Prévia do material em texto
exeMPlo 4.6 Determine a corrente de saturação para o circuito do Exemplo 4.4. Solução: ICsat = VCC RC + RE = 20 V 2 k + 1 k = 20 V 3 k = 6,67 mA que é aproximadamente três vezes o valor de ICQ do Exemplo 4.4. análise por reta de carga A análise por reta de carga do circuito de polarização do emissor difere pouco daquela utilizada para a configu- ração com polarização fixa. O valor de IB determinado pela Equação 4.17 define o valor de IB nas curvas características da Figura 4.25 (indicado por IBQ ). A equação para a malha coletor-emissor que define a reta de carga é VCE = VCC – IC(RC + RE) A escolha de IC = 0 mA resulta em VCE = VCC 0 IC = 0 mA (4.26) como obtido para a configuração com polarização fixa. Escolhendo VCE = 0 V, temos IC = VCC RC + RE ` VCE = 0 V (4.27) como mostra a Figura 4.25. Valores diferentes de IBQ moverão, é claro, o ponto Q para cima ou para baixo na reta de carga. exeMPlo 4.7 a) Trace a reta de carga para o circuito da Figura 4.26(a) nas curvas características para o transistor que apa- rece na Figura 4.26(b). b) Para um ponto Q na interseção da reta de carga com uma corrente de base de 15 μA, determine os valores de ICQ e VCEQ . c) Determine o beta CC no ponto Q. d) Usando o beta para o circuito determinado no item (c), calcule o valor desejado de RB e indique um possível valor-padrão. Solução: a) Dois pontos sobre as curvas características são ne- cessários para desenhar a reta de carga. Em VCE = 0 V: IC = VCC RC + RE = 18 V 2,2 k + 1,1 k = 18 V 3,3 k = 5,45 Am Em IC = 0 mA: VCE = VCC = 18 V A reta de carga resultante aparece na Figura 4.27. b) A partir das características da Figura 4.27, determi- namos VCEQ 7,5 V, ICQ 3,3 mA c) O beta CC resultante é: β = ICQ IBQ = 3,3 mA 15 μA = 220 Figura 4.24 Determinação de ICsat para o circuito de polarização estável do emissor. QPonto Figura 4.25 Reta de carga para a configuração de polarização do emissor. 156 dispositivos eletrônicos e teoria de circuitos Boylestad_2012_cap04.indd 156 3/11/13 5:50 PM d) Aplicando a Equação 4.17: IB = VCC – VBE RB + (β + 1)RE = 18 V – 0,7 V RB + (220 + 1)(1,1 k ) e 51 μA = 17,3 V RB + (221)(1,1 k ) = 17,3 V RB + 243,1 k de modo que (15 µA)(RB) + (15 µA)(243,1 kΩ) = 17,3 V e (15 µA)(RB) = 17,3 V – 3,65 V = 13,65 V resultando em RB + 13,65 V 15 μA = 910 k 4.5 Configuração de Polarização Por diviSor de tenSão Nas configurações de polarização anteriores, a cor- rente ICQ e a tensão VCEQ de polarização eram uma função do ganho de corrente β do transistor. No entanto, como β é sensível à temperatura, principalmente em transistores de silício, e o valor exato de beta geralmente não é bem definido, seria desejável desenvolver um circuito de pola- rização menos dependente, ou, na verdade, independente do beta do transistor. A configuração de polarização por divisor de tensão da Figura 4.28 é um circuito como esse. Se analisado precisamente, observa-se que a sensibilidade às variações de beta é bem pequena. Se os parâmetros 0 1 2 3 4 5 6 5 10 15 20 IC (mA) 30 μA 0 μAIB = 25 μA 20 μA 15 μA 10 μA VCC = 18 VVCEQ = 7,5 V ICQ = 3,3 mA 5,45 mA 5 μA VCE QPonto Figura 4.27 Exemplo 4.7. RB VCC = 18 V C2 C1 vo vi 2,2 kΩ RC 1,1 kΩ RE Figura 4.26(a) Circuito para o Exemplo 4.7. 