02_-_Eletronica_Analogica_-_Teoria robotica

Escola SENAI “Prof. Dr. Euryclides de Jesus Zerbini”
Campinas/SP
2002
Eletrônica Analógica
Teoria

 SENAI-SP, 2002
Trabalho elaborado pela
Escola Senai “Prof. Dr. Euryclides de Jesus Zerbini”
Coordenação Geral Magno Diaz Gomes
Equipe responsável
Coordenação Luíz Zambon Neto
Elaboração Edson Carretoni Júnior
Equipe responsável pela formatação
Coordenação Luciano Marcelo Lucena da Silva
Formatação César Garcia Blasciks
Fabrício Monteiro G. DIas
Gediel Gustavo Barbutti
Versão Preliminar
SENAI - Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial
Escola SENAI “Prof. Dr. Euryclides de Jesus Zerbini”
Avenida da Saudade, 125, Bairro Ponte Preta
CEP 13041-670 - Campinas, SP
senaizerbini@sp.senai.br

Sumário
Sumário
Diodo Semicondutor
Diodos Especiais
Circuitos Retificadores
Circuito Retificador com Filtro
Transistor Bipolar
Ponto de Operação do Transistor
Polarização do Transistor
Características do Transistor Bipolar
Reguladores de Tensão
Referências Bibliográficas
5
31
47
67
85
109
129
159
173
187

Diodo Semicondutor 5
Diodo Semicondutor
A eletrônica se desenvolveu espantosamente nas últimas décadas. A cada dia, novos
componentes são colocados no mercado, simplificando o projeto e a construção de
novos aparelhos, cada vez mais sofisticados. Um dos fatos que contribuiu de forma
marcante para esta evolução foi a descoberta e a aplicação dos materiais
semicondutores.
O primeiro componente fabricado com materiais semicondutores foi o diodo
semicondutor que é utilizado até hoje para o entendimento dos circuitos retificadores,
ou seja, aqueles que transformam CA em CC.
Este capítulo tratará do diodo semicondutor, visando fornecer os conhecimentos
indispensáveis para o entendimento dos circuitos que transformam CA em CC, ou seja,
circuitos retificadores.
Para ter sucesso no desenvolvimento desses conteúdos, você já deverá ter
conhecimentos relativos a corrente elétrica, materiais condutores e isolantes.
Materiais semicondutores
Materiais semicondutores são aqueles que apresentam características de isolante ou
de condutor, dependendo da forma como se apresenta sua estrutura química. O
exemplo típico do material semicondutor é o carbono (C). Dependendo da forma como
os átomos se interligam, o material formado pode se tornar condutor ou isolante.
Dois exemplos bastante conhecidos de materiais formados por átomos de carbono são
o diamante e o grafite.

Diodo Semicondutor
6
O diamante é um material de grande dureza que se forma pelo arranjo de átomos de
carbono em forma de estrutura cristalina. É eletricamente isolante.
O grafite é um material que se forma pelo arranjo de átomos de carbono em forma
triangular. É condutor de eletricidade.
Estrutura química dos materiais semicondutores
Os materiais considerados semicondutores se caracterizam por serem constituídos de
átomos que têm quatro elétrons (tetravalentes) na camada de valência. Veja na figura
a seguir a representação esquemática de dois átomos (silício e germânio) que dão
origem a materiais semicondutores.
Os átomos que têm quatro elétrons na última camada têm tendência a se agruparem
segundo uma formação cristalina. Nesse tipo de ligação, cada átomo se combina com
quatro outros. Isso faz com que cada elétron pertença simultaneamente a dois átomos.

Esse tipo de ligação química é denominado de ligação covalente. As ligações
covalentes se caracterizam por manter os elétrons fortemente ligados em dois núcleos
associados. Por isso, as estruturas cristalinas puras, compostas unicamente por
ligações covalentes, adquirem características de isolação elétrica.
O silício e o germânio puros são materiais semicondutores com características
isolantes quando agrupados em forma de cristal.
Dopagem
A dopagem é o processo químico que tem por finalidade introduzir átomos
estranhos (impureza) na estrutura cristalina de uma substância pura como o germânio
e o silício, por exemplo. Esses átomos estranhos a estrutura cristalina são
denominados impurezas.
A dopagem, que é realizada em laboratórios, introduz no interior da estrutura de um
cristal uma quantidade controlada de uma determinada impureza para transformar
essa estrutura num condutor. A forma como o cristal conduzirá a corrente elétrica e a
sua condutibilidade dependem do tipo de impureza utilizado e da quantidade de
impureza aplicada.
Cristal N
Quando o processo de dopagem introduz na estrutura cristalina uma quantidade de
átomos com mais de quatro elétrons na última camada, como o fósforo (P), que é
pentavalente, forma-se uma nova estrutura cristalina denominada cristal N.
Dos cinco elétrons externos do fósforo, apenas quatro encontram um par no cristal.
Isso possibilita a formação covalente. O quinto elétron do fósforo não forma ligação
covalente porque não encontra, na estrutura, um elétron que possibilite essa formação.

Diodo Semicondutor
8
No cristal semicondutor, cada átomo de impureza fornece um elétron livre dentro da
estrutura.
Esse elétron isolado tem a característica de se libertar facilmente do átomo e de vagar
livremente dentro da estrutura do cristal, constituindo-se um portador livre de carga
elétrica.
É importante notar que, embora o material tenha sido dopado, seu número total de
elétrons e prótons é igual, de forma que o material continua eletricamente neutro.
Nesse cristal, a corrente elétrica é conduzida no seu interior por cargas negativas. Veja
representação esquemática a seguir.
Observe que o cristal N conduz a corrente elétrica independentemente da polaridade
da bateria.
Cristal P

A utilização de átomos com três elétrons na última camada, ou seja, trivalentes, no
processo de dopagem, dá origem à estrutura chamada de cristal P. O áto
mo de índio
(In) é um exemplo desse tipo de material.
Quando os átomos de índio são colocados na estrutura do cristal puro, verifica-se a
falta de um elétron para que os elementos tetravalentes se combinem de forma
covalente. Essa ausência de elétron é chamada de lacuna, que, na verdade, é a
ausência de uma carga negativa.
Os cristais dopados com átomos trivalentes são chamados cristais P porque a
condução da corrente elétrica no seu interior acontece pela movimentação das
lacunas. Esse movimento pode ser facilmente observado quando se analisa a
condução de corrente elétrica passo a passo.
Quando se aplica uma diferença de potencial aos extremos de um cristal P, uma
lacuna é ocupada por um elétron que se movimenta, e força a criação de outra lacuna
atrás de si. Veja figura a seguir na qual a lacuna está representada por uma carga
positiva.
A lacuna é preenchida por outro elétron gerando nova lacuna até que esta seja
preenchida por um elétron proveniente da fonte.
As lacunas se movimentam na banda de valência dos átomos e os elétrons livres que
as preenchem movimentam-se na banda de condução.
Observações
• A banda de valência é a camada externa da eletrosfera na qual os elétrons estão
fracamente ligados ao núcleo do átomo.

Diodo Semicondutor
10
• Banda de condução é a região da eletrosfera na qual se movimentam os elétrons
livres que deixaram a banda de valência quando receberam uma certa quantidade
de energia.
A condução de corrente por lacunas no cristal P independe da polaridade da fonte de
tensão. Assim, os cristais P e N, isoladamente, conduzem a corrente elétrica qualquer
que seja a polaridade de tensão aplicada às suas extremidades.
Os cristais P e N são a matéria prima para a fabricação dos componentes eletrônicos
modernos tais como diodos, transistores e circuitos integrados.
Condutibilidade dos materiais semicondutores
Há dois fatores que influenciam a condutibilidade dos materiais semicondutores. Eles
são:
• a intensidade da dopagem e
• a temperatura.

Intensidade da dopagem
Os cristais dopados mais intensamente se caracterizam por apresentar maior
condutibilidade porque sua estrutura apresenta um número maior de portadores livres.
Quando a quantidade de impurezas introduzidas na estrutura cristalina é controlada, a
banda proibida pode ser reduzida a uma largura desejada. Essa faixa está localizada
entre as bandas de valência e condução.
Temperatura
Quando a temperatura de um material semicondutor aumenta, a energia térmica
adicional faz com que algumas ligações covalentes da estrutura se desfaçam. Cada
ligação covalente que se desfaz pelo aumento da temperatura permite o aparecimento
de dois portadores livres de energia a mais na estrutura do cristal. A presença de um
maior número de portadores aumenta a condutibilidade do material, permitindo a
circulação de correntes maiores no cristal.
Assim, o comportamento de qualquer componente eletrônico fabricado com materiais
semicondutores depende diretamente de sua temperatura de trabalho. Essa
dependência é denominada de dependência térmica e constitui-se de fator importante
que deve ser considerado quando se projeta ou monta circuitos com esse tipo de
componente.

Diodo Semicondutor
12
Diodo semicondutor
O diodo semicondutor é um componente que se comporta como condutor ou isolante
elétrico, dependendo da forma como a tensão é aplicada aos seus terminais.
Uma das aplicações mais comuns do diodo é na transformação de corrente
alternada em corrente contínua como, por exemplo, nos eliminadores de pilhas ou
fonte CC.
A ilustração a seguir mostra o símbolo do diodo, de acordo com a norma NBR 12526.
O terminal da seta representa um material P e é chamado de anodo e o terminal da
barra representa um material N e é chamado de catodo.
A identificação dos terminais (anodo e catodo) no componente pode aparecer de
diversas formas. A seguir estão representadas duas delas:
• o símbolo do diodo impresso sobre o corpo do componente;
• barra impressa em torno do corpo do componente, indicando o catodo.

Junção PN
O diodo se constitui da junção de duas pastilhas de material semicondutor: uma de
material N e outra de material P. Essas pastilhas são unidas através de aquecimento,
formando uma junção entre elas. Por essa razão o diodo semicondutor também é
denominado de diodo de junção PN.
Após a junção das pastilhas que formam o diodo, ocorre um processo de acomodação
química entre os cristais. Na região da junção, alguns elétrons livres saem do material
N e passam para o material P onde se recombinam com as lacunas das proximidades.
O mesmo ocorre com algumas lacunas que passam do material P para a material N e
se recombinam com os elétrons livres.
Assim, forma-se na junção, uma região na qual não existem portadores de carga
porque estão todos recombinados, neutralizando-se. Esta região é denominada de
região de depleção.
Como conseqüência da passagem de cargas de um cristal para o outro, cria-se um
desequilíbrio elétrico na região da junção. Os elétrons que se movimentam do material
N para o material P geram um pequeno potencial elétrico negativo.
As lacunas que se movimentam para o material N geram um pequeno potencial
elétrico positivo.
Esse desequilíbrio elétrico é denominado de barreira de potencial. No funcionamento
do diodo, esta barreira se comporta como uma pequena bateria dentro do componente.
A tensão proporcionada pela barreira de potencial no interior do diodo depende do
material utilizado na sua fabricação. Nos diodos de germânio (Ge), a barreira tem
aproximadamente 0,3Venosdesilício(Si),aproximadamente 0,7 V.

Diodo Semicondutor
14
Observação
• Não é possível medir a tensão da barreira de potencial utilizando um voltímetro nos
terminais de um diodo porque essa tensão existe apenas dentro do componente.
• O diodo continua neutro, uma vez que não foram acrescentados nem retirados
portadores dos cristais.
Polarização do diodo
A aplicação de tensão sobre o diodo estabelece a forma como o componente se
comporta eletricamente. A tensão pode ser aplicada ao diodo de duas formas
diferentes, denominadas tecnicamente de polarização direta e polarização inversa.
A polarização é direta quando a tensão positiva é aplicada ao material P (anodo) e a
tensão negativa ao material N (catodo).
Na polarização direta, o pólo positivo da fonte repele as lacunas do material P em
direção ao pólo negativo, enquanto os elétrons livres são repelidos pelo pólo negativo
em direção ao pólo positivo.
Se a tensão da bateria externa é maior que a tensão da barreira de potencial, as forças
de atração e repulsão provocadas pela bateria externa permitem aos portadores
adquirir velocidade suficiente para atravessar a região com ausência de portadores,
ou seja, a barreira de potencial. Nesta condição, existe na junção um fluxo de
portadores livres dentro do diodo.

A polarização direta faz com que o diodo permita a circulação de corrente elétrica no
circuito através do movimento dos portadores livres.
Assim, quando o diodo está polarizado diretamente, diz-se que o diodo está em
condução.
A polarização é inversa quando a tensão positiva é aplicada no material N (catodo) e
a negativa no material P (anodo).

Diodo Semicondutor
16
Nesta situação, os portadores livres de cada cristal são atraídos pelos potenciais da
bateria para as extremidades do diodo. Isso provoca um alargamento da região de
depleção porque os portadores são afastados da junção.
Como não existe fluxo de portadores através da junção, a polarização inversa faz com
que o diodo impeça a circulação de corrente no circuito elétrico. Nesse caso, diz-se
que o diodo está em bloqueio.
Características de condução e bloqueio do diodo semicondutor
Nas condições de condução e bloqueio, seria ideal que o diodo apresentasse
características especiais, isto é,
• quando em condução (polarização direta) conduzisse a corrente elétrica sem
apresentar resistência, comportando-se como um interruptor fechado;
• quando em bloqueio (polarização inversa), ele se comportasse como um isolante
perfeito, ou um interruptor aberto, impedindo completamente a passagem da
corrente elétrica.

Todavia, devido às imperfeições do processo de purificação dos cristais
semicondutores para a fabricação dos componentes, essas características de
condução e bloqueio ficam distantes das ideais.
Na condução, dois fatores influenciam nessas características: a barreira de potencial e
a resistência interna.
A barreira de potencial, presente na junção dos cristais, faz com que o diodo entre
em condução efetiva apenas a partir do momento em que a tensão da bateria atinge
um valor maior que a tensão interna da barreira de potencial.
A resistência interna faz com que o cristal dopado não seja um condutor perfeito. O
valor dessa resistência interna é geralmente menor que 1 Ω nos diodos em condução.
Um circuito equivalente do diodo real em condução apresenta os elementos que
simbolizam a barreira de potencial e a resistência interna.
Na maioria dos casos em que o diodo é usado, as tensões e resistências externas do
circuito são muito maiores que os valores internos do diodo (0,7 V; 1 Ω ). Assim, é
possível considerar o diodo real igual ao diodo ideal no que diz respeito à condução,
sem provocar erros significativos.
No circuito a seguir, por exemplo, a tensão e a resistência externa ao diodo são tão
grandes se comparadas com os valores do diodo, que a diferença entre eles se torna
desprezível.

Diodo Semicondutor
18
Erro = 0,0333 - 0,0328 = 0,0005 A, correspondente a 1,53 % (desprezível face à
tolerância do resistor).
Na condição de bloqueio, devido à presença deportadores minoritários (impurezas)
resultantes da purificação imperfeita, o diodo real não é capaz de impedir totalmente a
existência de corrente no sentido inverso. Essa corrente inversa é chamada de
corrente de fuga e é da ordem de alguns microampères.
Como essa corrente é muito pequena se comparada com a corrente de condução, a
resistência inversa do diodo pode ser desprezada na análise da grande maioria dos
circuitos.
O circuito equivalente do diodo real em bloqueio apresenta esta característica.
A
0333
,
0
1500
50
R
V
I
A
0328
,
0
1501
3
,
49
R
V
I =
=
=
=
=
=

Curva característica
O comportamento dos componentes eletrônicos é expresso através de uma curva
característica que permite determinar a condição de funcionamento do componente em
um grande número de situações. A curva característica do diodo mostra seu
comportamento na condução e no bloqueio.
Região de condução
Durante a condução, a corrente do circuito circula no cristal. Devido à existência da
barreira de potencial e da resistência interna, aparece um pequeno valor de tensão
sobre o diodo.
A curva característica do diodo em condução mostra o comportamento da queda de
tensão em função da corrente que flui no circuito.

Diodo Semicondutor
20
A curva característica de condução mostra que a tensão no diodo sofre um pequeno
aumento quando a corrente aumenta. Ela mostra também que enquanto o diodo está
abaixo de 0,7 V (no caso do silício), a corrente circulante é muito pequena (região C da
curva). Isso é conseqüência da oposição ao fluxo de cargas feita pela barreira de
potencial. Por isso, a região típica de funcionamento dos diodos fica acima da tensão
característica de condução.
Região de bloqueio
No bloqueio, o diodo semicondutor não atua como isolante perfeito e permite a
circulação de uma corrente de fuga da ordem de microampères. Essa corrente
aumenta à medida que a tensão inversa sobre o diodo aumenta.

Regimes máximos do diodo em CC
Os regimes máximos do diodo em CC estabelecem os limites da tensão e corrente que
podem ser aplicados ao componente em circuitos de corrente contínua, sem provocar
danos em sua estrutura.
Analisando o comportamento do diodo em condução e bloqueio, verifica-se que os
fatores que dependem diretamente do circuito ao qual o diodo está conectado são:
• corrente direta nominal (IF, do inglês "intensity forward");
• tensão inversa máxima (VR, do inglês "voltage reverse").
A corrente direta nominal (IF) de cada tipo de diodo é dada pelo fabricante em folhetos
técnicos e representa o valor máximo de corrente que o diodo pode suportar, quando
polarizado diretamente. Veja a seguir, as características de corrente máxima (IF) de
dois diodos comerciais.
Tipo IF (A)
1N4001 1,0
MR504 3,0
Quando polarizado inversamente, toda tensão aplicada ao circuito fica sobre o diodo.
Cada diodo tem a estrutura preparada para suportar um determinado valor de tensão
inversa. Quando se aplica a um diodo um valor de tensão inversa máxima (VR) maior
que o especificado, a corrente de fuga aumenta excessivamente e danifica o
componente.
O valor característico de VR que cada tipo de diodo suporta sem sofrer ruptura é
fornecido pelos fabricantes. Veja a seguir exemplos de valores característicos de
tensão máxima inversa de alguns diodos comerciais.

Diodo Semicondutor
22
Tipo VR (V)
1N4001 50
1N4002 100
MR504 400
BY127 800
Reta de carga
A reta de carga é uma traçagem sobre a curva característica do diodo com o objetivo
de determinar previamente qual será a corrente e tensão no diodo em determinadas
condições de trabalho.
Para traçar a reta de carga de um diodo, deve-se determinar a tensão de corte, ou
seja, a que está sobre o diodo quando este estiver na região de bloqueio, e a corrente
de saturação, isto é, a corrente que circula pelo diodo quando ele está na região de
condução em um determinado circuito.
Quando o diodo está em corte ou bloqueio, a tensão da fonte está totalmente sobre o
componente. Desta forma pode-se afirmar que a tensão de corte é igual a tensão da
fonte de alimentação do circuito.

