apostila transistor

apostila transistor

(Parte 7 de 12)

Solução:

A primeira impressão é de que realmente o led 2 terá sua luminosidade diminuída, pois em comparação ao led 1 necessita de mais tensão em seus terminais.

No entanto como os leds estão sendo acionados por uma fonte de corrente tal não acontecerá, conforme será mostrado nos cálculos a seguir:

Fixando a corrente de emissor:

Se ambos os leds necessitam de 15mA para o brilho ideal então basta fixar a corrente de emissor em 15mA, dimensionando o valor de RE.

RE = (onde VBB - VBE = VRE)

Adotaremos então RE = 150

Para o led 1: VCE = 6 - Vled - VRE = 6 - 1,5 - 2,3 = 2,2V

Para o led 2: VCE = 6 - Vled - VRE = 6 - 2,5 - 2,3 = 1,2V

Desta forma, a luminosidade do led 2 não será diminuída.

A figura a seguir mostra que a corrente nos leds permanece constante, embora as tensões sejam diferentes.

Reta de carga de L-1

1º ponto:

IC =

2º ponto:

VCE = VCC - Vled = 6 - 1,5 = 4,5V

Reta de carga de L-2

1º ponto:

IC =

2º ponto:

VCE = VCC - Vled = 6 - 2,5 = 3,5V

REGULADOR SÉRIE:

O regulador série é na realidade uma fonte de alimentação regulada mais sofisticada em relação aos reguladores que utilizam apenas diodo zener.

O diodo zener atua apenas como elemento de referência enquanto que o transistor é o elemento regulador ou de controle. Observa-se que o transistor está em série com a carga, daí o nome regulador série.

FUNCIONAMENTO:

  • A tensão de saída estará disponível na carga (VL), então: VL = VZ - VBE

  • Como VZ >> VBE podemos aproximar: VL = VZ

  • Sendo VZ constante, a tensão no ponto "x" será constante

  • Caso VIN aumente podemos analisar o que acontece aplicando LKT:

VIN = VR + VZ, mas VR = VCB, logo: VIN = VCB + VZ

VCE = VCB + VBE

Portanto, quando VIN aumenta, como VZ é constante, VCB também aumentará provocando um aumento de VCE, de modo a suprir a variação na entrada, mantendo VL constante.

VL = VIN - VCE

Então: se VIN aumenta VCE aumenta VL não se altera

  • Caso VIN diminua podemos analisar o que acontece aplicando LKT, obedecendo os mesmos princípios adotados anteriormente. Neste caso VCB diminui.

Com a diminuição de VIN VCE diminui VL não se altera

LIMITAÇÕES:

Valores mínimos e máximos de VIN

Como VIN = VR + VZ e VR = R.IR mas IR = IZ + IB

então:

VIN = R(IZ + IB) + VZ

Para VIN mínima temos: VIN(MIN) = R(IZ(MIN) + IB(MAX))

Portanto, abaixo do valor mínimo de entrada o diodo zener perderá suas características de estabilização.

Para VIN máxima temos: VIN(MAX) = R(IZ(MAX) + IB(MIN))

Acima do valor máximo de entrada o diodo zener perderá também suas características de estabilização e será danificado.

CONDIÇÕES PARA UM PROJETO:

Alguns parâmetros devem ser observados para que o circuito opere em condições normais sem danificar seus componentes.

  • Tensão de entrada máxima:

VIN(MAX) = (IB(MIN) + IZ(MAX)).R + VZ ( I )

Na pior condição RL =  (carga aberta), logo IB(MIN) = 0

VIN(MAX) = R.(IZ(MAX)) + VZ

onde: IZ(MAX) =

  • Tensão de entrada mínima:

VIN(MIN) = (IB(MAX) + IZ(MIN)).R + VZ ( II )

De ( I ) tiramos: IZ(MAX) = ( III)

De ( II ) tiramos: IZ(MIN) + IB(MAX) = ( IV )

Dividindo ( III ) e ( IV ) temos:

PROJETO

Projetar uma fonte de alimentação estabilizada com diodo zener e transistor com as seguintes características:

Tensão de saída (VL): 6V

Corrente de saída máxima (IL(MAX)): 1,5A

Tensão de entrada (VIN): 12V  10%

Escolha do transistor

O transistor a ser utilizado deverá obdecer as seguintes características:

VCBO > VIN(MAX) no caso 13,2V

IC(MAX)6> IL(MAX) no caso 1,5A

PC(MAX) 7> (VIN(MAX) - VL) . IC(MAX)

Supondo que o transistor escolhido seja o BD235, que de acordo com o manual do fabricante tem as especificações:

VCBO(MAX) = 45V

IC(MAX) = 2A

PC(MAX) = 25W

 > 40 < 250

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