Laboratorio M1K Analog Devices: Transistores: mudanças entre as edições
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Conhecer o princípio de funcionamento de um '''transistor de junção bipolar''', observando a '''corrente do coletor''' (Ic) versus a '''tensão do coletor ao emissor''' (Vce), para diferentes valores da '''corrente de base''' (Ib). Calcular o '''ganho''' (Β) aproximado do transistor para os valores observados. | |||
<!--Conhecer o funcionamento básico dos '''transistores''' operando na região linear como '''amplificadores'''. | |||
Conhecer o funcionamento básico dos '''transistores''' operando na região de saturação e corte como '''chaves eletrônicas'''. | |||
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==Equipamento e Materiais== | ==Equipamento e Materiais== | ||
*Modulo '''Analog Devices M1K''' e software '''Pixelpulse''' | *Modulo '''Analog Devices M1K''' e software '''Pixelpulse''' | ||
*Componentes Eletrônicos: | *Componentes Eletrônicos: | ||
** | **Resistores: 200 KΩ | ||
** | **Transistor NPN 2N3904 | ||
==Procedimentos Práticos== | ==Procedimentos Práticos== | ||
=== | #Usando a '''matriz de contatos''' e fios, monte o circuito com o '''transistor 2N3904''', como ilustrado na figura: [[Arquivo:lab_transistor.png|400px]] <ref name=lab_9/> | ||
#Selecione o '''canal A''' do módulo '''Analog Devices M1K''' para '''Gerar Tensão/Medir Corrente''' e o '''canal B''' para '''Medir Voltagem'''. | |||
#Configure o '''canal A''' para gerar uma '''onda triangular''' variando entre 0 V e 5.0 V e '''frequência''' de 20 Hz. | |||
#Habilite '''X-Y plots'''. | |||
#Ajuste a escala do '''eixo Y''' do '''gráfico X-Y''' para medir corrente na faixa de 0.000 A até 0.009 A (9 mA), usando o botão direito do mouse. | |||
#Ajuste a escala da '''forma de onda da voltagem''' em torno de 0,7 V, de forma que pequenas variações possam ser observadas com boa resolução no '''canal B'''. | |||
#Observe a característica '''Ic versus Vce''' do transistor com um resistor de 200 KΩ na base do circuito. | |||
#Observe a corrente '''Ic''' ao longo do tempo no '''canal A''' e note as amplas regiões onde a '''corrente''' é relativamente constante com a variação de '''Vce''', quando o transistor está operando na região '''ativa''', e os mergulhos quando o transistor está operando na região de '''saturação'''. | |||
#Meça a '''corrente''' na região onde ela permanece constante. | |||
#Observe que a '''tensão base-emissor''', '''Vbe''', é aproximadamente 0,7 V na região '''ativa''' e mergulha quando o transistor está operando na região de '''saturação'''. | |||
#A '''corrente Ib''' pode ser determinada a partir da voltagem sobre Rb, que é 2,5 V menos a tensão Vbe, ou seja aproximadamente 1,8 V. Aplicando a Lei de Ohm, obtemos Ib ≈ (1,8 V)/(200 KΩ) ≈ 9 μA. | |||
#Calcule o '''ganho''' do transistor '''Β = Ic / Ib'''. | |||
#Acrescente outro resistor de 200 KΩ em paralelo ao resistor de '''Rb''' e refaça as observações. Como ficou a corrente '''Ic''' na região ativa? | |||
#Acrescente mais um resistor de 200 KΩ em paralelo ao resistor de '''Rb''' e refaça as observações. | |||
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Considerando Rb = 200 KΩ: | |||
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*Vbe = 0,7 V na região ativa | |||
*Ib ≈ 9 μA | |||
*Β = Ic / Ib = 444 | |||
Considerando Rb = 100 KΩ (dois resistores de 200 KΩ em paralelo): | |||
*Ic = 8 mA na região ativa | |||
*Vbe = 0,71 V na região ativa | |||
==Fundamentos sobre | ==Fundamentos sobre Transistores== | ||
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==Observações e Conclusões== | ==Observações e Conclusões== | ||
* | *O '''transistor bipolar''' funciona como um '''amplificador de corrente''' com ganho definido por '''Β'''. | ||
*Para um '''ganho''' alto ('''Β > 100''') podemos ignorar a '''corrente de base''' (Ib ≈ 0) e dizer que a '''corrente do emissor''' é igual a '''corrente do coletor''' ('''Ie ≈ Ic'''). | |||
*Na região ativa a '''tensão base emissor''' é aproximadamente '''0,7 V'''. | |||
*O '''transistor bipolar''', na região ativa, produz uma '''corrente de coletor''' ('''Ic''') constante independente do valor da '''tensão coletor emissor''' ('''Vce'''). | |||
==Referências== | ==Referências== | ||
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Edição atual tal como às 11h16min de 1 de outubro de 2021
Laboratório: Introdução aos Transistores
Este laboratório foi baseado no material disponibilizado pela Analog Devices, fabricante do módulo educacional M1K Analog Devices: [1]
Objetivos
Conhecer o princípio de funcionamento de um transistor de junção bipolar, observando a corrente do coletor (Ic) versus a tensão do coletor ao emissor (Vce), para diferentes valores da corrente de base (Ib). Calcular o ganho (Β) aproximado do transistor para os valores observados.
