Electrónica 1

Transistor de Junção Bipolar (TJB)

• Estrutura simplificada

• Estrutura comum(dispositivo assimétrico!)

Electrónica 1

Condução na Zona Activa

• BE–Directamente polarizada

• BC–Inversamente polarizada

• Só se consideram correntes por difusão; desprezam-se correntes de deriva

• BE- corrente consiste de duas componentes:

• Electrões do emissor para a base; lacunas da base para o emissor.

• Emissor muito mais dopado que base e base de muito menor dimensão: movimento de electrões dominante.

• Os electrões injectados na base são portadores minoritários (base tipo P)

• Os electrões injectados difundem-se pela base na direcção do colector.

• O nº de electrões que se recombinamna base é reduzido.

Electrónica 1

Condução na Zona Activa

• BE–Directamente polarizada

• BC–Inversamente polarizada

• Só se consideram correntes por difusão; desprezam-se correntes de deriva

• BC está polarizada inversamente: os electrões que não se recombinam na base atravessam a junção BC e são colectados no colector, originando a corrente de colector.

• Esta corrente depende principalmente de vBE

(sempre)variação linear:

(só na Z. ac

tiva)

=

E C B

C B

i i i

i iβ

= +

Electrónica 1

Andar de Emissor Comum (exemplo)

Corte

Condução: Sat.?Z.Activa?Hipótese: Z.Activa

0.2 0.20; 0;

1.7 0.7 2

(

Confirma hip.? Z.A.

Hipóte

3

se: S

a)

(b)

a

t.

I BE

B C C CE CC C C CC

I BE

C B

C CE CC C C

v V v Vi i v v V R i V

v V v Vi i mA

v v V R i Vβ

= → ≤ →= = = = − =

= ≈ →→ = =

= = − = þ

Confirma hip.? Sat Condução: Sat.?Z.Activa

0.2 0.2 4.8

2 5 0.7

?

Hipótese: Z.Activa Confirma hip.? Z.A.

Hipótese:

(8

c.6

3.6

Sat.

)

CCCE C

C

C B

I BE

C B

C CE CC C C

Vv V i mAR

i i mAv V v V

i i mAv v V R i V

β

β

−≈ → = =

> = →= ≈ →

→ = == = − = −

ý

ý

0.2 0.2 4

Confirma hip.? S

.8

8.6

at

CCCE C

C

C B

Vv V i mAR

i i mAβ

−≈ → = =

< = → þ

β=100

RC=1kΩ

VCC=5V

RB=50kΩ

transistor não linear mas aproximadamente line

0.7ar, em cada zona

analógico : amplificadordigital: inversor

CorteZ.Activa

ConduçãoSaturação

0.7.2

.

0BE C B

CE

Vv i i

Vv V

β

< → = →≈

→ ≈ →

Electrónica 1

Andar de Emissor ComumCircuito analógico básico

Electrónica 1

Andar de Emissor ComumCircuito analógico básico

• PFR: O que sucede se o PFR estiver em VI=0V ou VI=5V?

ganho de tensão

Sinais = variações de tensão AMPLIFICADOR

sinais fracos: troço linea proporcional

r

O v I

O I

v A v

v v

→∆

≈ ∆≈

∆ =

∆

Ov∆

Iv∆

Electrónica 1

Andar de Emissor ComumCircuito digital básico

• Se vI = 0V (0 lógico)→ vO = 5V (1 lógico) • Se vI = 5V (1 lógico) → vO ≈ 0V (0 lógico)

– INVERSOR

NOR

Electrónica 1

Andar de Emissor ComumAnálise gráfica

cte.( ) Caracter. do transistor

recta de carg0 0

a; /

BEC CE v

CC C C CE

CEC CECC C CC C

i v

V R i vv V v i V Ri

= →

= →

= →

= + →= =

Electrónica 1

Andar de Emissor Comumnomenclatura

( )

Sinais = variações de tensãosinais fortes: troço não linear distorçãosinais fracos: troço linear (se

m

pre Z.Activ )

a

BE BE be

CE CE ce

C C cvalor total valor em repouso

componente contínua

v V vv V v

i I i

= ++

=

→

=

+

≈

( var )

, C ponto func. repous, o sina , , l

valor incrementalcomponente iável

BE CE

be BE ce CE c C

V V Iv v v v i i= ∆ = ∆ = ∆

→

→

Electrónica 1

Polarização estabilizada

• Parâmetros do transistor (ex. β) têm elevada dispersão.• Interessa IC bem definido para garantir PFR estável.

aumenta pouco(realimentação negativa devida a )

C E E BE C

E

I I R V IR

↑⇒ ↑⇒ ↓⇒

Electrónica 1

Polarização estabilizada

0»

» /( 1)/( 1)1

mas baixo maior consumo, men

amplitude alta alto

or » alto alto

BB E E BE B BBB BEBB BE

EEB E BE B

B i

BB BE BB E

ce CE

C Cv m C C

T

E

V I R V I RV vV V

III R RR R

R RV

v Vv V

I RA g R I

I

V

R

R

βββ

− + + + =∆− → = → = ++ + +

→ →→ ∆ →→ →

→ = − = − →

→

escolhe-se

alto

Como 1 1 13 3 3

C

CC E E CE C C

E E CC CE CC C C CC

V I R V I R

I R V V V I R V

= + + →

≈ ≈ ≈

Electrónica 1

Polarização estabilizada

;1

/( 1)se /( 1)« fica pouco sensível a variaç

,(realimentação negativa devida

ões de

a )C CE BE C

EB C BE B B

CC BECC E C BE B B C

C B

B C

B

E

II V V I R

V VV I R V I R I IR R

I

R

I

R

V VR

β

ββ β

= = ++

−= + + → = ≈

+ +

↑⇒ ↓ ↓⇒ ↓

+

Electrónica 1

Andar de Emissor comum

1 2 Cond. de acoplamentoCond. de contorno (

,Curto circuito na banda de passa

" ")gem

E bypassC CC

→ →

Electrónica 1

Andar de Emissor Comum

0

1 2

0

0

0

// //

( // )

//

o

i

ii

i

om m

i v

ov m o C

i i

oo o C

o v

vR r R Ri

iG gv

vA g r Rv

vR r Ri

π

=

=

=

= =

= =

= = −

= =

Electrónica 1

Andar de Emissor Comum com degeneração de emissor

1 2 Cond. de acoplamentoCond. de contorno (

,Curto circuito na banda de passa

" ")gem

E bypassC CC

→ →

Electrónica 1

Andar de Emissor Comum com degeneração de emissor

( ) (1 )

(1 )

(se »11

)

ii b E b b i E

i

i mocc m i b m

i i E m E

vv r i R i i R r Ri

v gi G v i GR R r R g R

π π

π

β β

β ββ β

ββ

= + + → = = + +

= = = → = = ≈+ + +

Electrónica 1

Andar de Emissor Comum com degeneração de emissor

[ ]

[ ]

[ ]

2 2 2 2

2 1

2 2 1 1

«

2 2 1

1 ( // ) //

1 ( /

( //

)

)

/o

xox o m E E

x o x m

E x

x r

ox o m E

vR r g r R r Ri

R r g r R

v r i g v vv r R i

π π

π π

π π

π

= − −

⇒ = = + +

⇒ ≈

= −

+

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