Exercícios de Transístores de Junção Bipolar                                                           (Paulo Lopes 2003, ...
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5V                                         5V       V1                                          V1      +4.3V             ...
10. SP4.35 – Para os circuitos as figuras que se seguem determine os valores para os   valores das tensões e das correntes...
11. SP4.39 – Para o circuito representado na figura determine o valor das tensões   marcadas para: a) β = ∞ , b) β = 100 ,...
Determine os valores destes ganhos de tensão.                                10V         10V                              ...
VCC            VCC                                               R1                                                       ...
valores de: a) I E , V E e V B ; b) a resistência de entrada Ri ; c) o ganho de tensão    AV .                            ...
5V      5VRb                 1kohm                   Vc              Q1Vb                   Ve     1kohm             -5V  ...
20. SP4.105 – Determine as expressões para a característica i-v do dos transístores   ligados como díodos da figura em fun...
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Exercicios de bjt

  1. 1. Exercícios de Transístores de Junção Bipolar (Paulo Lopes 2003, ISTCTE)S - Microelectronic Circuits, Sedra/Smith, quarta ediçãoM – Circuitos com Transístores Bipolares e MOS, M. Medeiros Silva1. SE4.1 – Considere um transístor npn com vbe = 0.7 V para uma corrente iC = 1 mA . Determine o valor v BE para iC = 0.1mA e iC = 10mA . Solução: 0.64V e 0.76V2. SE4.2 – Transístores de um determinado tipo são especificados para terem valores de β entre 50 e 150. Determine a variação do parâmetro α . Solução: 0.980 a 0.9933. SP4.2 – Um transístor npn tem uma área de emissor dado por 10 µm × 10µm . A concentração de impurezas no emissor é de N D = 1019 / cm 3 , na base é de 1017 / cm 3 e no colector é de N D = 10 / cm . O transístor opera a uma 15 3 temperatura de T = 300k , onde ni = 1.5 × 10 / cm . Para o caso de difusão de 10 3 electrões na base tem-se Ln = 19 µm e Dn = 21.3cm / s . Para o caso de difusão 2 de lacunas no emissor temos LP = 0.6 µm e DP = 1.7cm 2 / s . Calcule o valor de I S e de β assumindo uma largura da base de, a) 1 µm b) 2 µm c) 3 µm4. SP4.5 – Medidas efectuadas numa variedade de transístores não estão totalmente completas ou com erros. Os dados conhecidos estão representados na tabela em baixo. Determine os valores em falta e detecte possíveis inconsistências. A I I I a B pa e re ( lh m o A ) a 1 1 1 -1-
  2. 2. 0 . 1 b 0 1 . 1 2 c 0 0 6 d 9 9 0 9 9 . 0 e 0 0 1 . 0 1 1 f 1 0 1 1 0 . 1 g 1 0 1 0 0 . 0 h 0 0 9 i 0 0 15. Calcule o valor de β e β r de um transístor BJT, com ND(emissor) = 1016 , ND(colector)=1012 e NA=1013, W = 0.5µm , LP = Ln = 7 µm e assumindo Dnτ b = Ln . 26. SP4.16 - Um transístor pnp tem Vbe=0.8V para uma corrente de colector de 1A. Quais são os valores esperados de Vbe para a) Ic = 10mA e b) Ic = 5A.7. SP4.20 - Medidas nos circuitos das figuras resultaram nas tensões indicadas. Determine o valor de β de cada transístor. a) b) -2-
  3. 3. 5V 5V V1 V1 +4.3V +4.3V Q1 Q1 Vo R2 Vo +2.3V R2 R1 +2V 20kohm R1 430kohm 2kohm 230ohm c) 10V R3 20kohm Vo V1 9V +8.3V Q1 R2 150kohm R1 1kohm8. SP4.24 - Um BJT cuja corrente de emissor está fixa em 1mA tem uma tensão base emissor de 0.67V aos 25ºC. Qual é a tensão que espera nos 0ºC e nos 100ºC?9. SP4.33 – Uma única medição indica que a tensão no emissor do transístor na figura que se segue é 1.0V. Assumindo que |Vbe|=0.7V quais são os valores de Vb, Ib, Ic, Vc, β e α ? -3-
  4. 4. 10. SP4.35 – Para os circuitos as figuras que se seguem determine os valores para os valores das tensões e das correntes marcadas. Assuma beta=100. 10V 10V 10V R3 R3 R3 3.3kohm 3.3kohm 3.3kohm V1 V3 V7 R2 Q1 R2 47kohm Q1 Q1 V2 47kohm V5 / I4 I1 2mA V6 R1 R1 4.7kohm 4.7kohm -10V -10V a) b) c) 10V 10V 10V R3 R4 R3 6.8kohm 180kohm 6.8kohm 2.5V V8 V11 R2 V10 Q1 Q1 100kohm V9 V12 V6 R1 R2 R1 10kohm 300kohm 10kohm 2.5V -10V -10V d) e) -4-
