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TE 046DISPOSITIVOS ELETRÔNICOS

Oscar C. Gouveia FilhoDepartamento de Engenharia Elétrica

UFPR

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CAPÍTULO 5 - TRANSISTOR BIPOLAR DE JUNÇÃO (TBJ)

5.1 ESTRUTURA FÍSICA DO TRANSISTOR BIPOLAR

Construção em circuito integrado

Seção transversal simplificada

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5.2 OPERAÇÃO DO TRANSISTOR BIPOLAR

Estrutura idealizada para uma polarização arbitrária

Símbolo

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5.2.1 Operação direta

Diodo base emissor diretamente polarizado

Lembrando IS da junção pn

Ganho de corrente em emissor comum

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A corrente de emissor é:

Que pode ser reescrita como

Ganho de corrente em base comum

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Relações entre as correntes

A situação descrita corresponde ao transistor operando numa região de alto ganho de corrente. REGIÃO ATIVA DIRETA.

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5.2.2 Operação reversa

Diodo base coletor diretamente polarizado

Ganho de corrente reverso em emissor comum

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A corrente de coletor é:

Ganho de corrente reverso em base comum

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5.2.3 Conjunto Completo de Equações para o BJT

Corrente total transportada através da base

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Exemplo: Determine as corrente e tensões no transistor do circuito abaixo.

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5.3 O TRANSISTOR pnp

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O mesmo procedimento aplicado ao transistor npn pode ser usado para o transistor pnp, invertendo-se os sinais das correntes e tensões.

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Conjunto Completo de Equações para o Transistor pnp

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5.4 Circuito Equivalente para os Transistores Bipolares

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5.5 Característica i x v

5.5.1 Característica de saída em emissor comum

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5.5.2 Característica de saída em base comum

Vcb

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5.5.3 Característica de transferência na região ativa direta

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Modo de Operação Junção EB Junção CB

Corte Reversa Reversa

Ativo direto Direta Reversa

Ativo reverso Reversa Direta

Saturação Direta Direta

5.6 Regiões de Operação do TBJ

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5.7 Simplificações do Modelo de Transporte

5.7.1 Região de corte

Condições para vBE

e vBC

Essas condições permitem desprezar os termos exponenciais nas equações do modelo, resultando em:

Ou seja, ambas as junções estão reversamente polarizadas

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Modelo na região de corte

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Exemplo: Determine as corrente e tensões no transistor do circuito abaixo.

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5.7.2 Região ativa direta

Condições para vBE

e vBC

As exponenciais em vBC

podem ser desprezadas

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Os termos exponenciais são muito grandes comparados aos outros termos. Portanto as expressões podem ser simplificadas, resultando em:

Fazendo relações entre as correntes nos terminais, encontra-se:

Como i E=i BiC

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Modelo simplificado para o BJT

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Exemplo: Determine as tensões e correntes e correntes no circuito abaixo. Considere que o transistor tem β igual a 100.

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5.7.3 Região de saturação

Ambas as junções estão diretamente polarizadas

Resolvendo para vBE

e vBC

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para

É o valor de iB para manter o transistor na região ativa direta

Se a corrente de base ultrapassa esse valor o transistor entra na saturação. O valor real da relação i

C/i

B é chamado de β forçado.

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5.8 Efeiro Early

βF0

é βF para v

CE = 0