TRANSISTORES BIPOLARES - PowerPoint PPT Presentation

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TRANSISTORES BIPOLARES

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transistores bipolares fundamentos 12 h – PowerPoint PPT presentation

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Title: TRANSISTORES BIPOLARES


1
TRANSISTORES BIPOLARES
  • FUNDAMENTOS
  • 12 h

2
TRANSISTOR BIPOLAR NPN
3
TRANSISTOR BIPOLAR PNP
4
MODOS DE OPERAÇÃO
  • Modo BE BC
  • Ativo Direta Reversa
  • Corte Reversa Reversa
  • Saturação Direta Direta
  • Inverso Reversa Direta

5
OPERAÇÃO DO TRANSISTOR NPN NO MODO ATIVO
6
DENSIDADE DE PORTADORES
7
FLUXO DE CORRENTE
  • Os elétrons do emissor alcançam a base através de
    difusão, assim como lacunas da base alcançam o
    emissor, pois a junção BE está diretamente
    polarizada.
  • Como o emissor é mais fortemente dopado que a
    base, a corrente de elétrons é muito maior que a
    corrente de lacunas.
  • Na base, estes elétrons são minoritários e como a
    junção BC está reversamente polarizada eles são
    atraídos para o coletor.

8
FLUXO DE CORRENTE
  • Assim, da teoria de semicondutores temos
  • np(0)np0exp(vBE/VT)
  • onde np0 é a concentração de elétrons na base.
  • O perfil linear de elétrons na base faz com que
    haja uma corrente de difusão dada por
  • -iCAqDn?np(x)/?x
  • -iC-AqDnnp(0)/W
  • -iC-AqDnnp0exp(vBE/VT)/W
  • pois pelo fato, da base ser estreita não há
    recombinação e todos os elétrons atingem o
    coletor.

9
CORRENTE DE COLETOR
  • Portanto,
  • iCISexp(vBE/VT)
  • onde ISAqDnni2/W/NA
  • Observe que ic não depende de vCB, por outro lado
    IS é inversamente proporcional a W e diretamente
    proporcional a A. Observe também que IS será
    dependente da temperatura, pois ni é.

10
CORRENTE DE BASE
  • A corrente de base tem duas componentes.
  • A primeira é devido às lacunas injetadas no
    emissor e vale
  • iB1AqDpni2exp(vBE/VT)/ND/Lp
  • A segunda componente é devido às lacunas de base
    fornecidas pelo circuito externo para repor as
    perdidas por recombinação
  • iB2Qn/?b
  • onde ?b é o tempo de vida dos minoritários e Qn
    é a carga da base.

11
CORRENTE DE BASE
  • Temos que a carga
  • QnAqnp(0)W/2
  • Podemos ainda escrever que
  • QnAqWni2exp(vBE/VT)/2NA
  • E portanto,
  • iB2AqWni2exp(vBE/VT)/2NA?b

12
CORRENTE DE BASE
  • Podemos ainda escrever a corrente de base total
  • iBiB1iB2
  • Pode-se mostrar que
  • iBiC/?
  • onde
  • ?1/(DpNAW/DnNDLpW2/2Dn?b)
  • Tipicamente, ?100, e que cresce com a diminuição
    de W, e de NA/ND.

13
CORRENTE DE EMISSOR
  • Além disso, temos que
  • iEiCiB
  • Portanto,
  • iE(?1)/?iC?iC
  • E também que
  • iC?iE
  • E portanto,
  • ??/(?1)
  • Tipicamente, ?0,99.