0 1 2 3 4 5 6 5 10 15 20 IC (mA) 30 µA 0 µAIB = 25 µA 20 µA 15 µA 10 µA 5 µA VCE Figura 4.26(b) Exemplo 4.7. Capítulo 4 Polarização CC — tBJ 157 Boylestad_2012_cap04.indd 157 3/11/13 5:50 PM do circuito forem escolhidos apropriadamente, os níveis resultantes de ICQ e VCEQ poderão ser quase totalmente independentes de beta. Lembre-se de que vimos em dis- cussões anteriores que um ponto Q é definido por um valor fixo de ICQ e VCEQ , como mostra a Figura 4.29. O valor de IBQ será modificado com a variação de beta, mas o ponto de operação nas curvas características definido por ICQ e VCEQ poderá permanecer fixo, se forem empregados os parâmetros apropriados do circuito. Como já foi observado, há dois métodos que podem ser empregados na análise da configuração com divisor de tensão. A razão para a escolha dos nomes para essa con- figuração se tornará óbvia na análise a seguir. O primeiro item a ser introduzido é o método exato, que pode ser aplicado a qualquer configuração com divisor de tensão. O segundo é conhecido como método aproximado, e pode apenas ser utilizado mediante condições específicas. A abordagem aproximada permite uma análise mais direta com economia de tempo e trabalho, e é particularmente útil em projetos que serão descritos em uma outra seção. De modo geral, o método aproximado pode ser aplicado à maioria das situações e, portanto, deve ser examinado com o mesmo interesse que o método exato. análise exata Para a análise CC, o circuito da Figura 4.28 pode ser redesenhado como mostra a Figura 4.30. A seção de entrada do circuito pode ser redesenhada como mostra a Figura 4.31, para análise CC. O circuito equivalente de Thévenin para o circuito à esquerda do terminal da base pode ser determinado do seguinte modo: Rth: a fonte de tensão é substituída por um curto-circuito equivalente, como mostra a Figura 4.32: RTh = R1 7R2 (4.28) Figura 4.28 Configuração de polarização por divisor de tensão. RE R2VCC B Thévenin R1 – + Figura 4.31 Desenho refeito do circuito de entrada da Figura 4.28. Ponto Q (resultando )IBQ Figura 4.29 Definição do ponto Q para a configuração de polarização por divisor de tensão. VCC VCC RC Figura 4.30 Componentes CC da configuração com divisor de tensão. 158 dispositivos eletrônicos e teoria de circuitos Boylestad_2012_cap04.indd 158 3/11/13 5:50 PM Eth: a fonte de tensão VCC retorna ao circuito, e a tensão Thévenin de circuito aberto da Figura 4.33 é determinada como segue: Aplicando a regra do divisor de tensão, temos ETh = VR2 = R2VCC R1 + R2 (4.29) O circuito de Thévenin é então redesenhado, como mostra a Figura 4.34, e IBQ pode ser determinada primei- ramente pela aplicação da Lei das Tensões de Kirchhoff no sentido horário, para a malha indicada: ETh – IBRTh – VBE – IERE = 0 A substituição de IE = (β + 1)IB e o cálculo de IB resultam em IB = ETh – VBE RTh + (β + 1)RE (4.30) Embora a Equação 4.30 inicialmente se mostre dife- rente das equações desenvolvidas anteriormente, observe que o numerador é novamente uma diferença entre dois níveis de tensão e o denominador é a resistência de base mais o resistor de emissor refletido por (β + 1) — bastante semelhante à Equação 4.17. Uma vez que IB é conhecido, as quantidades restantes do circuito podem ser determinadas do mesmo modo que para a configuração de polarização do emissor. Isto é, VCE = VCC – IC(RC + RE ) (4.31) que é exatamente igual à Equação 4.19. As equações restantes para VE, VC e VB também são obtidas da mesma maneira para a configuração de polarização do emissor. exeMPlo 4.8 Determine a tensão de polarização CC VCE e a corrente IC para a configuração com divisor de tensão da Figura 4.35. Solução: Equação 4.28: RTh = R1 7R2 = (39 k )(3,9 k ) 39 k + 3,9 k = 3,55 k Equação 4.29: ETh = R2VCC R1 + R2 = (3,9 k )(22 V) 39 k + 3,9 k = 2 V Equação 4.30: IB = ETh – VBE RTh + (β + 1)RE = 2 V – 0,7 V 3,55 k + (101)(1,5 k ) = 1,3 V 3,55 k + 151,5 k = 8,38 μA IC = βIB = (100)(8,38 μA) = 0,84 mA Equação 4.31: VCE = VCC – IC(RC + RE) = 22 V – (0,84 mA)(10 k + 1,5 k ) = 22 V – 9,66 V = 12,34 V R2 RTh R1 Figura 4.32 Determinação de RTh. IERE ETh IB B EVBE RTh + –+ – Figura 4.34 Inserção do circuito equivalente de Thévenin. R2 EThVR 2 VCC + – + – + – R1 Figura 4.33 Determinação de ETh. Capítulo 4 Polarização CC — tBJ 159 Boylestad_2012_cap04.indd 159 3/11/13 5:50 PM análise aproximada A seção de entrada da configuração com divisorde tensão pode ser representada pelo circuito da Figura 4.36. A resistência Ri é a resistência equivalente entre a base e o terra para o transistor com um resistor de emissor RE. Lembre-se, da Seção 4.4 (Equação 4.18), de que a resis- tência refletida entre a base e o emissor é definida por Ri = (β + 1)RE. Se Ri for muito maior do que a resistência R2, a corrente IB será muito menor do que I2 (a corrente sempre procura o caminho de menor resistência), e I2 será aproximadamente igual a I1. Se aceitarmos a possibilidade de que IB é praticamente zero em relação a I1 ou I2, então I1 = I2, e R1 e R2 podem ser considerados elementos em série. A tensão através de R2, que é, na verdade, a tensão de base, pode ser determinada por meio da aplicação da regra do divisor de tensão (daí o nome para a configuração). Isto é, VB = R2VCC R1 + R2 (4.32) Como Ri = (β + 1)RE > βRE, a condição que define se o método aproximado pode ser aplicado é βRE $ 10R2 (4.33) Em outras palavras, se o valor de β multiplicado por RE for no mínimo 10 vezes maior do que o valor de R2, o método aproximado pode ser aplicado com alto grau de precisão nos resultados. Uma vez que VB está determinado, o valor de VE pode ser calculado a partir de VE = VB – VBE (4.34) e a corrente de emissor pode ser determinada a partir de IE = VE RE (4.35) e ICQ IE (4.36) A tensão coletor-emissor é determinada por VCE = VCC – ICRC – IERE mas, uma vez que IE > IC, VCEQ = VCC – IC(RC + RE ) (4.37) Observe que, na sequência de cálculos da Equação 4.33 até a Equação 4.37, β não aparece e IB não foi calcu- lado. O ponto Q (determinado por IC e VCEQ ) é, portanto, independente do valor de β. exeMPlo 4.9 Repita a análise da Figura 4.35 utilizando a técnica aproximada e compare as soluções para ICQ e VCEQ . Solução: Testando: βRE $ 10R2 5,1()001( k ) $ 10(3,9 k ) 051 k $ 39 k (satisfeita ) Equação 4.32: VB = R2VCC R1 + R2 = (3,9 k )(22 V) 39 k + 3,9 k = 2 V Figura 4.36 Circuito parcial de polarização para o cálculo da tensão aproximada de base VB. 100 , , Figura 4.35 Circuito estabilizado em relação a β do Exemplo 4.8. 