Logo:
VC = VCC
Onde VC é tensão de corte e VCC a tensão de alimentação.
A corrente de saturação é a corrente do circuito quando o diodo está na região de
condução ou saturado.
Pode-se determinar a corrente de saturação a partir da lei de Ohm. A corrente que
circula no resistor é a corrente de saturação IS e a tensão sobre o resistor é a tensão
de alimentação VCC.
Desta forma:
Onde IS é a corrente de saturação, VCC a tensão de alimentação e RL o resistor de
carga ou limitador.
A partir dos valores de tensão de corte e corrente de saturação, traça-se uma reta na
curva característica do diodo da seguinte forma: a tensão de corte VC é identificada no
eixo de tensão VD do gráfico e a corrente de saturação no eixo de corrente ID. Essa
reta é denominada reta de carga.
L
CC
S
R
V
I =

Diodo Semicondutor
24
O ponto de encontro entre a reta de carga e a curva do diodo é denominada de ponto
de trabalho ou quiescente (Q).
Projetando este ponto quiescente nos eixos de tensão e corrente do gráfico tem-se os
valores de corrente e tensão do diodo no circuito.

Potência de dissipação
A potência de dissipação de um diodo é o valor de potência que ele dissipa em um
circuito.
A partir dos valores de tensão e corrente no diodo é possível determinar a potência de
dissipação.
PD = VD . ID
No exemplo a seguir, serão determinados os valores de tensão corrente e potência no
diodo.
De acordo com os dados do esquema elétrico os valores da tensão, de corte e
corrente de saturação podem ser calculados.
VC = VCC
VC = 3 V
IS = 63 mA
A
063
,
0
47
3
R
V
I
L
CC
S =
=
=

Diodo Semicondutor
26
A partir dos valores da tensão de corte e corrente de saturação, deve-se traçar a reta
de carga.
O cruzamento da reta de carga com a curva característica do diodo determina o ponto
quiescente. Ao projetar o ponto quiescente nos eixos de tensão e corrente do gráfico é
possível determinar a tensão e a corrente no diodo.
ID = 63 mA
VD = 1,6 V
A partir desses valores é possível determinar a potência dissipada no diodo.
PD = ID . VD
PD = 0,063 . 1,6
PD = 0,100 W ou 100 mW

Exercícios
1. Responda às seguintes perguntas:
a) Qual a principal característica de um material semicondutor?
b) Quantos átomos de valência deve ter um material semicondutor?
c) O que é ligação covalente?
d) O que é dopagem?
e) Qual a finalidade da impureza em uma estrutura cristalina?
2. Responda:
a) O que é barreira de potencial?

Diodo Semicondutor
28
b) É possível medir a tensão da barreira de potencial de um diodo?
c) Quais os valores das barreiras de potencial de um diodo de silício e de germânio?
d) Cite um exemplo de utilização da curva característica de um diodo.
3. Faça o esquema do circuito solicitado:
a) Circuito com um diodo polarizado diretamente.
b) Circuito com um diodo polarizado inversamente.
4. Resolva os problemas que seguem:
a) Determine os valores de tensão de corte e corrente de saturação em um circuito
com diodo. Sabe-se que a tensão de alimentação do circuito é de 12 VCC e o resistor
de carga de 2k2 Ω.

b) De acordo com o gráfico a seguir, determine a tensão, a corrente e a potência
dissipada no diodo e faça esquema do circuito elétrico. A fonte que alimenta o
circuito é de 2 VCC e o resistor limitador 560 Ω.
5. Relacione a segunda coluna com a primeira.
a. Silício ou germânio puro ( ) Quatro elétrons na ultima camada.
b. Átomo trivalente ( ) Cinco elétrons na última camada.
c.Átomo pentavalente ( ) Característica isolante .
d. Catódo ( ) Material tipo N.
e. Átomo tetravalente ( ) Três elétrons na camada de valência.
( ) Três prótons na última camada.

Diodo Semicondutor
30
6. Preencha as lacunas com V para as afirmações verdadeiras e F para as afirmações
falsas.
a) ( ) O índio é um tipo de material utilizado na dopagem de um cristal P.
b) ( ) O cristal N recebe átomos pentavalentes na sua estrutura cristalina.
c) ( ) A lacuna é a ausência de elétron na estrutura cristalina.
d) ( ) O cristal P conduz somente em um sentido.
e) ( ) A intensidade da dopagem e a temperatura não influenciam na
condutibilidade de um material semicondutor.

Diodos Especiais 31
Diodos Especiais
Desde o descobrimento da junção semicondutora PN, muitos estudos têm sido
realizados com os materiais semicondutores, em busca de novos componentes.
O diodo emissor de luz (LED) é um dos componentes descobertos através dessas
pesquisas. Atualmente, na grande maioria dos aparelhos eletrônicos, as lâmpadas de
sinalização estão sendo substituídas por esse componente semicondutor capaz de
emitir luz.
O outro componente foi o diodo zener que veio atender ànecessidade de utilização de
dispositivos reguladores de tensão surgida com a crescente sofisticação dos
equipamentos eletrônicos.
O presente capítulo tratará do LED e do diodo zener. Para ter sucesso no
desenvolvimento dos conteúdos e atividades aqui apresentados, é necessário ter
conhecimentos relativos a diodo semicondutor, curvas características e àpolarização
dos diodos semicondutores.
Diodo emissor de luz
O diodo emissor de luz ou LED, do inglês light emitting diode, é um tipo especial de
diodo semicondutor que emite luz quando é polarizado diretamente. O símbolo
gráfico do LED é definido pela NBR 12526/92, e está apresentado a seguir.

Diodos Especiais
32
O LED é fabricado com uma combinação de elementos como o arsênio (AS), o gálio
(Ga), que formam o arseneto de gálio e o fósforo (P). Dependendo da quantidade de
fósforo depositada, eles poderão irradiar luz visível vermelha, amarela ou verde, que
são as mais comuns, embora também possam ser encontrados os LEDs que irradiam
luz laranja ou azul.
Há LEDs que emitem luz invisível ao olho humano, ou seja, a luz infravermelha e a luz
ultravioleta.
Outros emitem duas cores diferentes. São os LEDs bicolores que consistem de dois
LEDs de cores diferentes encapsulados dentro de uma mesma cápsula de três
terminais.
Um dos terminais é comum aos dois LEDs. Para que o componente irradie a cor
desejada, basta polarizar diretamente o LED dessa cor.

Diodos Especiais 33
Os LEDs são encontrados nas mais diversas formas e dimensões. Veja alguns
exemplos na ilustração a seguir.
O catodo do LED é identificado por um "corte" (ou chanfro) na base do
encapsulamento, ou pelo terminal menor.
O LED apresenta as seguintes vantagens:
• pequena tensão de alimentação (2 V) e baixo consumo (20 mA);
• tamanho reduzido;
• nenhum aquecimento;
• alta resistência a vibrações;
• grande durabilidade.
Funcionamento
Quando o LED é polarizado diretamente, entra em condução. Isso permite a
circulação da corrente que se processa pela liberação dos portadores livres na
estrutura dos cristais.

Diodos Especiais
34
O deslocamento de portadores da banda de condução provoca a liberação de
energia, ou seja, emissão de fótons em forma de luz. Esse efeito ocorre
principalmente quando o tamanho da banda proibida é igual ao comprimento de
onda (λ) da luz emitida.
Observação
A banda proibida é a região da ligação covalente entre uma camada de valência e
outra, na qual não há elétrons livres.
Características dos LEDs
Os LEDs apresentam as mesmas características dos diodos semicondutores a saber:
• corrente direta máxima (IFM);
• corrente direta nominal (IF);
• tensão direta nominal (VF);
• tensão inversa máxima (VR).
A corrente direta máxima expressa pela notação IFM, é o parâmetro que define a
corrente máxima de condução do LED sem prejuízo para sua estrutura.
A corrente direta nominal, IF, é um valor de corrente de condução indicado pelo
fabricante no qual o LED apresenta um rendimento luminoso ótimo e que,
normalmente, corresponde a 20 mA.

Diodos Especiais 35
A tensão direta nominal representada por, VF, é a especificação que define a queda
de tensão típica do diodo no sentido da condução. A queda da tensão nominal ocorre
no componente quando a corrente direta tem valor nominal (IF).
Para valores de corrente direta diferentes do valor nominal (IF), a tensão direta de
condução sofre pequenas modificações de valor.
A tensão inversa máxima, representada pela notação VR, é a especificação que
determina o valor de tensão máxima que o LED suporta no sentido inverso sem sofrer
ruptura.
Nos LEDs, ela é pequena, da ordem de 5 V, porque esses componentes não são
usados em retificação e sim para emitir luz. Portanto, na prática, só trabalham com
polarização direta.
A tabela a seguir mostra características de alguns LEDs.
LED Cor VF (V)* IFn (mA)
FLV 110 vermelho 1,7 50
LD 37I verde 2,4 60
LD 35I amarelo 2,4 60
* O valor de VF é obtido com IF = 20 MA.

Diodos Especiais
36
Utilização do LED em CC
A utilização do LED em corrente contínua exige a fixação de sua corrente direta
nominal (IF). A limitação da corrente pode ser feita através de um resistor.
A figura a seguir apresenta um circuito retificador de onda completa com um led para
indicar a existência de tensão na saída.
O valor do resistor limitador é dado por:
Onde; VCC é a tensão de saída da fonte,
VF é a tensão nominal de condução do LED, e
IF é a corrente nominal de condução do LED
Tomando-se como exemplo a fonte retificadora do esquema apresentado e os valores
do LED FLV 110 e a tensão da saída da fonte como sendo 10 V, por
F
F
CC
I
V
V
R
−
=

Diodos Especiais 37
exemplo, o valor do resistor seria:
Ou seja, R = 390 Ω
Ω ou 470 Ω
Ω (em valores comerciais padronizados).
A potência do resistor seria aproximadamente:
PR = VR . IR = (10 – 1,7). 0,02 = 166 mW
Para trabalhar a frio: PR = 0,5 W.
Diodo zener
O diodo zener é um tipo especial de diodo utilizado como regulador de tensão. A sua
capacidade de regulação de tensão é empregada principalmente nas fontes de
alimentação de modo a fornecer uma tensão de saída fixa.
A norma NBR 12526/92 define seu símbolo gráfico conforme ilustração a seguir.
Os diodos zener de pequena potência podem ser encontrados em encapsulamento
de vidro ou de plástico enquanto os de maior potência são geralmente metálicos para
facilitar a dissipação de calor. Veja os dois tipos de zener nas ilustrações a seguir.
Ω
=
−
=
−
= 415
02
,
0
7
,
1
10
I
V
V
R
F
F
CC

Diodos Especiais
38
Comportamento do diodo zener
O comportamento do diodo zener depende fundamentalmente da forma como ele é
polarizado.
Com polarização direta, o diodo zener se comporta da mesma forma que um diodo
semicondutor ou retificador, entrando em condução e assumindo uma queda de
tensão típica.
Observação
Normalmente o diodo zener não é usado com polarização direta nos circuitos
eletrônicos.
Na polarização inversa, até um determinado valor de tensão inversa, o diodo zener
se comporta como um diodo comum, ficando em bloqueio. Nesse bloqueio, uma
pequena corrente de fuga circula no diodo zener, tal como no diodo convencional.
Em um determinado valor de tensão inversa, o diodo zener entra subitamente em
condução, apesar de estar polarizado inversamente.
A corrente inversa aumenta rapidamente e a tensão sobre o zener se mantém
praticamente constante.

Diodos Especiais 39
O valor de tensão inversa que faz o diodo zener entrar em condução é denominado
de tensão zener (VZ).
Enquanto houver corrente inversa circulando no diodo zener, a tensão sobre seus
terminais se mantém praticamente no valor da tensão zener.
É importante observar que no sentido inverso, o diodo zener difere do diodo
semicondutor retificador convencional, ou seja, um diodo retificador nunca chega a
conduzir intensamente no sentido inverso. Se isso acontecer, o diodo estará em curto
e danificado.

Diodos Especiais
40
O diodo zener, por sua vez, é levado propositadamente a conduzir no sentido
inverso para que uma tensão zener constante seja obtida em seus terminais, sem
que isso danifique o componente.
Características do diodo zener
As características elétricas importantes do diodo zener são:
• tensão zener;
• potência zener;
• coeficiente de temperatura;
• tolerância.
Tensão zener
A tensão zener ou tensão de ruptura: depende do processo de fabricação e da
resistividade da junção semicondutora. Durante a ruptura, o diodo zener fica com o
valor de tensão zener sobre seus terminais. Esses valores são fornecidos pelos
fabricantes nos catálogos técnicos.
Potência zener
A potência zener é a potência dissipada pelo diodo em condições normais de
funcionamento.
Na curva de ruptura, esse diodo apresenta a tensão zener em seus terminais e é
percorrido por uma corrente inversa. A potência zener é dada pelo produto da tensão
e corrente, ou seja: PZ = VZ . IZ
Os diodos zener são fabricados para determinados valores de potência de dissipação
que determinam a dissipação máxima que o componente pode suportar. Esses
valores são fornecidos pelo fabricante.
Utilizando os valores de tensão zener e potência zener máxima, pode-se determinar a
corrente máxima que o zener pode suportar, ou seja:
Z
ZMÁX
ZMÁX
V
P
I =

Diodos Especiais 41
Observação
Esse valor de corrente zener máxima não pode ser excedido sob pena de danificar o
diodo por excesso de aquecimento.
A região de funcionamento do zener é determinada por dois valores de corrente
porque sua tensão inversa é constante. Esses valores são: IZmax e IZmin.
O valor de IZmax é definido pela potência zener:
O valor de IZmin corresponde a 10% do valor de IZmax, ou seja:
Coeficiente de temperatura
O desempenho dos componentes fabricados com materiais semicondutores sofre
influência da temperatura (dependência térmica). Por isso, a tensão zener se
modifica com a variação da temperatura do componente.
A influência dessa variação é expressa sob a forma de relação entre tensão e
temperatura e define em quantos milivolts a tensão se modifica para cada grau
centígrado de alteração da temperatura do componente, ou seja, mV/o
C.
Devido a uma diferença no princípio de funcionamento interno, os diodos zener são
divididos em dois grupos:
• até 5 V: a tensão sobre o zener diminui com o aumento da temperatura (-mV/o
C).
• acima de 5 V: a tensão sobre o zener aumenta com o aumento da temperatura
(+mV/o
C).
Z
max
Z
max
Z
V
P
I =
Z
max
Z
max
Z
min
Z
V
10
P
10
I
I =
=

Diodos Especiais
42
As curvas características a seguir exemplificam a dependência térmica dos dois
grupos de diodos zener.
Observação
Os valores de tensão zener fornecidos pelos fabricantes são válidos àtemperatura
de 25o
C.
Tolerância
A tolerância do diodo zener refere-se àvariação que pode existir entre o valor
especificado e o valor real de tensão inversa do diodo zener. Isso significa que um
diodo zener de 10 V ± 5% pode ter uma tensão inversa real, por exemplo, de 9,5 a
10,5 V.
Para especificar a tolerância, os fabricantes utilizam diversos códigos. Por exemplo:
• para tolerância de 5 %, a designação do diodo vem acompanhada pela letra A:
1N4742 A;
• para tolerância de 10%, a designação do diodo vem sem letra no final: 1N4733.
Diodo zener ideal x real
A característica fundamental do diodo zener é manter uma tensão constante sobre
seus terminais quando colocado em condução no sentido inverso. O diodo zener ideal
é aquele que, em condução inversa, mantém a tensão absolutamente constante
independentemente da corrente circulante.

Diodos Especiais 43
Entretanto, o diodo zener não é um componente ideal. Assim, a tensão sobre seus
terminais sofre uma pequena variação quando a corrente inversa se modifica.
Porém, quando se considera que a variação em VZ é muito pequena, o diodo zener
pode ser considerado como ideal na maioria das aplicações.
Relação entre corrente e resistência no diodo zener
A lei de Ohm define a relação entre corrente, tensão e resistência em um dispositivo:
R
V
I =

Diodos Especiais
44
Como no diodo zener a tensão é constante, a relação fica resumida àcorrente e
resistência. Assim, temos: VZ = IZ . RZ
Na equação acima, para que a tensão seja constante no zener, o produto “I . R” deve
ser constante. Se a corrente no diodo zener aumenta, sua resistência diminui na
mesma proporção ou vice-versa:
Da mesma forma, se a corrente no diodo , sua resistência aumenta para que o
produto (tensão) se mantenha constante:
Assim, na região de ruptura, a corrente e a resistência zener são inversamente
proporcionais: quando uma aumenta, a outra diminui na mesma proporção.
Exercícios
1. Responda à
s seguintes perguntas:
a) Qual é a principal função de um LED?
b) Cite três vantagens na utilização do LED.
c) De que forma é possível a emissão de duas cores por um só LED?
IZ . RZ = VZ
IZ ⋅ RZ = VZ

Diodos Especiais 45
2. Responda
a) Qual a principal função do diodo zener?
b) Como o diodo zener se comporta na polarização direta?
c) O que difere um diodo semicondutor de um diodo zener?
d) Cite as características elétricas importantes do diodo zener.
3. Resolva os seguintes exercícios:
a) Faça o esquema elétrico do circuito e especifique o resistor necessário para limitar
a corrente de um led de sinalização. Dados:
IF = 20 mA;
VCC = 20 V
VF = 1,7 V
4. Faça os símbolos gráficos dos componentes solicitados.
a) LED

Diodos Especiais
46
b) Diodo zener
a) Corrente direta máxima ( ) Valor de tensão máxima suportada, VR.
b) Corrente direta nominal ( ) Corrente máxima de condução, IFM.
c) Tensão direta nominal ( ) Corrente direta nominal, IF.
d) Tensão inversa máxima ( ) Queda de tensão nominal, VF.
( ) Valor das queda de tensão admissível, VFM.
6. Preencha as lacunas com V para as afirmações verdadeiras e F para as
afirmações falsas.
a) ( ) O valor de tensão inversa que faz o diodo zener entrar em condução é
denominado de tensão zener
b) ( ) Um diodo retificador em bom estado conduz intensamente no sentido
inverso, quando a tensão VD é superior a 0,7 V..
c) ( ) Quando a variação da tensão zener é de valor considerável, o diodo pode
ser considerado como ideal.
d) ( ) A característica fundamental do diodo zener é manter uma corrente
constante em seus terminais. quando em condução.
e) ( ) A corrente e a resistência zener são inversamente proporcionais.

Circuitos Retificadores 47
Todos os aparelhos eletrônicos necessitam de corrente contínua para funcionar.
Todavia, a rede elétrica que chega à
s nossas casas, nos fornece energia elétrica em
forma de corrente alternada.
Assim, para que seja possível alimentar os aparelhos eletrônicos, é necessário um
circuito que transforme corrente alternada em corrente contínua. Esse circuito é
chamado de retificador.
Por seu largo emprego e importância, os circuitos retificadores serão o assunto deste
capítulo. Para compreendê-lo com mais facilidade, é necessário conhecer corrente
contínua, corrente alternada, diodo semicondutor e transformadores.
Retificação
Retificação é o processo de transformação de corrente alternada em corrente
contínua, de modo a permitir que equipamentos de corrente contínua sejam
alimentados por corrente alternada.
A retificação ocorre de duas formas:
• retificação de meia onda;
• retificação de onda completa.
Retificação de meia-onda
De todos os circuitos retificadores que existem, o mais simples é o circuito retificador
de meia-onda. Ele permite o aproveitamento de apenas um semiciclo da tensão de
entrada de carga e é usado em equipamentos que não exigem tensão contínua pura,
como os carregadores de bateria.