14
MODELOS CIRCUITAIS NPN PARA GRANDES SINAIS
15
ESTRUTURA DE TRANSISTORES
16
MODELO PARA GRANDES SINAIS - MODELO DE EBERS-MOLL
  • Descreve um transistor bipolar em qualquer dos
    seus modos de operação.
  • É utilizado pelo SPICE.
  • Este modelo é baseado no fato de que um
    transistor bipolar é composto de 2 junções
    semicondutoras, como mostrado a seguir, onde
  • iDEISEexp(vBE/VT)-1
  • iDCISCexp(vBC/VT)-1

17
MODELO DE EBERS-MOLL
18
CORRENTES NOS TERMINAIS DO TRANSISTOR
  • Temos além disso que,
  • ?FISE?RISCIS
  • Podemos escrever que
  • iEiDE-?RiDC
  • iC-iDC?FiDE
  • iB(1-?F)iDE(1-?R)iDC

19
CORRENTES NOS TERMINAIS DO TRANSISTOR
  • Substituindo as equações de iDE, iDC e IS,
  • iE(IS/?F)exp(vBE/VT)-1-ISexp(vBC/VT)-1
  • iCISexp(vBE/VT)-1-(IS/?R)exp(vBC/VT)-1
  • iB(IS/?F)exp(vBE/VT)-1
  • (IS/?R)exp(vBC/VT)-1
  • onde
  • ?F?F/(1-?F)
  • ?R?R/(1-?R)

20
APLICAÇÃO DO MODELO EM - MODO ATIVO DIRETO
  • Neste caso, a junção BE está diretamente
    polarizada enquanto a BC reversamente polarizada.
    Assim,
  • iE(IS/?F)exp(vBE/VT)IS(1-1/?F)
  • iCISexp(vBE/VT)IS(1/?F-1)
  • iB(IS/?F)exp(vBE/VT)-IS(1/?F1/?R)

21
OPERAÇÃO DO TRANSISTOR PNP NO MODO ATIVO
22
MODELOS CIRCUITAIS PNP PARA GRANDES SINAIS
23
SÍMBOLOS NPN E PNP
24
POLARIDADE DE TENSÕES E FLUXOS DE CORRENTES
25
EXEMPLO 5.1
  • Dado o circuito a seguir, polarize o transistor
    para que IC2 mA e VC5 V. É dado que ?100.
  • Solução
  • RC(VCC-VC)/IC(15-5)/2?10-35 k?
  • A tensão de emissor é de aproximadamente VE?-0,7
    V, e dado que IC?IE, temos que
  • RE(VE-VEE)/IE ?(15-0,7)/2?10-37,2 k?

26
EXEMPLO 5.1
27
VARIAÇÃO DE VBE COM A TEMPERATURA
28
EFEITO EARLY
29
EFEITO EARLY
  • A inclinação das retas converge para uma tensão
    denominada tensão de Early, que tipicamente vale
    50?VA?100 V.
  • Incorporando este efeito no modelo anterior,
    temos
  • iCISexp(vBE/VT)(1vCE/VA)
  • Ela indica que a corrente de coletor deve ser
    agora modelada por uma fonte de corrente mais uma
    resistência em paralelo, que é a resistência de
    saída, dada por
  • ro(?iC/?vCE)-1?VA/IC

30
EXEMPLO 5.2
  • Para o circuito a seguir, calcule as correntes e
    as tensões de coletor, base e emissor. Dados
    ?100, VCC10 V, VBB4 V. Solução
  • IE(VBB-VBE)/RE(4-0,7)/33001 mA
  • Supondo modo ativo, temos
  • IB?IE/?10 ?A
  • VE4-0,73,3 V
  • IC?IE1 mA
  • VCVCC-RCIC10-4700?10-35,3 V
  • o que comprova o modo ativo.

31
EXEMPLO 5.2
32
EXEMPLO 5.4
  • Para o circuito a seguir, calcule as correntes e
    as tensões de coletor, base e emissor. Dados
    ?100, VCC10 V, VBB0 V.
  • Solução Neste caso, VBE0, e portanto
  • IE0, IC0, ou seja o transistor está operando
    no modo de corte. Portanto,
  • VCVCC-RCIC10 V

33
EXEMPLO 5.4
34
EXEMPLO 5.5
  • Para o circuito a seguir, calcule as correntes e
    as tensões de coletor, base e emissor. Dados
    ?100, VEE10 V, VBB0 V,
  • VEE-10 V.
  • Solução Supondo modo ativo, temos
  • VE0,7 V
  • IE(VEE-VE)/RE(10-0,7)/20004,7 mA
  • IBIE/?47 ?A, IC?IE4,7 mA
  • VCVCCRCIC-101000?4,710-3-5,3 V

