Para que um transistor funcione como uma chave eletrônica basta polariza-lo de forma conveniente, aonde assim o mesmo irá “trabalhar” em sua região de saturação ou em sua região de corte.

Quando na região de saturação as junções BC e BE do TJB são diretamente polarizadas, fazendo assim a corrente base ser máxima (Ibsat) e consequentemente a corrente de coletor será máxima. Com isso a tensão sobre a junção CE do TJB se torna muito próxima de 0 V, tornando então o TJB na função de chave eletrônica fechada.

Quando na região de corte as junções BC e BE do TJB são inversamente polarizadas, assim então a corrente de base se aproxima de zero e consequentemente a de coletor também. Com isso tensão sobre a junção CE do TJB se torna a tensão da fonte, tornando então uma chave eletrônica aberta.

Demonstração deste conceito através do circuito abaixo

Funcionamento do circuito na posição 1 da chave indicada na figura :

Estando o circuito na posição um, percebe-se que o valor da resistência ligada a base é alto, logo isso causa uma corrente de base muito pequena que se torna praticamente zero. Logo o TJB está atuando na região de corte e está se comportando como uma chave aberta. Assim então não passará corrente no TJB e toda a corrente do circuito passará pelo circuito em série R1kΩ-LED. Logo, sendo a resistência do resistor relativamente alta, praticamente toda a tensão cairá sobre o resistor. Assim então, a tensão sobre o LED não será suficiente para quebrar sua barreira de potencial e o mesmo não irá acender.

Tais conceitos podem ser comprovados com a medição das grandezas pedidas.

VBE = 0.74 V VCE= 0.04 V VCB= 0.7 V

Percebe-se então que a tensão Vce (Vce = Vled) é muito pequena devido a queda de tensão no resistor ligado ao coletor. Se o resistor fosse retirado, toda a tensão cairia sobre o LED e consequentemente a corrente total do circuito também, fazendo que o mesmo acendesse. No entanto é possível que o LED fosse danificado pois a tensão do circuito cairia toda sobre ele.

Funcionamento do circuito na posição 2 da chave indicada na figura :

Estando o circuito na posição dois, pode constatar que o resistor é colocado como um circuito aberto, logo não interferirá no circuito em questão. Assim então, como a resistência da base é próxima de zero, a corrente da mesma será máxima, e consequentemente a corrente de coletor também. Isto coloca o TJB na região de saturação. Assim então transistor estará funcionando como uma chave fechada, e o resistor de coletor estará funcionando como um limitador da corrente que vai para o LED. As tensões Vbc, Vce e Vled(2,1 V) terão o mesmo valor da barreira de potencial do LED, pois estão todos ligados em paralelo. Neste caso o LED acende.

Tais conceitos podem ser comprovados com a medição das grandezas solicitadas.

VBE = 0 V VCE= 2,1 V VCB= 2,1 V

A junção BE possui Vbe= 0 V, pois estão ambas ligadas ao terminal comum.

CIRCUITO LDR-LED

LDR (Light Dependent Resistor), ou Resistor Dependente de Luz é um componente eletrônico passivo do tipo resistor variável, mais especificamente, é um resistor cuja resistência varia conforme a intensidade da luz que incide sobre ele. Tipicamente, à medida que a intensidade da luz aumenta, a sua resistência diminui.

LED Aceso LED ApagadoVBE 0,7 V 0,5 VVCE 0,6 V 10,6 VVLDR 0,7 V 0,5 VVR1KΩ 0,1 V 0,1 VVR470Ω 9V 0 V

Funcionamento do circuito

O circuito funciona por divisão de tensão. Quando o LDR recebe luminosidade sua resistência diminui e isso causa uma tensão maior que a tensão de saturamento na base, colocando o TJB em função de chave fechada. No entanto, quando o LDR está sobre a influência de luz, sua resistência se torna muito baixa e quem passa a controlar a tensão na base e também a corrente da mesma é o potenciômetro. Se o potenciômetro está com sua resistência variável próxima de zero, a base ira saturar fazendo então que o TJB funcione como chave fechada e consequentemente acendo o LED. Se a resistência do potenciômetro amenta a luminosidade do LED tende a diminuir até que ele se apague. Quando não há luminosidade sobre o LDR sua resistência aumenta drasticamente, e isso causa uma queda na corrente da base fazendo então que o transistor passe a operar na região de corte, sendo então considerado uma chave aberta e consequentemente o LED não acenderá. No entanto estando o potenciômetro com sua resistência tendendo ao aumento causará uma maior tensão na base(por divisão de tensão) colocando o TJB como uma chave fechada e consequentemente acendendo o LED.

Conclusão

O objetivo do experimento era constatar o funcionamento do transistor bipolar de junção como uma chave eletrônica e também uma aplicação prática da mesma através do circuito LDR-LED. Os dados coletados serviram para comparação e comprovação dos conceitos teóricos apresentados servindo então para maior aproveitamento da aprendizagem. Os dados coletados através das medições solicitadas estão de acordo com a teoria, no entanto podem apresentar discrepâncias e distorções. Tais distorções podem ter acontecido devido a má instrumentação das ferramentas utilizadas, mal funcionamento do material utilizado e até mesmo por falta de conhecimento da teoria por falta da equipe (erros humanos.). Os erros não foram calculados e nem apresentados no trabalho devido ao não solicitamento sobre os mesmo e também para não haver divergência do real motivo da experiência realizada.