48
Esse circuito utiliza um diodo semicondutor pois suas características de condução e
bloqueio são aproveitadas para a obtenção da retificação. Tomemos como exemplo o
circuito retificador da figura a seguir.
Durante o primeiro semiciclo, a tensão é positiva no ponto A e negativa em B. Essa
polaridade da tensão de entrada coloca o diodo em condução e permite a circulação
da corrente.
A tensão sobre a carga assume a mesma forma da tensão de entrada.
O valor do pico de tensão sobre a carga é menor que o valor do pico da tensão de

entrada. Isso acontece porque o diodo durante a condução apresenta uma pequena
queda de tensão.
Observação
A queda de tensão (VD) é de 0,7 V em circuitos com diodos de silício e 0,2 V em
circuitos com diodos de germânio.
Na maioria dos casos, essa queda de tensão pode ser desprezada porque seu valor é
muito pequeno em relação ao valor total do pico de tensão sobre a carga. Ela só deve
ser considerada quando é aplicado no circuito retificador tensões de baixos valores,
menores que 10 V.
Durante o segundo semiciclo, a tensão de entrada é negativa no ponto A e positiva no
ponto B. Nessa condição, o diodo está polarizado inversamente, em bloqueio,
impedindo a circulação da corrente.
Com o bloqueio do diodo que está funcionando como um interruptor aberto, a tensão
na carga é nula porque não há circulação de corrente

50
Os gráficos a seguir ilustram a evolução de um ciclo completo.

Pelos gráficos, é possível observar que a cada ciclo completo da tensão de entrada,
apenas um semiciclo passa para a carga, enquanto o outro semiciclo fica sobre o
diodo.
Tensão de saída
A tensão de saída de uma retificação de meia-onda é contínua, porém pulsante
porque nela alternam-se períodos de existência e inexistência de tensão sobre a
carga.
Assim, ao se conectar um voltímetro de CC na saída de um circuito retificador de
meia-onda, a tensão indicada pelo instrumento será a média entre os períodos de
existência e inexistência de tensão.
Por isso, o valor da tensão CC aplicada sobre a carga fica muito abaixo do valor
efetivo da CA aplicada àentrada do circuito.
A tensão média na saída é dada pela equação:
Onde VCC é a tensão contínua média sobre a carga;
VP é a tensão de pico da CA aplicada ao circuito (VP = VCA . );
VD é a queda de tensão típica do diodo (0,2 V ou 0,7 V).
Quando as tensões de entrada (VCAef) forem superiores a 10 V, pode-se eliminar a
queda de tensão do diodo que se torna desprezível, rescrevendo a equação da
seguinte maneira:
π
−
= D
P
CC
V
V
V
2
π
=
⇒
π
=
2
.
V
V
V
V CA
CC
P
CC

52
Simplificando os termos , obtém-se 0,45. Logo,
VCC = VCA . 0,45
Exemplo
Dados:
VCA = 6 V (menor que 10 V)
D1 = diodo retificador de silício
VCC = 2,47 V
Corrente de Saída
Como na retificação de meia-onda a tensão sobre a carga é pulsante, a corrente de
saída também é pulsante.
Assim, a corrente de saída é a média entre os períodos de existência e inexistência
de corrente.
Esse valor é determinado a partir dos valores de tensão média e da resistência de
carga, ou seja,
π
2
( ) ( ) V
47
,
2
14
,
3
7
,
0
41
,
1
.
6
V
2
.
V
V
V
V D
CA
D
P
CC =
−
=
π
−
=
π
−
=
L
CC
CC
R
V
I =

Observação
O cálculo da corrente média de saída determina os parâmetros para a escolha do
diodo que será utilizado no circuito.
Inconvenientes
A retificação de meia-onda apresenta os seguintes inconvenientes:
• tensão de saída pulsante;
• baixo rendimento em relação àtensão eficaz de entrada;
• mau aproveitamento da capacidade de transformação nas retificações com
transformador porque a corrente circula em apenas um semiciclo;
Retificação de onda completa
A retificação de onda completa é o processo de conversão de corrente alternada em
corrente contínua que aproveita os dois semiciclos da tensão de entrada.

54
Esse tipo de retificação pode ser realizado de dois modos:
• por meio de um transformador com derivação central (C.T.) e dois diodos;
• por meio de quatro diodos ligados em ponte.
Retificação de onda completa com transformador
A retificação de onda completa com transformador é o processo de retificação
realizado por meio de um circuito com dois diodos e um transformador com
derivação central (ou "center tap").
Funcionamento
Para explicar o funcionamento desse circuito, vamos considerar separadamente cada
semiciclo da tensão de entrada.
Inicialmente, considerando-se o terminal central do secundário do transformador
como referência, observa-se a formação de duas polaridades opostas nas
extremidades das bobinas.
Em relação ao ponto neutro, as tensões VCD e VED estão defasadas 180º

Durante o semiciclo positivo de VENT, entre os pontos C e E, o ponto C está positivo
em relação ao ponto D. Nessa condição, o diodo D1 está polarizado diretamente e,
portanto, em condução.
Por outro lado, o ponto D está positivo em relação a E. Nessa condição, o diodo D2
está polarizado inversamente e, portanto, em corte.
No ponto A aparece uma tensão positiva de valor máximo igual a VMÁX.
Observe que no circuito apresentado, a condição de condução de D1 permite a
circulação de corrente através da carga, do terminal positivo para o terminal negativo.
A tensão aplicada àcarga é a tensão existente entre o terminal central do secundário
e a extremidade superior do transformador (VS1).
No segundo semiciclo, há uma inversão da polaridade no secundário do
transformador.

56
Assim, o ponto D está negativo em relação ao ponto E. Nessa condição, o diodo D2
está polarizado diretamente e, portanto, em condução.
Por outro lado, o ponto D está positivo em relação a C. Nessa condição, o diodo D1
está polarizado inversamente, e, portanto, em corte.
A corrente que passa por D2 circula pela carga do mesmo sentido que circulou no
primeiro semiciclo.

A tensão aplicada àcarga é a tensão da bobina inferior do secundário do
transformador (VS2).
Durante todo semiciclo analisado, o diodo D2 permanece em condução e a tensão na
carga acompanha a tensão da parte inferior do secundário.

58
As formas de onda das tensões no circuito são mostradas nos gráficos a seguir.
As formas de onda das correntes são:

Analisando um ciclo completo da tensão de entrada, verifica-se que o circuito
retificador entrega dois semiciclos de tensão sobre a carga:
• um semiciclo da extremidade superior do secundário através da condução de D1;
• um semiciclo da extremidade inferior do secundário através da condução de D2.

60
Retificação de onda completa em ponte
A retificação de onda completa em ponte utiliza quatro diodos e entrega àcarga uma
onda completa sem que seja necessário utilizar um transformador de derivação
central.
Funcionamento
Considerando a tensão positiva (primeiro semiciclo) no terminal de entrada superior,
teremos as seguintes condições de polarização dos diodos:
• D1 ⇒ anodo positivo em relação ao catodo (polarização direta) - em condução;
• D2 ⇒ catodo positivo em relação ao anodo (polarização inversa) - em bloqueio;
• D3 ⇒ catodo negativo em relação ao anodo (polarização direta) - em condução;
• D4 ⇒ anodo negativo em relação ao catodo (polarização inversa) - em bloqueio.
Eliminando-se os diodos em bloqueio, que não interferem no funcionamento, verifica-
se que D1 e D3 (em condução) fecham o circuito elétrico, aplicando a tensão do
primeiro semiciclo sobre a carga.
Observe no circuito a seguir, como a corrente flui no circuito no primeiro ciclo.

No segundo semiciclo, ocorre uma inversão da polaridade nos terminais de entrada
do circuito.
Nessa condição, a polaridade dos diodos apresenta a seguinte configuração:
• D1 - anodo negativo em relação ao catodo (polarização inversa) - em bloqueio;
• D2 - catodo negativo em relação ao anodo (polarização direta) - em condução;
• D3 - catodo positivo em relação ao anodo (polarização inversa) - em bloqueio;
• D4 - anodo positivo em relação ao catodo (polarização direta) - em condução.
Eliminando-se os diodos em bloqueio e substituindo-se os diodos em condução por
circuitos equivalentes ideais, obtém-se o circuito elétrico fechado por D2 e D4 que
aplica a tensão de entrada sobre a carga. Isso faz a corrente circular na carga no
mesmo sentido que no primeiro semiciclo.

62
Recolocando-se os diodos no circuito, observa-se a forma como a corrente circula.
Os gráficos a seguir mostram as formas de onda do circuito.

Fator de Ripple
Como já vimos, a tensão contínua fornecida por um circuito retificador é pulsante, ou
seja, não possui um nível constante no tempo. Isso acontece porque a tensão de
saída é resultante da soma de uma componente contínua (VCC) e uma componente
alternada (VCA) responsável pela ondulação do sinal.
Essa ondulação é denominada de fator de ripple (que significa “ondulação” em
inglês). Ela corresponde a quantas vezes o valor eficaz da componente alternada é
maior que a componente contínua sobre a carga.

64
Esse valor é dado por:
Onde : r é o fator de ripple;
VCaef é o valor da tensão alternada eficaz; e
VCC é o valor da tensão contínua.
Para a retificação de meia-onda, o fator de ripple é:
r% = 120%
Para a retificação de onda completa, o fator de ripple é:
r% = 48%
Esses dados mostram que a porcentagem de ondulação é muito alta e esse é um dos
grandes inconvenientes desse tipo de circuito.
Exercícios
1. Responda à
a) O que é retificação?
b) Qual é a diferença entre a retificação de meia onda e a retificação de onda
completa?
c) Qual é a diferença entre a retificação de meia onda e a retificação de onda
completa.?
CC
CAef
V
V
r =

d) Em um retificador de meia onda o valor da tensão de pico retificada é igual ao
valor da tensão de pico da tensão alternada? Justifique a resposta.
e) O que é fator de ripple?
2. Faça os esquemas dos circuitos:
a) Circuito retificador de meia onda.
b) Circuito retificador de onda completa com transformador.
c) Circuito retificador de onda completa em ponte.

66
a) Faça o esquema e calcule a tensão VCC na carga, alimentada por um retificador
de meia onda. Sabe-se que a tensão alternada VCA é de 9 V.
b) Qual o valor da tensão VCC retificada por um retificador de meia onda. A tensão
alternada tem um valor de pico de 4V.

Circuito Retificador com Filtro 67
Circuito Retificador
com Filtro
Como já foi visto no capítulo anterior, os circuitos retificadores têm aplicação limitada
porque fornecem uma corrente alternada pulsante na saída. Para alimentar
equipamentos eletrônicos com tensões contínuas tão puras quanto possível, utilizam-
se filtros que são acrescentados aos circuitos retificadores. Isso torna a forma de
onda na saída da fonte, mais próxima da corrente contínua.
A retificação com filtro é o assunto deste capítulo. Nele, serão estudadas as
características e funcionamento desse tipo de circuito.
Para compreender com facilidade este assunto, é necessário possuir conhecimentos
anteriores sobre armazenamento de cargas em capacitores, retificação de meia onda
e retificação de onda completa.
Função do filtro
As tensões fornecidas pelos circuitos retificadores, tanto de meia onda quanto de
onda completa são pulsantes. Embora tenham a polaridade definida, essas tensões
sofrem constantes variações de valor, pulsando de acordo com a tensão senoidal
aplicada ao diodo.

68
Nas fontes de alimentação, os filtros têm a função de permitir a obtenção de uma
CC mais pura. Isso é obtido colocando-se filtros entre a retificação e a carga. Eles
atuam sobre a tensão de saída dos circuitos retificadores aproximando tanto quanto
possível a sua forma de onda a uma tensão contínua pura.
A presença de tensão sobre a carga durante todo o tempo, embora com valor
variável, proporciona a elevação do valor médio de tensão fornecido.
Capacitor como filtro
A capacidade de armazenamento de energia elétrica dos capacitores é utilizada para
realizar o processo de filtragem da tensão de saída de circuitos retificadores.
O capacitor é conectado diretamente nos terminais de saída do circuito retificador
como mostra a figura a seguir.

Nos intervalos de tempo em que o diodo conduz, circula corrente através da carga e
também no capacitor. Neste período, o capacitor armazena energia.
Nos intervalos de bloqueio do diodo, o capacitor tende a descarregar a energia
armazenada nas armaduras.
Como não é possível a descarga através da retificação, porque o diodo está em
bloqueio, a corrente de descarga se processa pela carga.
A corrente absorvida pela carga é fornecida pelo capacitor. Com o passar do tempo, a
tensão do capacitor diminui devido a sua descarga.

70
O capacitor permanece descarregado até que o diodo conduza novamente, fazendo
uma recarga nas suas armaduras.
Com a colocação do capacitor, a carga passa a receber tensão durante todo o tempo.
Isso aumenta o valor da tensão média de saída do circuito retificador.
Retificação de meia onda com filtro a capacitor
O circuito a seguir mostra um retificador de meia onda com filtro a capacitor.
Durante o primeiro quarto de ciclo, o capacitor se carrega até o valor máximo da
tensão de entrada.
Quando a tensão de entrada começa a diminuir, o capacitor deveria se descarregar.
Todavia, o diodo não permite a passagem da corrente em sentido contrário. Assim, a
carga no capacitor é mantida. Veja gráficos a seguir.

Deve ser observado que o diodo conduz apenas durante o quarto de ciclo inicial.
Depois disso, a tensão sobre ele será igual a zero, enquanto que a tensão reversa
será o dobro da tensão máxima de entrada.
Quando o diodo pára de conduzir, o capacitor se descarrega em R1 de acordo com a
constante de tempo R1C. Veja gráfico a seguir.

72
td - tempo de descarga do capacitor na carga
tc - tempo de carga do capacitor
θ
θc - tempo de condução do diodo
Observe que td (tempo de carga do capacitor) vai de t2 a t1 quando a tensão no catodo
do diodo tende a se tornar menor do que a tensão no anodo. A partir desse instante,
o diodo volta a ser diretamente polarizado e, portanto, volta a conduzir, repetindo o
processo.
Retificação de onda completa com filtro a capacitor
Os circuitos a seguir exemplificam retificadores de onda completa com derivação
central e em ponte com filtro a capacitor.
O funcionamento do circuito retificador de onda completa com filtro a capacitor é
semelhante ao do retificador de meia onda. A forma de onda obtida é a mostrada no
gráfico a seguir.

Compare nos gráficos a seguir a diferença dos níveis de tensão contínua nos circuitos
retificadores já estudados. Os gráficos pertencem a circuitos com a mesma
resistência de carga e um mesmo capacitor.
O tempo de carga do capacitor influencia na ondulação, pois, quanto mais tempo o
capacitor levar para descarregar, menor será a tensão em suas armaduras. Por
isso, para uma mesma carga e mesmo capacitor de filtro, os circuitos de onda
completa têm menor ondulação.
Em onda completa, o capacitor é carregado duas vezes a cada ciclo de entrada.

74
Tensão de ondulação
O capacitor colocado em um circuito retificador está sofrendo sucessivos processos
de carga e descarga.
Nos períodos de condução do diodo o capacitor sofre carga e sua tensão aumenta,
enquanto que, nos períodos de bloqueio se descarrega e a sua tensão diminui, como
pode ser observado no gráfico a seguir.
Onde:
t1 = Tempo em que o capacitor sofre carga (sua tensão aumenta);
t2 = Tempo em que o capacitor se descarrega parcialmente sobre a carga (sua tensão
diminui).

A forma de onda da tensão de saída não chega a ser uma contínua pura,
apresentando uma variação entre um valor máximo e um mínimo, essa variação é
denominada ondulação ou ripple.
A diferença de tensão entre o valor máximo e mínimo que a ondulação atinge é
denominada de tensão de ondulação de pico a pico, representada por VONDPP.
Observação
A tensão de ondulação na saída de uma fonte também é denominada de componente
alternada.
Determinação do capacitor de filtro
Devido àgrande tolerância de valor dos capacitores eletrolíticos (até 50%), pode-se
formular uma equação simplificada para o cálculo do valor do capacitor. A equação é:
Onde: C é o capacitor de filtro em F
T é o período aproximado de descarga do capacitor, de 16,6 ns para 60 Hz - meia
onda e 8,33ns p/ 60Hz - onda completa;
IMÁX é a corrente de carga máxima em mA;
VONDPP é a tensão pico a pico de ondulação em volts.
ONDPP
MÁX
V
I
.
T
C =

76
Observação
Esta equação pode ser usada para cálculo de capacitores de filtros para até 20% de
ondulação de pico a pico (fator de ripple), sem introduzir um erro significativo.
Exemplo
Determinar um capacitor para ser usado em uma fonte retificadora de meia onda para
tensão de saída de 12 V, corrente de 150 mA com ondulação de 2 VPP (ou 17%).
C = 1245 F ou 0,001245 µ
µF
Tensão de isolação
Além da capacitância, deve-se determinar também a tensão de isolação do capacitor.
Essa tensão deve ser sempre superior ao maior valor de tensão sob a qual o
capacitor irá realmente funcionar. Veja exemplo a seguir.
Tensão de saída
(sobre o capacitor)
Tensão de isolação
(capacitor utilizado)
12 V 16 V
17 V 25 V
28 V 40 V
Outros filtros para retificadores de onda completa
A ilustração a seguir mostra um circuito retificador no qual a filtragem é realizada por
um capacitor e um indutor.
F
1245
2
150
.
6
,
16
V
I
.
T
C
ONDPP
MÁX
=
=
=

O indutor L em série com a célula LC garante uma filtragem melhor que a obtida nos
circuitos retificadores que usam somente capacitor.
Isso acontece porque o atraso apresentado pela indutância em relação à
s variações
de corrente faz com que a corrente de saída não sofra variações bruscas, mesmo que
entre os terminais da indutância apareçam tensões variáveis de grande amplitude.
Se analisar o circuito dado, sem a resistência de carga, a corrente IL só pode passar
no sentido indicado. No circuito, o capacitor se carrega continuamente até que a
tensão sobre ele seja igual ao valor de pico ou VMÁX. Uma vez alcançado esse valor,
a corrente deixa de fluir. Assim, ao ligar resistências de carga muito elevadas ao
circuito, a tensão de saída será aproximadamente VMÁX.
Ao reduzir a resistência, a corrente que flui pela indutância aumenta. Devido ao atraso
apresentado pela indutância, essa corrente nunca se anula, o que mantém os
diodos sempre em condução. Veja gráficos a seguir.
Observação
A corrente de pico nos diodos dos retificadores com filtro que usam indutor é menor
que nos diodos dos retificadores que usam filtros a capacitor.
Limitação para o valor do indutor

