Marque V (verdadeiro) ou F (falso), nas afirmativas abaixo: (2 pontos)
a) ( ) O transistor bipolar pode ser do tipo NPN ou PNP.
b) ( ) Para que um circuito transistorizado opere na região ativa, devemos ter
e
.
c) ( )
(beta) de um transistor também indica a razão entre a tensão de coletor
e a tensão de base
.
d) ( ) Os transistores estão disponíveis para uso em circuitos de baixa ou alta potências.
e) ( ) A tensão entre base e emissor é, normalmente,
.
f) ( ) A tensão de saturação
tem valor igual a
.
g) ( ) O ponto quiescente é afetado pela temperatura do circuito, onde alguns circuitos são mais suscetíveis a variação de temperatura e outros menos suscetíveis.
h) ( ) Para projetos de circuitos transistorizados, podemos considerar que a corrente de coletor é igual a corrente de emissor.
i) ( ) O transistor pode atuar como chave ou amplificador, dependendo da região de operação em que se encontra.
j) ( ) O
de um transistor pode variar entre diferentes componentes do mesmo modelo.
a) ( ) O transistor bipolar pode ser do tipo NPN ou PNP.
b) ( ) Para que um circuito transistorizado opere na região ativa, devemos ter
c) ( )
d) ( ) Os transistores estão disponíveis para uso em circuitos de baixa ou alta potências.
e) ( ) A tensão entre base e emissor é, normalmente,
f) ( ) A tensão de saturação
g) ( ) O ponto quiescente é afetado pela temperatura do circuito, onde alguns circuitos são mais suscetíveis a variação de temperatura e outros menos suscetíveis.
h) ( ) Para projetos de circuitos transistorizados, podemos considerar que a corrente de coletor é igual a corrente de emissor.
i) ( ) O transistor pode atuar como chave ou amplificador, dependendo da região de operação em que se encontra.
j) ( ) O
Passo 1
O enunciado pede para marcar V (verdadeiro) ou F (falso) em dez afirmativas (de a até j) sobre transistores bipolares. Vou listar as afirmativas exatamente como aparecem, sem resolver ainda, para ficar claro o que se pede:
a) ( ) O transistor bipolar pode ser do tipo NPN ou PNP.
b) ( ) Para que um circuito transistorizado opere na região ativa, devemos ter e
.
c) ( ) (beta) de um transistor também indica a razão entre a tensão de coletor
e a tensão de base
.
d) ( ) Os transistores estão disponíveis para uso em circuitos de baixa ou alta potências.
e) ( ) A tensão entre base e emissor é, normalmente, .
f) ( ) A tensão de saturação tem valor igual a
.
g) ( ) O ponto quiescente é afetado pela temperatura do circuito, onde alguns circuitos são mais suscetíveis a variação de temperatura e outros menos suscetíveis.
h) ( ) Para projetos de circuitos transistorizados, podemos considerar que a corrente de coletor é igual a corrente de emissor.
i) ( ) O transistor pode atuar como chave ou amplificador, dependendo da região de operação em que se encontra.
j) ( ) O de um transistor pode variar entre diferentes componentes do mesmo modelo.
a) ( ) O transistor bipolar pode ser do tipo NPN ou PNP.
b) ( ) Para que um circuito transistorizado opere na região ativa, devemos ter
c) ( )
d) ( ) Os transistores estão disponíveis para uso em circuitos de baixa ou alta potências.
e) ( ) A tensão entre base e emissor é, normalmente,
f) ( ) A tensão de saturação
g) ( ) O ponto quiescente é afetado pela temperatura do circuito, onde alguns circuitos são mais suscetíveis a variação de temperatura e outros menos suscetíveis.
h) ( ) Para projetos de circuitos transistorizados, podemos considerar que a corrente de coletor é igual a corrente de emissor.
i) ( ) O transistor pode atuar como chave ou amplificador, dependendo da região de operação em que se encontra.
j) ( ) O
Passo 2
Vamos à primeira afirmativa (a). Primeiro uma explicação didática e curta sobre tipos de transistor bipolar:
- Um transistor bipolar de junção (BJT) é formado por três camadas de material semicondutor dispostas em duas junções PN. As duas configurações básicas são: NPN (camada P no meio) e PNP (camada N no meio).
- A diferença prática entre NPN e PNP é a polaridade das tensões e correntes necessárias para polarizar as junções: NPN usa elétrons como principais portadores, PNP usa lacunas.
Conclusão e marcação para (a): a afirmativa é verdadeira.
Passo 3
Agora a afirmativa (b). Primeiro ensino o que significa “região ativa” e polarizações das junções:
- O BJT tem duas junções: base–emissor (BE) e base–coletor (BC).
- Para um NPN operar na região ativa (modo amplificador), a junção BE precisa estar direta (forward biased) e a junção BC precisa estar reversamente polarizada (reverse biased).
- “Junção BE direta” significa que a tensão base–emissor
é positiva (para NPN a base mais positiva que o emissor), i.e. . - “Junção BC reversa” significa que a tensão coletor–base
é positiva (para NPN o coletor mais positivo que a base), o que é equivalente a .
