Na configuração base comum o emissor é o terminal de entrada de corrente e o coletor é o terminal de saída de corrente do circuito com o terminal de base comum às tensões de entrada e saída. O conjunto de parâmetros de saída relaciona uma corrente de saída
com uma tensão de saída
para diversos valores de corrente de entrada
.
Sobre a configuração base comum analise as afirmações a seguir, e marque as verdadeiras.
I. Na região de corte, as duas junções estão polarizadas reversamente, fazendo com que a corrente do coletor seja praticamente nula.
II. Na região de saturação, as duas junções estão polarizadas diretamente, fazendo com que uma pequena variação da tenção
resulte em uma enorme variação da corrente do coletor.
III. O transistor pode se comportar como uma chave eletrônica alternando entre as regiões de corte e saturação. Na região de corte o transistor funciona como um curto-circuito e na região de saturação ele funciona como um circuito aberto.
IV. Na região ativa, a junção emissor-base está polarizada diretamente e a base-coletor reversamente. Nessa região o transistor funciona como um amplificador de sinais.
I. Na região de corte, as duas junções estão polarizadas reversamente, fazendo com que a corrente do coletor seja praticamente nula.
II. Na região de saturação, as duas junções estão polarizadas diretamente, fazendo com que uma pequena variação da tenção
III. O transistor pode se comportar como uma chave eletrônica alternando entre as regiões de corte e saturação. Na região de corte o transistor funciona como um curto-circuito e na região de saturação ele funciona como um circuito aberto.
IV. Na região ativa, a junção emissor-base está polarizada diretamente e a base-coletor reversamente. Nessa região o transistor funciona como um amplificador de sinais.
Passo 1
O enunciado pede que eu marque as afirmações verdadeiras sobre a configuração base comum. As informações relevantes e as quatro afirmações são:
I. Na região de corte, as duas junções estão polarizadas reversamente, fazendo com que a corrente do coletor seja praticamente nula.
II. Na região de saturação, as duas junções estão polarizadas diretamente, fazendo com que uma pequena variação da tensão
resulte em uma enorme variação da corrente do coletor.
III. O transistor pode se comportar como uma chave eletrônica alternando entre as regiões de corte e saturação. Na região de corte o transistor funciona como um curto-circuito e na região de saturação ele funciona como um circuito aberto.
IV. Na região ativa, a junção emissor-base está polarizada diretamente e a base-coletor reversamente. Nessa região o transistor funciona como um amplificador de sinais.
Passo 2
Rápida revisão do que significam as polarizações das junções e as regiões (vou explicar bem passo a passo, como se estivéssemos desenhando no quadro):
-
Um transistor bipolar tem duas junções importantes: a junção emissor-base (EB) e a junção base-coletor (BC). Polarizar uma junção “directamente” significa aplicar tensão que permite que corrente de injeção flua pela junção; polarizar “reversamente” significa aplicar tensão que impede a injeção (exceto uma corrente de fuga pequena).
-
As regiões de operação clássicas (para um NPN, a explicação é análoga para PNP trocando polaridades):
- Corte: tanto a junção EB quanto a BC não estão em condição de conduzir (não há injeção significativa). Em termos de polaridade típica:
não está suficientemente positiva para conduzir e é reversa. Resultado prático: correntes quase nulas, especialmente quase zero. - Ativa (direta): junção EB polarizada diretamente (
positiva para NPN), junção BC polarizada reversamente; então o emissor injeta portadores que são coletados pelo coletor, e a equação aproximada é (outra forma: é controlada por ). É a região útil para amplificação. - Saturação: ambas as junções EB e BC polarizadas diretamente. O transistor “enche” a base de portadores e não consegue mais manter a relação linear
. O cai para um valor pequeno (por ex. – V em silício) e o transistor se comporta como um “fechado” (chave ligada) com baixa resistência entre coletor-emissor.