78
Num circuito retificador com filtro de indutor e capacitor, o fator de ripple é dado por:
Nessa fórmula, L é dado em Henry e C em F.
Nesse mesmo tipo de circuito, o valor da tensão contínua na carga é dado por:
VCC = 2 . VMÁX
Na prática há limitações para o valor do indutor. Assim, para 60 Hz, temos:
Filtro RLC
O retificador com filtro RLC, ou seja, com dois capacitores e um indutor, fornece uma
tensão CC na saída maior do que o retificador com filtro LC.
A tensão de saída fornecida é de aproximadamente VMÁX.
C
.
L
83
,
0
r =
L
CC
CC
R
V
I =
L
CC
L
MÁX
PICO
X
.
3
V
.
2
X
.
3
V
.
4
I =
=
CRÍTICO
ÓTIMO
L
CRÍTICO
L
.
2
L
1113
R
L =
=






π
π
−
=
RC
.
f
.
2
.
Z
1
.
V
V MÁX
CC

Nesse tipo de circuito, o fator de ondulação é bem pequeno:
Por economia, pode-se usar em alguns casos um resistor em lugar de um indutor, o
que resultará num filtro CRC ou com resistor.
Nesse caso, o fator de ondulação é calculado por:
Regulação
Regulação é a porcentagem de variação da tensão de saída de uma fonte. A
regulação é representada em um gráfico que relaciona a tensão média (VCC) com os
valores de resistência.
Em termos ideais, a regulação deve ser de 100%, porém na prática isso não
acontece. Ela é calculada por:
L
2
1
3
R
.
L
.
C
.
C
10
.
3
,
3
r =
L
2
1
6
R
.
R
.
C
.
C
10
.
5
,
2
r =

80
Quadro comparativo
A seguir está um quadro comparativo entre os vários circuitos retificadores com filtro
estudados neste capítulo.
Tipo VCC Riplle IPICO Circuito
RC ≅ VMÁX grande grande
L ≅ 2.VMÁX/π pequeno baixa
π ≅ VMÁX muito
pequeno
grande
π com R < VMÁX pequeno grande
Exercícios
1. Responda à
a) Qual a função de um filtro em um circuito retificador?
b) Qual é a forma mais comum de filtragem de uma tensão de saída em um circuito
retificador?
a
arg
c
com
V
carga
com
V
-
vazio
em
V
regulação
de
%
CC
CC
CC
=

c) Como ocorre a filtragem de uma tensão em um circuito retificador?
d) Qual o valor da tensão reversa na diodo quando está em bloqueio, em um circuito
retificador de meia onda com filtro ?
e) O que é tensão de ondulação ou ripple?
2. Faça os esquemas dos circuitos:
a) Retificador monofásico de meia onda.
b) Retificador monofásico de onda completa.

82
c) Retificador monofásico de meia onda com filtro.
d) Retificador monofásico de onda completa com filtro.
e) Retificador monofásico de onda completa com filtro LC.
a) Determine o capacitor necessário em um circuito retificador de meia onda, para
uma tensão de saída de 24 V, corrente 200 mA, e uma ondulação de 4 VPP.

b) Qual o valor do ripple em um circuito retificador de onda completa com filtro LC,
onde a indutância utilizada é de 10 mH e o capacitor 2000 µF.
4. Preencha as lacunas com V para as afirmações verdadeiras e F para as
a) ( ) O tempo de carga do capacitor influencia na ondulação da tensão de saída.
b) ( ) Em um circuito retificador de onda completa com filtro, o capacitor é
carregado duas vezes a cada ciclo de entrada.
c) ( ) A tensão de isolação do capacitor deve ser igual a tensão sob a qual irá
trabalhar.
d) ( ) A regulação é o valor da capacitância de um capacitor utilizado como filtro.
e) ( ) Em um circuito retificador com filtro LC, a tensão VCC tem valor próximo a
VMÁX, corrente de pico e ripple de valor alto.

Transistor Bipolar 85
Transistor Bipolar
A descoberta do transistor revolucionou o campo da eletrônica. A partir dessa
descoberta, o desenvolvimento da eletrônica se tornou cada vez mais rápido. Mesmo
com o aparecimento dos circuitos integrados e dos microprocessadores, o transistor
ainda tem um lugar de destaque. Suas aplicações se estendem a milhares de circuitos
com as mais diversas finalidades e utilizações.
Neste capítulo, serão estudadas as características do transistor bipolar e seu
funcionamento. Para adquirir esses conhecimentos com mais facilidade, é necessário
ter conhecimentos anteriores sobre materiais semicondutores, junções
semicondutoras, movimento de portadores dentro de cristais semicondutores, lei de
Ohm e leis de Kirchhoff.
Transistor
O termo transistor vem da expressão em inglês "transfer resistor" que significa
resistor de transferência. É um componente que apresenta resistência (impedância)
variável entre dois terminais. Essa resistência é controlada por um terceiro terminal.
Por sua característica controladora de corrente, o transistor pode ser usado como
amplificador de sinais ou como "interruptor eletrônico" em aplicações como
equipamentos de som, imagem, controles industriais, máquinas, calculadoras,
computadores.
Para realizar esse trabalho, existem alguns tipos de transistores:
• transistor bipolar (NPN ou PNP);
• transistor de unijunção (UJT);
• transistor de efeito de campo (FET e MOS-FET);

Transistor Bipolar
86
Transistor Bipolar
O transistor bipolar é o mais comum e também o mais usado. Sua estrutura básica se
compõe de duas pastilhas de material semicondutor do mesmo tipo. Entre essas
pastilhas é colocada uma terceira, bastante fina, de material diferente, formando uma
configuração semelhante a um sanduíche.
A configuração da estrutura do transistor bipolar permite que se obtenham dois tipos
distintos de transistores bipolares: NPN e PNP.
Os dois tipos de transistores podem cumprir as mesmas funções diferindo apenas na
forma como as fontes de alimentação são ligadas ao circuito eletrônico.
Terminais do Transistor Bipolar
Cada uma das pastilhas que formam o conjunto, recebe terminal para que o
componente possa ser conectado ao circuito eletrônico. Cada terminal recebe uma
designação para que se possa distinguir cada uma das pastilhas.
Assim, a pastilha central é denominada base e representada pela letra B. Uma das
pastilhas externas é denominada de coletor e é representada pela letra C. A outra
pastilha externa é denominada emissor e é representada pela letra E.
A figura a seguir apresenta os dois tipos de transistores com a identificação dos
terminais.

Embora as pastilhas do coletor e do emissor sejam do mesmo tipo de material
semicondutor, existe diferença de volume de material semicondutor e de intensidade
de dopagem entre as pastilhas.
O emissor é densamente dopado, enquanto que a base é levemente dopada. O
coletor possui maior volume e, por isso, dissipa mais potência; a intensidade de sua
dopagem é intermediária em relação à dopagem das outras duas pastilhas.
Por esse motivo, as ligações do coletor e do emissor no circuito eletrônico não são
intercambiáveis.
Símbolos
A norma NBR 12526/92 define o símbolo gráfico do transistor. A figura a seguir
apresenta os símbolos dos transistores NPN e PNP, indicando a designação dos
terminais. A diferença entre os símbolos dos dois transistores esta apenas no sentido
da seta do terminal emissor.
Alguns transistores, fabricados para aplicações específicas, são dotados de blindagem.
Essa blindagem consiste em um invólucro metálico ao redor das pastilhas
semicondutoras, cuja função é evitar que o funcionamento do transistor seja afetado
por campos elétricos ou magnéticos do ambiente.

Transistor Bipolar
88
Esses transistores apresentam um quarto terminal ligado à blindagem para que possa
ser conectada ao terra do circuito eletrônico. O símbolo gráfico desse tipo de transistor
é apresentado a seguir.
Tensões nos Terminais do Transistor
O funcionamento do transistor baseia-se no movimento dos elétrons livres e das
lacunas em seu interior e que são provocados pela aplicação de tensões externas ao
coletor, à base e ao emissor. Esse movimento está ligado a polaridade da tensão
aplicada a cada um desses terminais e é diferente para transistores NPN e PNP.
A estrutura física do transistor propicia a formação de duas junções entre cristais P e
N:
• uma junção PN entre o cristal da base e o cristal do emissor, é chamada de junção
base-emissor (BE).
• uma junção PN entre o cristal da base e o cristal do coletor, é chamada de junção
base-coletor.

Quando as três pastilhas semicondutoras são unidas, ocorre um processo de difusão
dos portadores. Como no diodo, esse processo de difusão dá origem a uma barreira de
potencial em cada junção. Portanto, no transistor, existem duas barreiras de potencial
que se formam com a junção do cristal: a barreira de potencial na junção base-emissor
e a barreira de potencial na junção base-coletor.
Observação
As três regiões do transistor possuem diferentes níveis de dopagem. Por isso, as
camadas de depleção não possuem a mesma largura. Quanto mais densamente
dopada for a região, maior será a concentração de íons próximo da junção. Isso
significa que a camada de depleção penetra levemente na região do emissor
(dopagem densa), porém profundamente na base (dopagem leve). O mesmo acontece
entre base e coletor. A camada de depleção do emissor é pequena e a do coletor,
grande.
Polarização na Junção Base-Emissor
Na condição normal de funcionamento, denominada de funcionamento na região
ativa, a junção base-emissor é polarizada diretamente.

Transistor Bipolar
90
A condução da junção base-emissor é provocada pela aplicação de tensão entre base
e emissor com polaridade correta, ou seja, polaridade positiva no material P e negativa
no material N, para um transistor do tipo NPN.
Polarização na Junção Base-Coletor
Na região ativa de funcionamento, a junção base-coletor é polarizada inversamente.
O bloqueio da junção base-coletor é provocado pela aplicação de tensão externa entre
base e coletor, com polaridade adequada, ou seja, polaridade positiva no material N e
negativa no material P, para um transistor NPN.
Polarização Simultânea das Duas Junções
Para que o transistor funcione corretamente, as duas junções devem ser polarizadas
ao mesmo tempo.

Isso é feito aplicando-se duas tensões externas entre os terminais do transistor.
Observações
1. As baterias representam as tensões de polarização.
2. Para que um transistor PNP funcione na região ativa, basta inverter as polaridades
das fontes entre as junções
Outra configuração de baterias para a polarização correta das junções também pode
ser usada:
No diagrama:
• a bateria B1 polariza diretamente a junção base-emissor.
• a bateria B2 aplica uma tensão positiva ao coletor. Essa tensão é maior que a
tensão positiva da base, de forma que a junção base-coletor fica polarizada
inversamente.
A alimentação simultânea das duas junções, através das baterias externas, dá origem
a três tensões entre os terminais do transistor:
• tensão de base a emissor (VBE)
• tensão de coletor à base (V
CB)
• tensão de coletor a emissor (VCE)

Transistor Bipolar
92
Observação
Para o transistor PNP, a regra também é válida com a diferença que a polaridade das
baterias de polarização é invertida.
Princípio de Funcionamento
O movimento dos portadores livres dá origem a três correntes que circulam nos três
terminais do transistor:
• corrente do terminal emissor, denominada de corrente de emissor (IE);
• corrente do terminal base, chamada de corrente de base (IB);
• corrente do terminal do coletor, chamada de corrente de coletor (IC).
Observação
O princípio básico de funcionamento que explica a origem das correntes no transistor é
o mesmo para os transistores NPN e PNP. Por isso, estudaremos o princípio de
funcionamento de apenas um dos tipos. O comportamento do outro difere apenas na
polaridade das baterias e no sentido das correntes.

Corrente de Base
A corrente de base é provocada pela tensão aplicada entre a base e o emissor do
transistor (VBE).
Em um transistor PNP, por exemplo, o potencial positivo aplicado ao emissor repele as
lacunas do material P em direção à base. Se a tensão tiver um v
alor adequado, ou
seja, 0,7 V para o silício e 0,3 V para o germânio, as lacunas adquirem velocidade
suficiente para atravessar a barreira de potencial formada na junção base-emissor,
recombinando-se com os elétrons livres da base.
Essa recombinação dá origem à corrente de base.
Devido à pequena espessura da base e também ao seu pequeno grau de dopagem, a
combinação acontece em pequena escala, ou seja, poucos portadores que provêm do
emissor podem se combinar. Isso faz com que a corrente de base seja pequena, com
valores que se situam na faixa de microampères ou miliampères.
Como o emissor é fortemente dopado, um grande número de lacunas se desloca em
direção à base, repelidas pela tensão positiva do emissor e atraídas pela tensão
negativa da base.
A base, porém, tem potencial negativo pequeno, não tendo assim elétrons livres
suficientes para recombinar com a maior parte das lacunas que provêm do emissor.
Assim, um grande número de lacunas atinge a base em grande velocidade e não se
recombina por falta de elétrons livres disponíveis.

Transistor Bipolar
94
Corrente de Coletor
As lacunas provenientes do emissor que não se recombinam, atingem a junção base-
coletor e passam ao coletor onde existe um alto potencial positivo.
As lacunas que atingem o coletor dão origem a corrente de coletor.
Em geral, do total de lacunas que entra no emissor de um transistor, a grande maioria
corresponde à corrente de coletor.
Tanto a corrente de base como a corrente de coletor provêm do emissor, de forma que
se pode afirmar que:
IC + IB = IE
Controle da Corrente de Base sobre a Corrente do Coletor
A principal característica do transistor reside no fato de que a corrente de base
(pequena) exerce um controle eficiente sobre a corrente de coletor. Esse controle é
devido à influência da correntede base sobre a largura da barreira de potencial da
junção base-emissor, ou seja, quando VBE aumenta, a barreira de potencial torna-se
mais estreita.
Esse estreitamento permite que um maior número de portadores do emissor atinja a
base. Esses portadores são absorvidos pelo coletor, uma vez que a base não tem
capacidade para recombiná-los. Verifica-se então um aumento na corrente de coletor.
Assim, se IB aumenta, IC aumenta e se IB diminui, IC diminui.

Ganho de Corrente do Transistor
Através de um transistor, é possível utilizar uma pequena corrente IB para controlar a
circulação de uma corrente de valor muito maior (IC).
A corrente controlada (IC) e a corrente de controle (IB) podem ser relacionadas entre si
para determinar quantas vezes uma é maior que a outra, ou seja,
O resultado dessa relação é denominado tecnicamente de ganho de corrente de base
para coletor, representado pela letra grega β (beta) para corrente contínua ou hfe para
corrente alternada. O ganho indica quantas vezes a corrente de coletor é maior que a
corrente de base.
Conhecendo-se o ganho de corrente entre base e coletor (β), é possível determinar a
corrente de coletor a partir da corrente de base, ou seja: IC = β . IB.
Observação
O fato do transistor permitir um ganho de corrente entre base e coletor não significa
que correntes sejam geradas em seu interior. As correntes que circulam no interior do
componente são provenientes das fontes de alimentação e o transistor apenas controla
sua quantidade.
O outro ganho a ser considerado é o de emissor para coletor (α
α, lê-se alfa):
Como a corrente IE é maior que IC, conclui-se que α é sempre menor que 1.
Os ganhos β e α estão relacionados entre si através das fórmulas:
Circuito do Coletor
Na grande maioria dos circuitos transistorizados, o coletor do transistor é conectado à
fonte de alimentação através de um resistor denominado de resistor de coletor (RC). O
β
=
B
C
I
I
E
C
I
I
=
α
1
e
1 +
β
β
=
α
α
−
α
=
β

Transistor Bipolar
96
resistor de coletor completa o circuito ou malha de coletor, composto pelos
componentes por onde circula a corrente do coletor conforme circuito que segue.
A malha de coletor se compõe de resistor de coletor RC em série com o transistor
(coletor-emissor) aos quais é aplicada a tensão VCC.
Sendo um circuito série, a malha de coletor obedece à segunda Lei de Kirchhoff,que
estabelece: a soma das quedas de tensão em um circuito é igual à tensão aplicada aos
seus extremos.
Na malha de coletor, a tensão VCC fornecida pela bateria se distribui em duas parcelas:
• tensão sobre o resistor de coletor, denominada de queda de tensão no resistor de
coletor (VRC); e
• tensão entre coletor e emissor (VCE).

Aplicando a Lei de Kirchhoff, a soma das quedas de tensão nos componentes da
malha de coletor será igual à tensão aplicada à malha. A partir disso, pode
-se
determinar a equação da malha de coletor, ou seja: VCC = VCE + VRC
Nessa igualdade, VCC é a tensão fornecida pela bateria ao circuito, desconsiderando-se
a influência da resistência interna, pode-se admitir que VCC tem um valor constante,
independente da corrente que o circuito solicitar.
VRC é a queda de tensão no resistor de coletor. O valor desta queda de tensão,
segundo a Lei de Ohm, depende de dois fatores: do valor do resistor RC e da corrente
que está circulando (IC), ou seja, VRC = RC . IC.
A queda de tensão no resistor de coletor (VRC) tem como principal característica o fato
de ser proporcional à corrente de coletor do transistor.
Se a corrente de coletor se torna maior (IC), a queda de tensão sobre o resistor de
coletor aumenta, pois RC . IC = VRC.
VCE é a tensão coletor-emissor e depende da tensão de alimentação e da queda de
tensão em RC, ou seja, como VCC = VCE + VRC,
VCE = VCC - VRC.
Exemplo
Um transistor com resistor de coletor de 680 Ω tem uma corrente de coletor de 6 mA. A
bateria fornece uma tensão de 12 V à malha do coletor. Qual é a queda de tensão no
resistor de coletor e a tensão coletor-emissor no transistor?
Queda de tensão no resistor de coletor: VRC = RC . IC
VRC = 680 . 0,006 = 4,08V
Tensão de coletor-emissor do transistor: VCE = VCC - VRC
VCE = 12 - 4,08 = 7,92 V
A figura a seguir mostra a malha de coletor com os valores de tensão em cada
elemento.

Transistor Bipolar
98
Relação entre Parâmetros
Ao considerar que a queda de tensão VRC depende de IC, afirma-se que VRC também
depende de IB. Desenvolvendo a equação da queda de tensão no resistor de coletor,
tem-se:
VRC = RC . IC
Como IC = IB. β, temos:
VRC = RC . (IB. β)
Nessa equação, os valores de RC e β são constantes. Logo, pode-se dizer que o valor
da queda de tensão no resistor depende diretamente da corrente de base.
Tomando-se um circuito a transistor com duas correntes de base diferentes, é possível
verificar a relação entre os valores de IR, IC, VRC e VCE.
Veja exemplo no circuito a seguir.