Portanto a condição dada na afirmativa (b) está correta para um transistor NPN na região ativa. Conclusão para (b): verdadeiro.
Passo 4
Afirmativa (c): preciso explicar o que é
(beta) do transistor:
- O parâmetro
(ou , ganho de corrente em modo comum) é definido como a razão entre a corrente de coletor e a corrente de base: . Aqui é a corrente que sai do coletor e é a corrente que entra na base. - Observe que
relaciona correntes, não tensões. A razão entre tensões e não tem relação com .
Exemplo numérico simples: see , então . Isso é ligado a correntes.
Conclusão para (c): falso.
Passo 5
Afirmativa (d): disponibilidade dos transistores em diferentes potências — explicação prática:
- Existem famílias de transistores projetadas para sinais fracos e baixíssima dissipação (pequeno sinal, baixa potência), e existem transistores de potência (power transistors) feitos para conduzir correntes e dissipar potências elevadas com encapsulamentos maiores e dissipadores.
- Exemplos: transistores pequenos para amplificadores de áudio de baixo nível; transistores de potência para fontes chaveadas, motores, etc.
Conclusão para (d): verdadeiro.
Passo 6
Afirmativa (e): tensão entre base e emissor normalmente
— explicação:
- Em transistores de silício, a junção base–emissor se comporta como um diodo de silício quando direta; a queda típica de um diodo de silício em condução é cerca de
a . Por convenção e aproximação de projeto costuma-se usar . - Observação prática: esse valor varia com corrente e temperatura (a queda diminui com aumento de temperatura, aproximadamente
). Em dispositivos de germânio ou em circuitos CMOS isso não vale.
Conclusão para (e): verdadeiro (no contexto usual de BJT de silício).
Passo 7
Afirmativa (f): “A tensão de saturação
tem valor igual a
.” Vamos explicar o que é saturação e o que é
:
-
é a tensão coletor–emissor quando o transistor está saturado (modo chave fechado). Em saturação, as junções BE e BC estão em condução direta e o transistor não consegue aumentar a corrente coletor apesar de aumentar a corrente de base; a tensão é pequena, típica a dependendo do dispositivo e corrente. -
é a tensão de alimentação (fonte) do circuito, tipicamente muito maior (por ex. , , etc.).
Logo,NÃO é igual a ; pelo contrário, quando saturado o transistor “puxa” o coletor perto do emissor, resultando em muito menor que .
Conclusão para (f): falso.
Passo 8
Afirmativa (g): efeito da temperatura no ponto quiescente — conceito e exemplo:
- O ponto quiescente (Q-point) é o ponto de operação em corrente e tensão do transistor sem sinal (polarização estática). Ele depende das correntes e tensões do circuito de polarização.
- A temperatura afeta características do semicondutor: por exemplo
decresce com temperatura e também pode variar com temperatura. Isso altera e, portanto, altera o Q-point. Alguns projetos (com realimentação negativa) tornam o Q-point menos sensível à temperatura; outros sem essa estabilização são mais sensíveis.
Conclusão para (g): verdadeiro.
Passo 9
Afirmativa (h): “podemos considerar que a corrente de coletor é igual a corrente de emissor” — vamos analisar com fórmulas:
- Relação exata entre correntes em um BJT:
. Essa é uma lei de conservação de carga: a corrente do emissor divide-se em base e coletor. - Usando
podemos escrever . Assim . - Para
muito grande (por ex. ), , então é ligeiramente menor que e às vezes, por aproximação em cálculos rápidos, tratamos . MAS isso é uma aproximação – não é igualdade exata. Em projetos precisos devemos cuidar dessa diferença.
Conclusão para (h): a afirmativa, como enunciada (igualdade), é falsa. É aceitável assumir igualdade apenas como aproximação sefor grande, mas a afirmação absoluta é incorreta.
Passo 10
Afirmativa (i): transistor como chave ou amplificador — explicação operacional:
- Região ativa (BE direta, BC reversa) → transistor opera como amplificador linear: pequenas variações de
ou causam variações amplificadas em . - Região de saturação (ambas junções diretas) e região de corte (ambas junções reversas / base sem corrente) → transistor opera como chave: saturado = “ligado” (baixo
), corte = “desligado” (praticamente zero ).
Portanto o mesmo dispositivo pode ser usado como chave digital ou como amplificador analógico dependendo de como é polarizado.
Conclusão para (i): verdadeiro.
Passo 11
Afirmativa (j): variação de
entre componentes iguais — explicação prática:
-
depende de variações de processo de fabricação, do lote, do corrente de operação e da temperatura. Por isso, dois transistores do mesmo tipo e encapsulamento podem ter significativamente diferentes (ex.: um pode ter , outro ). - Por isso em projetos de precisão ou quando
é crítico, usam-se redes de realimentação ou circuitos que tornam o funcionamento independente de .
Conclusão para (j): verdadeiro.
Resposta
a) V
b) V
c) F
d) V
e) V
f) F
g) V
h) F
i) V
j) V
b) V
c) F
d) V
e) V
f) F
g) V
h) F
i) V
j) V