CURSO Eletronica Industrial  - Aula01
 Transistor como Chave

 Transistor como Chave

Quando comparada com uma chave mecânica , uma chave eletrônica apresenta vantagens e desvantagens.

Vantagens: 
-Não apresenta desgaste
- Não apresenta arco voltaico
- Velocidade de comutação muito alta

Desvantagens:        
- Apresenta uma pequena queda de tensão pois tem uma pequena resistência ao conduzir
-Apresenta uma pequena corrente de fuga (nA) quando aberta
- Dissipa potência ao conduzir, necessitando de dissipador.

A Fig 01 mostra os dois tipos de transistores com os seus símbolos .Um transistor pode operar em uma das seguintes regiões de operação
- Região ativa ou de amplificação
- Região de corte
-Região de saturação

Fig01:Tipos de transistores bipolares.

Quando operando na região ativa ou região de amplificação o transistor opera como amplificador, isto é , existe linearidade entre as suas correntes valendo a seguinte relação          I_C = b.I_B, isto é, a corrente de coletor é diretamente proporcional à corrente de base, se I_B dobrar de valor I_C também dobra. A constante de proporcionalidade b (beta) é um dos parâmetros do transistor muitas vezes  encontrado nos manuais como h_FE, sendo que o seu valor não é o mesmo para um determinado tipo de transistor podendo variar numa razão de 1:5 para um mesmo tipo de transistor.
          Na região de corte todas as correntes são aproximadamente nulas (nA para transistor de Sí e mA  para transistor de Ge) e o transistor comportará como uma chave aberta.
         Para cortar um transistor basta fazer  V_BE £0 para transistor de Sí ou V_BE£-0,4V para transistor de Ge ( caso orientação em contrário neste livro usaremos sempre transistor de Sí ).A Fig02 mostra um transistor polarizado no corte e o modelo equivalente simplificado (chave aberta)

            Quando saturado o transistor simula um chave fechada. A corrente de coletor é constante  valendo a seguinte relação entre I_C e I_B em um transistor saturado :   I_C £ b.I_B. Para saturar um transistor a corrente de base deve ser maior  ou  pelo menos igual à um determinado valor especificado pelas curvas características de coletor. A Fig03  mostra um transistor saturado e o circuito equivalente ( chave fechada ).

            Para compreenderemos melhor como um transistor passa do corte para a saturação ou vice-versa, consideremos a configuração emissor comum e as curvas características de coletor  mostradas na Fig04.

Fig04 : Curvas características na  configuração emissor comum

I_C =V_CC/R_C é a corrente de coletor na saturação (estamos admitindo que V_CE = 0 ). Para saturar deve ser observada a condição    I_B ³I_C/b = V_CC/b.

Como já foi dito, na prática, o valor de b pode variar muito de transistor para transistor, de um mínimo (  b_min) até um máximo (b_Máx), para garantir a saturação do transistor devemos usar o  b_min.

Exemplo 1: Calcular R_B e R_C no circuito para que o transistor sature com I_C = 10mA. Considerar transistor de Si com  b_min = 100 , V_Besat = 0,7V e V_Cesat = 0.

Experiência 01 - Transistor como Chave

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Abra o arquivo ExpEIaula01 e identifique o circuito da Fig05.

Com  a chave ( space)  para cima , ative o circuito. Anote os valores de  IC, IB e VCE medidos pelos instrumentos.Qual o estado do transistor ( saturado/cortado/região ativa ). Justificar.

Mude a chave para baixo. Quais os novos valores  das correntes e tensão de coletor ?
Qual o estado do transistor ? Justificar.

Conclusões:

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