Observação
O resistor RB na base do transistor serve para limitar a corrente de base do transistor.
Admitindo-se como primeiro valor de corrente de base 40 µA, os valores do circuito
são:
IC = IB . β = 40 . 100 = 4000 mA ou 0,004 A
VRC = IC . RC = 0,004 . 820 = 3,28 V
VCE = VCC - VRC = 10 - 3,28 = 6,72 V
Admitindo-se um valor de corrente de base de 70 µA, os valores do circuito são:
IC = 70 . 100 = 7000 mA ou 0,007 A
VRC = 0,007 . 820 = 5,74 V
VCE = 10 - 5,74 = 4,26 V
Colocando os dados do circuito das duas situações em uma tabela, é possível
observar o comportamento dos valores de IC, VRC e VCE quando a corrente de base é
modificada.
Corrente de base
(IB)
Corrente de
coletor (IC)
Queda de tensão
no resistor de
coletor (VRC)
Tensão coletor
emissor do
transistor (VCE)
40 µA 4 mA 3,28 V 6,72 V
70 µA 7 mA 5,74 V 4,26 V
Relacionando apenas os dados relativos ao transistor, o comportamento do circuito
pode ser assim resumido:
⇑ IB ⇑ IC ⇓ VCE
⇓ IB ⇓ IC ⇑ VCE
Considerando que a corrente de base IB depende da tensão VBE, pode-se incluir mais
esse parâmetro no comportamento do transistor:
⇑ VBE ⇑ IB
⇓ VBE ⇓ IB
A relação entre os parâmetros do transistor é então:
⇑ VBE ⇑ IB ⇑ IC ⇓ VCE
⇓ VBE ⇓ IB ⇓ IC ⇑ VCE

Transistor Bipolar
100
Dissipação de Potência no Transistor
Todo o componente sujeito a uma diferença de potencial e percorrido por uma corrente
elétrica dissipa uma determinada potência (P = V . I). Isso acontece também no
transistor. A circulação de corrente elétrica através das junções do transistor,
provocada pela aplicação de tensões aos seus terminais, dá origem a uma dissipação
de potência no interior do componente. Essa dissipação se dá em forma de energia
térmica, o que resulta em um aquecimento do transistor.
Dissipação nas Junções
A dissipação de potência ocorre nas duas junções do transistor. Essas potências
dissipadas são denominadas de potência de coletor (PC) e potência de base (PB).
A potência total dissipada no transistor é, então:
Ptot = PC + PB
Entretanto, analisando as tensões e correntes presentes nas duas junções, verifica-se
que a tensão e a corrente presentes na junção base-emissor (VBE e IB) são muito
pequenas, quando comparadas com a tensão e a corrente presentes na junção
coletor-base (VCB e IC).
Por isso, a potência dissipada na junção base-emissor é muito pequena comparada
com a potência dissipada na junção base-coletor.
Assim, a potência dissipada na base do transistor é desprezada e considera-se que a
potência total dissipada no transistor é a própria potência dissipada no coletor, ou seja,
Ptot ≅ PC
A potência dissipada no coletor depende da tensão de coletor à base (V
CB) e da
corrente de coletor (IC):

PC = VCB . IC
Por questões de praticidade e com o objetivo de resolver circuitos transistorizados
através das curvas características, essa equação é substituída por outra aproximada,
cujo erro é desprezível:
PC ≅
≅ VCE . IC
Dissipação Máxima de Potência no Transistor
O calor produzido pela dissipação de potência (PC ≅ VCE . IC) provoca a elevação da
temperatura dos cristais semicondutores, o que pode danificar o componente.
Para que isso não aconteça, a potência dissipada é limitada a um valor que permite o
funcionamento normal do transistor. Esse valor é chamado de potência de dissipação
máxima (PCmáx) e é fornecido pelos manuais dos fabricantes (“data books”) ou fichas
técnicas.
O limite de dissipação de potência é estabelecido em função de dois fatores:
• a resistência térmica do encapsulamento;
• a temperatura externa ao transistor.
Resistência térmica: consiste na oposição apresentada por um material à passagem
do fluxo de calor. Quando se fala em transistor, a resistência térmica do
encapsulamento, representada pela notação (Rthja), diz respeito à oposição (imposta
pelo encapsulamento) à transmissão do calor gerado internamente para o meio
ambiente.
Os transistores fabricados para capacidades de dissipação mais elevadas
(denominados de transistores de potência) são normalmente encapsulados em
invólucros metálicos. Esse tipo de encapsulamento se caracteriza por apresentar uma
baixa resistência térmica, transmitindo com mais eficiência o calor para o meio
ambiente.

Transistor Bipolar
102
Os transistores de baixa dissipação (denominados de transistores de sinal) são
encapsulados normalmente em invólucros de plástico. Esse material é usado porque a
quantidade de calor gerado por esses transistores é pequena.
Temperatura Externa ao Transistor: para que haja transmissão de calor entre dois
pontos, é necessário que haja diferença de temperatura entre eles.
A quantidade de calor transmitido é maior quando a diferença de temperatura é grande
entre os dois pontos e menor quando essa diferença é pequena. Assim, a quantidade
de calor transmitido da junção do transistor para o ambiente depende da diferença de
temperatura entre a junção e o ambiente.
Quanto mais baixa a temperatura do ambiente, maior a transmissão de calor do interior
do transistor para fora e menor o seu aquecimento. Assim, dois transistores
trabalhando com as mesmas tensões e correntes e, portanto, com mesma potência
dissipada, sofrerão aquecimentos diferentes se estiverem funcionando em
temperaturas diferentes. O transistor que estiver funcionando em um ambiente mais
quente sofrerá maior aquecimento, porque a quantidade de calor transmitido para o
ambiente é menor.
Por causa disso, a especificação de potência máxima de dissipação do transistor é
dada em função da temperatura. Por exemplo: Transistor BC547 apresenta potência
de dissipação máxima de 500mW a 25o
C ou menos.
Observação
As potências de dissipação máxima fornecidas pelos fabricantes sempre são
referentes à temperatura de 25
o
C, a menos que haja outra especificação de
temperatura.
Redução da Potência Dissipada
Em muitos casos, torna-se necessário usar transistores em circuitos que funcionarão
em temperaturas superiores a 25o
C. Nesse caso, é necessário considerar que o valor
máximo de potência de dissipação, fornecido pelo fabricante, não pode ser empregado
porque é válido somente até 25o
C.
É possível compensar o aumento da temperatura ambiente, fazendo o transistor

dissipar menos potência. O grau de redução da potência nominal varia de transistor
para transistor e é um dado fornecido pelo fabricante na forma de um gráfico
(Ptot x Tamb).
Este gráfico indica a potência máxima no transistor para os diversos valores de
temperatura ambiente. Veja na ilustração a seguir o emprego do gráfico determinando
a potência de dissipação máxima dos transistores BC546, BC547 e BC548 para uma
temperatura ambiente de 50ºC.
Correntes de Fuga no Transistor
O movimento dos portadores minoritários (elétrons no PNP e lacunas no NPN) na
junção inversamente polarizada do transistor origina uma pequena corrente de fuga
que varia diretamente com a temperatura.
Nas figuras a seguir está ilustrada a representação dessas correntes em um transistor
NPN. O raciocínio análogo se aplica ao transistor PNP, bastando inverter as
polaridades da fonte de tensão CC e o sentido de percurso da corrente elétrica.
1. ICBO ou ICO é a corrente do coletor para a base, com o emissor em aberto:

Transistor Bipolar
104
2. ICEO é a corrente do coletor para o emissor, com a base em aberto:
3. IEBO é a corrente do emissor para a base, com o coletor em aberto:
Observação
A terceira condição, corrente do emissor para a base, com o coletor em aberto Não é
muito utilizada na prática.

Disparo Térmico
O disparo térmico (ou avalanche térmica) é um fenômeno que ocorre no transistor
devido à corrente de fuga I
CBO. Isso pode levar o transistor à destruição por
aquecimento excessivo.
A dissipação de potência em um transistor (PC = VCE ⋅ IC) provoca o aquecimento das
junções (BE e BC) que, por sua vez, provoca o aumento de ICBO.
Como essa corrente é uma das parcelas de IC, o aumento de ICBO provoca um aumento
em IC, aumentando a potência dissipada, causando novo aquecimento das junções.
Isso ocorre até que o transistor finalmente seja danificado.
A corrente de fuga ICBO dobra a cada 10o
C, aproximadamente, nos transistores de
silício (Si) e 6o
C nos de germânio (Ge). Porém, na mesma temperatura, o transistor de
silício apresenta ICBO até 500 vezes menor que o de germânio. Por essa razão, os
transistores de silício são muito mais usados que os de germânio.
Exercícios
1. Responda à
a) Quais as funções básicas de um transistor?
b) Quais os tipos de transistores existentes?
c) Defina ganho de corrente do transistor, da base para o coletor.

Transistor Bipolar
106
2. Faça o símbolo gráfico dos seguintes componentes:
a) Transistor bipolar NPN.
b) Transistor bipolar PNP
a) Calcule a queda de tensão no resistor de coletor, a tensão VCE e a potência
dissipada no transistor, no circuito que segue.
c) Qual é o ganho de corrente de emissor para coletor de um transistor com os
seguintes valores de corrente:
IB = 10 µA
IC = 6 mA

4. Faça o esquema de um transistor bipolar polarizado (fonte e resistor de coletor),
com as notações das correntes e tensões.
a. Transistores bipolares ( ) Polarização direta
b. Transistores de efeito de campo ( ) Tensão da barreira de potencial 0,3 V
c. Transistores de silício ( ) Tipo NPN ou PNP
d. Junção base-emissor ( ) Tipo FET ou MOS-FET
e. Transistores de germânio ( ) Polarização indireta
( ) Tensão da barreira de potencial 0,7 V
6. Preencha as lacunas com V para as afirmações verdadeiras e F para as afirmações
falsas.
a) ( ) O emissor do transistor bipolar é a pastilha mais dopada.
b) ( ) As camadas de depleção de um transistor possuem a mesma largura.
c) ( ) A corrente da base controla a corrente do coletor
d) ( ) O coletor do transistor bipolar é o de menor volume.
e) ( ) O causa gera o rompimento de ligações covalentes e correntes de fuga
7. Resolva as seguintes questões:
a) Um transistor de silício apresenta ICBO = 2,5 µA em temperatura ambiente (25o
C).
que valor terá essa corrente se a temperatura subir para 45o
C?

Transistor Bipolar
108
b) Um transistor de silício com α = 0,95 possui ICBO = 5 µA em temperatura de 27o
C.
Qual é o valor de ICEO admitindo-se que não haja variação de α, em temperatura de 35o
C?
c) Um transistor de germânio apresenta ICO = 4,2 mA em temperatura de 33o
C. Qual
é o valor de ICBO se a temperatura cair para 14o
C?
d) Um transistor de silício apresenta em um circuito os seguintes valores de corrente:
IE = 16,32 mA, IB = 200 µA e ICBO = 4 µA. Calcule o ganho de corrente da base para o
coletor desse transistor.
e) Ao medirmos VCb de um transistor de silício polarizado na região ativa,
encontramos -12 V. Qual é o tipo de transistor medido? Justifique.
f) Calcule VCE do transistor da questão anterior.

Ponto de Operação do Transistor 109
Ponto de Operação do
Transistor
Os componentes eletrônicos se caracterizam por terem a capacidade de operar com
os mais diversos valores de tensão e corrente nos seus terminais. Essa versatilidade
resulta em uma dificuldade, como prever as condições de funcionamento de um
componente quando forem aplicados determinados valores elétricos em um circuito.
Essa é a razão pela qual o comportamento dos componentes eletrônicos, na sua
grande maioria, é expresso através de suas curvas características. Através dessas
curvas, normalmente fornecidas pelos fabricantes, pode-se determinar com certa
exatidão os valores de tensão e corrente que se estabelecerão em um circuito
transistorizado no momento em que for alimentado.
O presente capítulo apresentará as curvas características do transistor, a reta de
carga e o ponto de operação para que você utilize corretamente os transistores.
Para ter sucesso no desenvolvimento dos conteúdos e atividades deste capítulo, você
já deverá ter conhecimentos anteriores sobre o princípio de funcionamento do
transistor bipolar e a relação entre os parâmetros.
Configurações de Ligação do Transistor
No transistor, a corrente de base atua como corrente de controle, determinando a
corrente de coletor que poderia ser denominada de corrente controlada.
Em princípio, a circulação de duas correntes de valores diferentes em um
componente pressupõe a existência de quatro terminais, dois terminais para cada
corrente.

110
Como o transistor não dispõe de quatro terminais, sua ligação aos circuitos
eletrônicos é feita de forma que um dos terminais seja comum ao circuito de entrada e
ao de saída, simultaneamente. Desta forma pode-se ligar o transistor em três
configurações distintas:
• configuração emissor comum;
• configuração base comum;
• configuração coletor comum.
Configuração de Emissor Comum
Quando o terminal emissor é comum àentrada e àsaída, a forma de ligação do
transistor é denominada tecnicamente de configuração de emissor comum.
Configuração de Base Comum
Quando a base é utilizada como terminal comum, a forma de ligação do transistor é
denominada de configuração de base comum.

Configuração de Coletor Comum
Configuração de coletor comum é a denominação dada àforma de ligação na qual o
coletor do transistor é comum àentrada e àsaída do circuito.
Curvas Características de um Transistor
Quando se analisa o comportamento de um componente eletrônico, procura-se
colocar esse componente sob as mais diversas situações em termos de correntes e
tensões.
O comportamento do transistor é expresso através de curvas características que são
gráficos obtidos a partir de medidas elétricas no transistor em vários circuitos, sob
condições de tensão e corrente controladas.
As curvas características do transistor têm grande importância nos projetos de
circuitos, porque expressam o comportamento do componente em uma ampla faixa
de condições de funcionamento, levando em consideração a forma como o transistor
está ligado.
Parâmetros Elétricos nas Curvas Características
Nos componentes semicondutores com apenas dois terminais como por exemplo; o
diodo semicondutor e o diodo zener, são necessários apenas dois parâmetros
elétricos para expressar o comportamento em gráfico: a tensão entre os dois
terminais e a corrente no dispositivo.
No transistor, pelo fato de obter três terminais, existem 6 valores a considerar:
• IC: corrente de coletor;
• IB: corrente de base;

112
• IE: corrente de emissor;
• VBE: tensão de base a emissor;
• VCE: tensão de coletor a emissor;
• VCB: tensão de coletor a base.
Veja esses parâmetros na figura a seguir.
Com base nesses valores e em outros , tais como a temperatura, podem ser
levantadas uma série de curvas características que expressam o comportamento do
transistor nas mais diversas condições.
Curvas Características na Configuração de Emissor Comum
A configuração de ligação do transistor mais utilizada é a de emissor comum.
Por essa razão, as curvas características dos transistores, fornecidas pelos
fabricantes, são relativas a essa forma de ligação.
A figura que segue ilustra a representação esquemática de um transistor ligado em
emissor comum.
Nessa configuração, quatro parâmetros são fundamentais: VBE, IB, VCE e IC.

Os valores de VBE e IB são denominados parâmetros de entrada e os valores VCE e IC,
parâmetros de saída da configuração emissor comum.
Portanto, para representar o comportamento do transistor na configuração de emissor
comum através de gráficos, são necessárias duas curvas características:
• uma que expressa o comportamento dos parâmetros de entrada do transistor,
denominada de curva característica de entrada;
• outra que expressa o comportamento dos parâmetros de saída, denominada de
curva característica de saída.
A curva característica de saída é a curva de maior importância, pois expressa os
parâmetros de saída do transistor; IC e VCE. Entretanto, sabe-se que os valores de VCE
e IC dependem do valor de IB.
A curva característica de saída permite que se relacionem as grandezas IC, VCE e IB
em um único gráfico. O gráfico que segue mostra a característica de saída do
transistor BC547.
As curvas mostram a dependência da corrente de coletor (IC) em função da tensão
coletor-emissor, mantendo a corrente de base em um valor constante. Nos manuais,
essa curva é indicada como IC = f (VCE e IB). É lida da seguinte maneira: corrente de
coletor em função da tensão coletor-emissor para valores fixos de corrente de base.
Observação
Nos transistores PNP, os parâmetros nas curvas são negativos: - IB e -IC, ou seja, as
correntes IB e IC saem do transistor, e o coletor é negativo em relação ao emissor.

114
As curvas características fornecidas pelo fabricante representam o comportamento
médio de um grande número de transistores usados. Na prática, isso significa que o
comportamento pode apresentar alguma diferença em relação àcurva.
Aplicação da Curva Característica
A curva característica é aplicada na determinação das condições de funcionamento
de um transistor em um circuito. Dispondo dos valores da tensão de alimentação (VCC)
e da corrente de coletor (IC), traça-se uma reta que permitirá determinar graficamente
o comportamento do transistor em um circuito. Essa reta é denominada reta de
carga.
A reta de carga é traçada sobre a curva característica de saída do transistor. Ela
permite que se determine graficamente a tensão entre coletor e emissor (VCE) e a
corrente de coletor (IC), presente no transistor naquele momento, em função da
corrente de base atual. A intersecção da reta de carga com o valor de IB no circuito é
denominado ponto quiescente (Q).
No plano horizontal, o ponto quiescente fornece o valor de IC no circuito e no plano
vertical, o valor de VCE.
- IC

Traçado da Reta de Carga
O traçado da reta de carga leva em conta dois fatores:
• a tensão de alimentação do circuito;
• valor do resistor de coletor.
Isso significa que, para cada transistor e em cada circuito, existe uma reta de carga
específica.
Para traçar a reta de carga utilizam-se dois pontos que ocorrem em duas situações do
transistor:
• ponto de corte;
• ponto de saturação.
O ponto de corte é a situação em que o transistor está sem corrente de base.
Usando as equações do transistor, verifica-se seu comportamento nessa situação:
IC = IB . β. Como IB = 0, IC = 0
Então, VRC = IC . RC. Como IC = 0, VRC = 0.
VCE = VCC - VRC e VRC = 0
Desta forma temos VCE = VCC.

