INDUSTRIAL Eletrónica

20. ZONAS DE FUNCIONAMENTO DOS TRANSÍSTORES DE JUNÇÃO BIPOLAR

comutação. Na Figura 159 é representado um exemplo de um circuito deste tipo.

Zona de saturação

IB4

IB2 IB3

IB1

Zona ativa (linear)

Zona de corte (bloqueio)

Figura 158. Curva caraterística de saída (IC ; UCE ).

IB = 0

A curva característica da Figura 158 tem diferentes zonas de comportamento do transístor de junção bipolar. Ampliando as curvas de saída, efetuando mais medições de IC e UCE para diferentes valores de IB, a representação gráfica seria a seguinte: IC UCE

Fonte: A. Silva Pereira, Mário Águas, Rogério Baldaia, Eletrónica - 2.º volume.

A primeira é a zona média, na qual o UCE é superior a algumas décimas de Volt, que representa a operação normal do transístor. Nesta zona a junção BE está polarizada diretamente e a junção BC está polarizada inversamente. Esta zona designa-se por zona ativa ou zona linear. Nesta zona o transístor funciona como amplificador, onde as variações do sinal de entrada produzem variações proporcionais no sinal de saída.

A segunda zona é caracterizada por apresentar a corrente de base igual a zero, e uma corrente de coletor muito pequena, próxima de zero. O desenho da característica inferior está desproporcionado na Figura 158, surgindo maior do que é habitual. Esta curva inferior define a chamada zona de corte ou bloqueio do transístor e a sua pequena corrente de coletor designa-se por corrente de corte ou bloqueio do coletor. Nesta região ambas as junções estão polarizadas inversamente.

A terceira zona é definida por uma subida da característica, com UCE a variar entre 0 e algumas décimas de Volt. Esta parte da característica denomina-se por zona de saturação. Nesta região a junção BC tem uma tensão insuficiente para recolher todos os eletrões livres injetados na base, a corrente de base é maior que o valor normal e o ganho de corrente é menor que o normal, assim teremos:

IC < b . IB

Nesta zona ambas as junções estão polarizadas diretamente.

As zonas de saturação e de corte são úteis em circuitos digitais, como nos computadores, designados por circuitos de

RB

RC

UCC UOUT Uin

Figura 159. Circuito de comutação.

20.1. Esquemas simplificados Na maioria das situações torna-se desnecessário a utilização de duas fontes de alimentação para a polarização do transístor. Se a tensão UBB for igual à tensão UCC, utiliza-se apenas uma fonte de tensão para a polarização do transístor, conforme ilustrado na Figura 160.

RC RB

UBB = 10 V

+ + ––UBE RC RB

+ + –– UBE

UCC = 10 V UCE

UCC = 10 V UCE

Figura 160. Esquema com duas fontes de alimentação (à esquerda) e esquema simplificado (à direita).