Polarização pelo divisor de tensão TBJ

Faculdade Estácio de Curitiba

Eletrônica

Polarização por divisor de tensão do TBJ (Aula12)

Nome: Naro Rodrigues

Turma nº 3001- Quinta-Feira – Noite – 2º Horário

Resumo  Este artigo descreve o principio de polarização do Transístor de Junção Bipolar, TJB (BJT), que é um dispositivo Semicondutor, composto por três Regiões de Semicondutores dopados (Base, Coletor e Emissor), separadas por duas Junções p e n. Neste experimento funcionara como divisor de tensão.

Palavras-chaves  Polarização, divisor, TBJ, base, emissor e coletor.

I. INTRODUÇÃO

Esse relatório tem objetivo apresentar os resultados obtidos na experiência de laboratório de Eletrônica referente as respostas para polarização do TBJ em configuração de divisor de tensão.

II. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Durante o período de 1904 até 1947, a válvula foi indubitavelmente o dispositivo eletrônico de interesse e desenvolvimento. Em 1904, o diodo a válvula foi introduzido por J.A. Fleming. Logo depois, em 1906, Lee De Forest adicionou um terceiro elemento, chamado de grade de controle, ao diodo a válvula eletrônica, resultando no primeiro amplificador, o tríodo. Nos anos seguintes, o radio e a televisão proporcionou um grande estimulo à indústria de válvulas. A produção cresceu de aproximadamente 1 milhão em 1922 para cerca de 100 milhões em 1937. No inicio da década de 30, o tetrodo de quatro elementos e o pêntodo de cinco elementos ganharam importância na indústria de válvulas eletrônicas. Posteriormente, a indústria tornou-se uma das mais importantes, e foram obtidos rápidos avanços nas áreas de projeto, técnicas de fabricação, aplicações de alta potencia, alta frequência e miniaturização.

Em 23 de dezembro de 1947, entretanto, a indústria eletrônica estava prestes a experimentar uma linha de interesse e desenvolvimento completamente nova. Foi durante a tarde deste dia que Walter H. Brattain e John Bardeen demonstraram a função de amplificação do primeiro transistor, nos laboratórios da companhia Bell Telephone. O transistor original (um transistor de contato de ponta), figura1.

Figura 1

As vantagens deste dispositivo de estado sólido de três terminais em relação a válvula eram imediatamente obvias: menor e mais leve, não apresentava necessidade ou perdas de aquecimento; mais robusto; mais eficiente, já que menos potência era absorvida pelo dispositivo, estava instantaneamente disponível para utilização, não necessitando de um período de aquecimento; e tensões de operação menores poderiam ser utilizadas.

O transistor deu origem a muitas outras invenções, inclusive os circuitos integrados (CIs), pequenos dispositivos que possuem milhares de transistores.

O material semicondutor mais usado no fabrico de transístores é o silício. Contudo, o primeiro transístor foi fabricado em germânio. O silício é preferível porque possibilita o funcionamento a temperaturas mais elevadas (175 ºC, quando comparado com os ~75ºC dos transístores de germânio) e também porque apresenta correntes de fuga menores. O transístor bipolar é formado por duas junções p-n em série, podendo apresentar as configurações p-n-p e n-p-n. Os transístores n-p-n são os mais comuns, basicamente porque a mobilidade dos elétrons é muito superior à das lacunas, isto é, os elétrons movem-se mais facilmente ao longo da estrutura cristalina o que traz vantagens significativas no processamento de sinais de alta frequência. E são mais adequados à produção em massa.

Figura 2

No entanto, deve-se referir que, em várias situações, é muito útil ter os dois tipos de transístores num circuito. O transístor de junção bipolar é um dos componentes mais importantes na Electrónica. É um dispositivo com três terminais. Num elemento com três terminais é possível usar a tensão entre dois dos terminais para controlar o fluxo de corrente no terceiro terminal e obter uma fonte controlável. O transístor permite a amplificação e comutação de sinais, tendo substituído as válvulas termo iônicas na maior parte das aplicações. A figura da página seguinte mostra, de forma esquemática, um transístor bipolar P-N-P. Este transístor é formado por duas junções P-N que partilham a região do tipo N (muito fina e não representada à escala). Neste aspecto, o dispositivo corresponde a um sanduíche de um material do tipo N, entre duas regiões do tipo P. Existe também a estrutura complementar (NPN). Dependendo da polarização de cada junção (direta ou inversa), o transístor pode operar no modo ativo/linear, estar em corte ou em saturação.

Um transístor bipolar (com polaridade NPN ou PNP) é constituído por duas junções PN (junção base-emissor e junção base-coletor) de material semicondutor (silício ou germânio) e por três terminais designados por Emissor (E), Base (B) e Coletor (C), figura 3.

Figura 3

Zonas Funcionamento Transístores:

Em cada transístor bipolar existem duas junções que irão apresentar zonas de funcionamento diferentes, consoante às junções base-emissor e base-coletor se encontram polarizadas direta ou inversamente.

Os transístores têm três zonas de funcionamento distintas:

Corte - Ambas as junções estão polarizadas inversamente

Figura 4

Figura 5

III. DESCRIÇÃO DO EXPERIMENTO

Verificar experimentalmente o ponto de operação de um transistor bipolar de junção com polarização por divisor de tensão e comparar os valores obtidos com os cálculos e com as medidas realizadas no laboratório.

Materiais e instrumentos:

Multímetro

Fonte DC de ajustável de 0 à 30 V

1 transistores tipo BC549C

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