Sumrio

21. RESUMO

22. INTRODUO TERICA

43. OBJETIVOS

44. MATERIAS E MTODOS UTILIZADOS

44.1. Materiais Utilizados

54.2. Mtodos Utilizados

54.2.1 Parte I - Circuito de polarizao fixa do TBJ

54.2.2 Parte II Circuito de polarizao fixa do TBJ com RE

64.2.3 Parte III Influncia da temperatura e da variao do

75. RESULTADOS E DISCURSSES

75.1. Parte I - Circuito de polarizao fixa do TBJ

105.2. Parte II Circuito de polarizao fixa do TBJ com RE

145.3. Parte III Influncia da temperatura e da variao do

156. CONCLUSO

157. BIBLIOGRAFIA

1. RESUMO

Este relatrio apresenta um estudo experimental sobre o circuito de polarizao fixa do TBJ com e sem Re (resistor emissor). O experimento foi realizado na Unifei Campus Itabira na aula prtica de Eletrnica Analgica I.O objetivo deste relatrio foi descrever terica e analiticamente o circuito de polarizao fixa. Demostrando conceitos fsicos do transistor, na introduo, pudemos entender as diversas aplicaes desse componente. No caso estudado, o TBJ funcionando como um amplificador.Como a finalidade da primeira parte da aula prtica era encontrar valores convenientes para ocorrer o bom funcionamento dos circuitos apresentados no roteiro, foi preciso calcular valores de Rc, Rb e Re, aproxim-los para valores comerciais e depois descrever as concluses que estas aproximaes trouxeram para os parmetros dos circuitos (valores de corrente e tenso). Na segunda parte da prtica foi preciso variar a temperatura nos transistores dos circuitos a fim de variar os valores de (ganho de corrente CC) e, em seguida, apresentar as consideraes dessas mudanas nos parmetros dos circuitos (valores de corrente e tenso).

Ao final deste relatrio encontra-se uma concluso do grupo em relao aos resultados do experimento realizado.2. INTRODUO TERICAO transistor bipolar de juno (TBJ) um dispositivo semicondutor formado por trs regies semicondutoras (podendo ser do tipo P ou do tipo N) conectadas em trs terminais: o emissor(E), a base(B) e o coletor(B).O TBJ pode atuar como um circuito de chaveamento ou como um amplificador conforme a polarizao das junes (Jeb juno emissor base e Jcb - juno coletor base). Observe a tabela abaixo que apresenta as operaes de funcionamento do TBJ:FuncionamentoOperaoJebJcb

Chave FechadaSaturaoPolarizao diretaPolarizao direta

Chave AbertaCortePolarizao reversaPolarizao reversa

AmplificadorAtivaPolarizao diretaPolarizao reversa

XInversoPolarizao reversaPolarizao direta

Tabela 01 Operao no TBJJ que o relatrio apresenta um estudo de um TBJ funcionando como um amplificador com polarizao fixa/polarizao de base iremos analisar dois esquemas de polarizao fixa, a com e a sem o resistor emissor.

Figura 01 Operao Polarizao Fixa sem Re

Figura 02 Operao Polarizao Fixa com Re

Na Figura 1 observamos um circuito de polarizao fixa sem Re, podemos ver que esta configurao possui 2 resistores (Rc resistncia do coletor e Rb resistncia da base), 1 fonte Vcc e 2 capacitores sendo um na entrada e o outro na sada do sinal.

J na Figura 2 vemos o circuito de polarizao fixa com Re possui a mesma configurao de um circuito de polarizao fixa sem Re acrescentando a resistncia do emissor antes do GROUND. No circuito de polarizao fixa a resistncia Rb polariza diretamente a juno emissor base, e a resistncia Rc polariza inversamente a juno coletor base.

O capacitor de entrada impede que a tenso de alimentao de entrada Vi, afete a polarizao do circuito. Para analisarmos as malhas dos circuitos de polarizao fixa utilizarmos Lei de Kirchoff das tenses e Lei de Kirchoff das correntes e lembrando que = IC / IB. Assim temos:

IE = IC + IBIC = IBPara a Figura 1:

Malha I:VCC IB.RB VBE = 0Malha II:

VCC IC.RC VCE = 0

E para a Figura 2:Malha I:VCC IB . RB VBE IE . RE = 0

Malha II:

VCC IC . RC VCE IE . RE = 0A polarizao fixa muito utilizada em circuitos digitais, nos quais a distoro do sinal de sada (Vo) no influenciam as respostas e o TBJ pode funcionar na regio de corte ou na regio de saturao, j que este tipo de configurao de polarizao est bastante suscetvel a influncias externas como a temperatura. Provas sero expostas no decorrer do relatrio.3. OBJETIVOSProjetar e entender o circuito de polarizao fixa do TBJ e verificar a influncia do no circuito.

