Transistor Bipolar 2. Dispositivos Semicondutores: Transistor Bipolar de Junção Professor: Vlademir de Oliveira Disciplina: Eletrônica I
Transistor Bipolar
2. Dispositivos Semicondutores: Transistor Bipolar de Junção
Professor: Vlademir de Oliveira
Disciplina: Eletrônica I
Transistor Bipolar
2.2. Transistor Bipolar de Junção
Aplicações dos Transistores
- Região de corte e saturação: transistor como chave
- Região ativa: amplificador transistorizado
Essas aplicações se estendem também para os transistores de potência eFET.
Transistor Bipolar
2.2. Transistor Bipolar de Junção
Operação do TBJOs materiais P e N são fabricados com dopagens diferentes e tamanhos
diferentes para facilitar a operação nas regiões típicas. Existem três regiões deoperação para o TBJ.
Transistor operando na região ativa
Transistor Bipolar
2.2. Transistor Bipolar de Junção
Operação do TBJQuando a junção emissor-base é polarizada diretamente e a junção base-
coletor reversamente os portadores majoritário do emissor atravessam otransistor. Isso ocorre devido a injeção de portadores na base que serãominoritários na junção base-coletor e poderão atravessar.
Sentido convencional da corrente
BCE III
Transistor Bipolar
2.2. Transistor Bipolar de Junção
Operação do TBJSemelhante à corrente IS do diodo o transistor bipolar também tem uma
corrente de portadores minoritários, chamada de corrente de fuga ICO. Acorrente de coletor é portanto composta pela soma das duas correntes.
Sentido convencional da corrente
.min. COCmajC III
Transistor Bipolar
2.2. Transistor Bipolar de Junção
Transistor PNP e NPNOs transistores PNP e NPN operam de forma igual, porém com
polarizações invertidas. A utilização de cada um ficará evidente durante oestudo das configurações de amplificadores.
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2.2. Transistor Bipolar de Junção
Região ativa ou linearÉ a região onde as características de IC x IB são aproximadamente lineares
e possibilita o transistor ser empregado na amplificação. IC = β IB
Região ativa junção base-emissor polarizada diretamente e junção base-coletor polarizada reversamente
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2.2. Transistor Bipolar de Junção
Região de corte
Ocorre o corte da corrente de coletor, ou seja IC 0 ou IC = ICO.
Região de corte ambas junções polarizadas reversamente
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2.2. Transistor Bipolar de Junção
Região de saturaçãoNessa região a corrente de coletor é aumentada drasticamente com o
aumento da tensão entre coletor e emissor. A tensão VCE 0 e ocomportamento é semelhante a um curto-circuito.
Região de saturação ambas junções polarizadas diretamente
2.2. Transistor Bipolar de Junção
Configurações de polarizaçãoExistem três configurações de polarização de transistores, os quais
possuem aplicações diferentes devido a singularidade de cada uma.
Transistor Bipolar
coletor-comumemissor-comumbase-comum
Transistor Bipolar
2.2. Transistor Bipolar de Junção
e As correntes de portadores majoritários são relacionadas por dois
parâmetros chamados e .
CBOEC III
.
.
Emaj
Cmaj
DCI
I
E
CAC
I
I
ACDC
E
C
I
I
Transistor Bipolar
2.2. Transistor Bipolar de Junção
e De forma semelhante, é aproximado para relação entre as correntes
totais IC e IB.
40050varia B
C
I
I
CBOBCCBOBCC IIIIIII 1
(emissor-comum)
1 0p/ , CBO
CEOB
III
2.2. Transistor Bipolar de Junção
Curva do transistor
Transistor Bipolar
Curva emissor-comum
A curva do transistor maisutilizada é a família de curvasobtidas de IC x VCE na configuraçãoemissor-comum, parametrizadaspelas correntes de base.
2.2. Transistor Bipolar de Junção
Curva do transistor
Transistor Bipolar
Curva emissor-comum
As características IC x VBE variamcom a mudança de VCE.
2.2. Transistor Bipolar de Junção
Curva do transistor
Transistor Bipolar
Curva emissor-comum
A equação de IC x VBE na regiãoativa pode ser aproximada como:
Devido à operação do transistorem corte e saturação e algunsefeitos, como o efeito Early e deruptura, a característica de IC x VCE
apresenta comportamentosdiferentes, definidas como regiõesde operação.
mVk
TVteII kVV
SCtBE 26 sendo ,
2.2. Transistor Bipolar de Junção
Efeito EarlyDevido ao alargamento da região de depleção com o crescimento do VCE,
ocorre que a corrente de coletor exibe uma variação aproximadamentelinear:
Transistor Bipolar
A
CEVVSC
V
VeII tBE 1
2.2. Transistor Bipolar de Junção
RupturaPara valores grandes da tensão de VCE ocorre a ruptura da junção CB por
efeito avalanche. Valores típicos estão em torno de 50V.
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2.2. Transistor Bipolar de Junção
Limites da Operação
Transistor Bipolar
Regiões de operação
Existem três regiões de operaçãopara o transistor: corte, saturaçãoe ativa (β).
2.2. Transistor Bipolar de Junção
Limites da Operação
Transistor Bipolar
Limites da operação
Para o transistor funcionar comoamplificador ele precisa operar naregião ativa.
Além disso existem outros limitesda operação do transistor:
- Corrente máxima de coletor (IC)
- Potência máxima (PCmáx)
- Tensão VCE máxima