Projete um circuito de polarização estável do emissor em I_{C_{Q}}=\frac{1}{2} I_{C_{\mathrm{st}}} e V_{C E_{Q}}=\frac{1}{2} V_{C C}. Use V_{C C}=20 \mathrm{~V}, I_{C_{\mathrm{sa}}}=10 \mathrm{mA}, \beta=120 \mathrm{e} R_{C}=4 R_{E} utilizando valores padrão.

Passo 1

O enunciado pede o projeto de um circuito de polarização estável com emissor, de modo que o ponto de repouso satisfaça
I_{C_Q}=\tfrac12\,I_{C_{\mathrm{sa}}}
e
V_{CE_Q}=\tfrac12\,V_{CC},
sabendo que V_{CC}=20,V, I_{C_{\mathrm{sa}}}=10,mA, \beta=120 e ainda que R_C=4\,R_E. Vamos usar o método usual de escolher R_C e R_E a partir de condições de corrente e tensão e depois dimensionar a rede de polarização do base (divisor) para garantir estabilidade.

Passo 2

Determine o ponto de repouso desejado.
Como
I_{C_Q}=\tfrac12\,I_{C_{\mathrm{sa}}}=\tfrac12\times10\text{ mA}=5\text{ mA},
e
V_{CE_Q}=\tfrac12\,V_{CC}=\tfrac12\times20\text{ V}=10\text{ V}.

Passo 3

Encontre R_C e R_E usando R_C=4\,R_E e a queda de tensão no coletor e emissor.
No circuito com emissor degenerado, vale aproximadamente
V_{CE_Q}=V_{CC}-I_{C_Q}\,R_C-I_{E_Q}\,R_E
e como I_{E_Q}\approx I_{C_Q}=5 mA, temos
10=20-5\times10^{-3}\,(R_C+R_E).
Isto implica
5\times10^{-3}\,(R_C+R_E)=10 \quad\Longrightarrow\quad R_C+R_E=2000\\ \Omega.
Como R_C=4\,R_E, então
4R_E+R_E=2000 \quad\Longrightarrow\quad R_E=400\\ \Omega,
e
R_C=4\times400=1600\\ \Omega.
Em valores padrão da série E12 escolhemos R_E=390, \Omega e R_C=1{,}6,k \Omega.

Passo 4

Dimensione a rede de polarização por divisor de tensão.
O potencial no emissor é
V_{E_Q}=I_{E_Q}\,R_E\approx5\text{ mA}\times390\Omega=1{,}95\text{ V},
logo a base deve ficar em
V_{B}=V_{E_Q}+V_{BE}\approx1{,}95+0{,}7=2{,}65\text{ V}.
Escolhemos a corrente no divisor cerca de 10\times a corrente de base, isto é
I_{div}\approx10\,I_{B_Q} \quad\text{com}\quad I_{B_Q}=\frac{I_{C_Q}}{\beta}=\frac{5\text{ mA}}{120}\approx41{,}7\mu\text{A},
logo I_{div}\approx0{,}42 mA. O resistor total do divisor vale
R_1+R_2=\frac{V_{CC}}{I_{div}}=\frac{20}{0{,}42\times10^{-3}}\approx48\text{ k}\Omega.
Dessa forma
R_2=\frac{V_{B}}{I_{div}}=\frac{2{,}65}{0{,}42\times10^{-3}}\approx6{,}3\text{ k}\Omega,
R_1=\frac{V_{CC}-V_{B}}{I_{div}}=\frac{20-2{,}65}{0{,}42\times10^{-3}}\approx41{,}5\text{ k}\Omega.
Em valores padrão E12 escolhemos R_2=6{,}8,k \Omega e R_1=39,k \Omega.

Resposta

R_C=1{,}6\text{ k}\Omega,\quad R_E=390\\ \Omega,\quad R_1=39\text{ k}\Omega,\quad R_2=6{,}8\text{ k}\Omega.

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