35
EXEMPLO 5.5
36
EXEMPLO 5.7
  • Para o circuito a seguir, calcule as correntes e
    as tensões de coletor, base e emissor. Dados
    ?100, VCC15 V.
  • Solução Supondo modo ativo, e usando o teorema
    de Thevenin na base, temos
  • VBBVCCRB2/(RB1RB2)5 V
  • RBBRB1RB2/(RB1RB2)33 k?
  • IE(VBB-VBE)/(RERBB/?)1,3 mA
  • VBVBE-REIE0,73000?1,310-34,6 V
  • VCVCC-RCIC15-5000?1,310-38,5 V

37
EXEMPLO 5.7
38
TRANSISTOR COMO AMPLIFICADOR
39
TRANSISTOR COMO AMPLIFICADOR
  • Do ponto de vista DC, sabemos que
  • ICISexp(VBE/VT)
  • VCEVCC-ICRC
  • O sinal no coletor tem que ser pequeno o
    suficiente para que no seu pico negativo o
    transistor continue a operar no modo ativo.

40
A CORRENTE DE COLETOR E A TRANSCONDUTÂNCIA
  • A tensão total na base
  • vBEVBEvbe
  • A corrente de coletor
  • iCISexp(vBE/VT)ICexp(vbe/VT)
  • Expandindo em série de Taylor
  • iCICic
  • onde
  • icICvbe/VTgmvbe
  • gm?40IC na temperatura ambiente.

41
OPERAÇÃO LINEAR
42
A CORRENTE DE BASE E A RESISTÊNCIA DE ENTRADA DE
BASE
  • Usando o desenvolvimento anterior, temos
  • iBiC/?IBib
  • onde
  • ibICvbe/?VTgmvbe/?
  • A resistência obtida a partir da base é dada por
  • vbe/ibr??/gm

43
A CORRENTE DE EMISSOR E A RESISTÊNCIA DE ENTRADA
DE EMISSOR
  • Usando o desenvolvimento anterior, temos
  • iEiC/?IEie
  • onde
  • ieICvbe/?VTIEvbe/VT
  • A resistência obtida a partir do emissor é dada
    por
  • vbe/iere?/gm?1/gm
  • Comparando as equações anteriores, temos
  • r?(?1)re

44
O GANHO DE TENSÃO
  • A tensão no coletor é dada por
  • vCVCC-iCRC
  • Usando que iCICic e que VCVCC-RCIC, temos
  • vCVCvc
  • onde
  • vc-icRC-gmvbeRC
  • E portanto, o ganho de tensão é dado por
  • Avvc/vbe-gmRC

45
AMPLIFICADOR COM AS FONTES DC ELIMINADAS
46
MODELO ?-HÍBRIDO
47
MODELO T
48
EXEMPLO 5.9
  • Determine o ganho do amplificador a seguir, onde
    ?100.
  • O primeiro passo é analisar a polarização,
  • IB(VBB-VBE)/RBB(3-0,7)/10523 ?A
  • A corrente de coletor vale IC?IB2,3 mA e a
    tensão de coletor
  • VCVCC-RCIC10-3?2,33,1 V
  • Portanto, o transistor está no modo ativo.

49
EXEMPLO 5.9
50
EXEMPLO 5.9
  • Do ponto de vista AC temos
  • gm40IC92 mA/V
  • r??/gm1,1 k?
  • re?1/gm10,8 ?
  • Usando-se o modelo de pequenos sinais,
  • vbe/vir?/(RBBr?)0,011
  • vo/vbe-gmRC-276
  • vo/vi-gmRCRBB/(RBBr?)-3,04

51
EXEMPLO 5.10
52
EXEMPLO 5.11
  • Determine o ganho do amplificador a seguir, onde
    ?100.
  • O primeiro passo é analisar a polarização,
  • IE(VEE-VE)/RE(10-0,7)/1040,93 mA
  • A tensão de coletor vale
  • VC-VCCRCIC-105?0,93-5,5 V
  • Portanto, o transistor está no modo ativo.

