan#o de PotQn$ia

AP= A V,A


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Polariação de !m Am"lifi$ador $lasse -

Sitar o .onto 0e .r6ximo do corte / não 3 tare#a #5cil/ .ara isso sa se algns

circitos de .olari8a"ão/ sendo o mais sado / a .olari8a"ão .or diodos, A id3ia 3 de sar diodos com.ensadores .ara #ornecer a tensão de .olari8a"ãoaos diodos emissores,Para 0e isso #ncione/ as cr1as dos diodos de1em se casar com as cr1as deVBE dos transistores,

Es"el#o de Corrente

A corrente de base 3 mito menor do 0e a corrente atra13s do resistor e dodiodo, Por esta ra8ão / as correntes dos resistores e dos diodos são

a.roximadamente igais ,!omo a corrente do coletor 3 .raticamente igal acorrente do emissor,

Este resltado 3 mito im.ortante / 0er di8er 0e .odemos estabelecer


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♦ Am.li#icador de .e0enos sinais HD♦ Am.li#icador classe A .ara grandes sinais H)D♦ Am.li#icador classe B ti.o P7SX'P7LL HJ e H+D


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ReferQn$ias -iblior(fi$as

FII9I ianJranco K Eletrônica Industrial K $ircuitos e aplica+LesK 0,o Daulo

Xems'\J,

MALLE / ohn -Malle% I Analise de !ircitosI São PaloMa]ron boo]s ' J

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Apostila Eletrônica 1

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