4. MATERIAS E MTODOS UTILIZADOS

4.1. Materiais Utilizados

Para a realizao desta prtica foram utilizados os seguintes materiais: 01 protoboard; Resistores diversos; 01 ferro de solda; 01 transistor BC547;

02 multmetros digitais; 01 fonte de tenso C.C. ajustvel; Pontas de Prova para os instrumentos; Software Multisim.

4.2. Mtodos UtilizadosO procedimento experimental divido em trs partes.4.2.1 Parte I - Circuito de polarizao fixa do TBJ A Parte I do experimento consistiu em determinar o valor de RC e RB do circuito da Figura 3 para o transistor trabalhar na regio ativa, sendo que a o circuito apresente as seguintes caractersticas: IB=100A, IC=30mA e VCE=5V.

Figura 03 Circuito IConsiderando =300 e VBE=0,66V. Com os valores dos resistores obtidos, sero usados valores comerciais correspondentes ou prximos.

Aps as medies das dos resistores comerciais que sero utilizados e tambm a medio do transistor na escala de testes de semicondutores e o seu hfe, montado o circuito da Figura 3.

Com auxilio de multmetros medido o valor de IB (multmetro azul), IC (multmetro vermelho), VBE e VCE. Ao final desta parte, calcular os valores de IB, IC, VBE e VCE para os valores de resistncia e medido, obtendo o erro entre o experimental e medido.

4.2.2 Parte II Circuito de polarizao fixa do TBJ com REA Parte II do experimento consistiu, assim como a Parte I, em determinar o valor de RC e RB do circuito da Figura 4, s que agora determinar RE. Para o transistor trabalhar na regio ativa, sendo que a o circuito apresente as seguintes caractersticas: IB=100A, IC=30mA e VCE=5V.

Figura 04 Circuito IIConsiderando =300 e VBE=0,66V. Com os valores dos resistores obtidos, sero usados valores comerciais correspondentes ou prximos.

Aps as medies das dos resistores comerciais que sero utilizados e tambm a medio do transistor na escala de testes de semicondutores e o seu hfe, montado o circuito da Figura 4.

Com auxilio de multmetros medido o valor de IB (multmetro azul), IC (multmetro vermelho), VBE e VCE. Ao final desta parte, calcular os valores de IB, IC, VBE e VCE para os valores de resistncia e medido, obtendo o erro entre o experimental e medido.

4.2.3 Parte III Influncia da temperatura e da variao do Circuito de polarizao fixa:Selecionado um circuito de uma bancada e com o auxilio do professor, aproximasse um ferro de solda ao transistor do Circuito I (Figura 3), aumentando a temperatura, e anotado os valores de IB, IC, VBE e VCE para obter a variao percentual de cada valor com os obtidos anteriormente em temperatura ambiente.Circuito de polarizao fixa com RE: repetido o mesmo procedimento anterior, mas utilizando o Circuito II (Figura 4).

5. RESULTADOS E DISCURSSES5.1. Parte I - Circuito de polarizao fixa do TBJPara o circuito de polarizao fixa, utilizado neste procedimento, temos os seguintes requisitos:

IB = 100A

IC = 30mAVCE = 5VVBE = 0,66V = 300

Logo, restou estipular um valor calculado para os resistores RB e RC. Atravs de anlise das malhas e Lei de Kirchoff, obtemos os seguintes valores:

Malha I:VCC IB.RB VBE = 0

10 - 100.RB 0,66 = 0

RB = 93,4 k

Malha II:

VCC IC.RC VCE = 0

10 30mRC 5 = 0

RC = 166,67

Rc = 166Rb = 93.4k

Figura 05 Circuito I, valores calculados (MULTISIM)

Figura 06 Circuito I, valores calculados multmetro (MULTISIM)Para obter um resistor comercial prximo ao calculado utilizamos,

um resistor de 91k em srie com um de 3,3k para representar RB;

e um resistores de 160 para representar RC.Para comprovar as medies realizadas, calculamos os valores de IB, IC e VCE, adotando o valor terico de VBE = 0,7V e utilizando os valores medidos dos resistores comerciais utilizados na montagem do circuito.Malha I:VCC IB.RB VBE = 0

10 IB . (95k + 3,26k) 0,7 = 0

IB = 94,65A

IC = .IBIC = 298 . 94,65IC = 28,21mA

Malha II:

VCC IC . RC VCE = 0

10 - 28,21m . 160,8 VCE = 0

VCE = 5,46 V

Figura 07 Circuito II, valores comerciais (MULTISIM)

Figura 08 Circuito II, valores comerciais multmetro (MULTISIM)IB (A)IC (mA)VBE (V)VCE (V)

