Eletrónica 19.ª Parte
20. ZONAS DE FUNCIONAMENTO DOS TRANSÍSTORES DE JUNÇÃO BIPOLAR A curva característica da Figura 158 tem diferentes zonas de comportamento do transístor de junção bipolar. Ampliando as curvas de saída, efetuando mais medições de IC e UCE para diferentes valores de IB, a representação gráfica seria a seguinte:
comutação. Na Figura 159 é representado um exemplo de um circuito deste tipo.
UCC
RC IC
Zona de saturação
IB4 UOUT
IB3 RB
robótica
18
IB1 Paulo Peixoto paulo.peixoto@atec.pt ATEC – Academia de Formação
ELETRÓNICA INDUSTRIAL
IB2 Uin
Zona ativa (linear) IB = 0 Zona de corte (bloqueio)
UCE
Figura 158. Curva caraterística de saída (IC ; UCE ). Fonte: A. Silva Pereira, Mário Águas, Rogério Baldaia, Eletrónica - 2.º volume.
A primeira é a zona média, na qual o UCE é superior a algumas décimas de Volt, que representa a operação normal do transístor. Nesta zona a junção BE está polarizada diretamente e a junção BC está polarizada inversamente. Esta zona designa-se por zona ativa ou zona linear. Nesta zona o transístor funciona como amplificador, onde as variações do sinal de entrada produzem variações proporcionais no sinal de saída. A segunda zona é caracterizada por apresentar a corrente de base igual a zero, e uma corrente de coletor muito pequena, próxima de zero. O desenho da característica inferior está desproporcionado na Figura 158, surgindo maior do que é habitual. Esta curva inferior define a chamada zona de corte ou bloqueio do transístor e a sua pequena corrente de coletor designa-se por corrente de corte ou bloqueio do coletor. Nesta região ambas as junções estão polarizadas inversamente. A terceira zona é definida por uma subida da característica, com UCE a variar entre 0 e algumas décimas de Volt. Esta parte da característica denomina-se por zona de saturação. Nesta região a junção BC tem uma tensão insuficiente para recolher todos os eletrões livres injetados na base, a corrente de base é maior que o valor normal e o ganho de corrente é menor que o normal, assim teremos:
Figura 159. Circuito de comutação.
20.1. Esquemas simplificados Na maioria das situações torna-se desnecessário a utilização de duas fontes de alimentação para a polarização do transístor. Se a tensão UBB for igual à tensão UCC, utiliza-se apenas uma fonte de tensão para a polarização do transístor, conforme ilustrado na Figura 160.
RC
+
RB
UCE
+ UBE
–
–
UCC = 10 V
UBB = 10 V
RB
RC + + UBE –
UCE
UCC = 10 V
–
IC < b . IB Nesta zona ambas as junções estão polarizadas diretamente. As zonas de saturação e de corte são úteis em circuitos digitais, como nos computadores, designados por circuitos de
Figura 160. Esquema com duas fontes de alimentação (à esquerda) e esquema simplificado (à direita).