160 dispositivos eletrônicos e teoria de circuitos Boylestad_2012_cap04.indd 160 3/11/13 5:50 PM Observe que o valor de VB é igual ao valor encontrado para ETh no Exemplo 4.7. Essencialmente, portanto, a principal diferença entre as técnicas exata e aproximada é o efeito de RTh na análise exata que distingue ETh de VB. Equação 4.34: VE = VB – VBE = 2 V – 0,7 V = 1,3 V ICQ IE = VE RE = 1,3 V 1,5 k = 0,867 mA comparado a 0,84 mA obtido pela análise exata. Por fim, VCEQ = VCC – IC(RC + RE) = 22 V – (0,867 mA)(10 kV + 1,5 k ) = 22 V – 9,97 V = 12,03 V versus 12,34 V encontrado no Exemplo 4.8. Os resultados para ICQ e VCEQ certamente são próximos e, tendo em vista a variação real nos valores dos pa- râmetros, um pode ser considerado tão preciso quanto o outro. Quanto maior o valor de Ri comparado a R2, mais próximas ficam as soluções exata e aproximada. O Exemplo 4.11 compara as soluções em um nível bem abaixo das condições estabelecidas pela Equação 4.33. exeMPlo 4.10 Repita a análise exata do Exemplo 4.8 com β reduzido a 50 e compare as soluções para ICQ e VCEQ . Solução: Este exemplo não é uma comparação entre os métodos exato e aproximado, mas um teste de quanto o ponto Q se moverá caso β seja reduzido pela metade. RTh e ETh são os mesmos: RTh = 3,55 k , ETh = 2 V IB = ETh – VBE RTh + (β + 1)RE = 2 V – 0,7 V 3,55 k + (51)(1,5 k ) = 1,3 V 3,55 k + 76,5 k = 16,24 mA ICQ = βIB = (50)(16,24 mA) = 0,81 mA VCEQ = VCC – IC(RC + RE) = 22 V – (0,81 mA)(10 k + 1,5 k ) = 12,69 V Tabulando os resultados, temos: Efeito da variação de β na resposta da configuração com divisor de tensão da Figura 4.35 β ICQ (mA) VCEQ (V) 100 0,84 mA 12,34 V 50 0,81 mA 12,69 V Os resultados mostram claramente a imunidade do circuito com relação a variações em β. Embora β seja drasticamente reduzido pela metade, de 100 para 50, os valores de ICQ e VCEQ são basicamente os mesmos. Nota importante: revendo os resultados obtidos para a configuração com polarização fixa, verificamos que a corrente diminuiu de 4,71 mA para 2,35 mA quando beta caiu de 100 para 50. Na configuração com divisor de tensão, a mesma mudança de beta resultou apenas em uma mudança na corrente de 0,84 mA a 0,81 mA. Ainda mais notável é a variação em VCEQ para a configuração de polarização fixa. A queda de beta de 100 para 50 re- sultou em um aumento na tensão de 1,64 V para 6,83 V (uma variação de mais de 300%). Na configuração com divisor de tensão, o aumento na tensão foi apenas de 12,34 V para 12,69 V, o que representa uma mudança de menos de 3%. Em resumo, portanto, a alteração de 50% de beta resultou em uma alteração superior a 300% em um parâmetro importante do circuito na configuração de polarização fixa e inferior a 3% na configuração com divisor de tensão, uma diferença significativa. exeMPlo 4.11 Determine os valores de ICQ e VCEQ para a configuração com divisor de tensão da Figura 4.37 utilizando as técnicas exata e aproximada, e compare as soluções. Nesse caso, as condições da Equação 4.33 não serão satisfeitas, e os resultados revelarão a diferença na solução se o critério da Equação 4.33 for ignorado. Solução: Análise exata: Equação 4.33: βRE $ 10R2 2,1()05( k ) $ 10(22 k ) 06 k 220 k (não satisfeita ) RTh = R1 0 0R2 = 82 k 0 0 22 k = 17,35 k ETh = R2VCC R1 + R2 = 22 k (18 V) 82 k + 22 k = 3,81 V IB = ETh – VBE RTh + (β + 1)RE = 3,81 V - 0,7 V 17,35 k + (51)(1,2 k ) = 3,11 V 78,55 k = 39,6 μA ICQ = βIB = (50)(39,6 μA) = 