Terico94,6528,210,75,46

Prtico93290,6775,5

Erro0,0170,0270,0330,007

Tabela 02 Valores medidos e calculados correspondente Parte I5.2. Parte II Circuito de polarizao fixa do TBJ com REPara o circuito de polarizao fixa com RE, utilizado neste procedimento, temos os seguintes requisitos:

IB = 100A

IC = 30mAVCE = 5VVBE = 0,66V = 300

RE = 100

Logo, restou estipular um valor comercial para os resistores RB e RC. Atravs de anlise das malhas e Lei de Kirchoff, obtemos os seguintes valores:

= / (+1) = 300/301 = 0,99

IE = Ic/ = 30/0,99 = 30,3 mA

Malha I:VCC IB . RB VBE IE . RE = 0

10 - 100 . RB 0,66 30,3m . 100 = 0

RB = 63,1 k

Malha II:

VCC IC . RC VCE IE . RE = 0

10 30m . RC 5 30,3m . 100 = 0

RC = 65,67

Figura 09 CircuitoII, valores calculados (MULTISIM)

Figura 10 Circuito II, valores calculados multmetro (MULTISIM)Para obter um resistor comercial prximo ao calculado utilizamos,

um resistor de 62k em srie com um de 1,2k para representar RB;

e dois resistores de 130 para representar RC.

Para comprovar as medies realizadas, calculamos os valores de IB, IC e VCE, adotando o valor terico de VBE = 0,7V e utilizando os valores medidos dos resistores comerciais utilizados na montagem do circuito. = / (+1) = 298/299 = 0,99

Malha I:VCC IB . RB VBE IE . RE = 0

10 - IB . (95k + 3,26k) 0,7 (IB + IB ) . 100 = 0IB = 72,57AIC = .IBIC = 298 . 72,57

IC = 21,62mA

IE = Ic/ = 21,62/0,99 = 21,69mAMalha II:

VCC IC.RC VCE IE.RE = 0

10 21,62m . (130//130) VCE 21,69m . 100 = 0

VCE = 6,42 V

Figura 11 Circuito II, valores comerciais (MULTISIM)

Figura 12 Circuito II, valores comerciais multmetro (MULTISIM)IB (A)IC (mA)VBE (V)VCE (V)

Terico72,5721,620,76,42

Prtico100,830,10,6754,96

Erro

Tabela 03 Valores medidos e calculados correspondente a Parte II5.3. Parte III Influncia da temperatura e da variao do Aps a montagem do Circuito I (Figura XX), observado e anotado os valores de IB, IC, VBE e VCE (temperatura ambiente) na Tabela 03. Em seguida, com o auxlio do professor foi colocado o ferro de solda prximo ao transistor aquecendo-o, e aps um tempo os novos valores foram anotados na Tabela 03.

IB (A)IC (mA)VBE (V)VCE (V)

T. Amb98,630,50,725,2

T. Elev81,436,20,644,2

Var %-17,44+15,75-11,11-19,23

Tabela 04 - Valores medidos correspondente a Parte III (sem RE).Aps a montagem do Circuito II (Figura XX), observado e anotado os valores de IB, IC, VBE e VCE (temperatura ambiente) na Tabela 04. Em seguida, com o auxlio do professor foi colocado o ferro de solda prximo ao transistor aquecendo-o, e aps um tempo os novos valores foram anotados na Tabela 04.

IB (A)IC (mA)VBE (V)VCE (V)

T. Amb104,527,20,765,2

T. Elev99,4320,684,5

Var %-4,88+15-10,52-13,46

Tabela 05 - Valores medidos correspondente a Parte III (com RE).Para ambos os circuitos a perda de corrente e tenso resultante do aquecimento devido que em temperaturas elevadas o valor de ganho () altera-se.6. CONCLUSO

Todo o procedimento experimental foi realizado por completo, portanto foram elaborados dois circuitos de polarizao fixa do TBJ, sem e com resistor no emissor.A polarizao fixa utiliza poucos componentes porm mas possui desvantagens. Sendo que se a temperatura do TBJ aumenta, o tambm aumenta fazendo aumentar Ic. J se a temperatura do TBJ diminui, o diminui ocorrendo a diminuio de Ic. O que nos faz concluir que este tipo de circuito amplificador varia a polarizao de acordo com a temperatura podendo levar o TBJ a saturao ou corte, distorcendo o sinal de sada esperado. 7. BIBLIOGRAFIA7. 1. Livros

DISPOSITIVOS ELETRNICOS E TEORIA DE CIRCUITOS, ed. 3 - ROBERT L. BOYLESTAD e LOUIS NASHELSKY - Pearson, 2009.