Laboratório de Dispositivos Eletrônicos

     UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE[pic 1]

       CENTRO DE ENGENHARIA ELÉTRICA E INFORMÁTICA

     DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA

Disciplina: Laboratório de Dispositivos Eletrônicos

Professor: Eurico

Turma: 03

Alunos: Fagner Michel de Andrade Lima.           Matrícula: 110210253

              Dionísio Virginio  Pereira.              Matrícula: 110210244

Relatório do Laboratório III

Características e Aplicações de Transistores Bipolares de    Junção (TBJ) (Parte 1)

 

Introdução

        O transistor bipolar consiste em duas junções PN construídas de um modo especial e conectadas em série, face a face. A condução de corrente se dá por elétrons e lacunas, daí o termo bipolar.

        O transistor bipolar pode ser visto como um dispositivo em que a tensão (também corrente) aplicada a dois terminais controle a corrente em um terceiro terminal. Este princípio pode ser utilizado para construir amplificadores. Pode-se também variar a corrente entre zero (corte) e um valor de saturação, fazendo o transistor operar como chave, que é à base dos circuitos digitais.

        O transistor possui três terminais, denominados Base, Emissor e Coletor. O transistor consiste em duas junções PN, a junção Base-Emissor e a junção Coletor-Base. Para operar na Região Ativa (como amplificador) a junção Base-Emissor deve está diretamente polarizada e a junção Coletor-Base reversamente polarizada. Na Região de Corte, ambas as junções estão reversamente polarizadas. As aplicações de chaveamento utilizam ambos os modos de corte e saturação. A figura 1 mostra a simbologia utilizada para Transistores Bipolares.

                                [pic 2]

                     

                                 Figura 1- Simbologia do Transistor Bipolar: (a) NPN; (b) PNP

Objetivos

Neste experimento, estudaremos as características elétricas do transistor bipolar e alguma de suas aplicações, observaremos a operação do transistor nas regiões linear, de corte e saturação. Por fim realizaremos a implementação de portas lógicas com transistores.

1° Experimento: Transistor operando na região de corte e saturação. Implementação de portas Lógicas TTL.

                 [pic 3]

       Figura 2

Procedimentos de montagem:

Montamos o circuito da figura 2 com os seguintes componentes: Transistor NPN 548; Resistor de 10kΩ e 100kΩ; Fontes de DC. Aplicando 0V em Vi e utilizando um voltímetro medimos as seguintes tensões: Vb = 0.012V; Vc = 4.968V = Vo e Ve = 0V.

Devido a tensão Vb ser muito próxima de 0V, podemos considerar que a corrente Ib seja igual a 0A, sendo assim devido a relação Ic=IbXβ, temos a corrente Ic igual a 0A, logo podemos concluir que a tensão Vo é aproximadamente igual tensão Vcc que é 4.974V, comportamento este que caracteriza a Região de Corte.

Ainda utilizando o mesmo circuito aplicamos uma tensão de 4.974V em Vi e com o auxilio de um voltímetro medimos as seguintes tensões: Vb = 0.621V; Vc = 0.032V = Vo e Ve = 0V.

Observando que JBC e JBE estão diretamente polarizados, podemos conlcuir que o transistor se encontra na Região de Saturação.

Afim de observar que a seguinte relação ( Ic < βxIb ), realizamos os seguintes cálculos:

Na região Linear temos: Vi = Vbe + 100K x Ib  

Sendo Vbe = 0.621V e Vi = 4.974V, obtemos: Ib = 43.53uA

Na região de Saturação temos: Vi = Vce + 10K x Ic

Sendo Vce = 0.032V e Vi = 4.974V, obtemos: Ic = 494.2uA

Considerando β=100 e de acordo com a relação que queremos provar, temos:

        Ic < βxIb

        Ic = 494.2uA       e        βxIb =  100 x 43.53uA = 4353uA

Logo provamos que: Ic < βxIb.

Observando a relação de tensão Vi x Vo, nos procedimentos anteriores observamos que o circuito apresentando tem um comportamento semelhante a uma porta Lógica NOT.

Em seguida montamos o circuito apresentado de acordo com a figura 3.

[pic 4]

                                                                       Figura 3

        A partir dos valores de tensão determinados para as entradas A e B, montamos a tabela 1, apresentada abaixo:

                                        [pic 5]

                                                  Tabela 1

Observando os resultados encontrados na Tabela 1 e considerando a Tensão 4.968V = 5V, assim como a tensão 0.040V = 0V, podemos concluir que de acordo com a tabela este circuito apresenta um comportamento semelhante a porta Lógica NAND.

Dando sequência ao experimento 1, montamos o circuito apresentado de acordo com a figura 4.

                      [pic 6]

                                                                                     Figura 4

A partir dos valores de tensão determinados para as entradas A e B, montamos a tabela 2, apresentada abaixo:

                     [pic 7]

                                                         Tabela 2

Observando os resultados encontrados na Tabela 2 e considerando a Tensão acima de 4.968V = 5V, assim como a tensão 0.573V = 0V, podemos concluir que de acordo com a tabela este circuito apresenta um comportamento semelhante a porta Lógica NOR.