Slide Capítulo Ii Transistores Bipolares de Junção tbj -2022 1

ELETRÔNICA ANALÓGICA Prof. Dr. René Pastor Torrico Bascopé Capítulo II. Transistores Bipolares de Junção (TBJ) Introdução Os transistores TBJ são usados nas seguintes aplicações: Reatores eletrônicos, Amplificadores de áudio, Acionamento de reles, Acionamento de transistores, Circuitos integrados baseados em TBJ. Introdução (a) Reator eletrônico. (c) Cto. de acionamento de rele. (b) Amplificadores de áudio. (d) Cto. de acionamento de transistores. (e) Cto. integrado baseado em TBJ. Introdução Data da Invenção do TBJ: Construção do Transistor TBJ Nota: Nomenclatura dos terminais: E - Emissor B - Base C - Coletor Tipos de transistores: (a) pnp; (b) npn Dopagem das camadas: Emissor: Forte Coletor :Leve Base: Leve Transistor Bipolar de Junção (TBJ) (em inglês, BJT – Bipolar Junction Transistor) Chamado BIPOLAR porque participam lacunas e elétrons no processo de injeção no material com polarização oposta. Operação do Transistor TBJ Símbolos dos Transistores TBJ: Polarização de um transistor: (a) direta; (b) reversa (a) npn; (b) pnp Operação do Transistor TBJ Fluxo de portadores majoritários e minoritários de um transistor pnp. Modos de operação do TBJ pnp: Modo JEB JCB ________________________________ Corte Reversa Reversa Ativo Direta Reversa Saturação Direta Direta Aplicando a lei das correntes de Kirchhoff a um único nó: ICOminoritário: corrente de fuga (μA ou nA) Configuração Base-Comum Notação e símbolos usados para a configuração base-comum: (a) transistor pnp; (b) transistor npn. Configuração Base-Comum (a) (b) Curvas características de: (a) entrada; (b) saída. Configuração Base-Comum Desenvolvimento do modelo equivalente a ser empregado para a região base-emissor. Configuração Emissor-Comum Notação e símbolos usados na configuração emissor-comum: (a) transistor npn; (b) transistor pnp. Configuração Emissor-Comum Curvas características de: (a) saída; (b) entrada. Configuração Emissor-Comum Determinação de βCC e βCA a partir das curvas características do coletor. Configuração Emissor-Comum Exemplo: Equações Fundamentais: Configuração Coletor-Comum Notação e símbolos usados na configuração coletor-comum: (a) transistor pnp; (b) transistor npn. Limites de Operação PCmax = VCEIC PCmax = VCEIC = 300 mW VCEIC = 300 mW VCEIC = 300 mW VCE(50 mA) = 300 mW VCE = 300 mW 50 mA = 6 V (20 V)IC = 300 mW IC = 300 mW 20 V = 15 mA VCE(25 mA) = 300 mW VCE = 300 mW 25 mA = 12 V VCEcut-off region ICEO/ Folha de Dados BC546B, BC547A, B, C, BC548B, C Amplifier Transistors NPN Silicon MAXIMUM RATINGS Rating Symbol Value Unit Collector - Emitter Voltage BC546 BC547 BC548 VCBO 80 50 30 Vdc Collector current - Continuous IC 100 mAdc Collector - Base Voltage VCBO 80 50 30 Emitter - Base Voltage VEBO 6.0 6.0 6.0 Total Device Dissipation @ TA = 25°C P 625 mW Derate above 25°C PD 5.0 W/mW/°C Total Device Dissipation @ TC = 25°C PD 1.5 Derate above 25°C 12 Operating and Storage Junction Temperature Range TJ, Tstg -55 to +150 °C Folha de Dados DC Current Gain (Ic = 10 µA, VCE = 5.0 V) BC547A BC546B/547B/548B BC548C hFE - 90 - - 150 - - 270 - (Ic = 2.0 mA, VCE = 5.0 V) BC546 BC547 BC548 BC547A BC546B/547B/548B BC547C/BC548C 110 - 110 - 110 - 110 180 220 200 290 450 420 520 800 (Ic = 100 mA, VCE = 5.0 V) BC547A/548A BC546B/547B/548B BC548C - 120 - - 180 - - 300 - Teste de Transistores TBJ Teste da junção Base-Emissor Teste da junção Base-Coletor Tipos de Encapsulamento Vários tipos de transistores TBJ: (a) baixa potência; (b) média potência; (c) (d) alta potência. Diodo