53
EXEMPLO 5.11
54
EXEMPLO 5.11
  • Do ponto de vista AC temos
  • gm40IC36,8 mA/V
  • re?1/gm27 ?
  • Usando-se o modelo de pequenos sinais,
  • ie/vi1/re37 mA/V
  • vo/ie?RC5 kV/A
  • vo/vi?RC/rE185

55
EXEMPLO 5.11
56
MODELO ?-HÍBRIDO COM EFEITO EARLY
57
ANÁLISE GRÁFICA
  • Dado o circuito a seguir, podemos escrever que
  • vCEVCC-iCRC
  • E também que
  • iCVCC/RC-vCE/RC
  • O que nos permite fazer a análise gráfica de
    circuitos com transistores.

58
ANÁLISE GRÁFICA
59
RETA DE CARGA
60
RETA DE CARGA
61
RETAS DE CARGA PARA A MÁXIMA EXCURSÃO
62
POLARIZAÇÃO COM FONTE ÚNICA
63
POLARIZAÇÃO COM FONTE ÚNICA
  • Neste caso,
  • VBBVCCR2/(R1R2)
  • RBR1R2/(R1R2)
  • IE(VBB-VBE)/RERB/(?1)
  • Para que IE fique insensível à temperatura e com
    a variação de ?, temos que satisfazer
  • VBBgtgtVBE
  • REgtgtRB/(?1)

64
EXEMPLO 5.12
  • Polarize um amplificador com fonte única de
    alimentação, com VCC12 V, IE1 mA e ?100.
  • Considerando regra prática de que
  • VBVCC/34 V e que VC8 V, temos
  • VE3,3 V
  • REVE/IE3,3/10-33,3 k?
  • Utilizando a segunda desigualdade, e considerando
    que um fator de K10 vezes é muito maior
  • RBRE(?1)/K33 k?

65
EXEMPLO 5.12
  • Além disso, temos que
  • VBBVCCR2/(R1R2)
  • Portanto,
  • R1RE(?1)VCC/KVBB99 k?
  • R2(1/RB-1/R1)-149,5 k?
  • O resistor de coletor é calculado por
  • RC(VCC-VC)/IC(12-8)/10-34 k?

66
POLARIZAÇÃO ALTERNATIVA COM FONTE ÚNICA
67
POLARIZAÇÃO ALTERNATIVA COM FONTE ÚNICA
  • Neste caso,
  • VccIERCIERB/(?1)VBE
  • Portanto,
  • IE(VCC-VBE)/RCRB/(?1)
  • Para que IE fique insensível à variação de ?,
    temos que satisfazer
  • RCgtgtRB/(?1)

68
POLARIZAÇÃO COM FONTE BIPOLAR
69
POLARIZAÇÃO COM FONTE BIPOLAR
  • Neste caso,
  • IE(VEE-VBE)/RERB/(?1)
  • Para que IE fique insensível à variação de ?,
    temos que satisfazer
  • REgtgtRB/(?1)

70
POLARIZAÇÃO COM FONTE DE CORRENTE
71
POLARIZAÇÃO COM FONTE DE CORRENTE
  • Neste caso,
  • IREF(VCC-VBEVEE)/R
  • Como Q1 e Q2 são idênticos e têm mesma tensão BE,
    então
  • IIREF
  • Esta montagem é denominada espelho de corrente.

