Universidade Federal da Paraíba - UFPB

Centro de Energias Alternativas e Renováveis – CEAR

Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica – PPGEE

Disciplina de Eletrônica de Potência

Discente: Phablo Cabral de Oliveira

Professor: Prof. Dr. Isaac Soares de Freitas

Transistor Bipolar de Junção

TBJ

Sumário

UFPB – Mestrado em Engenharia Elétrica 2

O transistor Bipolar de

Junção

Tipo de transistor TBJ

Funcionamento do TBJ

Parâmetros do Transistor

TBJ

Tensões no Transistor TBJ

Potência Dissipada no

Transistor TBJ

Regiões de trabalho

Configurações Básicas

Características de

Chaveamento

Característica Térmica

Classificação dos

Transistores

Aplicações

O Transistor de Junção Bipolar

UFPB – Mestrado em Engenharia Elétrica 3

O TBJ é um dispositivo de 3 terminais.

Os TBJs tem 2 junções pn: base/emissor e junção

base/colector.

Tipo de transistor TBJ

UFPB – Mestrado em Engenharia Elétrica 4

• As regiões n e p são diferentes tanto

geometricamente quanto em termos de concentração

de dopagem.

Funcionamento do TBJ

UFPB – Mestrado em Engenharia Elétrica 5

Funcionamento do TBJ

UFPB – Mestrado em Engenharia Elétrica 6

IC + IB = IE

IE = IC + IB

Parâmetros do Transistor TBJ

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• O beta de um transistor é a relação entre a corrente de coletor ( IC )

e a corrente de base ( IB ) com a tensão entre o coletor e o emissor

( VCE ) constante.

• O alfa de um transistor é a relação entre a corrente de coletor ( IC )

e a corrente de emissor ( IE ), com a tensão entre a base e o

coletor ( VCB ) constante.

Tensões no Transistor TBJ

UFPB – Mestrado em Engenharia Elétrica 8

VCE = VCB + VBE VEC = VBC + VEB

Potência Dissipada no Transistor TBJ

UFPB – Mestrado em Engenharia Elétrica 9

PD = V . I

PD = VCE . IE

Regiões de trabalho

UFPB – Mestrado em Engenharia Elétrica 10

• ATIVA

• CORTE

• SATURAÇÃO

Eletrônica Analógica

Eletrônica Digital

• Ativa: dispositivo tem boa isolação e alto

ganho;

• Saturação: dispositivo não tem isolação e

é inundado com portadores minoritários.

Leva tempo para sair da saturação;

• Corte: corrente desprezível, quase um

circuito aberto ;

Útil

Útil

Evitar

Regiões de trabalho

UFPB – Mestrado em Engenharia Elétrica 11

• Na região ATIVA – Polarizar diretamente BASE-EMISSOR

– Polarizar reversamente BASE-COLETOR

• Na região de CORTE – Polarizar reversamente a BASE-EMISSOR

e BASE-COLETOR

• Na região de SATURAÇÃO – Polarizar diretamente a BASE-EMISSOR e

BASE-COLETOR

Configurações Básicas

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Configuração BASE-COMUM

• Ganho de tensão elevado;

• Ganho de corrente menor que 1;

• Ganho de potência intermediário;

• Impedância de entrada baixa;

• Impedância de saída alta;

• Não ocorre inversão de fase;

Configurações Básicas

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Configuração COLETOR-COMUM

• Ganho de tensão menor que 1;

• Ganho de corrente elevado;

• Ganho de potência intermediário;

• Impedância de entrada alta;

• Impedância de saída baixa;

• Não ocorre a inversão de fase.

Configurações Básicas

UFPB – Mestrado em Engenharia Elétrica 14

Configuração EMISSOR-COMUM

• Ganho de tensão elevado;

• Ganho de corrente elevado;

• Ganho de potência elevado;

• Impedância de entrada baixa;

• Impedância de saída alta;

• Ocorre a inversão de fase.

Características de Chaveamento

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ton = td + tr

toff = ts + tf

Característica Térmica

UFPB – Mestrado em Engenharia Elétrica 16

• A máxima dissipação de potência PT é normalmente

especificada à temperatura TC = 25°C.

• A tensão da junção emissor-base diminui cerca de 2mV

por cada aumento de 1ºC da temperatura.

• Se a temperatura ambiente TA é aumentada à um valor

muito grande a dissipação de potência do transistor é

zero. Por outro lado, se a temperatura da junção TC é de

0°C, o componente pode dissipar a potência máxima, o

que não é prático.

Classificação dos Transistores

UFPB – Mestrado em Engenharia Elétrica 17

Uso Geral

Pequenos Sinais

Baixas Frequências

Correntes IC entre 20 e 500mA

Tensão máxima entre 10 e 80 V

Frequência de transição entre 1 Hz e 200 MHz

Potência

Correntes elevadas

Baixas frequências

Frequência de transição entre 100 kHz e 40 MHz

Uso de radiadores de calor

RF

Pequenos sinais

Frequência elevada

Correntes IC inferior a 200mA

Tensão máxima entre 10 e 30V;

Frequência de transição em 1,5 GHz

Aplicações

UFPB – Mestrado em Engenharia Elétrica 18

• Principais Aplicações:

• Chave Eletrônica

• Amplificador

• Oscilador

Aplicações

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• Como Chave Eletrônica: Utilização do transístor nos seus estados de SATURAÇÃO e

CORTE, isto é, de modo que ele ligue conduzindo totalmente a

corrente entre emissor e o coletor, ou desligue sem conduzir

corrente alguma.

Aplicações

UFPB – Mestrado em Engenharia Elétrica 20

• Como Amplificador: O transistor funciona como um amplificador onde IC é

amplificada pelo ganho de corrente β e a diminuição da

queda VCE

Uma pequena mudança

na tensão de entrada vi

induz uma grande

mudança na tensão de

saída Vo.

Referências Bibliográficas

UFPB – Mestrado em Engenharia Elétrica 21

.

• SEDRA, A. S. e SMITH, K. C., Microeletrônica, 5a. Edição, Makron

Books, 2005.

• BOYLESTAD, R. L. e NASHELSKY, L., Dispositivos Eletrônicos e

Teoria de Circuitos, 6a. Edição, Editora PHB, 1998.

• DAVID COMER, DONALD COMER, Fundamentos de Projeto de

Circuitos Eletrônicos, LTC, 2005.

• JIMMIE J. CATHEY, Dispositivos e Circuitos Eletrônicos, 2a. Edição.,

Coleção Schaum, Bookman, 2003.

• MALVINO, ALBERT PAUL. Eletrônica Volume 1. McGraw-Hill, São

Paulo, 1986.