- Corte: tanto a junção EB quanto a BC não estão em condição de conduzir (não há injeção significativa). Em termos de polaridade típica:
Passo 3
Análise detalhada da afirmação I:
- Afirmativa I diz: na região de corte as duas junções estão polarizadas reversamente e
é praticamente nulo. - Pelo que vimos no passo anterior, na região de corte a junção EB não está direta e a BC também fica reversa (ou, em termos práticos, não há polarização direta que permita injeção de portadores).
- Consequência física: não há fluxo significativo de portadores do emissor para o coletor, então a corrente do coletor
fica praticamente nula (resta só corrente de fuga muito pequena). - Conclusão: a afirmação I está correta.
Passo 4
Explicação detalhada da saturação e do que muda quando variamos tensões:
- Na saturação ambas as junções EB e BC estão diretamente polarizadas. Isso causa acúmulo (armazenamento) de cargas na região da base e faz com que o transistor perca a relação simples de ganho
. - Característica prática: em saturação o
é pequeno (chamado ), e a corrente de coletor fica limitada principalmente pela fonte/external circuito, não mais controlada linearmente por . - Sobre a sensibilidade a variações de
: mudar um pouco quando o transistor está saturado altera o grau de polarização direta da junção BC e também pode alterar o acúmulo de cargas, mas o comportamento típico de um transistor saturado como “chave ligada” é que pequenas variações de tensão não geram enormes variações de corrente — a corrente é majoritariamente definida pelo circuito externo (resistores, fonte). Em outras palavras, a ideia de que "uma pequena variação de resulta em uma enorme variação de " é uma afirmação exagerada e enganosa para descrever a saturação. - Observação extra (útil na prova): onde há sensibilidade forte de
à variação de tensão é, geralmente, na região ativa perto de efeitos como o efeito Early (dependência fraca de com ), mas mesmo aí não se fala em “enorme variação” para pequenas variações de no sentido da afirmação II.
Passo 5
Análise da afirmação II:
- Afirmação II diz: na saturação, ambas as junções direto e uma pequena variação em
causa enorme variação em . - Já vimos que a primeira parte (ambas diretamente polarizadas) está correta para saturação. Porém a conclusão sobre a sensibilidade exagerada de
a pequenas variações de está incorreta ou, no mínimo, mal colocada: na prática o transistor saturado apresenta baixo e o valor de é mais controlado pelo circuito externo; pequenas variações de não causam, em geral, “enorme” variação de . - Portanto, como a afirmação mistura uma parte correta com uma conclusão errada/enganosa, consideramos a afirmação II como falsa para o propósito da prova.
Passo 6
Análise da afirmação III (comportamento como chave e o que significa aberto/fechado):
- A primeira frase de III está correta: o transistor pode funcionar como chave eletrônica alternando entre corte e saturação — isso é uso clássico (corte = desligado, saturação = ligado).
- Porém a segunda frase inverte a descrição: III afirma que “na região de corte o transistor funciona como um curto-circuito e na região de saturação funciona como um circuito aberto.” Isso está ao contrário do que é aceito:
- Na região de corte o transistor se comporta como circuito aberto entre coletor e emissor (praticamente sem corrente).
- Na região de saturação o transistor se comporta como um curto (baixa resistência) entre coletor e emissor (corrente flui, baixa
).
- Conclusão: a ideia geral de uso como chave está certa, mas a descrição “curto em corte e aberto em saturação” está invertida — logo a afirmação III é falsa.
Passo 7
Análise da afirmação IV:
- Afirmação IV diz: na região ativa, a junção emissor-base está polarizada diretamente e a base-coletor reversamente; nessa região o transistor funciona como amplificador.
- Isso é exatamente a definição de região ativa direta (às vezes chamada “ativa normal”):
direto (injeta portadores do emissor para a base) e reverso (o coletor coleta esses portadores), e a corrente de coletor segue aproximadamente . Essa condição é justamente a que permite amplificação de sinais. - Portanto a afirmação IV é verdadeira.
Resposta
I e IV