72
AMPLIFICADOR EM EMISSOR COMUM
73
RESISTÊNCIAS DE ENTRADA E SAÍDA EM EMISSOR COMUM
  • Examinado-se o amplificador temos que a
    resistência de entrada e de saída são
  • Rir?
  • RoRC//ro

74
GANHO DE TENSÃO EM EMISSOR COMUM
  • Podemos escrever que,
  • v?/vsr?/(Rsr?)
  • vo/v?-gm(RC//ro)
  • Portanto,
  • Avvo/vs-?(RC//ro)/(Rsr?)
  • Se o r?gtgtRs, o ganho é independente de ?
  • Avvo/vs-gm(RC//ro)

75
GANHO DE CORRENTE EM EMISSOR COMUM
  • O ganho de corrente é dado por
  • Aiio/ib
  • onde
  • i0-gmro/(roRC)v?
  • ibv?/r?
  • Portanto,
  • Aiio/ib-?ro/(roRC)

76
AMPLIFICADOR EM EMISSOR COMUM COM RESISTOR DE
EMISSOR
77
RESISTÊNCIA DE ENTRADA EM EMISSOR COMUM COM
RESISTOR DE EMISSOR
  • Desprezando a resistência de saída do transistor,
    ro, temos
  • vb/iereRe
  • ibie/(?1)
  • E portanto,
  • Rivb/ib(?1)(reRe)
  • E que faz com que a resistência de emissor
    apareça refletido na base por um fator de ?1.

78
GANHO DE TENSÃO EM EMISSOR COMUM COM RESISTOR DE
EMISSOR
  • Para o ganho de tensão, temos
  • vo/ie-?RC
  • E portanto,
  • vo/vb-?RC/(reRe)?-RC/(reRe)
  • Portanto, o ganho de tensão no transistor é dado
    pela razão entre a resistência de coletor pela
    resistência de emissor.
  • Como,
  • vb/vsRi/(RiRs)

79
GANHO DE TENSÃO EM EMISSOR COMUM COM RESISTOR DE
EMISSOR
  • Temos o ganho de tensão
  • Av-(?1)RC/Rs(?1)(reRe)
  • Fazendo, Rsltlt(?1)(reRe)
  • Av-RC/(reRe)
  • que é insensível ao valor de ?.
  • O ganho de corrente e a impedância de saída são
    iguais àquelas obtidas no caso anterior.

80
AMPLIFICADOR EM BASE COMUM
81
GANHO DE TENSÃO DE AMPLIFICADOR EM BASE COMUM
  • Usando o modelo circuital, temos
  • vo/ie-?RC
  • ie/vs-1/(Rsre)
  • Portanto,
  • Avvo/vs?RC/(Rsre)
  • que depende pouco de ?, mas infelizmente depende
    de Rs.

82
GANHO DE CORRENTE DE AMPLIFICADOR EM BASE COMUM
  • Neste caso, temos
  • io/ie-?
  • ii/ie-1
  • Portanto,
  • Aiio/ii??1

83
RESISTÊNCIAS DE ENTRADA E SAÍDA DE AMPLIFICADOR
EM BASE COMUM
  • Por inspeção, temos que a resistência de entrada
    é dada por
  • Rire
  • E a resistência de saída
  • RoRC

84
AMPLIFICADOR EM COLETOR COMUM SEGUIDOR DE
EMISSOR
85
RESISTÊNCIA DE ENTRADA DE AMPLIFICADOR EM COLETOR
COMUM
  • Lembrando da propriedade da resistência
    refletida, temos que
  • Ri(?1)re(ro//RL)
  • Para o caso em que reltltRLltltro
  • Ri(?1)RL
  • ou seja, apresenta uma alta impedância de
    entrada.

86
GANHO DE TENSÃO DE AMPLIFICADOR EM COLETOR COMUM
  • Usando o circuito
  • vb/vsRi/(RiRs)
  • vo/vb(ro//RL)/re(ro//RL)?1
  • Portanto,
  • Avvo/vs(?1)(RL//ro)/Rs(?1)(RL//ro)
  • Que é próximo da unidade, pois em geral
    Rsltlt(?1)(RL//ro)

87
RESISTÊNCIA DE SAÍDA DE AMPLIFICADOR EM COLETOR
COMUM
  • Equacionando o circuito
  • vx-iere-(1-?)ieRs
  • ixvx/ro-ie
  • Temos que
  • Rovx/ixro//reRs/(?1)?reRs/(?1)
  • ou seja, toda a resistência de base aparece no
    emissor dividido por ?, e que produz uma
    resistência de saída muito baixa.

