quarta-feira, 9 de dezembro de 2015

Transistores - Modo de compatibilidade

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O circuito do coletor

Na grande maioria dos circuitos transistorizados, o coletor do transistor é conectado à fonte de alimentação através de um resistor de coletor, representado pelo parâmetro RC, conforme ilustrado na Fig.1.



O resistor de coletor completa a malha do coletor, ilustrada na Fig.1, que é a porção do circuito composta pelo grupo de componentes onde circula a corrente de coletor. Como pode ser aí observado estes componentes são o resistor RC, a fonte de alimentação VCC e a porção do transistor entre os terminais do coletor e do emissor.

Com base na Fig.2, a aplicação da segunda lei de Kirchhoff à malha do coletor fornece.

VCC = VRC + VCE                 (1)

onde:

    VCC representa a tensão da fonte de alimentação.
    VRc representa a queda de tensão no resistor RC.
    VCE representa a tensão coletor-emissor.


Desprezando-se a resistência interna da fonte de alimentação, a tensão por ela fornecida independe da corrente solicitada pelo circuito.  Da lei de Ohm, a queda de tensão no resistor de coletor é relacionada à corrente na malha pela relação

Vrc = RcIc                       (2)

Como se pode notar da Eq.(2), a queda de tensão no resistor varia proporcionalmente à corrente de coletor.

         A tensão coletor-emissor VCE é o último termo da equação da malha de coletor. A partir da Eq.(1), tem-se que

Vce = Vcc - RcIc                (3)


o que indica que a tensão coletor-emissor depende dos valores da tensão de alimentação e da queda de tensão no resistor RC.

O exemplo a seguir ilustra o emprego das equações da malha do coletor.

Exemplo 1: Para o circuito da Fig.3, o resistor de coletor é de 680. Com a fonte de alimentação fornecendo uma tensão de 12 V, a corrente de coletor é de 6 mA. Determinar a tensão coletor-emissor.


A queda de tensão no resistor de coletor pode ser calculada da Eq.(2) resultando em



Influência da corrente de base

 Como discutido em fascículos anteriores, na região ativa a corrente de coletor é proporcional a corrente de base de acordo com a relação


Pela Eq.(2) a queda de tensão no resistor de coletor também é proporcional à corrente de coletor. A forma que a tensão VRc é influenciada pela corrente de base pode ser determinada inserindo a Eq.(4) na Eq.(2), fornecendo


A Eq.(5) mostra que com valores constantes do resistor de coletor e do ganho de corrente do transistor na região ativa, a tensão no resistor de coletor é diretamente proporcional à corrente de base.

         A forma que a tensão coletor-emissor é influenciada pela corrente de base pode ser obtida inserindo a Eq.(5) na Eq.(3), resultando em


O sinal negativo na frente do segundo termo do segundo membro da Eq.(6) indica que a tensão coletor-emissor diminui quando a corrente de base aumenta e aumenta quando a corrente de base diminui. 

A influência da corrente de base nos parâmetros da malha do coletor, definida a partir das Eqs.(4) a (6), pode ser representada diagramaticamente como indicado na Tabela 1.


Exemplo 2: Para o circuito representado na Fig.4, a base do transistor é conectada à fonte VBB por um resistor limitador RB.  Determinar os parâmetros da malha do coletor para: (a) IB = 40 uA, (b) IB = 70 uA.