Transistor de Junção Bipolar (TJB) •Estrutura simplificada · lacunas da base para o emissor....
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Electrónica 1
Transistor de Junção Bipolar (TJB)
• Estrutura simplificada
• Estrutura comum(dispositivo assimétrico!)
Electrónica 1
Condução na Zona Activa
• BE–Directamente polarizada
• BC–Inversamente polarizada
• Só se consideram correntes por difusão; desprezam-se correntes de deriva
• BE- corrente consiste de duas componentes:
• Electrões do emissor para a base; lacunas da base para o emissor.
• Emissor muito mais dopado que base e base de muito menor dimensão: movimento de electrões dominante.
• Os electrões injectados na base são portadores minoritários (base tipo P)
• Os electrões injectados difundem-se pela base na direcção do colector.
• O nº de electrões que se recombinamna base é reduzido.
Electrónica 1
Condução na Zona Activa
• BE–Directamente polarizada
• BC–Inversamente polarizada
• Só se consideram correntes por difusão; desprezam-se correntes de deriva
• BC está polarizada inversamente: os electrões que não se recombinam na base atravessam a junção BC e são colectados no colector, originando a corrente de colector.
• Esta corrente depende principalmente de vBE
(sempre)variação linear:
(só na Z. ac
tiva)
=
E C B
C B
i i i
i iβ
= +
Electrónica 1
Andar de Emissor Comum (exemplo)
Corte
Condução: Sat.?Z.Activa?Hipótese: Z.Activa
0.2 0.20; 0;
1.7 0.7 2
(
Confirma hip.? Z.A.
Hipóte
3
se: S
a)
(b)
a
t.
I BE
B C C CE CC C C CC
I BE
C B
C CE CC C C
v V v Vi i v v V R i V
v V v Vi i mA
v v V R i Vβ
= → ≤ →= = = = − =
= ≈ →→ = =
= = − = þ
Confirma hip.? Sat Condução: Sat.?Z.Activa
0.2 0.2 4.8
2 5 0.7
?
Hipótese: Z.Activa Confirma hip.? Z.A.
Hipótese:
(8
c.6
3.6
Sat.
)
CCCE C
C
C B
I BE
C B
C CE CC C C
Vv V i mAR
i i mAv V v V
i i mAv v V R i V
β
β
−≈ → = =
> = →= ≈ →
→ = == = − = −
ý
ý
0.2 0.2 4
Confirma hip.? S
.8
8.6
at
CCCE C
C
C B
Vv V i mAR
i i mAβ
−≈ → = =
< = → þ
β=100
RC=1kΩ
VCC=5V
RB=50kΩ
transistor não linear mas aproximadamente line
0.7ar, em cada zona
analógico : amplificadordigital: inversor
CorteZ.Activa
ConduçãoSaturação
0.7.2
.
0BE C B
CE
Vv i i
Vv V
β
< → = →≈
→ ≈ →
Electrónica 1
Andar de Emissor ComumCircuito analógico básico
Electrónica 1
Andar de Emissor ComumCircuito analógico básico
• PFR: O que sucede se o PFR estiver em VI=0V ou VI=5V?
ganho de tensão
Sinais = variações de tensão AMPLIFICADOR
sinais fracos: troço linea proporcional
r
O v I
O I
v A v
v v
→∆
≈ ∆≈
∆ =
∆
Ov∆
Iv∆
Electrónica 1
Andar de Emissor ComumCircuito digital básico
• Se vI = 0V (0 lógico)→ vO = 5V (1 lógico) • Se vI = 5V (1 lógico) → vO ≈ 0V (0 lógico)
– INVERSOR
NOR
Electrónica 1
Andar de Emissor ComumAnálise gráfica
cte.( ) Caracter. do transistor
recta de carg0 0
a; /
BEC CE v
CC C C CE
CEC CECC C CC C
i v
V R i vv V v i V Ri
= →
= →
= →
= + →= =
Electrónica 1
Andar de Emissor Comumnomenclatura
( )
Sinais = variações de tensãosinais fortes: troço não linear distorçãosinais fracos: troço linear (se
m
pre Z.Activ )
a
BE BE be
CE CE ce
C C cvalor total valor em repouso
componente contínua
v V vv V v
i I i
= ++
=
→
=
+
≈
( var )
, C ponto func. repous, o sina , , l
valor incrementalcomponente iável
BE CE
be BE ce CE c C
V V Iv v v v i i= ∆ = ∆ = ∆
→
→
Electrónica 1
Polarização estabilizada
• Parâmetros do transistor (ex. β) têm elevada dispersão.• Interessa IC bem definido para garantir PFR estável.
aumenta pouco(realimentação negativa devida a )
C E E BE C
E
I I R V IR
↑⇒ ↑⇒ ↓⇒
Electrónica 1
Polarização estabilizada
0»
» /( 1)/( 1)1
mas baixo maior consumo, men
amplitude alta alto
or » alto alto
BB E E BE B BBB BEBB BE
EEB E BE B
B i
BB BE BB E
ce CE
C Cv m C C
T
E
V I R V I RV vV V
III R RR R
R RV
v Vv V
I RA g R I
I
V
R
R
βββ
− + + + =∆− → = → = ++ + +
→ →→ ∆ →→ →
→ = − = − →
→
escolhe-se
alto
Como 1 1 13 3 3
C
CC E E CE C C
E E CC CE CC C C CC
V I R V I R
I R V V V I R V
= + + →
≈ ≈ ≈
Electrónica 1
Polarização estabilizada
;1
/( 1)se /( 1)« fica pouco sensível a variaç
,(realimentação negativa devida
ões de
a )C CE BE C
EB C BE B B
CC BECC E C BE B B C
C B
B C
B
E
II V V I R
V VV I R V I R I IR R
I
R
I
R
V VR
β
ββ β
= = ++
−= + + → = ≈
+ +
↑⇒ ↓ ↓⇒ ↓
+
Electrónica 1
Andar de Emissor comum
1 2 Cond. de acoplamentoCond. de contorno (
,Curto circuito na banda de passa
" ")gem
E bypassC CC
→ →
Electrónica 1
Andar de Emissor Comum
0
1 2
0
0
0
// //
( // )
//
o
i
ii
i
om m
i v
ov m o C
i i
oo o C
o v
vR r R Ri
iG gv
vA g r Rv
vR r Ri
π
=
=
=
= =
= =
= = −
= =
Electrónica 1
Andar de Emissor Comum com degeneração de emissor
1 2 Cond. de acoplamentoCond. de contorno (
,Curto circuito na banda de passa
" ")gem
E bypassC CC
→ →
Electrónica 1
Andar de Emissor Comum com degeneração de emissor
( ) (1 )
(1 )
(se »11
)
ii b E b b i E
i
i mocc m i b m
i i E m E
vv r i R i i R r Ri
v gi G v i GR R r R g R
π π
π
β β
β ββ β
ββ
= + + → = = + +
= = = → = = ≈+ + +
Electrónica 1
Andar de Emissor Comum com degeneração de emissor
[ ]
[ ]
[ ]
2 2 2 2
2 1
2 2 1 1
«
2 2 1
1 ( // ) //
1 ( /
( //
)
)
/o
xox o m E E
x o x m
E x
x r
ox o m E
vR r g r R r Ri
R r g r R
v r i g v vv r R i
π π
π π
π π
π
= − −
⇒ = = + +
⇒ ≈
= −
+
14243