1,98 mA VCEQ = VCC - IC(RC + RE) = 18 V - (1,98 mA)(5,6 k + 1,2 k ) = 4,54 V Capítulo 4 Polarização CC — tBJ 161 Boylestad_2012_cap04.indd 161 3/11/13 5:50 PM βRE $ 10R2 2,1()05( k ) $ 10(22 k ) 06 k 220 k (não satisfeita ) RTh = R1 0 0R2 = 82 k 0 0 22 k = 17,35 k ETh = R2VCC R1 + R2 = 22 k (18 V) 82 k + 22 k = 3,81 V IB = ETh – VBE RTh + (β + 1)RE = 3,81 V - 0,7 V 17,35 k + (51)(1,2 k ) = 3,11 V 78,55 k = 39,6 μA ICQ = βIB = (50)(39,6 μA) = 1,98 mA VCEQ = VCC - IC(RC + RE) = 18 V - (1,98 mA)(5,6 k + 1,2 k ) = 4,54 V Análise aproximada: VB = ETh = 3,81 V VE = VB – VBE = 3,81 V – 0,7 V = 3,11 V ICQ IE = VE RE = 3,11 V 1,2 k = 2,59 mA VCEQ = VCC – IC(RC + RE) = 18 V – (2,59 mA)(5,6 k + 1,2 k ) = 3,88 V Tabulando os resultados, temos: Comparação dos métodos exato e aproximado ICQ (mA) VCEQ (V) Exato 1,98 4,54 Aproximado 2,59 3,88 Os resultados revelam a diferença entre as soluções exata e aproximada. ICQ é cerca de 30% maior com a solução aproximada, enquanto VCEQ , cerca de 10% menor. Os re- sultados apresentam valores notadamente diferentes, mas, embora βRE seja quase o triplo de R2, os resultados ainda são basicamente os mesmos. Futuramente, porém, nossa análise será orientada pela Equação 4.33 para assegurar a similaridade entre as soluções exata e aproximada. Saturação do transistor O circuito de saída coletor-emissor para a configura- ção com divisor de tensão tem a mesma aparência do cir- cuito com polarização de emissor analisado na Seção 4.4. A equação resultante para a corrente de saturação (quando VCE é ajustado para 0 V no esquema) é, portanto, a mesma obtida para a configuração com emissor polarizado. Isto é, ICsat = ICmáx = VCC RC + RE (4.38) análise por reta de carga As semelhanças com o circuito de saída da configu- ração com polarização de emissor resultam nas mesmas interseções para a reta de carga da configuração com divi- sor de tensão. Logo, a reta de carga apresentará o mesmo aspecto mostrado na Figura 4.25, com IC = VCC RC + RE ` VCE =0 V (4.39) e VCE = VCC 0 IC =0 mA (4.40) O valor de IB é, obviamente, determinado por equações diferentes para as configurações com divisor de tensão e polarização do emissor. 4.6Configuração CoM realiMentação de Coletor Podemos obter uma melhoria na estabilidade do circuito introduzindo uma realimentação de coletor para a base, como mostra a Figura 4.38. Apesar de o ponto Q não ser totalmente independente de beta (mesmo sob condições aproximadas), a sensibilidade a variações de beta ou da , , Figura 4.37 Configuração com divisor de tensão para o Exemplo 4.11. 162 dispositivos eletrônicos e teoria de circuitos Boylestad_2012_cap04.indd 162 3/11/13 5:50 PM temperatura costuma ser menor do que aquela existente em configurações com divisor de tensão e emissor polarizado. Novamente, a análise será refeita, em primeiro lugar, pela análise da malha base-emissor e, em seguida, pela aplica- ção dos resultados à malha coletor-emissor. Malha base-emissor A Figura 4.39 mostra a malha base-emissor para a configuração com realimentação de tensão. Aplicar a Lei das Tensões de Kirchhoff ao longo da malha indicada, no sentido horário, resulta em VCC - IC RC - IBRF - VBE - IERE = 0 É importante observar que a corrente através de RC não é IC, mas IC′ (onde IC′ = IC + IB). No entanto, os valores