Exercícios de Transístores de Junção Bipolar

(Paulo Lopes 2003, ISTCTE)

S - Microelectronic Circuits, Sedra/Smith, quarta edição

M – Circuitos com Transístores Bipolares e MOS, M. Medeiros Silva

1. SE4.1 – Considere um transístor npn com Vvbe 7.0= para uma corrente

mAiC 1= . Determine o valor BEv para mAiC 1.0= e mAiC 10= .

Solução: 0.64V e 0.76V

2. 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 0.993

3. SP4.2 – Um transístor npn tem uma área de emissor dado por mm µµ 1010 × . A

concentração de impurezas no emissor é de 319 /10 cmN D = , na base é de

317 /10 cm e no colector é de 315 /10 cmN D = . O transístor opera a uma

temperatura de kT 300= , onde 310 /105.1 cmni ×= . Para o caso de difusão de

electrões na base tem-se mLn µ19= e scmDn /3.21 2= . Para o caso de difusão

de lacunas no emissor temos mLP µ6.0= e scmDP /7.1 2= . Calcule o valor de

SI e de β assumindo uma largura da base de,

a) mµ1 b) mµ2 c) mµ3

4. 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.

Aparelho

I I Ie(mA)

a B

a 1 1 1

- 1 -

0.1

b 0 1.12

c 0 0 6

d 9 99.0

0 9

e 0 0.011

1

f 1 0 10.1

1

g 1 0 10.0

0

h 0 0 9

i 0 0 1

5. Calcule o valor de β e rβ de um transístor BJT, com ND(emissor) = 1016 ,

ND(colector)=1012 e NA=1013, mW µ5.0= , mLL nP µ7== e assumindo 2nbn LD =τ .

6. 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 -

Q1

5V

R12kohm

R2430kohm

V1

+4.3V

Vo

+2V

Q1

5V

R1230ohm

R2

20kohm

V1

+4.3V

Vo

+2.3V

c)

Q1

10V

R11kohm

R2

150kohm

V1

+8.3V

Vo

9V

R320kohm

8. 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 -

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

V1

V2

Q1

R33.3kohm

R2

47kohm

I12mA

a)

10V

V3

Q1

R33.3kohm

-10V

R14.7kohm

\/ I4

b)

10V

V7

Q1

R33.3kohm

-10V

R14.7kohm

R2

47kohmV5

V6

c)

10V

V8

Q1

R36.8kohm

2.5V

R110kohm

R2

100kohmV9

V6

2.5V

d)

10V

V11

Q1

R36.8kohm

-10V

R110kohm

R2300kohm

V12

V10

R4180kohm

10V

-10V

e)

- 4 -

11. SP4.39 – Para o circuito representado na figura determine o valor das tensões

marcadas para: a) ∞=β , b) 100=β , c) 10=β .

10V

V5

Q2

R35.1kohm

-10V

R14.3kohm

R29.1kohm

V4

V1

R49.1kohm

10V

-10V

R5100kohm

Q1

12. SP4.44 – Um BJT está polarizado para operar a uma corrente Ic=2.5mA. Qual é

o valor de gm? Se 50=β qual é o valor de er e πr ? Se o colector estiver ligado

a uma resistência de Ωk1 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 Ω> 1000πr . 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,

eE

E

i

o

rR

R

v

v

+=1

eE

C

i

o

rR

R

v

v

+−

=α2

.

- 5 -

Determine os valores destes ganhos de tensão.

10V

vo2

Q2

R3

4.3kohm

R16.8kohm

R2100kohm

vo1

R4100kohm

10V

V1

C11F

C21F

C3

1F

15. SP4.78 - Para o amplificador emissor comum representado na figura considere

Vcc=9V, Ω= kR 271 , Ω= kR 152 , Ω= kRE 2.1 e Ω= kRC 2.2 . O transístor tem

100=β e VVA 100= . Calcule o valor da corrente de polarização EI . Se o

amplificador operar entre uma fonte com Ω= kRS 10 e uma carga de Ωk2

utilize o modelo de pequenos sinais do circuito para determine o valor de iR ,

OR , VA e IA .

- 6 -

VCC

Q2

Rc

Re

R2

R1

VCC

Vs

C11F

C21F

C3

1F

Rs

Rl

Vo

16. SP4.84 - Para o circuito na figura determine iR e VA . Assuma que 50=β . Se a

amplitude do sinal bev estiver limitada a mV5 determine qual é o maior sinal

presente na entrada? Qual é o sinal correspondente na saída?

VCC

Q2

10kohm

Vs

C11F

C21F

10kohm

10kohm

Vo

I1

0.2mA

VEE

125ohm

17. 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 -

valores de: a) EI , EV e BV ; b) a resistência de entrada iR ; c) o ganho de tensão

VA .

9V

Q2

1kohm

10kohm

9V

Vs

C21F

C3

1F10kohm

1kohm

Vo

18. SP4.92 – Para o circuito emissor comum da figura determine a corrente de

polarização no emissor EI . Assumido que 120=β e desprezando Or determine

a resistência de entrada IR o ganho de tensão VA e o ganho de corrente IA e a

resistência de saída OR .

5V

Vs

C21F

100kohm1kohm

Vo

3.3kohm

-5V

Q1

19. SP4.99 – Para o circuito na figura determine Vb, Ve e Vc para Ω= kRB 100 ,

Ω= kRB 10 e Ω= kRB 1 . Assuma que 100=β .

- 8 -

5V

Rb

1kohm

1kohm

-5V

Q1

5V

Vc

Vb

Ve

- 9 -

20. SP4.105 – Determine as expressões para a característica i-v do dos transístores

ligados como díodos da figura em função de FRS eI αα, . 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.

Q1

P1

M1

-

+

P2

N2

-

+

Q2

+

I I

21. SP4.135 – Para o circuito da figura, conhecido como o multiplicador de BEv

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 Ω== kRR 121 , mAI 10= e a tensão base

emissor, VvBE 7.0= . Repita para 100=β . Em geral o que significa a condição

I suficientemente elevado?

Q2

VX

R1

R2

- 10 -