116
Esses dois valores, VCE = VCC e IC = 0, são representados por um ponto na curva
característica de saída. Tomando como exemplo o circuito a seguir, o ponto de corte
fica na posição mostrada no gráfico que segue.
Esse é o primeiro ponto da reta de carga.
Observação
O ponto de corte depende fundamentalmente da tensão de alimentação. Se o valor
da tensão for alterado, o ponto de corte também será alterado.
O ponto de saturação é a situação em que se aplica ao transistor uma corrente de
base suficiente para fazer com que a tensão de coletor/emissor caia praticamente a
zero.
Considerando a tensão de coletor/emissor como zero, temos:
VCE = VCC - VRC. Como VCE = 0, VRC = VCC
R
V
I
,
V
V
e
R
V
I
Como
C
CC
C
CC
RC
C
RC
C =
=
=

Na situação de saturação, a corrente de coletor assume o seu valor máximo como se
o resistor de coletor estivesse ligado diretamente àfonte de alimentação. Esse valor
de corrente de coletor é denominado de corrente de saturação.
O ponto de saturação, por sua vez, é aquele no qual
No circuito tomado como exemplo, a tensão de alimentação é de 30V, e o resistor de
coletor é de 470 Ω. Portanto, a corrente de saturação é:
IC = 63,8 mA
Esses valores dão origem ao segundo ponto sobre a curva característica do
transistor.
O ponto de saturação depende fundamentalmente da tensão de alimentação e do
valor do resistor de coletor. Caso esses valores sejam mudados, o ponto de saturação
tem sua posição alterada na curva característica. Unindo os dois pontos encontrados
no gráfico, tem-se a reta de carga do circuito conforme gráfico que segue.
C
CC
C
R
V
I = e VCE = 0
A
0638
,
0
470
V
30
IC =
Ω
=

118
Esta reta de carga serve apenas para o circuito apresentado (transistor BC547,
VCC = 30V e RC = 470 Ω). Caso o transistor, a alimentação (VCC) ou o valor do
resistor de coletor (RC) sejam modificados, deve-se traçar outra reta de carga de
acordo com os novos dados.
Aplicação da Reta de Carga
Uma vez traçada a reta de carga, pode-se determinar graficamente os valores da
tensão VCE, da tensão sobre o resistor de coletor e da corrente de coletor do transistor
para cada valor de corrente de base.
Tomando-se o circuito do exemplo, pode-se determinar as tensões e correntes na
malha de coletor quando a corrente de base for, por exemplo, 0,10 mA.
A resposta é obtida através do ponto quiescente (Q) que é o ponto de encontro entre
a reta de carga e a curva de corrente de base conforme gráfico a seguir.

Projetando o ponto encontrado até o eixo horizontal, encontra-se o valor de VCE (13V).
Encontra-se, também, o valor da tensão sobre o resistor de coletor do circuito
(VRC = 17 V).

120
Projetando o ponto encontrado até o eixo vertical, encontra-se o valor da corrente de
coletor (IC = 36 mA).
Veja a seguir dois exemplos de reta de carga e determinação de parâmetros de um
circuito através da curva característica de saída.
Exemplo 1

Ponto de corte: VCE = VCC = 6 V
IC = 0 A
Ponto de saturação: VCE = 0 V
Exemplo 2
Ponto de Operação
Ponto de operação ou ponto quiescente, representado pela letra Q, é a denominação
dada ao conjunto de valores de tensão e corrente que se estabelecem
automaticamente em um circuito a partir de sua alimentação.
A figura a seguir mostra um circuito com um transistor no ponto de operação (Q):
VCE = 10V, VRC = 14V, IC = 52 mA.
IC = mA
50
120
V
6
=
Ω

122
Uma vez estabelecidos os valores do ponto de operação, se nenhuma modificação
for realizada no circuito, os valores permanecerão constantes.
A escolha correta do ponto de operação é fundamental, na medida em que todo o
funcionamento do circuito será baseado nas condições estabelecidas por este ponto.
Influência do Ponto de Operação no Circuito
O ponto de funcionamento determina a condição normal de funcionamento de um
circuito que se estabelece a partir da alimentação. Se o ponto de operação for mal
posicionado, todo o funcionamento do circuito estará prejudicado.
O ponto de operação (Q) de um circuito com um transistor estará sempre sobre a reta
de carga desse circuito. Logo, pode-se afirmar que o ponto de funcionamento
depende dos fatores que determinam a reta de carga, ou seja:
• do transistor utilizado;
• da tensão de alimentação (VCC);
• do resistor de coletor (RC).
De acordo com a função que o circuito desempenhará, o ponto de operação pode se
situar em qualquer posição sobre a reta de carga do circuito.
Observação
Na maioria dos circuitos eletrônicos, o ponto de operação está localizado na região
central da reta de carga.
A partir do momento em que o ponto de operação é localizado sobre a reta de carga,

ficam automaticamente estabelecidos os valores da malha de coletor (saída).
Veja no exemplo a seguir um circuito no ponto de operação. Observe que ele se situa
na região central da reta de carga.
A partir desse ponto de operação obtém-se os seguintes valores:
• tensão entre coletor e emissor;
• queda de tensão ao resistor de coletor;
• corrente de coletor.
Esses valores são denominados respectivamente:
VCEQ: tensão coletor-emissor no ponto de operação;
VRCQ: queda de tensão no resistor de coletor no ponto de operação;
ICQ: corrente de coletor no ponto de operação.
No exemplo usado, esses valores são:
VCEQ = 10,5 V, VRCQ = 13,5 V, ICQ = 50 mA

124
Observação
Pequenas diferenças devido àimprecisão gráfica e espessura dos traços no desenho
não são significativas.
Para obter os valores quiescente (VCEQ, VRCQ e ICQ), é necessário aplicar ao transistor
uma determinada corrente de base quiescente (IBQ). O valor dessa corrente é obtida
no circuito, pela malha de base.
No gráfico usado como exemplo, o ponto de operação está colocado sobre a curva de
IB = 0,2 mA. Esta é a corrente necessária para obter as condições desejadas.
Curva de Dissipação Máxima
Utilizando o valor de potência de dissipação máxima do transistor e a expressão
PC = VCE . IC, pode-se traçar sobre a curva de saída do transistor o limite de
dissipação ponto a ponto, denominado curva (ou hipérbole) de dissipação de máxima
potência.
Conhecendo-se o valor de PC, que é dado pelo fabricante e escolhendo diversos
valores para VCE, obtêm-se os valores de ICmáx.
Exemplo
Transistor BC547, PC = 300 mW a 25 o
C
Escolhendo alguns valores para VCE, tais como: 5 V, 10 V, 20 V, 40 V, temos:
PCmáx = ICmáx . VCE
PC = 0,5 W
Ponto 1:
VCE = 5 V;
PC = 0,5 W.
Ponto 2:
VCE = 10 V;
mA
100
ou
A
1
,
0
5
5
,
0
V
P
I
CE
C
Cmáx =
=
=

PC = 0,5 W.
Ponto 3:
VCE = 20 V;
PC = 0,5 W
Ponto 4:
VCE = 40V;
PC = 0,5 W
Colocando-se os pontos em dois eixos IC e VCE, tem-se a curva de dissipação máxima
no transistor a 25 0
C (300 mW).
A região da curva característica de saída acima da curva traçada é denominada de
região de dissipação excessiva e a região abaixo da curva traçada é a região de
funcionamento.
mA
50
ou
A
05
,
0
10
5
,
0
V
P
I
CE
C
Cmáx =
=
=
mA
25
ou
A
025
,
0
20
5
,
0
V
P
I
CE
C
Cmáx =
=
=
mA
12,5
ou
A
0125
,
0
40
5
,
0
V
P
I
CE
C
Cmáx =
=
=

126
Se for necessário determinar a redução da potência de dissipação máxima, para o
funcionamento em temperaturas maiores que 25 0
C, usa-se o gráfico Ptot (Tamb). Em
seguida, realiza-se o traçado sobre a característica de saída utilizando o valor
encontrado.
Relação Reta de Carga X Curva de Dissipação Máxima
A reta de carga expressa todas as possibilidades de funcionamento de um transistor
para um determinado valor de resistor de coletor e de tensão de alimentação. Como a
curva de dissipação de potência máxima estabelece o limite da região de
funcionamento para um transistor, é necessário que a reta de carga, ou pelo menos o
ponto Q, esteja sempre situada abaixo desta curva.
Os resistores de coletor RC e as tensões de alimentação VCC devem ser selecionados
de modo a darem origem a retas de carga que se situem sempre abaixo da curva de
limite de dissipação.
Quando a reta de carga está abaixo da curva-limite de dissipação, qualquer ponto de
operação escolhido poderá ser utilizado sem o risco de provocar aquecimento
excessivo no transistor.

Exercícios
1. Responda à
a) Quais são as configurações em que o transistor pode ser ligado?
b) Qual é a principal função de uma curva característica de um transistor?
c) O que é ponto quiescente?
2. Faça esquema de um transistor ligado nas seguintes configurações:
a) Configuração emissor comum.
b) Configuração base comum.
c) configuração coletor comum.

128
a) Determine as tensões VCE, VRC e a corrente IC do circuito apresentado, utilizando o
gráfico do transistor.
b) Determine, através do gráfico, se o transistor utilizado no item anterior (a), está
trabalhando abaixo da curva de dissipação excessiva.
0,1 mA

Polarização do Transistor 129
Uma das condições mais importantes para que um circuito eletrônico transistorizado
funcione adequadamente é estabelecer corretamente o ponto de operação, por meio
da polarização do transistor.
Este capítulo tratará dos métodos mais simples de obtenção do ponto de operação
em um circuito transistorizado de modo a fornecer, com exatidão em um circuito real,
as condições previstas através das curvas características.
deverá ter conhecimentos anteriores sobre as relações entre parâmetros, curvas
características, reta de carga e ponto de operação do transistor, e divisor de tensão.
Polarização de Base por Corrente Constante
Polarização de base é o processo de obtenção da corrente de base necessária para
levar o transistor ao ponto de operação. O processo de polarização de base mais
simples é o de polarização por corrente constante, ou polarização fixa.
Por meio do traçado da reta de carga e da determinação da corrente de base (IB) na
malha de base, obtém-se o ponto de funcionamento do transistor ou ponto quiescente
(Q).

130
No método de polarização por corrente de base constante, a corrente de base
quiescente (IQB) é obtida através de um resistor, denominado de resistor de base (RB),
que é ligado entre a base e a tensão de alimentação (VCC).
Análise do Circuito de Base
O circuito de base, também denominado malha de base, compõe-se do resistor de
base (RB) e da junção base-emissor ligados em série e aplicados àtensão de
alimentação.
Considerando que a junção base-emissor do transistor se comporta como um diodo,
em um circuito equivalente, verifica-se que o “diodo base-emissor” é polarizado
diretamente e permite a circulação da corrente através do resistor. Essa corrente é a
corrente de base.

Determinação do Resistor de Base
A corrente quiescente que circula na base do transistor (IB) depende dos seguintes
valores:
• valor do resistor (elemento de controle);
• tensão de alimentação (já definida);
• do tipo de transistor utilizado (já definido).
Do circuito equivalente verifica-se que a corrente circulante na base é dada pela
expressão:
Nessa igualdade, VCC é a tensão de alimentação, VBE é a ddp na junção base-emissor
e RB é o resistor de base.
Operando essa expressão, obtém-se a fórmula para determinar o resistor de base:
Um exemplo completo de determinação do resistor de base para a obtenção de um
ponto de operação desejado é apresentado a seguir.
Determinar o valor do resistor de base necessário para obter um VCEQ = -3 V em um
circuito com um transistor de silício BC200 (silício), cuja reta de carga já está traçada
na curva.
B
BE
CC
BQ
R
V
V
I
−
=
BQ
BE
CC
B
I
V
V
R
−
=

132
Observando o encontro da reta de carga com a curva de IB = 80µA, verifica-se que
esse ponto determina um VCEQ de aproximadamente -3,2 V.
Considerando que a diferença de 0,2 V é admissível, o valor de IBQ necessário
é -80 µA.
Para determinar o valor de RB, aplica-se a equação:
Ω
=
−
=
−
= 86250
00008
,
0
6
,
0
5
,
7
I
V
V
R
BQ
BE
CC
B

Observação
O resistor de base utilizado para a polarização por corrente de base constante
normalmente é de valor elevado (por exemplo, 68k, 220k, 470k) porque as correntes
de base dos transistores são baixas, da ordem de micro ou miliampères.
Estabilidade Térmica dos Circuitos Transistorizados
A corrente de coletor dos transistores está sujeita a variações de valor em função da
temperatura, devido à
s correntes de fuga ICBO e ICEO. Assim, a equação que determina
IC deve levar em conta essas correntes de fuga:
IC = β ⋅ IB + ICBO ⋅ (β + 1)
Como ICEO = ICBO (β + 1), pode-se fazer também:
IC = βIB + ICEO
A corrente de coletor é responsável pela tensão no resistor de coletor (VRC = RC ⋅ IC) e,
consequentemente, pela tensão VCE pois, VCE = VCC - VRC.
Assim, as variações da corrente de coletor, ocasionadas pelas variações de
temperatura, modificam a forma como as tensões se dividem entre o transistor e o
resistor de coletor e retiram o transistor de seu ponto de funcionamento.
O aumento da temperatura desloca o ponto de funcionamento (Q) para a parte
superior da reta de carga.

134
A diminuição da temperatura desloca o ponto de funcionamento para a parte inferior
da reta de carga.
Observação
Todo o circuito eletrônico com transistores apresenta um certo grau de instabilidade
térmica.
Fator de Estabilidade (S)
O fator de estabilidade (S) é um coeficiente utilizado para avaliar o grau de
estabilidade térmica de um estágio transistorizado. Esse fator corresponde ao
quociente entre a variação da corrente de coletor (∆IC) e a variação da corrente de
fuga (∆ICBO) responsável pelo fenômeno, ou seja:
Quanto menor for a variação de (∆IC) em função da variação de ICBO (∆ICBO) melhor
será a qualidade do estágio transistorizado. Isso significa que quanto menor for o
resultado da divisão ∆IC/∆ICBO, mais estável é o circuito.
A estabilidade térmica admissível depende fundamentalmente da aplicação àqual o
circuito se destina.
Circuitos com Polarização por Corrente de Base Constante
O método de polarização por corrente de base constante não deve ser empregado
em circuitos que estejam sujeitos a grandes variações térmicas. Esse tipo de
polarização propicia uma estabilidade térmica muito pequena.
O fator de estabilidade térmica dos circuitos polarizados por corrente de base
constante é dado pela expressão: S = β + 1.
Com valor de S elevado, o circuito tem pouca estabilidade térmica. Por outro lado, o
fator S = β + 1 indica que quanto maior for o β do transistor, maior será sua
instabilidade.
CBO
C
I
I
S
∆
∆
=

Correção do Ponto de Funcionamento
Devido a diferenças existentes no processo de fabricação, os transistores de um
mesmo tipo podem apresentar ganhos de correntes diferentes, variando em uma
ampla faixa. O transistor BC337, por exemplo, pode apresentar um ganho de corrente
(β) situado entre 60 e 630.
A curva característica de saída, fornecida pelo fabricante, representa a característica
média para um tipo de transistor.
Como na polarização por corrente de base constante o ponto de funcionamento
depende diretamente do ganho de corrente do transistor, é comum ocorrer uma
diferença entre os valores reais obtidos no circuito e os valores do projeto.
No exemplo apresentado, o transistor apresenta um ganho de corrente superior à
média resultando em uma modificação do ponto de funcionamento.

136
Neste caso, é necessário corrigir o circuito de forma que o ponto de funcionamento
seja o desejado. Como o ganho de corrente do transistor não pode ser alterado, a
correção é feita através do resistor de base.
Dependendo de como o ganho de corrente real do componente se situa em relação
ao ganho médio, podem ocorrer três situações:
VCEQ do transistor próximo ao valor desejado;
VCEQ do transistor muito abaixo do valor desejado;
VCEQ do transistor muito acima do valor desejado.
VCEQ próximo ao Valor Desejado
O funcionamento do circuito se situa próximo ao ponto desejado quando o ganho real
do transistor é aproximadamente igual ao ganho médio, fornecido pela curva
característica.
Nesse caso, não é necessário realizar uma correção, porque as diferenças entre os
valores desejados e os valores reais são pequenas.

VCEQ muito abaixo do Valor Desejado
Quando o ganho real do transistor é maior que o valor médio, o ponto de
funcionamento sofre um deslocamento para a parte superior da reta de carga.
Tomando como ponto de partida os dados obtidos a partir da curva característica
(média), vemos que, devido ao maior ganho de corrente do transistor, o mesmo
circuito com os mesmos resistores apresenta um resultado muito diferente do
desejado.
Como o ganho de corrente do transistor não pode ser modificado, o maior ganho de
corrente é compensado reduzindo-se a corrente de base quiescente (IBQ). Com a

138
redução da corrente de base (IBQ), a corrente de coletor se reduz, retornando ao valor
desejado.
Para reduzir a corrente de base IBQ, aumenta-se o valor do resistor RB.
VCEQ muito acima do Valor Desejado
Se o transistor apresenta um ganho real menor que o ganho médio, o ponto de
funcionamento sofre um deslocamento para a parte inferior da reta de carga.
Tomando novamente como ponto de partida os dados obtidos a partir da curva
característica, o ponto de funcionamento do circuito é muito diferente do desejado, e
uma correção é necessária.

O ganho de corrente mais baixo do transistor deve ser compensado através de um
aumento correspondente na corrente de base quiescente (IBQ).
Para aumentar IBQ, o valor de RB deve ser reduzido.
Regiões de Operação de um Transistor
O ponto de operação de um transistor pode ser localizado em qualquer posição ao
longo da reta de carga. De acordo com a posição em que o ponto de operação se
situa na reta de carga, diz-se que o transistor está operando em uma destas três
regiões:
• região de corte;
• região de saturação;
• região ativa.
Região de Corte
Um transistor está na região de corte quando as junções base-emissor e base-coletor
estão polarizadas inversamente. A polarização inversa na junção BE torna a corrente
de base nula.
Com base na expressão para cálculo de IC e na corrente IB = 0, tem-se:
IC = β ⋅ IB + b ⋅ ICBO

140
Como β ⋅ ICBO = ICEO, temos:
IC = β ⋅ 0 + β ⋅ ICBO, ou seja, IC = β ⋅ ICBO
Nos transistores de silício, a corrente de coletor é apenas de fuga (corrente de
saturação inversa ICEO) e seu valor é da ordem de microampères.
Com corrente de coletor praticamente nula, não há queda no resistor de coletor,
VRC = RC . IC, e o VCE é o próprio valor da tensão de alimentação do circuito, ou seja,
VCE = VCC (na região de corte).
O circuito transistorizado a seguir apresenta as junções BE e BC polarizadas
inversamente (em corte). A reta de carga correspondente apresenta o ponto de corte
sobre o eixo horizontal.
Observação
Em geral, nos transistores de silício, basta cortar a corrente de base para levar o
transistor ao corte, sendo desnecessário polarizar inversamente a junção BE.
Região de Saturação
Um transistor está na região de saturação, quando a tensão VBE é maior que a tensão
VCE. Isso ocorre quando as junções BE e BC estão polarizadas diretamente. Veja

figura a seguir.
O que caracteriza a região de saturação é o fato de que a junção coletor-base
também fica diretamente polarizada em virtude de VBE ser maior que VCE.
Na curva característica de saída, a região de saturação fica próxima ao eixo vertical,
onde os valores de VCE são mínimos e os valores de IC são máximos.
Nas curvas características de saída normais, a região de saturação corresponde a
uma faixa muito estreita. Por isso, alguns manuais trazem uma segunda curva
característica de saída somente para a região de saturação.

