Dissipação potencia Pratica, Notas de estudo de Eletrônica

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Eletrônica Eletrônica básica - Prática

Dissipação de potência

e correntes de fuga

no transistor

Dissipação de potência e correntes de fuga no transistor

© SENAI-SP, 2003

Trabalho editorado pela Gerência de Educação da Diretoria Técnica do SENAI-SP, a partir dos conteúdos extraídos da apostila homônima, Dissipação de Potência e Correntes de Fuga no Transistor - Prática , SENAI - DN, RJ, 1986

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Prática

Exercício 1

1. Por que a potência dissipada na junção base-emissor de um transistor pode ser desprezada na determinação da potência total?
2. Qual é a equação da potência dissipada no transistor?
3. Por que a dissipação de potência do transistor deve ser limitada?
4. Determine a potência dissipada (PC ) em cada uma das situações que seguem, tomando como base o circuito abaixo e os dados fornecidos.

4. Por que uma chaleira de água quente esfria mais vagarosamente no verão?
5. Dois transistores dissipam a mesma potência. Um está num ambiente a 40ºC e outro num ambiente a 28ºC. Qual dos dois transistores estará mais quente?
6. Um manual de transistores informa que o transistor BC558 tem um limite de dissipação de potência de 500mW, não informando em que temperatura. Assinale em quais das situações que seguem este transistor poderia funcionar.

a. dissipando 500mW em um ambiente a 38ºC. b. dissipando 500mW em um ambiente a 16ºC. c. dissipando 700mW em um ambiente a 0ºC. d. dissipando 300mW em um ambiente a 25ºC.

7. Determine a potência de dissipação máxima do transistor BC 308 a 45º e 70º usando o gráfico a seguir.

Exercício 3

1. Quais são os portadores majoritários e minoritários nos cristais:

a. (^) N - majoritários

• minoritários

b. (^) P - majoritários

• minoritários

2. Como se denomina as correntes geradas pelo movimento de portadores minoritários em uma junção PN?
3. Onde circula a corrente de fuga I (^) CBO?
4. Um transistor tem I (^) CBO = 40ºC. Qual é o valor de I (^) CEO no transistor?
5. Um transistor de silício β = 170 tem uma corrente de base de 280μA e uma corrente I (^) CBO = 6μA. Qual é a corrente de coletor deste transistor?
6. Que valor terá I (^) C do transistor da questão anterior se a temperatura aumentar 10ºC?
7. O que é a avalache térmica?

Verificação da dissipação de potência

1. Monte o circuito da figura abaixo.
2. Ajuste a fonte para 12VCC e conecte ao circuito.
3. Ajuste o potenciômetro P 1 de fora a obter uma VCE = 6V.
4. Determine a corrente de coletor do transistor (I (^) C = VRC / (^) RC ). I (^) C = _________________ mA
5. Determine a potência dissipada no transistor. PC = VCE. I (^) C PC = mW
6. Toque no transistor para verificar se houve aquecimento. O transistor está frio?
7. Obtenha do manual, folheto técnico ou do instrutor, a potência de dissipação máxima do transistor usado no ensaio. Transistor = PCmáx = mW

A potência real dissipada no transistor (item 5) está próxima do valor máximo?

8. Desligue o circuito.
9. Substitua o resistor de coletor (R 2 ) por R 3.
10. Ajuste o potenciômetro P 1 para máxima resistência.
11. Religue a fonte.
12. Ajuste o potenciômetro de forma a obter um V (^) CE = 6V.
13. Determine a potência dissipada no transistor nesta nova situação. PC = _________________ mW

A potência real dissipada está mais próxima do valor máximo admissível?

14. Segure o transistor pelo encapsulamento. Houve aquecimento?

Pode-se afirmar que se um transistor está frio, a potência real dissipada é pequena em relação ao seu valor máximo?

Resumo

Dissipação de potência no transistor

As junções de um transistor estão sujeitas a uma diferença de potencial e são percorridas por uma quantidade de corrente.

Isto faz com que exista uma dissipação de potência nas junções, gerando calor.

A dissipação de potência na junção base-emissor é muito pequena em relação a dissipação na junção coletor-base. Por esta razão, considera-se como potência dissipada no transistor apenas a potência de coletor, que é dada pela equação.

PC = VCE. I (^) C

Dissipação máxima no transistor

Tendo em vista que os materiais semi condutores fundem a temperaturas baixas (90º - 120º) é necessário evitar que o transistor aqueça até estas temperaturas.

Isto é feito controlando a quantidade de calor produzida, estabelecendo um limite de dissipação de potência para o componente.

Os fabricantes fornecem nos manuais e folhetos o valor máximo de dissipação de potência (PCmáx) que um transistor pode reportar.

Este valor é válido para temperaturas de até 25ºC a menos que seja uma especificação em contrário.

A temperatura ambiente e a resistência térmica do encapsulamento são fatores que influenciam na quantidade de calor que o transistor dissipa para o ambiente.

Redução da potência dissipada

Quando um transistor deve funcionar em um ambiente cuja temperatura é maior que 25ºC reduz-se o valor de PCmáx para evitar que o transistor seja danificado.

O grau de redução da capacidade nominal de dissipação é fornecido pelo fabricante através de um gráfico.

Correntes de fuga no transistor

Os portadores minoritários dos cristais P e N dão origem a uma corrente de fuga na junção base-coletor do transistor, que é normalmente polarizada inversamente.

A corrente I (^) CBO gera uma recombinação na base, provocando a circulação de uma corrente entre coletor e emissor denominada de corrente de saturação reversa (I (^) CEO), dada aproximadamente pela equação:

I (^) CEO = I (^) CBO. β

Esta corrente de saturação circula junto com a corrente provocada pela base, de forma que a corrente de coletor do transistor é:

I (^) C = (I (^) B. β) + (I (^) CBO. β)

Como I (^) CBO faz parte da equação completa de I (^) C e seu valor depende da temperatura, a corrente de coletor também sofre uma dependência da temperatura.

Este tem sido um dos fatores determinantes do maior uso dos transistores de silício, que tem corrente de fuga muito menores que o germânio para a mesma temperatura.

Referências bibliográficas

SENAI/DN. Dissipação de potência e correntes de fuga no transistor, prática. Rio de Janeiro, Divisão de Ensino e Treinamento, 1986. (Série Eletrônica Básica).

Eletrônica básica

Teoria 46.15.11.752- Prática: 46.15.11.736-

Teoria 46.15.12.760- Prática: 46.15.12.744-

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