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Circuito de polarização BJT estabilizado por emissor

Uma configuração na qual um transistor de junção bipolar ou um BJT é reforçado com um resistor de emissor para aumentar sua estabilidade em relação às mudanças de temperatura ambiente, é chamado de circuito de polarização estabilizado de emissor para BJT.

Já estudamos o que é polarização DC em transistores, agora vamos seguir em frente e aprender como um resistor de emissor pode ser usado para melhorar a estabilidade de uma rede de polarização DC BJT.

Aplicando o circuito de polarização estabilizado do emissor

A inclusão do resistor do emissor na polarização dc do BJT proporciona estabilidade superior, ou seja, as correntes e tensões de polarização dc continuam mais próximas de onde foram fixadas pelo circuito considerando parâmetros externos, como variações de temperatura e transistor beta (ganho),

A figura abaixo mostra uma rede de polarização DC de transistor com um resistor de emissor para impor uma polarização estabilizada por emissor na configuração de polarização fixa existente do BJT.

CIRCUITO DE POLARIZAÇÃO BJT COM RESISTOR DE EMISSOR

Figura 4.17 Circuito de polarização BJT com resistor de emissor

Em nossas discussões, começaremos nossa análise do projeto inspecionando primeiro o loop ao redor da região base-emissor do circuito e, em seguida, usaremos os resultados para investigar melhor o loop ao redor do lado coletor-emissor do circuito.

Loop Base-Emissor

LOOP EMISSOR DE BASE

Podemos redesenhar o laço base-emissor acima da maneira mostrada abaixo na Fig 4.18, e se aplicarmos a lei de Kirchhoff de tensão neste laço no sentido horário, nos ajuda a obter a seguinte equação:

+Vcc = IBRB – VBE – IERE = 0 ——-(4.15)

De nossas discussões anteriores, sabemos que: IE = (β+1)IB ——-(4.16)

Substituindo o valor de IE na Eq.(4.15) fornece o seguinte resultado:

Vcc = IBRB – VBE – (β+1)IBRE = 0

Colocar os termos em seus respectivos grupos produz o seguinte:

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Se você se lembrar de nossos capítulos anteriores, a equação de viés fixo foi derivada da seguinte forma:

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Se compararmos esta equação de polarização fixa com a equação (4.17), encontramos a única diferença entre as duas equações para a corrente IB é o termo (β+1)RE.

Quando a equação 4.17 é usada para desenhar uma configuração baseada em série, podemos extrair um resultado interessante, que na verdade é semelhante à equação 4.17.

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Veja o exemplo da seguinte rede na Fig 4.19:

Se resolvermos o sistema para a corrente IB, resulta na mesma equação obtida na Eq. 4.17. Observe que além da tensão da base para o emissor VBE, o resistor RE pode ser visto aparecendo novamente na entrada do circuito base por um nível (β+1).

Ou seja, o resistor emissor que faz parte do loop coletor-emissor aparece como (β+1)RE no loop base-emissor.

Assumindo que β pode estar acima de 50 para a maioria dos BJTs, o resistor no emissor dos transistores pode ser significativamente maior no circuito base. Assim, somos capazes de derivar a seguinte equação geral para a Fig.4.20:

Ri = (β+1)RE ——(4.18)

Você achará esta equação bastante útil ao resolver muitas redes futuras. Na verdade, esta equação facilita a memorização da equação 4.17 de maneira mais fácil.

De acordo com a lei de Ohm, sabemos que a corrente através de uma rede é a tensão dividida pela resistência do circuito.
A tensão para um projeto base-emissor é = Vcc – VBE

As resistências vistas no 4.17 são RB + REque se reflete como (β+1), e o resultado é o que temos na Eq 4.17.

Loop Coletor-Emissor

LOOP COLETOR-EMISSOR

A figura acima mostra o loop coletor-emissor, aplicando Lei de Kirchhoff ao loop indicado no sentido horário, obtemos a seguinte equação:

+IERE + VCE + CICV – VCC = 0

APLICANDO A LEI DE KIRCHHOFF AO LAÇO COLETOR-EMISSOR BJT
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Resolvendo um exemplo prático para um circuito de polarização estabilizado por emissor, conforme indicado abaixo:



Para a rede de polarização do emissor, conforme indicado na figura 4.22 acima, avalie o seguinte:

  1. IB
  2. CI
  3. VCE
  4. VC
  5. VE
  6. VB
  7. VBC
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Determinando o nível de saturação

DETERMINANDO A CORRENTE DE SATURAÇÃO EM UM CIRCUITO BJT ESTABILIZADO POR EMISSOR

A corrente máxima do coletor que se torna o nível de saturação do coletor para uma rede de polarização de emissor pode ser calculada empregando a estratégia idêntica que foi aplicada para nosso circuito de polarização fixa anterior.

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Ele pode ser implementado criando um curto-circuito entre os terminais do coletor e do emissor do BJT, conforme indicado no diagrama 4.23 acima, e então podemos avaliar a corrente de coletor resultante usando a seguinte fórmula:

Exemplo de problema para resolver a corrente de saturação em um circuito BJT estabilizado por emissor:

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RESOLVENDO A CORRENTE DE SATURAÇÃO EM UM CIRCUITO BJT ESTABILIZADO POR EMISSOR

Análise de linha de carga

A análise da linha de carga do circuito BJT de polarização do emissor é bastante semelhante à nossa configuração de polarização fixa discutida anteriormente.

A única diferença é o nível de IB [as derived in our Eq.(4.17)] define o nível de IB nas características conforme mostrado na Figura 4.24 a seguir (indicado como IBQ).

ANÁLISE DE LINHA DE CARGA DO CIRCUITO BJT DE POLARIZAÇÃO DO EMISSOR

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FONTE


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