O que é saturação de transistor? Projetos de circuitos domésticos

No post anterior, aprendemos sobre o viés do BJT, neste artigo, aprenderemos o que é a saturação do transistor ou o BJT e como determinar rapidamente o valor por meio de fórmulas e avaliações práticas.

O que é saturação de transistor?

O termo saturação refere-se a qualquer sistema em que os níveis de especificação tenham atingido o valor máximo.

Pode-se dizer que um transistor está operando dentro de sua área de saturação, quando o parâmetro atual atinge o valor máximo especificado.

Podemos tomar o exemplo de uma esponja completamente úmida, que pode estar em seu estado saturado quando não há espaço para reter mais líquido.

Ajustar a configuração pode resultar em uma mudança rápida no nível de saturação do transistor.


Dito isto, o nível máximo de saturação sempre será baseado na corrente máxima do coletor do dispositivo, conforme descrito na folha de dados do dispositivo.

Nas configurações de transistor, geralmente é garantido que o dispositivo não atinja seu ponto de saturação, pois nessa situação o coletor de base não está mais no modo de polarização reversa, causando distorção nos sinais de saída.

Podemos ver um ponto operacional dentro da região de saturação na Figura 4.8a. Observe que é nessa região específica em que a junção da característica se curva com a tensão do coletor para o emissor é menor que VCEsat ou no mesmo nível. Além disso, a corrente do coletor é comparativamente alta nas curvas características.

Como calcular o nível de saturação do transistor

Ao comparar e calcular a média das curvas características nas Figuras 4.8a e 4.8b, podemos obter um método rápido para determinar o nível de saturação.

Na figura 4.8b, vemos que o nível de corrente é relativamente mais alto, enquanto o nível de tensão é 0V. Se aplicarmos a lei de Ohm aqui, podemos calcular a resistência entre os pinos coletores e o emissor do BJT da seguinte maneira:

Uma implementação prática de design para a fórmula acima pode ser vista na figura 4.9 abaixo:


Isso implica que sempre que for necessário avaliar rapidamente a corrente aproximada do coletor de saturação para um determinado BJT em um circuito, você pode simplesmente assumir um valor equivalente de curto-circuito no emissor do coletor do dispositivo e aplicá-lo à fórmula para obter o valor aproximado. Corrente de saturação do coletor. Simplificando, atribua VCE = 0V e você poderá calcular facilmente o VCEsat.

Em circuitos com uma configuração de polarização fixa, como mostra a Figura 4.10, um curto-circuito pode ser aplicado, o que pode resultar em uma tensão através de RC igual à tensão Vcc.

A corrente de saturação que se desenvolve na condição anterior pode ser interpretada com a seguinte expressão:

Resolvendo um exemplo prático para encontrar a corrente de saturação de um BJT:

Se compararmos o resultado anterior com o resultado obtido no final desta publicação, descobrimos que o resultado ICQ = 2,35 mA é muito menor que os 5,45 mA anteriores, sugerindo que os BJTs normalmente nunca operam no nível de saturação nos circuitos, mas com valores muito mais baixos.



FONTE

Nota: Este foi traduzido do Inglês para português (auto)

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