Laboratorio: Transistor como Chave Eletronica

Laboratório: Transistor como chave

Objetivos

Montar, testar e analisar um circuito com transistor operando como chave.

Equipamento e Materiais

Equipamentos

• Bancada de Eletrônica com fonte de tensão, gerador de funções, multímetro e osciloscópio.

ou

• Simulador de circuitos eletrônicos: SimulIDE.

• Componentes Eletrônicos:
  • Resistores: 120 Ω e 1 KΩ (Valores comerciais)
  • Transistor NPN 2N3904

Especificação da chave transistorizada

Parâmetros de projeto

• Acionar uma carga alimentada por uma fonte de 12 V e corrente de 100 mA.
• O comando da carga deverá ser realizado por uma saída digital de um microcontrolador, operando de 0 V a 5 V com corrente máxima de 5 mA.

Condições de operação da chave transistorizada:

• Corte (chave aberta):

Vb < 0,5V
Ib = 0 ; Ic = 0 ; Vc = Vce = Vcc

• Saturação (chave fechada):

Vb >> 0,7V
Vc = Vce = 0 ; Ic = Vcc/Rc

Cálculos:

• Carga (Resistor Rc):

Vcc =  12 V
Ic  = 100 mA
Rc  = 12/100m = 120 Ω

• Chave transistorizada:

Ic = Vcc/Rc = 12/120 = 100 mA
Ib = Ic/βmin; βmin = 50
 Ib = 100m/50 = 2mA
 Forçar Ib maior para garantir saturação do transistor:
 Ibsat = (2 a 10) . Ib 
 Ibsat = 2,5 . 2m = 5 mA
Ibsat = (Vb - Vbe)/Rb = (5 - 0,7)/Rb 
Rb = (5 - 0,7)/5m = 940 -> Comercial 1 kΩ

Procedimentos Práticos

1. Monte no SimulIDE um circuito com transistor operando como chave com Rc = 120 Ω e Rb = 1 kΩ e com as tensões de 12 V a ser aplicada sobre a carga (Vcc = 12 V) e comandada por uma saída digital de 0 V a 5 V (Vb = 5 V).
2. Use amperímetros para medir as correntes Ib e Ic (corrente na carga) e compare com os valores teóricos.
3. Use pontas de prova para medir as tensões Vb e Vc e compare com os valores teóricos.

Observações e Conclusões

• Na operação como chave o transistor opera nas regiões do corte (chave aberta) ou saturação (chave fechada).

Referências

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Evandro.cantu (discussão) 13h35min de 27 de setembro de 2021 (-03)

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