142
Região Ativa
A região ativa corresponde a todo o trecho da reta de carga entre as regiões de corte
e de saturação.

O transistor quando polarizado na região ativa, funciona como amplificador. Nela, a
junção BE é polarizada diretamente e a junção BC é polarizada inversamente.
O gráfico e o circuito apresentados a seguir mostram a característica de saída e as
tensões elétricas de um transistor polarizado na região ativa.
Em resumo, pode-se dizer que um transistor estará na região ativa sempre que VCE
for maior que VBE e menor que VCC, ou seja, fora das regiões de saturação e corte.
Polarização de Base por Divisor de Tensão
A polarização de base pode ser feita a partir de um divisor de tensão, através do qual
se aplica uma tensão VBE entre base e emissor do transistor. O circuito da figura que
segue mostra o emprego desse tipo de polarização.

144
O divisor de tensão aplica uma tensão àbase (VB) que polariza diretamente a junção
base-emissor, provocando a circulação da corrente IBQ.
Como o emissor está aterrado, a tensão de base VB é a própria tensão VBE aplicada
ao transistor e também é a própria ddp sobre RB2, pois VRB2 = VB = VBE.
O valor da corrente IBQ é ajustado aumentando ou diminuindo a tensão VBE, que é
fornecida pelo divisor.
Normalmente, os circuitos polarizados por divisor de tensão têm ainda um resistor de
emissor RE cuja função é melhorar a estabilidade térmica do circuito.
Esse tipo de polarização, acrescido do resistor de emissor, é o mais empregado
porque propicia um alto grau de estabilidade térmica ao circuito. Outra característica
importante é a menor variação dos valores de polarização quando o transistor é
substituído.

Análise do Circuito de Coletor
Nos circuitos polarizados por divisor de tensão, a malha de coletor se compõe de:
• fonte de alimentação;
• resistor de coletor;
• transistor;
• resistor de emissor.
A tensão fornecida pela fonte se distribui sobre os componentes do circuito de coletor.
Segundo a Lei de Kirchhoff para circuitos série, a soma das tensões eqüivale àtensão
de alimentação, ou seja:
VRC + VCE + VRE = VCC.
As quedas de tensão no resistor de coletor (VRC) e no resistor de emissor (VRE)
dependem da corrente no circuito de coletor:
VRC = RC ⋅ IC e VRE = RE ⋅ IE
A diferença entre IC e IE é muito pequena, pois corresponde ao valor de
IB (IE = IC + IB). Por isso, costuma-se considerar IE = IC.
Assim, a expressão da queda de tensão no resistor de emissor pode ser reescrita da
seguinte maneira: VRE = Re ⋅ IC.
As equações do circuito de coletor são:
VCC = VRC + VCE + VRE
VRC = RC ⋅ IC

146
VRE = RE ⋅ IC
Exemplo
Determinar os valores de VRC, VRE e VCE no circuito a seguir.
VRC = RC . IC = 1000 ⋅ 0,004 = 4 V
VRE = RE . IC = 270 ⋅ 0,004 = 1,08 V
Dispondo de VCC, VRC e VRE, pode-se determinar o VCE do transistor:
VCC = VRC + VCE + VRE
Portanto, VCE = VCC - (VRC + VRE)
VCE = 10 - (4,0 + 1,08) = 10 - 5,08 = 4,92 V
O Circuito de Base
O circuito de base, que corresponde ao divisor de tensão, tem a função de polarizar
diretamente a junção base-emissor do transistor, provocando a circulação da
corrente IBQ.
Quando o circuito de polarização utiliza um resistor de emissor, a tensão aplicada
entre base e emissor (VBE) corresponde àdiferença entre a tensão de base e a tensão
de emissor, ou seja, VBE = VB - VRE.
A tensão VBE aplicada àjunção base-emissor, que se comporta como um diodo em

condução, dá origem a uma corrente de base.
A própria curva característica da junção base-emissor é, essencialmente, a curva
característica de um diodo em condução. Através da aplicação do valor correto de
VBE, obtém-se a condição de funcionamento desejada para o circuito.
Determinação Analítica dos Componentes Polarizadores
Embora a inclusão do resistor de emissor torne o circuito mais estável termicamente,
isso se torna um problema quando se faz a análise gráfica através da reta de carga.
Por isso, a determinação dos valores dos resistores de polarização é feita
matematicamente.
Para simplificar a análise matemática podem ser consideradas algumas aproximações
e estimativas que não prejudicam os resultados obtidos, como, por exemplo, a
pequena diferença existente entre IC e IE (corrente de base) que não representa erro,
se comparada com a tolerância dos resistores (5 ou 1%), ou seja, IC ≅ IE.
Na determinação dos valores dos elementos polarizadores, toma-se como pontos de
partida os seguintes valores:
• tensão alimentação (VCC);
• corrente de coletor (ICQ);
• tensão sobre o resistor de coletor (VRCQ).
A tensão sobre o resistor de coletor (VRC) e a tensão de alimentação estão
relacionadas entre si. Nesse tipo de estágio, adota-se normalmente uma tensão no

148
resistor de coletor igual ou próxima àmetade da tensão de alimentação:
A corrente de coletor (ICQ) assume, nos estágios transistorizados polarizados por
divisor, valores que variam entre 1 e 10 mA.
Dispondo-se de valores VCC, ICQ e VRCQ, pode-se determinar os valores dos
componentes da malha de coletor.
O resistor de coletor é calculado através da Lei de Ohm, aplicada aos valores do
transistor, ou seja,
Adotando para o resistor de emissor uma queda de tensão de 10% da tensão de
alimentação (VRE = 0,1 . VCC), obtém-se um fator de estabilidade ótimo, entre10 e 15.
Desta forma, o resistor de emissor é determinado pela equação:
Como VRE ≅ 0,1 . VCC e IE ≅ ICQ
O divisor de tensão formado pelos resistores de base tem a função de fornecer a
tensão VB àbase do transistor.
Para que a junção base-emissor conduza, a tensão fornecida àbase deve ser a
tensão de condução de junção mais VRE.
CQ
RCQ
C
I
V
R =
E
RE
E
I
V
R =
CQ
CC
E
I
V
.
1
,
0
R =
2
V
V CC
RCQ =

A tensão de saída do divisor é a própria queda de tensão no resistor RB2 de forma
que: VRB2 = VBE + VRE
A tensão sobre RB1 é a tensão de alimentação menos a parcela que cabe a RB2.
VRB2 = VCC - VRB1
Dispondo dos dois valores de tensão sobre os resistores, deve-se escolher um valor
para a corrente de funcionamento do divisor.
Para que o circuito tenha um fator de estabilidade ótimo, a corrente do divisor (ID)
deve ser suficientemente alta para que pequenas variações na corrente absorvida
pela base não alterem significativamente a proporção da tensão sobre os resistores.
ID >> IBQ
Em função dessa necessidade, adota-se ID = 10 . IBQ
Como:
β
= CC
BQ
I
I
e considerando-se que o transistor tenha β mínimo de 100, podemos dizer:
β
= CC
BQ
I
I

150
CC
D
BQ
D I
0,1
10
I
100
10
I
10.
I =
⇒
=
⇒
=
= D
CC
CC
I
I
I
Com os valores de tensão dos resistores, VRB1 e VRB2 e a corrente que circula por
eles, pode-se determinar seus valores pela Lei de 0hm.
Assim, temos:
VRB1 = VCC –VRB2
Exemplo
Determinar os valores de RC, RE, RB1 e RB2 para que o circuito fique polarizado na
região ativa.
Cálculo de RE:
VREQ = 0,1 . VCC = 0,1 . 20 = 2 V
CC
1
RB
1
B
I
1
,
0
V
R =
CC
2
RB
D
2
RB
2
B
I
1
,
0
V
I
V
R =
=
CC
BE
RE
2
B
I
1
,
0
V
V
R
+
=
Ω
=
=
= 1724
0058
,
0
10
I
V
R
CQ
RCQ
C

Cálculo de RB2
VRB2 = VBE + VREQ = 0,6 + 2 = 2,6 V
ID = 0,1 IC = 0,1 ⋅ 5,8 mA = 0,58 mA
Cálculo de RB1
VRB1 = VCC - VRB2 = 20 - 2,6 = 17,4 V
Usando os valores de resistores comerciais com 5% de tolerância, o circuito seria
montado conforme mostra a figura que segue.
Modificação do Ponto de Operação
Os estágios transistorizados polarizados por divisor de tensão, por possuírem ótima
estabilidade térmica, não necessitam de correções em função de variações de
temperatura.
Ω
=
=
= 344
0058
,
0
2
I
V
R
CQ
REQ
E
Ω
Ω
=
=
= k
4,48
ou
4482
00058
,
0
6
,
2
I
V
R
D
2
RB
2
B
Ω
Ω
=
=
= k
30
ou
30000
00058
,
0
4
,
17
I
V
R
D
1
RB
1
B

152
A modificação do ponto de funcionamento nestes estágios acontece apenas quando
é necessário alterar o ponto de funcionamento.
Vamos supor como condição inicial, por exemplo, um estágio polarizado por divisor de
tensão com os valores indicados no circuito a seguir.
Situação 1: deseja-se aumentar o VCE do transistor. Para isso, é necessário reduzir a
queda de tensão nos resistores RE e RC.
As tensões VRC e VRE dependem da corrente IC (VRC = RC ⋅ IC e VRE ≅ RE ⋅ IC).
A redução nos valores de VRC e VRE pode ser obtida pela redução de IC.
Como a corrente IC é diretamente proporcional a IB, para reduzir IC se reduz IB.
Nesse tipo de polarização, a corrente IB é determinada pela tensão VBE.
Portanto, para reduzir IB, deve-se reduzir a tensão VBE que corresponde àdiferença de
tensão entre a base (VB) e o emissor (VRE), ou seja, VBE = VB - VRE.

A tensão VB é fornecida pelo divisor de tensão, resistor de base RB1 e resistor
de base RB2.
Para reduzir VBE, reduz-se VB, alterando os valores dos resistores que compõem o
divisor de tensão.
Resumindo o processo de correção, utilizando setas para indicar os valores que
aumentam (↑) ou diminuem (↓), tem-se:
Situação 2: Deseja-se reduzir o VCE do transistor. Para isso, deve-se reduzir RB1 ou
aumentar RB2. A seqüência de blocos a seguir mostra o comportamento do circuito.

154
Fator de Estabilidade
Os circuitos polarizados por divisor de tensão se caracterizam por apresentar um
ótimo, ou bom, fator de estabilidade S. Este fator é dado pela equação:
Nessa igualdade, β
β é o ganho de corrente de base para o coletor do transistor, RE é o
valor do resistor de emissor e RB é o valor equivalente de Thévenin dos dois
resistores divisores de tensão da base:
Princípio de Funcionamento da Estabilização Térmica
As variações de temperatura influenciam a corrente de coletor do circuito (IC).
A equação da corrente de coletor mostra a dependência térmica:
IC = β . IB + ICBO . β
varia com a temperatura
A parcela da corrente de coletor que é provocada pela corrente de fuga ICBO . (β + 1)
não pode ser alterada porque se deve a fenômenos internos do transistor.
A polarização por divisor de tensão atua na parcela de IC que é provocada pela
corrente de base. Isso faz as variações na corrente de fuga serem compensadas por
variações opostas na corrente IB:
IC ≅ β (IB + ICBO)
Ou seja,
ICBO aumenta IB é reduzida na mesma proporção pelo circuito
ICBO diminui IB é aumentada na mesma proporção pelo circuito
Essa correção automática pode ser facilmente compreendida analisando-se o
comportamento de um circuito sujeito a variações térmicas.








+
β
+
+
=
1
R
R
R
R
S
B
E
B
E
2
B
1
B
2
B
1
B
B
R
R
R
.
R
R
+
=

A partir do momento em que a temperatura aumenta, a corrente de coletor IC tende a
aumentar como conseqüência do aumento da corrente de fuga.
Condição inicial T⇑ ICBO⇑ IC⇑
A modificação de IC provoca uma mudança indesejável no ponto de operação. A partir
do momento em que IC aumenta, IE aumenta também (IE = IC + IB):
IC⇑ IE⇑
O aumento em IE provoca a existência de uma queda de tensão maior em RE:
VRE = IE . RE
IE ⇑ à VRE ⇓
Como a tensão VBE depende da tensão fornecida pelo divisor de tensão (fixa) e de
VRE, observa-se que o seu valor decresce.
VBE = VB - VRE
VB é fixo
VBE diminui
VRE aumenta
VRE ⇑ VBE ⇓
Diminuindo o VBE do transistor, a corrente de base IB diminui.

156
VBE⇓ IB⇑
A redução em IB ocorre na proporção correta para reduzir a corrente de coletor ao seu
valor original.
Condição Final IB⇓ à IC⇓ (Volta ao valor original)
Com esse processo de correção, o circuito é praticamente insensível à
s variações de
temperatura.
Exercícios
1. Responda à
a) O que significa polarizar um transistor?
b) O que expressa o fator de estabilidade em um circuito?
c) O que deve ser feito se a tensão VCEQ estiver muito abaixo do valor desejado ?
d) Qual é a principal vantagem na utilização da polarização por divisor de tensão?

2. Faça o esquemas solicitados:
a) Circuito com um transistor com polarização da base por corrente constante.
b) Circuito com um transistor polarizado por divisor de tensão.
a) Determinar os valores dos resistores de polarização no circuito a seguir, sabendo-
se que VB = 3 V, VCE = 11,6 V e IE = 10 mA.
b) Faça o esquema e determine os valores de RC, RE, RB1 e RB2 para que o circuito
funcione com um transistor de silício com os seguintes dados
• β = 200
• ICQ = 12 mA
• VRCQ = 20 V
• VCC = 40 V

158
a. Região de corte ( ) Tensão VBE maior que a tensão VCE.
b. Resistor de emissor ( ) Funcionamento dos estágios amplificadores.
c. Região ativa ( ) Polarização por divisor de tensão.
d. Polarização fixa ( ) Junção base emissor polarizada inversamente.
e. Região de saturação ( ) Região de portadores neutros.
( ) Polarização por corrente de base constante.

Características do Transistor Bipolar 159
Características do
Transistor Bipolar
O transistor, por ser um componente muito versátil, apresenta diversas características
técnicas e construtivas que devem ser conhecidas pelo usuário. Neste capítulo serão
estudadas algumas dessas características.
Identificação dos Terminais
A identificação dos terminais do transistor deve ser feita com o auxílio de um manual
ou folheto técnico específico fornecido pelo fabricante ou com o multímetro analógico.
A figura a seguir mostra a posição dos terminais de um transistor, como é mostrada
em um folheto técnico.
Com o auxílio do multímetro analógico, também é possível identificar os terminais e o
tipo de transistor em perfeito estado de que se dispõe.

160
Assim, para identificar a base do transistor, deve-se lembrar que ela é aquele terminal
que, em relação aos outros (emissor e coletor) fornece duas medidas simétricas:
inicialmente duas resistências baixas (ou altas) e, ao inverter as polaridade das
pontes de prova, duas resistências altas (baixas).
Para realizar a identificação, procede-se da seguinte maneira:
a) Coloca-se a escala do ohmímetro em R x 1.
b) Liga-se o terminal + da bateria do aparelho no terminal do transistor que se supõe
ser a base e o terminal −
− nos outros dois terminais do transistor, em seqüência.
Dois valores de resistência mais ou menos iguais são obtidos: resistência infinita
(∞) ou resistência baixa (aproximadamente 30 Ω).
c) Inverte-se os terminais das pontas de prova, isto é, coloca-se o terminal −
− da
bateria do aparelho na suposta base e o terminal + nos outros dois, em
seqüência. Dois valores de resistência mais ou menos iguais serão obtidos:
resistência baixa (aproximadamente 30 Ω) ou resistência infinita (∞).
d) Se nas quatro medições feitas anteriormente, duas a duas, foram encontrados
valores simétricos, o terminal que se supõe ser a base, realmente o é. Caso
contrário, outro terminal deverá ser escolhido e nova seqüência de medições
deverá ser realizada.
Observação
Se não se puder obter, de maneira alguma, duas medidas simétricas, nas quatro
medições feitas, isso significa que o transistor está danificado.
Para identificar o tipo de transistor, ou seja, se ele é NPN ou PNP, coloca-se o
pólo positivo da bateria do ohmímetro na base (anteriormente identificada) e o pólo
negativo em qualquer um dos outros dois terminais. Se o aparelho indicar resistência
baixa, o transistor é NPN. Caso contrário, ou seja, se a resistência for infinita (∞), o
transistor é PNP.
Para identificar o coletor e o emissor do transistor, procede-se da seguinte maneira:
a) Coloca-se a escala do ohmímetro em R x 10 K.

b) Liga-se o terminal + da bateria do ohmímetro no terminal do transistor que se
supõe ser o coletor e o terminal −
− no que se supõe ser o emissor, se o transistor
for NPN. Faz-se o oposto se o transistor for PNP.
c) Se o transistor for NPN, e se for encontrado um valor de resistência infinita (∞), o
terminal positivo da bateria estará conectado no coletor do transistor. Se o
transistor for PNP e o valor infinito estiver no terminal negativo, este será o
coletor.
Observação
Se, ao colocar o dedo entre a base e o coletor do transistor, a resistência lida
passar a apresentar um valor baixo, o transistor está em boas condições.
d) Se, após ligar os terminais da bateria conforme o item b, o valor de resistência
encontrado for baixo, o terminal positivo da bateria do ohmímetro, no caso de um
transistor NPN (ou negativo, se o transistor for PNP) estará ligado ao emissor do
componente.
Teste do Transistor Bipolar
Existem equipamentos destinados especificamente ao teste de transistores. Porém,
usando-se um multímetro, é possível testar o transistor e detectar seus defeitos mais
comuns, que são: o curto e a abertura na junção PN.
O teste é realizado da mesma forma utilizada com um diodo, ou seja:
• primeiro, identifica-se o tipo do transistor;
• após a identificação, realiza-se o teste como mostra a figura a seguir.
Através das leituras é possível detectar se a junção PN está em curto ou aberta.

162
Ao analisar a estrutura dos transistores, observa-se que entre a base e o coletor
forma-se uma junção PN que, para fins de teste, pode ser tratada como um diodo.
Da mesma forma, entre base e emissor, forma-se outra junção PN que, também para
fins de teste, pode ser tratada como um diodo.
Portanto, para fins de teste, o transistor pode ser tratado como dois diodos ligados em
oposição.
A partir desse dado, é possível afirmar que: testar um transistor é verificar se existe
curto-circuito ou abertura entre cada par de terminais (BC, BE, CE).
Testes das Junções
Estes testes indicam se há curto-circuito ou abertura das junções PN entre
base-emissor e base-coletor.
Observação
A polaridade apresentada nas pontas de prova das próximas figuras corresponde à
polaridade real do instrumento, ou seja, ponta de prova preta (+) e ponta de prova
vermelha (-).
Os testes apresentados a seguir têm como base um transistor NPN.
Teste de Abertura dasJunções
Com potencial positivo aplicado àbase (anodo dos "diodos"), o instrumento deve
indicar que existe continuidade entre base-coletor e base-emissor. Nesta indicação,
pode-se afirmar que não existe junção aberta (BC ou BE).