88
GANHO DE CORRENTE DE AMPLIFICADOR EM COLETOR COMUM
  • Neste caso,
  • Aiio/ib(?1)ro/(roRL)
  • Ou seja, o ganho para rogtgtRL é aproximadamente,
  • Aiio/ib?(?1)
  • Um amplificador que tem ganho de tensão unitário,
    alta impedância de entrada e baixa de saída é na
    verdade um circuito isolador, ou seguidor de
    tensão (buffer).

89
TRANSISTOR COMO CHAVE - CORTE E SATURAÇÃO
  • Considere o transistor como chave.
  • Para vI?0,5 V, o transistor estará cortado e
  • vCVCC
  • Para vIgt0,7 V, o transistor estará no modo ativo
    se vCB?0
  • vCVCC-RCiC, com iC ?(vI-VBE)/RB
  • ou saturado se vCB?0
  • vCvCEsat?0,2 V

90
TRANSISTOR COMO CHAVE
91
REGIÃO DE SATURAÇÃO
  • Um transistor entra em saturação quando a
    corrente de coletor torna-se tão grande que a
    junção BC fica diretamente polarizada.
  • A máxima corrente de coletor sem que o transistor
    entre na saturação é dado por
  • VCVB
  • IC(VCC-VB)/RC
  • Na saturação, temos que
  • ?IB?IC
  • VCEsat?0,2 V

92
MODELO PARA SATURAÇÃO
93
EXEMPLO 5.13
  • Determine as tensões e correntes nos pontos
    principais do circuito. Considere ?50.
  • Solução
  • VEVB-VBE6-0,75,3 V
  • IEVE/RE5,3/33001,6mA
  • VCVCC-RCIC10-4,7?1,62,5ltVE ? transistor
    saturado
  • VC5,5 V
  • IC(VCC-VC)/RC0,96 mA
  • IBIE-IC0,64 mA

94
EXEMPLO 5.13
95
EXEMPLO 5.14
  • Considere transistor com ?min50. Determine RB
    para que o transistor trabalhe saturado e com uma
    relação ICsat/IB?min/10.
  • Solução
  • ICsat(VCC-VCEsat)/RC(10-0,2)/10009,8 mA
  • Para garantir saturação
  • IB10ICsat/?min2 mA
  • E portanto,
  • RB(VB-VBE)/IB(5-0,7)/210-32,2 k?

96
EXEMPLO 5.14
97
EXEMPLO 5.15
  • Considere transistor com ?min30. Determine as
    tensões e correntes nos pontos principais do
    circuito.
  • Solução
  • IE(VEE-VE)/(RERB/?)(5-0,7)/1333
  • 4,3 mA
  • VC-VCCRCIC-510?4,338 V
  • Portanto o transistor está saturado.

98
EXEMPLO 5.15
99
EXEMPLO 5.15
  • Assim,
  • VEVBVBEVB0,7
  • VCVE-VCEsatVB0,5
  • IE(VEE-VE)/RE(4,3-VB)/RE
  • IC(VCVCC)/RC(VB5,5)/RC
  • IBVB/RB
  • Usando que IEICIB, temos
  • VB3,1 V VE3,8 V VC3,5 V
  • IE1,2 mA IC0,9 mA IB0,3 mA

100
MODO INVERSO
  • Este caso ocorre quando troca-se acidentalmente o
    pino emissor pelo coletor e vice-versa.
  • Neste caso, a junção BE opera reversamente
    polarizada enquanto a BC diretamente pol.
  • A figura a seguir ilustra esta situação.
  • Neste caso,
  • IE?RIB
  • onde ?R é um número muito pequeno.

