UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
FUNDAMENTOS DE ELÊTRONICA ANALÓGICA
EXPERIMENTO: POLARIZAÇÃO DE BJT
Aluno: João Vitor Machado
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Polarização de Transistores Bipolares de Junção (BJT): Análise Experimental e Simulação, Manuais, Projetos, Pesquisas de Eletrônica
Um experimento sobre a polarização de transistores de junção bipolar (bjt), abordando a aplicação de tensões e correntes para definir a região de operação do transistor. O experimento detalha os materiais utilizados, o desenvolvimento prático com medições de resistores e tensões, e a análise do ganho do transistor. Inclui cálculos práticos, fundamentação teórica sobre a amplificação de sinais e o papel dos capacitores, além de uma simulação no ltspice para comparar os resultados experimentais com os teóricos. O objetivo é demonstrar como a polarização afeta o desempenho do bjt em circuitos analógicos, garantindo uma operação estável e previsível. O relatório explora a importância do ponto de operação q e a influência dos componentes no circuito para otimizar a amplificação e evitar distorções.
Tipologia: Manuais, Projetos, Pesquisas
2025
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UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
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CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
FUNDAMENTOS DE ELÊTRONICA ANALÓGICA
EXPERIMENTO: POLARIZAÇÃO DE BJT
Aluno: João Vitor Machado
1. Introdução A polarização de BJT (Transistor de Junção Bipolar) é o processo de aplicar tensões e correntes apropriadas às suas junções para colocá-lo na região de operação desejada (como ativa, corte ou saturação), dependendo da aplicação (amplificação, chaveamento, etc.). Essa configuração é essencial para que o transistor funcione de forma estável e previsível, seja como amplificador de sinais analógicos ou como chave em circuitos digitais. A polarização define o chamado ponto de operação (ponto Q), que determina como o transistor reagirá quando receber um sinal de entrada. 2. Material utilizado Os materiais utilizados para esse experimento foram os seguintes: ➢1 Resistor 180Ω ➢1 Resistor 820Ω ➢1 Resistor 2,2kΩ ➢2 Resistor 3,3kΩ ➢1 Resistor 10kΩ ➢3 Capacitores 10μF ➢1 Transistor BC547B ➢1 Fonte CC regulável ➢1 Gerador de funções ➢1 Osciloscópio digital ➢1 Multímetro digital ➢Cabos banana-jacaré ➢Fios e conectores ➢1 Protoboard 3. Desenvolvimento experimental da prática Inicialmente foi medido os valores dos resistores e anotados na tabela 1 Tabela 1 VALOR TEÓRICO VALOR MEDIDO 9,78 kΩ 2,16 kΩ 3,25 kΩ 806 Ω 179,3 Ω 3,23 kΩ R 1 = 10 kΩ RE 1 = 820 Ω RL = 3,3 kΩ Rc = 3,3 kΩ R 2 = 2,2 kΩ RE 2 = 180 Ω
Em seguida, foi inserido uma capacitor( ) de 10 μF no circuito, como mostra a figura 1(b). Montado o circuito, as tensões foram verificadas com o multímetro, conforme apresentado na tabela 3. Por fim, foram adicionados os capacitares e ,ambos de 10 μF, um resistor e um gerador de funções( ) com 50 mV pico-a-pico e frequência de 1 kHz no circuito anterior, como pode-se visualizar na figura 2.
CE
Cin Co RL
Vin
Figura 1(b) Tabela 3 TENSÃO VALOR MEDIDO 1,177 V 0,213 V 0,963 V
VE
VRE 2
VRE 1
Utilizando o osciloscópio foi observado e capturado as tensões e , conforme mostra a figura 3, CH1 representa a tensão e CH2 representa a tensão.
Vin VRL
Vin VRL
Figura 2 Figura 3
Portanto, obteve-se: β = 301,
5. Fundamentação Teórica A principal função de um circuito com um transistor BJT é amplificar sinais elétricos, visualizando o circuito montado na prática, representado pela figura 2 visto anteriormente, podemos notar a presença de uma fonte CA e outra CC. A fonte CA representa o sinal que queremos amplificar (como áudio, radiofrequência, sensor etc.). O transistor BJT precisa estar polarizado corretamente para funcionar na região ativa, onde ele pode amplificar, essa polarização e feita aplicando uma tensão contínua CC (fonte CC) nos seus terminais, definindo a reta de carga e o ponto de operação Q, garantindo que o transistor trabalhe linearmente. Os capacitores e servem para isolar o circuito CA do CC, ou seja, permitir a passagem do sinal AC para dentro ou para fora do circuito sem alterar a polarização DC. Já os outros componentes servem para variar o ponto de operação na reta de carga. 6. Simulação Simulando o circuito feito em prática no LTspice com os valores obtidos experimentalmente, obteve-se as seguintes formas de onda da tensão de entrada e saída. A onda de cor verde representa a forma de onda da tensão de entrada, e a vermelha a de saída.
Cin Co
Figura 5
7. Conclusões Os valores teóricos esperados são os seguintes: ➢ = 820,36 μA (Corrente no Resistor ) ➢ = 816,55 μA (Corrente no Resistor ) ➢ = 1,15 mA (Corrente no Resistor ) ➢ = 1,15 mA (Corrente no Resistor ) ➢ = 1,15 mA (Corrente no Resistor ) Comparando com os valores práticos obtidos anterior, o resultado foi muito próximo do esperado. Sobretudo, o importante em uma polarização BJT é sua amplificação, na prática houve essa amplificação do sinal conforme era aguardado, também, quando aumentamos a tensão de entrada até certo ponto onde a tensão de saída ficou distorcida, isso era esperado pois o sinal fica distorcido quando entra na região de saturação. Verificando o datasheet, o ganho da corrente contínua(β) é de 200 a 450, na prática obtivemos um ganho de 301,16 e o medido pelo multímetro de 360, contudo, vale lembrar que o medido com multímetro estava extremamente oscilante não podendo dar um valor exato. Todavia, podemos concluir que os ganhos estão dentro da banda informada pelo datasheet e os resultados obtidos em prática foi muito próximo do esperado.