Questão 4. A Reta de Carga CC para um circuito de polarização do emissor com
e
é definida por dois pontos extremos. Qual é o valor da corrente de coletor
no ponto de saturação (assumindo
)?
a) 20 mA .
b) 4 mA .
c)
.
d) 5 mA .
a) 20 mA .
b) 4 mA .
c)
d) 5 mA .
Passo 1
Lista clara do que o enunciado dá e do que pede.
- Dados fornecidos:
-
. -
. -
. - Assumir
no ponto de saturação.
-
- O que o enunciado pergunta:
- Qual é o valor da corrente de coletor
no ponto de saturação?
- Qual é o valor da corrente de coletor
Passo 2
Entendendo o circuito e escrevendo a equação de circuito útil.
- Imagine o caminho da fonte até o terra passando por
, pelo coletor-emissor do transistor (quando saturado) e por . Aplicamos a lei das malhas (KVL) nessa malha direita do circuito. - Escrevemos a equação de tensão ao redor da malha (do positivo da fonte ao terra):
- Onde:
-
é a corrente do coletor (o que queremos). -
é a corrente do emissor. -
é a tensão coletor-emissor.
-
Passo 3
Relacionamento entre correntes e aproximação necessária (explicando por quê).
- Pela conservação de corrente no transistor:
onde
é a corrente de base.
- Em polarização normal, quando o transistor está em região ativa,
é grande (por exemplo a ou mais), então é muito menor que e podemos aproximar
- Mesmo na saturação usamos essa aproximação para achar o intercepto extremo da reta de carga: ela fornece o máximo valor possível de
quando . Se for finito e pequeno, afetaria levemente o valor, mas o enunciado pede a corrente no ponto de saturação assumindo , portanto a aproximação é adequada para este cálculo (vou mostrar um check numérico ao final).
Passo 4
Aplicar
e
para isolar
.
- Colocando
e na equação da malha:
- Agrupando termos:
Passo 5
Cálculo numérico passo a passo com unidades.
- Somar resistências:
- Dividir
pela resistência total:
- Converter para miliampères:
Passo 6
Verificação rápida (consistência dos drops de tensão).
- Queda em
: - Queda em
(usando ): - Soma das quedas:
, compatível com .