  5. 5. 11. SP4.39 – Para o circuito representado na figura determine o valor das tensões marcadas para: a) β = ∞ , b) β = 100 , c) β = 10 . 10V 10V R4 9.1kohm R3 5.1kohm V1 V5 Q1 Q2 R5 V4 100kohm R2 R1 9.1kohm 4.3kohm -10V -10V12. SP4.44 – Um BJT está polarizado para operar a uma corrente Ic=2.5mA. Qual é o valor de gm? Se β = 50 qual é o valor de re e rπ ? Se o colector estiver ligado a uma resistência de 1 kΩ com um sinal de 10mV aplicado entre a base e o emissor, qual é a amplitude do sinal de saída?13. SP4.45 - Um projectista pretende criar um amplificador baseado num transístor BJT com um gm=100mA/V e uma resistência rπ > 1000Ω . Que valor deve este escolher para a corrente de emissor? Qual é o menor valor para o β que este transístor pode tolerar.14. SP4.64 - O transístor para o circuito na figura está polarizado para funcionar na zona activa. Assumindo que β é elevado determine a corrente de colector Ic. Substitua o transístor pelo seu modelo de pequenos sinais. Mostre utilizando o circuito equivalente que, v o1 RE v o 2 − α RC = = . vi R E + re vi R E + re -5-
  6. 6. Determine os valores destes ganhos de tensão. 10V 10V R4 100kohm R3 4.3kohm C3 C1 vo2 1F 1F Q2 C2 1F vo1 V1 R2 R1 100kohm 6.8kohm15. SP4.78 - Para o amplificador emissor comum representado na figura considere Vcc=9V, R1 = 27 kΩ , R2 = 15kΩ , RE = 1.2kΩ e RC = 2.2kΩ . O transístor tem β = 100 e V A = 100V . Calcule o valor da corrente de polarização I E . Se o amplificador operar entre uma fonte com RS = 10kΩ e uma carga de 2kΩ utilize o modelo de pequenos sinais do circuito para determine o valor de Ri , RO , AV e AI . -6-
  7. 7. VCC VCC R1 Rc Vo Rs C3 C1 1F Vs 1F Q2 C2 Rl 1F R2 Re16. SP4.84 - Para o circuito na figura determine Ri e AV . Assuma que β = 50 . Se a amplitude do sinal vbe estiver limitada a 5mV determine qual é o maior sinal presente na entrada? Qual é o sinal correspondente na saída? VCC 10kohm Vo C1 1F 10kohm Q2 10kohm Vs C2 1F I1 0.2mA 125ohm VEE17. SP4.91 - O circuito colector comum da figura o transístor tem valores de β que variam entre 20 e 200. Para os dois valores extremos para β determine os -7-
  8. 8. valores de: a) I E , V E e V B ; b) a resistência de entrada Ri ; c) o ganho de tensão AV . 9V 9V 10kohm C3 Vo Q2 10kohm C2 1F 1F Vs 1kohm 1kohm18. SP4.92 – Para o circuito emissor comum da figura determine a corrente de polarização no emissor I E . Assumido que β = 120 e desprezando rO determine a resistência de entrada R I o ganho de tensão AV e o ganho de corrente AI e a resistência de saída RO . 5V 3.3kohm C2 1F Vo Q1 1kohm Vs 100kohm -5V19. SP4.99 – Para o circuito na figura determine Vb, Ve e Vc para RB = 100kΩ , R B = 10kΩ e R B = 1kΩ . Assuma que β = 100 . -8-
  9. 9. 5V 5VRb 1kohm Vc Q1Vb Ve 1kohm -5V -9-
  10. 10. 20. SP4.105 – Determine as expressões para a característica i-v do dos transístores ligados como díodos da figura em função de I S , α R e α F . Quando a corrente nos dois transístores são idênticas a um valor I, é determinado que a tensão no díodo “1” é de 0.7V e de 0.6V no díodo “2”. Determine o tamanho relativo das junções base-emissor e base-colector. P1 P2 I I + + Q1 Q2 - - M1 N221. SP4.135 – Para o circuito da figura, conhecido como o multiplicador de v BE assuma que I é suficientemente elevado e que β é muito elevado, e determine uma expressão para a tensão entre o ponto X e a terra e a resistência incremental. Determine estas valores para R1 = R2 = 1kΩ , I = 10mA e a tensão base emissor, v BE = 0.7V . Repita para β = 100 . Em geral o que significa a condição I suficientemente elevado? VX R1 Q2 R2 - 10 -

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