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BIPOLAR
TRANSISTORS
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3
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
Horáriol Segunda Terça Quinta Sexta
07:30-08:20F104 F106
08:20-09:10F104 F106
09:20-10:10F104
10:10-11:00F104
11:00-11:50F104
15:20-16:10L307
16:10-17:00L307
19:00-19:50K108
19:50-20:40K108
20:50-21:40K108
HORÁRIO DE MONITORIAMonitora: Thayna OeningDisciplina:Eletrônica Analógica ILab. De Eletrônica Analógica IIntrodução aos Sistemas de Controle.
![Page 4: Apresentação do PowerPoint - Universidade do Estado de Santa … · 3 Bipolar Transistors CCT - UDESC Horáriol Segunda Terça Quinta Sexta 07:30-08:20 F104 F106 08:20-09:10 F104](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022022711/5c00c0de09d3f20a538b9609/html5/thumbnails/4.jpg)
4
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
THE BIPOLAR JUNCTION TRANSISTORS - BJT
Objectives:
Understand the basic principles of BJT operation
Interpret the transport model
Identify operating regions of the BJT and use simplified
models
Interpret the graphical representation of BJT characteristics
Analyze and design bias circuits
Analyze single-stage amplifiers
Use BJT small-signal model to analyze amplifiers
Understand the transfer characteristic of a BJT logic inverter
Analyze and determine experimentally the characteristics of
some typical BJT circuits
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5
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
Physical Structure of the BJT
p+
p+
p+
p+
p
p
n epita
xy
n+
n epitaxy
p
n buried layer
+
Emitt
er
Base
Active Transistor Region
Collec
tor
n +
n +
iB
iC
n+
iE
p
p
p
p
Cross-section of an integrated npn bipolar junction transistor
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6
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
![Page 7: Apresentação do PowerPoint - Universidade do Estado de Santa … · 3 Bipolar Transistors CCT - UDESC Horáriol Segunda Terça Quinta Sexta 07:30-08:20 F104 F106 08:20-09:10 F104](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022022711/5c00c0de09d3f20a538b9609/html5/thumbnails/7.jpg)
7
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
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8
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
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9
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
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10
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
Relação In-Out: Base Comum(BC)
Conjunto de entrada
Conjunto de saída
C EI I
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11
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
Primeira aproximação: Base Comum(BC)
Região Ativa
Região Saturação
0 Aumento exponencial de à medida que 0CB C CBV I V
Região de Corte 0CI
C EI I
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12
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
Parâmetro Alfa (α) – portadores majoritários
( 0,9 a 0,98)Cdc
E
I
I
0C E CBO E C CBOI I I I I I
constanteCB
Cac ac dc
E V
I
I
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13
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
Polarização – BC
![Page 14: Apresentação do PowerPoint - Universidade do Estado de Santa … · 3 Bipolar Transistors CCT - UDESC Horáriol Segunda Terça Quinta Sexta 07:30-08:20 F104 F106 08:20-09:10 F104](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022022711/5c00c0de09d3f20a538b9609/html5/thumbnails/14.jpg)
14
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
Transistor como amplificador - BC
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15
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
Configuração Emissor-Comum (EC)
![Page 16: Apresentação do PowerPoint - Universidade do Estado de Santa … · 3 Bipolar Transistors CCT - UDESC Horáriol Segunda Terça Quinta Sexta 07:30-08:20 F104 F106 08:20-09:10 F104](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022022711/5c00c0de09d3f20a538b9609/html5/thumbnails/16.jpg)
16
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
Conjunto de curvas - EC
Base
![Page 17: Apresentação do PowerPoint - Universidade do Estado de Santa … · 3 Bipolar Transistors CCT - UDESC Horáriol Segunda Terça Quinta Sexta 07:30-08:20 F104 F106 08:20-09:10 F104](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022022711/5c00c0de09d3f20a538b9609/html5/thumbnails/17.jpg)
17
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
Conjunto de curvas - EC
Coletor
![Page 18: Apresentação do PowerPoint - Universidade do Estado de Santa … · 3 Bipolar Transistors CCT - UDESC Horáriol Segunda Terça Quinta Sexta 07:30-08:20 F104 F106 08:20-09:10 F104](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022022711/5c00c0de09d3f20a538b9609/html5/thumbnails/18.jpg)
18
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
![Page 19: Apresentação do PowerPoint - Universidade do Estado de Santa … · 3 Bipolar Transistors CCT - UDESC Horáriol Segunda Terça Quinta Sexta 07:30-08:20 F104 F106 08:20-09:10 F104](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022022711/5c00c0de09d3f20a538b9609/html5/thumbnails/19.jpg)
19
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
Esta região deve ser evitada para
que o sinal não seja distorcido!