Semicondutor Estrutura interna do TBJ com encapsulamento TO-92 da Fairchild. Análise Computacional Simulation Settings - Curva_TBJ02 General Analysis Configuration Files Options Data Collection Probe Window Analysis type: DC Sweep Options: Primary Sweep Secondary Sweep Monte Carlo/Worst Case Parametric Sweep Temperature (Sweep) Save Bias Point Load Bias Point Sweep variable Voltage source Name: V1 Current source Global parameter Model parameter Model type: Temperature Model name: Parameter name: Sweep type Linear Start value: 0 Logarithmic Decade End value: 30 Increment: 0.01 Value list OK Cancelar Aplicar Ajuda Análise Computacional Simulation Settings - Curva_TBJ02 General Analysis Configuration Files Options Data Collection Probe Window Analysis type: DC Sweep Options: Primary Sweep Secondary Sweep Monte Carlo/Worst Case Parametric Sweep Temperature (Sweep) Save Bias Point Load Bias Point Sweep variable Voltage source Name: V2 Current source Global parameter Model parameter Model type: Temperature Model name: Parameter name: Sweep type Linear Start value: 0 Logarithmic Decade End value: 10 Increment: 1 Value list OK Cancelar Aplicar Ajuda Análise Computacional Simulation Settings - Curva_TBJ02 General Analysis Configuration Files Options Data Collection Probe Window Category: Analog Simulation Gate-level Simulation Output file Relative accuracy of V's and I's: 0.001 (RELTOL) Best accuracy of voltages: 1.0u volts (VNTOL) Best accuracy of currents: 1.0u amps (ABSTOL) Best accuracy of charges: 0.01p coulombs (CHGTOL) Minimum conductance for any branch: 1.0E-12 1/ohm (GMIN) DC and bias 'blind' iteration limit: 150 (ITL1) DC and bias 'best guess' iteration limit: 20 (ITL2) Transient time point iteration limit: 100 (ITL4) Default nominal temperature: 27.0 °C (TNOM) Use GMIN stepping to improve convergence. (STEPMIN) Use preordering to reduce matrix fill-in. (PREORDER) MOSFET Options... Advanced Options... Reset OK Cancelar Aplicar Ajuda Análise Computacional Simulation Settings - Curva_TBJ02 General Analysis Configuration Files Options Data Collection Probe Window Data Collection Options Voltages: All Currents: All Power: None Digital: None Noise: None Save data in the CSDF format (.CSD) OK Cancelar Aplicar Ajuda Análise Computacional Simulation Settings - Curva_TBJ02 General Analysis Configuration Files Options Data Collection Probe Window Display Probe window when profile is opened. Display Probe window: ✓ during simulation. ○ after simulation has completed. Show ○ All markers on open schematics. ○ Last plot. ○ Nothing. OK Cancelar Aplicar Ajuda Análise Computacional SCHEMATIC1_Curva_TBJ02 - PSpice A/D - [TB] Curva_TBJ02 (active) File Edit View Simulation Trace Plot Tools Window Help Axis Settings X Axis Y Axis X Grid Y Grid Data Range ○ Auto Range ○ User Defined [V] 0V Scale ○ Linear ○ Log Axis Variable... Simulation Output Variables V(N00187) V(N00286) V(U1:1) 3 V(U1:2) 1 V(U1:3) 1 V(U1:4) 2 a Full List 44 variables listed Analog Digital Voltages Currents Power Noise (V²/Hz) Alias Names Subcircuit Nodes Functions or Macros Analog Operators and Functions ( ) * + / ^ | > = ABS( ARCTAN( ATAN( AVG( AVGL( AVGDL( COS( D( DD( E( ENVMAX( ENVMIN( EXP( G( GR( ING( LOG( LOG10( M( MI( MAX( IC(Q1) Δ U(Q1:c) Trace Expression - V(Q1:c) C:\Departamento\DEE\PET_DEE\Curso_Orcad\Curvas_TBJ01-PSpiceFiles\SCHEMATIC1-Curva_TBJ02\Curva_TBJ02.dat (active) V(1) = 30 100% OK Cancel Análise Computacional V(R1:1) 0V 5V 10V 15V 20V 25V 30V IC(Q1) -20mA 0A 20mA 40mA 60mA 80mA 100mA 120mA Fim Conteúdo do Programa: Aula 07