101
TRANSISTOR NO MODO INVERSO
102
INVERSOR LÓGICO
  • Considere um inversor lógico, constituído de um
    transistor bipolar e 2 resistores. Considere que
    RB10 k?, RC1 k?, ?50, VCC5 V.
  • Na característica de transferência de uma porta
    lógica, um transistor opera nos modos de corte,
    na região ativa e saturação.

103
INVERSOR LÓGICO
104
INVERSOR LÓGICO
  • Os níveis lógicos são VOLVCEsat0,2 V e
    VOHVCC5 V.
  • Para viVOL, temos que vOVOH5 V.
  • O transistor inicia a condução em 0,7 V,
    portanto,
  • VIL0,7 V

105
FUNÇÃO DE TRANSFERÊNCIA DO INVERSOR LÓGICO
106
EXCESSO DE PORTADORES MINORITÁRIOS NA BASE
  • A saturação de um transistor NPN produz uma
    injeção de elétrons a partir do emissor e também
    do coletor, pois a junção BC também trabalha
    diretamente polarizada na saturação.
  • Esta injeção eletrônica do coletor produz um
    excesso de portadores minoritários na base, e que
    impede que o transistor vá ao corte rapidamente.

107
EXCESSO DE PORTADORES MINORITÁRIOS NA BASE
108
CARACTERÍSTICAS DE SEGUNDA ORDEM
  • A curva apresentada a seguir difere das curvas já
    apresentadas em 3 aspectos
  • Para altos valores de VCB a junção BC entra em
    ruptura.
  • A região de saturação é mostrada.
  • A corrente de coletor depende da tensão VCB,
    sugerindo a existência de uma resistência na
    junção BC denominada r?, onde
  • r?gt?ro

109
CARACTERÍSTICAS DE BASE COMUM
110
MODELO ? -HÍBRIDO INCLUINDO r?
111
VARIAÇÃO DO ? COM A TEMPERATURA E COM IC
112
CAPACITÂNCIAS INTERNAS DO TRANSISTOR BIPOLAR
  • No modelo ?-híbrido duas capacitâncias devem ser
    consideradas C? e C?.
  • A primeira delas é dada por
  • C?CdeCje
  • onde Cde é devido à carga dos minoritários na
    base, e é definida como
  • Cde?Qn/?vBE?Fgm
  • onde Qn?FiC e ?F é o tempo de trânsito de base
    direto.

113
CAPACITÂNCIAS INTERNAS DO TRANSISTOR BIPOLAR
114
CAPACITÂNCIAS INTERNAS DO TRANSISTOR BIPOLAR
  • A capacitância Cje é a capacitância de difusão da
    junção BE, dada aproximadamente por
  • Cje?2Cje0
  • A capacitância C? é capacitância de depleção da
    junção BC, e é dada por
  • C? C?0/(1VCB/V0c)m
  • onde V0c é a tensão interna da junção BC, dada
    aproximadamente por 0,75 V.

115
FREQUÊNCIA DE CORTE
  • Seja dado o modelo de um amplificador na
    configuração emissor comum a seguir, onde foi
    incorporada a resistência rx, que existe entre o
    terminal de base e um terminal de base interno,
    que fisicamente está posicionado abaixo do
    emissor.
  • Além disso, o coletor foi curto-circuitado ao
    terra.

116
FREQUÊNCIA DE CORTE
117
FREQUÊNCIA DE CORTE
  • A corrente que passa pelo curto é dada por
  • Ic(gm-j?C?)V?
  • Além disso,
  • IbV?/(r?//XC?//XC?)
  • Portanto
  • ?Ic/Ib(gm-j?C?)/1/r?j?(C?C?)
  • Em geral,
  • gmgtgtj?C?

118
FREQUÊNCIA DE CORTE
  • Portanto
  • ??0/1j?r?(C?C?)
  • onde ?0gmr?
  • Portanto a frequência de corte,
  • f?1/2?r?(C?C?)
  • A frequência em que o ganho de corrente é igual a
    1 vale
  • fT?0f?gm/2?(C?C?)

119
FREQUÊNCIA DE CORTE
120
VARIAÇÃO DE fT com IC
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