![Page 20: Apresentação do PowerPoint - Universidade do Estado de Santa … · 3 Bipolar Transistors CCT - UDESC Horáriol Segunda Terça Quinta Sexta 07:30-08:20 F104 F106 08:20-09:10 F104](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022022711/5c00c0de09d3f20a538b9609/html5/thumbnails/20.jpg)
20
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
Parâmetro Beta (β) ( ) ( 50 a 200)Cdc FE
B
Ih
I
=constante
( )
CE
Cac fe
B V
Ih
I
![Page 21: Apresentação do PowerPoint - Universidade do Estado de Santa … · 3 Bipolar Transistors CCT - UDESC Horáriol Segunda Terça Quinta Sexta 07:30-08:20 F104 F106 08:20-09:10 F104](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022022711/5c00c0de09d3f20a538b9609/html5/thumbnails/21.jpg)
21
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
Parâmetro Beta (β) CEO ac dcI
![Page 22: Apresentação do PowerPoint - Universidade do Estado de Santa … · 3 Bipolar Transistors CCT - UDESC Horáriol Segunda Terça Quinta Sexta 07:30-08:20 F104 F106 08:20-09:10 F104](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022022711/5c00c0de09d3f20a538b9609/html5/thumbnails/22.jpg)
22
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
Relação entre α e β
![Page 23: Apresentação do PowerPoint - Universidade do Estado de Santa … · 3 Bipolar Transistors CCT - UDESC Horáriol Segunda Terça Quinta Sexta 07:30-08:20 F104 F106 08:20-09:10 F104](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022022711/5c00c0de09d3f20a538b9609/html5/thumbnails/23.jpg)
23
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
Relação entre α e β
C BI I
1E BI I
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24
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
Polarização – EC
![Page 25: Apresentação do PowerPoint - Universidade do Estado de Santa … · 3 Bipolar Transistors CCT - UDESC Horáriol Segunda Terça Quinta Sexta 07:30-08:20 F104 F106 08:20-09:10 F104](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022022711/5c00c0de09d3f20a538b9609/html5/thumbnails/25.jpg)
25
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
Configuração Coletor-Comum (CC)
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26
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
Limites de Operação
máxC CE CP V I
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27
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
Limites de OperaçãomáxC CE CP V I
Em qualquer ponto da curva
Para Icmáx = 50 mA
Para VCE = 20 V
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28
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
Limites de OperaçãomáxC CE CP V I
Configuração BC
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29
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
Folha Especificação
![Page 30: Apresentação do PowerPoint - Universidade do Estado de Santa … · 3 Bipolar Transistors CCT - UDESC Horáriol Segunda Terça Quinta Sexta 07:30-08:20 F104 F106 08:20-09:10 F104](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022022711/5c00c0de09d3f20a538b9609/html5/thumbnails/30.jpg)
30
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
Folha Especificação
β
![Page 31: Apresentação do PowerPoint - Universidade do Estado de Santa … · 3 Bipolar Transistors CCT - UDESC Horáriol Segunda Terça Quinta Sexta 07:30-08:20 F104 F106 08:20-09:10 F104](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022022711/5c00c0de09d3f20a538b9609/html5/thumbnails/31.jpg)
31
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
CIRCUITS SYMBOLS AND CONVENTIONS
BCE iii BECBCE vvv
EC ii BC ii
1
1
EEB
iii
BE ii 1
1
1
CUTOFF ACTIVE SATURATION
NPNvBE < 0.7 V
iC = iB = iE = 0 V
vBE = 0.7 V
vC vB
vBE = 0.7 V
vC < vB
PNPvEB < 0.7 V
iC = iB = iE = 0 V
vEB = 0.7 V
vB vC
vEB = 0.7 V
vB < vC
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Polarização DC
32
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
Estabelecer valores fixos de corrente e tensão
Ponto de operação – Ponto Quiescente (Q)
Quiescente – repouso, imóvel, inativo.
![Page 33: Apresentação do PowerPoint - Universidade do Estado de Santa … · 3 Bipolar Transistors CCT - UDESC Horáriol Segunda Terça Quinta Sexta 07:30-08:20 F104 F106 08:20-09:10 F104](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022022711/5c00c0de09d3f20a538b9609/html5/thumbnails/33.jpg)
Polarização DC - fixa
33
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
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Polarização DC - Exemplo
34
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
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Saturação
35
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
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Análise por Reta de Carga
36
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
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Análise por Reta de Carga
37
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
![Page 38: Apresentação do PowerPoint - Universidade do Estado de Santa … · 3 Bipolar Transistors CCT - UDESC Horáriol Segunda Terça Quinta Sexta 07:30-08:20 F104 F106 08:20-09:10 F104](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022022711/5c00c0de09d3f20a538b9609/html5/thumbnails/38.jpg)
Análise por Reta de Carga
38
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
Alteração em IB, RB
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Análise por Reta de Carga
39
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
VCC mantido, muda RC
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Análise por Reta de Carga
40
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
VCC muda, RC fixo
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Exemplo
41
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
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Circuito de polarização estável - emissor
42
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
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Circuito de polarização estável - emissor
43
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
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Circuito de polarização estável - emissor
44
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
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Circuito de polarização estável - emissor
45
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
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Exemplo
46
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
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47
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
Imune a variação de temperatura;
Independente do ganho de corrente β (pouca
dependência).
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48
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
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49
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
EXEMPLO
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50
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
Análise aproximada:
( )
EE B BE E CQ
E
CE CC C C E
VV V V I I
R
V V I R R
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51
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
Exemplo, técnica exata e aproximada
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52
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
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53
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
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54
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
Exemplo
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55
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
Exemplo
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56
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
Exemplo – polarização mista
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57
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
Exemplo - projeto
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58
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
Ponto de operação “chaveando” entre corte e
saturação
Chave inversora
Inversor em lógica computacional
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59
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
BI
sat
CCC
C
VI
R
satC
B
dc
II
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60
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
Considerações
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Bipolar Transistors
CCT - UDESC
Considerações
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Bipolar Transistors
CCT - UDESC
( )CE CC C C EV V I R R
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63
Bipolar Transistors
CCT - UDESC
EXEMPLO