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O TRANSISTOR COMO CHAVE ELETRÔNICA E FONTE DE CORRENTE

OBJETIVOS: Analisar o comportamento de um transistor no corte e na saturação e sua utilização como chave eletrônica.

INTRODUÇÃO TEÓRICA

I - Transistor como chave eletrônica: Um transistor pode operar como chave eletrônica, bastando para tal polarizá-lo de forma conveniente: corte ou saturação.

Quando um transistor está saturado opera como um curto (chave fechada) entre o coletor e o emissor de forma que VCE 0V e quando está no corte, opera como um circuito aberto (chave aberta) entre o coletor e o emissor, de forma que VCE VCC.

No ponto de saturação (chave fechada) a corrente de base é alta (IB SAT) e no ponto de corte (chave aberta) a corrente de base é zero.

Veja na figura a seguir um transistor operando como chave eletrônica e sua respectiva reta de carga.

Para obter o extremo superior da reta de carga (corrente IC) devemos supor um curto entre coletor e emissor (VCE = 0), de forma que toda a tensão de alimentação se fixe no resistor de coletor.

Teremos então: IC = VCC / RC Para obter o extremo inferior da reta de carga, devemos supor os terminais de coletor e emissor abertos.

Teremos então: VCE = VCC

Fica então caracterizado que o transistor opera apenas em um dos extremos da reta de carga: corte ou saturação. Podemos então, tomando como exemplo o circuito mostrado anteriormente, calcular a corrente de base e a corrente de coletor.

Aplicando LKT para calcular a corrente de base, temos:

IBRB +VBE - VBB = 0 onde:

OBS: VBE típica é da ordem de 0,7V

Supondo VBB = 4V e RB = 680k, a corrente de base (IB) será:

IB = (4V - 0,7V) / 680k = 4,85A

Para calcular a corrente de coletor podemos aplicar LKT na malha VCC, VRC e VCE, onde teremos:
VCC - VRC - VCE = 0
VRC = VCC - VCE
IC = VRC / RC ou IC = (VCC - VRC) / RC No chaveamento eletrônico com transistores, devemos levar em conta dois tipos de saturação: fraca e forte.

Na saturação fraca, a corrente de base é