de IC e IC′ são muito maiores do que o valor usual de IB, e a aproximação IC′ > IC é normalmente empregada. Substituir IC′ > IC = βIB e IE > IC resulta em VCC - bIBRC - IBRF - VBE - bIBRE = 0 Juntando os termos, obtemos VCC - VBE - bIB(RC + RE) - IBRF = 0 e o cálculo de IB resulta em IB = VCC – VBE RF + β(RC + RE) (4.41) Esse resultado é bastante interessante, pois o for- mato é muito parecido ao das equações para IB obtidas nas configurações anteriores. O numerador é novamente a diferença entre tensões disponíveis, enquanto o denomi- nador é a resistência de base mais os resistores de coletor e emissor refletidos por beta. De modo geral, portanto, a realimentação resulta na reflexão da resistência RC de volta para o circuito de entrada, assim como da resistência RE. Normalmente, a equação para IB tem o formato a seguir, que pode ser comparado com o resultado das con- figurações de polarização fixa e de emissor. IB = V RF + βR Na configuração com polarização fixa, βR’ não exis- te. Na estrutura com emissor polarizado (com β + 1 > β), R′ = RE. Visto que IC = βIB, ICQ = βV RF + βR = V RF β + R De modo geral, quanto maior for R′ quando compa- rado com RF β , mais precisa a aproximação ICQ V R O resultado é uma equação com ausência de β, a qual seria bastante estável para variações em β.Visto que R’ costuma ser maior para a configuração com realimen- tação de tensão do que para a de polarização do emissor, a sensibilidade a variações de beta é menor. Obviamente, R’ é igual a 0 Ω para a configuração com polarização fixa e, portanto, muito sensível a variações de beta. vi ICRF IB C1 C2 VCE IE RE I 'C vo RC VCC + – FIG. 4.38 Figura 4.38 Circuito de polarização CC com realimentação de tensão. IE RE IC IB RF RC VBE VCC + –+– + –+ – I 'C + – FIG. 4.39 Figura 4.39 Malha base-emissor para o circuito da Figura 4.38. Capítulo 4 Polarização CC — tBJ 163 Boylestad_2012_cap04.indd 163 3/11/13 5:50 PM Malha coletor-emissor A malha coletor-emissor para o circuito da Figura 4.38 é mostrada na Figura 4.40. Aplicando a Lei das Tensões de Kirchhoff ao longo da malha indicada, no sentido horário, temos IERE + VCE + IC RC - VCC = 0 Visto que IC′ >IC e IE > IC, temos IC(RC + RE) + VCE - VCC = 0 e VCE = VCC – IC(RC + RE ) (4.42) que é exatamente o resultado obtido para as configurações de polarização do emissor e polarização por divisor de tensão. exeMPlo 4.12 Determine os valores quiescentes de ICQ e VCEQ para o circuito da Figura 4.41. Solução: Equação 4.41: IB = VCC – VBE RF + β(RC + RE) = 10 V – 0,7 V 250 k + (90)(4,7 k + 1,2 k ) = 9,3 V 250 k + 531 k = 9,3 V 781 k = 11,91 μA ICQ = βIB = (90)(11,91 μA) = 1,07 mA VCEQ = VCC – IC(RC + RE) = 10 V – (1,07 μA)(4,7 k + 1,2 k ) = 10 V – 6,31 V = 3,69 V IB = VCC – VBE RF + β(RC + RE) = 10 V – 0,7 V 250 k + (90)(4,7 k + 1,2 k ) = 9,3 V 250 k + 531 k = 9,3 V 781 k = 11,91 μA ICQ = βIB = (90)(11,91 μA) = 1,07 mA VCEQ = VCC – IC(RC + RE) = 10 V – (1,07 μA)(4,7 k + 1,2 k ) = 10 V – 6,31 V = 3,69 V exeMPlo 4.13 Repita o Exemplo 4.12 utilizando um beta de 135 (50% maior do que no Exemplo 4.12). Solução: É importante observar, no cálculo de IB do Exemplo 4.12, que o segundo termo no denominador da equa- ção é muito maior do que o primeiro. Lembramos que, quanto maior for o segundo termo em relação ao primeiro, menor