Equipamento e Materiais
- Modulo Analog Devices M1K e software Pixelpulse
- Componentes Eletrônicos:
- Resistores: 200 KΩ
- Transistor NPN 2N3904
Procedimentos Práticos
- Usando a matriz de contatos e fios, monte o circuito com o transistor 2N3904, como ilustrado na figura:
[1] - Selecione o canal A do módulo Analog Devices M1K para Gerar Tensão/Medir Corrente e o canal B para Medir Voltagem.
- Configure o canal A para gerar uma onda triangular variando entre 0 V e 5.0 V e frequência de 20 Hz.
- Habilite X-Y plots.
- Ajuste a escala do eixo Y do gráfico X-Y para medir corrente na faixa de 0.000 A até 0.009 A (9 mA), usando o botão direito do mouse.
- Ajuste a escala da forma de onda da voltagem em torno de 0,7 V, de forma que pequenas variações possam ser observadas com boa resolução no canal B.
- Observe a característica Ic versus Vce do transistor com um resistor de 200 KΩ na base do circuito.
- Observe a corrente Ic ao longo do tempo no canal A e note as amplas regiões onde a corrente é relativamente constante com a variação de Vce, quando o transistor está operando na região ativa, e os mergulhos quando o transistor está operando na região de saturação.
- Meça a corrente na região onde ela permanece constante.
- Observe que a tensão base-emissor, Vbe, é aproximadamente 0,7 V na região ativa e mergulha quando o transistor está operando na região de saturação.
- A corrente Ib pode ser determinada a partir da voltagem sobre Rb, que é 2,5 V menos a tensão Vbe, ou seja aproximadamente 1,8 V. Aplicando a Lei de Ohm, obtemos Ib ≈ (1,8 V)/(200 KΩ) ≈ 9 μA.
- Calcule o ganho do transistor Β = Ic / Ib.
- Acrescente outro resistor de 200 KΩ em paralelo ao resistor de Rb e refaça as observações. Como ficou a corrente Ic na região ativa?
- Acrescente mais um resistor de 200 KΩ em paralelo ao resistor de Rb e refaça as observações.
- Análise dos dados
Considerando Rb = 200 KΩ:
- Ic = 4 mA na região ativa
- Vbe = 0,7 V na região ativa
- Ib ≈ 9 μA
- Β = Ic / Ib = 444
Considerando Rb = 100 KΩ (dois resistores de 200 KΩ em paralelo):
- Ic = 8 mA na região ativa
- Vbe = 0,71 V na região ativa
Fundamentos sobre Transistores
Observações e Conclusões
- O transistor bipolar funciona como um amplificador de corrente com ganho definido por Β.
- Para um ganho alto (Β > 100) podemos ignorar a corrente de base (Ib ≈ 0) e dizer que a corrente do emissor é igual a corrente do coletor (Ie ≈ Ic).
- Na região ativa a tensão base emissor é aproximadamente 0,7 V.
- O transistor bipolar, na região ativa, produz uma corrente de coletor (Ic) constante independente do valor da tensão coletor emissor (Vce).
Referências
Evandro.cantu (discussão) 09h49min de 7 de julho de 2020 (-03)