será a sensibilidade a variações de beta. Neste exemplo, o valor de beta é aumentado em 50%, ampliando ainda mais a diferença do segundo termo em relação ao primeiro. No entanto, é mais im- portante observar nesses exemplos que, uma vez que o segundo termo é relativamente grande em comparação ao primeiro, a sensibilidade a alterações em beta será significativamente menor. Calculando IB, temos IB = VCC – VBE RB + β(RC + RE) = 10 V – 0,7 V 250 k + (135)(4,7 k + 1,2 k ) = 9,3 V 250 k + 796,5 k = 9,3 V 1046,5 k = 8,89 μ A e ICQ = βIB = (135)(8,89 μA) = 1,2 mA e VCEQ = VCC – IC(RC + RE) = 10 V – (1,2 mA)(4,7 k + 1,2 k ) = 10 V – 7,08 V = 2,92 V 10 μF kΩ250 = 90vi vo kΩ4,7 kΩ1,2 10 V 10 μF FIG. 4.41 Figura 4.41 Circuito para o Exemplo 4.12. IE RE V CE IC CC RC + – + – V + – I 'C + – FIG. 4.40 Figura 4.40 Malha coletor-emissor para o circuito da Figura 4.38. 164 dispositivos eletrônicos e teoria de circuitos Boylestad_2012_cap04.indd 164 3/11/13 5:50 PM IB = VCC – VBE RB + β(RC + RE) = 10 V – 0,7 V 250 k + (135)(4,7 k + 1,2 k ) = 9,3 V 250 k + 796,5 k = 9,3 V 1046,5 k = 8,89 μ A e ICQ = βIB = (135)(8,89 μA) = 1,2 mA e VCEQ = VCC – IC(RC + RE) = 10 V – (1,2 mA)(4,7 k + 1,2 k ) = 10 V – 7,08 V = 2,92 V Apesar de o valor de β ter subido 50%, o valor de ICQ aumentou apenas 12,1%, enquanto o de VCEQ diminuiu aproximadamente 20,9%. Se o circuito fosse projeta- do com polarização fixa, um acréscimo de 50% em β resultaria em um aumento de 50% em ICQ e em uma mudança drástica na posição do ponto Q. exeMPlo 4.14 Determine o valor CC de IB e VC para o circuito da Figura 4.42. Solução: Nesse caso, a resistência de base para a análise CC é composta de dois resistores com um capacitor conecta- do entre a junção desses resistores e o terra. No modo CC, o capacitor assume o circuito aberto equivalente, e RB = RF1 + RF2 . Calculando IB, temos IB = VCC – VBE RB + β(RC + RE) = 18 V – 0,7 V (91 k + 110 k ) + (75)(3,3 k + 0,51 k ) = 17,3 V 201 k + 285,75 k = 17,3 V 486,75 k = 35,5 μ A IC = βIB = (75)(35,5 mA) = 2,66 mA VC = VCC - IC RC VCC - ICRC = 18 V - (2,66 mA)(3,3 k ) = 18 V - 8,78 V = 9,22 V Condições de saturação Com a utilização da aproximação IC′ = IC, verificamos que a equação para a corrente de saturação é a mesma obtida para as configurações com divisor de tensão e polarização do emissor. Isto é, ICsat = ICmáx = VCC RC + RE (4.43) análise por reta de carga Dando prosseguimento à aproximação IC′ = IC, temos a mesma reta de carga das configurações com divisor de tensão e polarização do emissor. O valor de IBQ será defi- nido pela configuração de polarização escolhida. exeMPlo 4.15 Dados o circuito da Figura 4.43 e as curvas caracterís- ticas do TBJ da Figura 4.44. a) Trace a reta de carga para o circuito sobre as curvas características. b) Determine o beta CC na região central das curvas ca- racterísticas. Defina o ponto escolhido como o ponto Q. c) Usando o beta CC calculado no item (b), encontre o valor CC de IB. d) Determine ICQ e ICEQ . vo 10 μFkΩ91 kΩ3,3 v i 10 μF kΩ110 10 μF 50 μFΩ510 18 V R RF1 F2 = 75 Figura 4.42 Circuito para o Exemplo 4.14. vo 10 μF150 kΩ 360 kΩ kΩ2,7 v i 10 μF 10 μF 50 μFΩ330 36 V R RF1 F2 Figura 4.43 Circuito para o Exemplo 4.15. Capítulo 4 Polarização CC— tBJ 165 Boylestad_2012_cap04.indd 165 3/11/13 5:50 PM