Se houver uma junção aberta (BC ou BE), o instrumento indicará resistência altíssima
ou infinita.
Teste de Curto-circuito nas Junções
A polaridade aplicada aos "diodos" é tal que deve fazer com que eles bloqueiem,
indicando alta resistência. Se isso ocorrer, pode-se afirmar que não existe curto entre
base-coletor e base-emissor.
Se houver uma junção em curto, o instrumento indicará baixa resistência.
Para testar as condições entre os terminais coletor-emissor procede-se conforme
figuras a seguir.

164
Este teste deve apresentar alta resistência nas duas medições.
Observação
Todos os testes devem ser feitos na escala R x 10 e o transistor deve estar
desconectado de qualquer circuito.
As partes metálicas das pontas de prova não devem ser tocadas para evitar erros no
teste.
Defeitos Comuns nos Transistores
As junções base-coletor e base-emissor, nos testes são consideradas como diodos.
Assim, devem indicar condução em um sentido e bloqueio no outro, quando se
invertem as pontas de prova sobre os terminais do transistor.

Quando se realiza um teste com multímetro, os defeitos detectados nos transistores
são:
• curto-circuito em uma junção;
• abertura de uma junção;
• curto ou fuga entre coletor e emissor.
O curto-circuito em uma junção é detectado quando o teste de uma das junções
mostra condução nos dois sentidos.
A abertura de uma junção é detectada quando o teste em uma das junções indica
bloqueio nos dois sentidos. Isso significa que houve rompimento na ligação entre as
duas pastilhas semicondutoras, o transistor está danificado.
O curto ou a fuga entre coletor e emissor são detectados quando qualquer uma das
medidas entre coletor e emissor provoca um movimento do ponteiro do ohmímetro
(em escala R x 10).
O teste com o multímetro não permite detectar alterações das características no
transistor. Porém, se o transistor não passar no teste com o multímetro, é possível
garantir que ele está danificado.
Todavia, se o transistor passar no teste, há ainda a possibilidade de que existam
alterações nas suas características que não podem ser detectadas no teste e que o
torna impróprio para funcionar no circuito.
Encapsulamento
Encapsulamento é o nome dado ao invólucro dos materiais semicondutores, inclusive
para os transistores. Ele tem a função de garantir resistência mecânica ao
componente, pois o cristal semicondutor é muito frágil e apresenta dimensões muito
pequenas.
Os encapsulamentos, que apresentam diversos formatos, são fabricados de epoxi ou
metal, devidamente isolados, como mostram as figuras a seguir.

166
Para os transistores de potência, o encapsulamento metálico apresenta ainda a
função de permitir a transferência de calor do cristal para o exterior.
Tipos de Encapsulamento
Os tipos de encapsulamento (formatos) dos transistores variam de acordo com os
seguintes fatores:
• fabricante;
• função da montagem;
• tipo de montagem;
• capacidade de dissipar calor.
A seguir são mostrados alguns tipos de encapsulamentos com suas características
físicas e térmicas.
• Encapsulamento TO-1:
Características: corpo cilíndrico, totalmente metálico
Resistência térmica da junção até o ambiente: Rthja = 290o
C/W
Exemplo típico: transistor AC188
• Encapsulamento TO-126
Características: corpo plástico com uma placa metálica em uma das faces
Resistência térmica: Rthja 110o
C/W
Exemplo típico: transistor BD135
• Encapsulamento TO-3
Características: corpo totalmente metálico eletricamente ligado ao coletor
Resistência térmica: Rthja 60o
C/W
Exemplo típico: transistor 2N3055

É importante observar que, em um único tipo de encapsulamento, é possível existir
vários posicionamentos dos terminais. A maneira mais simples para se determinar
esses terminais é por meio de uma tabela de especificações ou ficha técnica.
Tabela de Especificações
As tabelas fornecem uma série de dados sobre os transistores tais como: polaridade,
tensão máxima entre coletor e emissor, corrente máxima, potência total, freqüência
máxima, ganho, aplicação.
Para interpretar esses dados com mais facilidade, deve-se conhecer os símbolos
mostrados na tabela a seguir.
Significado dos Símbolos
VCEO: Tensão coletor-emissor (base aberta) VCBO: Tensão base-coletor
IC: Corrente contínua de coletor (emissor aberto) ICM: Valor de pico da corrente de coletor
Ptot: Potência dissipada total Tamb: Temperatura ambiente
Tmb: Temperatura da base de montagem fT: Freqüência de transição
hFE: Ganho em corrente contínua hfe ou β: Ganho em corrente alternada
fhfe: Freqüência na qual hfe cai de 3dB VDS: Tensão dreno-fonte
IDSS: Corrente de dreno
Códigos de Designação de Semicondutores
Os diversos tipos de dispositivos semicondutores (dentre eles os transistores) são
identificados por meio de códigos compostos por letras e números.
Os códigos usados pelos fabricantes nacionais são baseados em códigos de
fabricantes europeus. Constituem-se de duas ou três letras seguidas por um número
de dois ou três algarismos.
Os códigos que apresentam duas letras e três algarismos (de 100 a 999) pertencem a
dispositivos semicondutores geralmente empregados em aparelhos eletrônicos
domésticos.
Os códigos que apresentam três letras e dois algarismos (de 10 a 99) pertencem a
dispositivos semicondutores geralmente utilizados em equipamentos industriais e
profissionais de alta confiabilidade.

168
A primeira letra do código indica o material semicondutor do qual o componente é
fabricado, ou seja:
• A - germânio (Ge);
• B - silício (Si);
• C - arseneto de gálio (GAAS) ou arseneto de fósforo e gálio (GAASP);
• D - antimoneto de índio (Inse);
• R - materiais para células fotocondutoras.
A segunda letra do código indica o tipo de dispositivo e sua aplicação:
• A - diodos detetores de comutação e misturadores;
• B - diodos de capacidade variável (VARICAP);
• C - transistores para AF (áudio-freqüência), baixo sinal;
• D - transistores para AF de potência;
• E - diodo-túnel;
• F - transistores para RF (rádio-freqüência), baixo sinal;
• L - transistores para RF de potência;
• N – fotoacopladores;
• P - fotodiodos e fototransistores (dispositivos sensíveis àradiação);
• Q - LED (dispositivo gerador de radiação);
• R - tiristores para comutação de baixa potência;
• S - tiristores para comutação de alta potência;
• T - tiristores de alta potência;
• U - tiristores para comutação de alta potência;
• X - diodos multiplicadores de potência;
• Y - diodos retificadores;
• Z - diodos zener.
A terceira letra e os algarismos indicam apenas a série de fabricação.
Observação
Após o código de identificação de um transistor, pode aparecer mais uma letra
maiúscula. Essa letra indica que este componente apresenta características
diferentes daqueles sem a letra ou com letra diferente.
Dissipador de Calor
O transistor é sensível àvariação de temperatura. Isso torna as especificações de
temperatura muito importantes.

No caso específico desse componente, é preciso considerar as temperaturas do
ambiente, do invólucro e da junção.
Para evitar que o transistor seja destruído, o calor produzido na junção deve ser
dissipado. Em transistores de média e alta potência, esse trabalho é realizado por um
dispositivo denominado de dissipador de calor, que permite a troca de calor entre o
transistor e o meio ambiente.
O dissipador de calor é ligado ao encapsulamento do transistor. Isso permite que o
calor circule por ele e saia para o ar ambiente, diminuindo a temperatura do
componente. Seu formato pode ser observado nas figuras a seguir.
Os dissipadores são construídos com materiais que conduzem bem o calor como o
alumínio, por exemplo.
Além disso, para aumentar sua eficiência, é necessário que o dissipador tenha uma
área que permita o máximo de transferência de calor com o mínimo de consumo de
material.
Isso é obtido, construindo os dissipadores com aletas que permitem uma área maior
em espaço reduzido.
Nos transistores de potência, o terminal do coletor é ligado ao invólucro que é

170
metálico. Devido ao coletor apresentar tensão diferente do terra, o transistor não deve
ter contato elétrico com o dissipador porque este está ligado àcarcaça e esta, àterra.
Para evitar o contato elétrico, são usados isoladores entre o transistor e o dissipador.
Esses isoladores são feitos geralmente de mica.
Além da mica, são usadas buchas isoladoras para que os parafusos de fixação
também não estabeleçam contato elétrico entre o transistor e o dissipador.
Esses parafusos também permitem que neles se fixe o terminal onde está soldado o
fio de conexão do coletor.
Uma possível disposição para essa montagem é ilustrada na figura que segue.
Quando é executada a montagem do tipo mostrado na ilustração anterior, os
parafusos devem ser muito bem apertados para que a transferência de calor seja
adequada.
Todavia, por mais lisas que as superfícies sejam, o contato nunca é perfeito.

Para maximizar a transferência de calor, utiliza-se a graxa de silicone (ou pasta
térmica) que preenche as irregularidades das superfícies.
Essa graxa é isolante, completamente inerte, não reage com o transistor nem com o
dissipador, não evapora e não se torna fluída quando aquecida. Além disso, é boa
condutora de calor.
Na aplicação, a graxa deve ser espalhada uniformemente sobre todas as superfícies
a serem postas em contato.
Observação
Sempre que uma montagem é terminada, é recomendável que se teste a isolação dos
terminais do transistor em relação àcarcaça e ao dissipador.
Exercícios
1. Responda à
a) Quais são os defeitos mais comuns em um transistor bipolar?
b) Qual é a indicação que comprova que o transistor está com uma junção aberta?
c) Após testar um transistor utilizando um multímetro, pode-se afirmar que não
existem alterações nas suas características? Justifique sua resposta.
d) Qual é a função do encapsulamento em um semicondutor?

172
e) Qual é a função do dissipador de calor?
2. Complete a tabela que segue com os significados das notações apresentadas.
hFE
IC
hfe
Ptot
VCBO
β
β

Reguladores de Tensão 173
A partir de sua descoberta, o transistor popularizou-se muito rapidamente como
substituto da válvula e passou a ser empregado na grande maioria dos circuitos
eletrônicos. Paralelamente àsubstituição das válvulas, novas aplicações foram
descobertas para o transistor. Uma destas aplicações é a construção de fontes de
alimentação reguladas àbase de transistores que hoje são utilizadas na maioria dos
circuitos eletrônicos.
deverá ter conhecimentos relativos a fontes de alimentação com filtro, regulação de
tensão com diodo zener e relações entre parâmetros do transistor bipolar.
Este capítulo tratará do princípio de funcionamento das fontes reguladas a
transistores e o uso de transistores em configuração darlington.
Regulação de Tensão em Fontes de Alimentação
A necessidade de projetar e montar fontes reguladas de boa qualidade provém do
fato que as fontes não-reguladas nem sempre atendem aos requisitos necessários
para todos os usos. Existem duas razões para isso:
• regulação pobre e
• estabilização pobre.

174
Como resultado de uma regulação pobre, tem-se uma variação na tensão de saída
quando a carga varia. Veja gráficos comparativos a seguir.
Nas fontes não-reguladas, as variações de tensão de entrada (na rede CA) provocam
variações proporcionais na tensão de saída e o resultado é uma estabilização pobre.
Circuitos Reguladores de Tensão
Existem circuitos eletrônicos cuja finalidade é melhorar o desempenho das fontes de
alimentação, fornecendo um valor preestabelecido de tensão de saída,
independentemente das variações que ocorrem na corrente de carga na tensão da
linha de alimentação CA.
Normalmente, estes circuitos são denominados de reguladores de tensão, embora

sejam, na realidade, reguladores e estabilizadores de tensão.
Observação
Deve-se sempre considerar que não existe um sistema regulador de tensão perfeito.
As variações na tensão de entrada sempre provocam pequenas alterações na tensão
de saída. Os sistemas reguladores devem funcionar de tal forma que as variações na
tensão de saída sejam as menores possíveis.
Classificação dos Circuitos Reguladores
Os circuitos reguladores são classificados em dois grupos, segundo a posição do
elemento regulador em relação àcarga:
• regulador paralelo;
• regulador série.
Um circuito regulador é considerado paralelo quando o elemento regulador é
colocado em paralelo com a carga.
Um exemplo típico de regulação paralela é aquela que utiliza o diodo zener como
elemento regulador. Na prática, esse tipo de circuito só é utilizado quando a corrente

176
de carga é bastante reduzida.
Um circuito regulador é classificado como sendo série quando o elemento regulador é
colocado em série com a carga.
Na regulação série, as variações de tensão da entrada são absorvidas pelo elemento
regulador, e uma tensão de saída praticamente constante é entregue àcarga. Nesse
tipo de circuito, apenas o elemento regulador dissipa potência.
Regulação Série com Transistor
Os reguladores de tensão do tipo série com transistor são largamente empregados na
alimentação de circuitos eletrônicos devido a sua boa capacidade de regulação.
A associação diodo zener-resistor, ligada àtensão de entrada, permite a obtenção de

uma tensão constante (VZ), independentemente das variações da tensão de entrada.
A tensão constante do diodo zener é aplicada àbase do transistor, ou seja, a tensão
de base do transistor é estabilizada no valor VZ, sendo VZ = VB
Como a carga está ligada ao emissor do transistor, a tensão sobre ela (VRL) será a
tensão aplicada àbase (VZ) menos a queda na junção base-emissor (VBE):
VRL = VB - VBE ou VS = VZ - VBE
A diferença entre a tensão de entrada (VENT) e a tensão de carga (VRL) fica entre
coletor e emissor do transistor (VCE) que atua como elemento regulador.
VS = VENT - VCE
Observe que qualquer variação da tensão de entrada não é transferida para a saída,
pois a tensão de base do transistor está estabilizada pelo zener.
Análise do Circuito
No circuito regulador série com transistor pode ser analisado sob dois pontos de vista:
o das tensões e o das correntes.
A tensão aplicada àbase pode ser considerada constante (mantida pelo diodo zener)
de forma que a tensão sobre a carga também se mantém constante (0,7 V ou 0,3 V
menor que VZ).
As variações nas tensões de entrada são assimiladas pelo transistor através de uma
modificação na tensão entre o coletor e o emissor (VCE). No exemplo a seguir, é
apresentada a análise do comportamento das tensões no regulador com transistor.

178
Nesses circuitos, a tensão de entrada sempre é maior que a tensão de saída. Isto é
necessário para que a tensão coletor-emissor (VCE) varie sem provocar alteração na
saída do circuito.
Em geral, a tensão de entrada deve ser aproximadamente 50% maior do que a
tensão regulada necessária na saída, desde que VCE seja maior do que 3 V.
Outra análise que se pode fazer nesse circuito é a análise do comportamento das correntes que
mostra a forma como o circuito regulador reage às modificações da corrente de carga.
Tomando como base uma condição inicial, com uma carga estabelecida, as correntes
do circuito são as mostradas na figura a seguir.
Como IB é desprezível, pode-se considerar IRL ≅ IE ≅ IC, ou seja, a corrente de coletor
é praticamente igual àcorrente de carga.
A corrente de base, necessária para que o transistor forneça a corrente de carga, é
proveniente do circuito resistor-zener (R – DZ).

Quando a carga varia (exigindo maior ou menor corrente), a corrente de coletor se
modifica. Com a modificação na corrente de coletor, a base passa a absorver outro
valor de corrente.
IRL⇑ → ⇑IC Como IC = β . IB → ⇑IB
IRL⇓ → ⇓IC Como IC = β . IB → ⇓IB
Considerando a corrente do resistor R (IR = IB + IZ) com valor constante, verifica-se
que:
• se IB aumenta, IZ diminui;
• se IB diminui, IZ aumenta;
De forma que IB + IZ tenha um valor constante.
Cabe ao diodo zener absorver o excesso de corrente ou fornecer uma corrente extra à
base do transistor, conforme a situação de carga do circuito.
Na figura a seguir é apresentada a análise das correntes do regulador série com
transistor com β = 100, nos casos em que a corrente de carga aumenta e diminui 0,5
A em relação ao valor de referência de 1 A e no qual IZ = 30 mA. Observe que a
tensão de entrada do regulador é constante (16 V)
Nos circuitos reguladores série, a condição fundamental para que a tensão de saída

180
permaneça constante é a regulação de tensão no diodo zener. A tensão zener não
deve variar com as modificações da carga ou da tensão de entrada.
Compensação da Tensão VBE
A tensão de saída dos circuitos reguladores tipo série é dada pela expressão
VS = VZ - VBE.
Isto significa que a tensão de saída sempre é um pouco menor que a tensão do
diodo zener.
Para compensar esta perda de tensão na junção base-emissor, pode-se acrescentar
um diodo (no sentido da condução) em série com o diodo zener. Essa configuração
com o diodo de compensação é apresentada na figura que segue.
Com a colocação do diodo, a tensão aplicada àbase do transistor passa a ser
VB = VZ + VD1.
Utilizando um diodo de mesmo tipo do transistor (germânio ou silício), o acréscimo de
tensão na base compensará a queda de tensão na junção base-emissor:
VS = (VZ + VD1) - VBE
Como VD1 tem o mesmo valor de VBE, obtém-se:
VS = VZ + VD1 - VBE VS - VZ
Dissipação de Potência no Circuito Regulador Série

Os circuitos reguladores de tensão sempre apresentam componentes que dissipam
potências elevadas em forma de calor.
Nos circuitos reguladores série, o componente sujeito àdissipação elevada é o
transistor. A potência dissipada no transistor é o produto da corrente de coletor pela
diferença de tensão entre a entrada e a saída:
PT = IC . (VENT – VS)
Como VENT – VS = VCE,
PT = IC . VCE
Em geral, os transistores usados nos circuitos reguladores são de potência,
dimensionados de forma que a dissipação real não provoque o disparo térmico e a
inutilização do componente.
Configuração Darlington
A configuração darlington corresponde a uma forma de ligação entre dois transistores
que adquire características singulares. Veja circuito a seguir.
Nele, o resistor R1 fornece uma corrente de base IB1 ao transistor T1. Essa corrente é
amplificada por T1 e gera uma corrente de coletor (IC1) com valor igual a IB1 ⋅ β1.
Admitindo-se que IE1 ≅ IC1, conclui-se que IE1 ≅ IB1⋅ β1.
A corrente IE1 é aplicada àbase de (IE1 = IB2). O transistor T2 amplifica esta corrente de
base gerando uma corrente na carga que corresponde a IC2 = IB2 ⋅ β2, ou seja:

182
IC2 = IB2 ⋅ β2
IC2 = IE1 ⋅ β2
IC2 = (IB1⋅ β1) ⋅ β2
Como a corrente de carga (IRL) é a soma das correntes dos coletores:
IRL = IC1 + IC2
IRL = IB1 ⋅ β1 + (IB1⋅ β1) ⋅ β2
IRL = IB1β1 (1 + β2)
Considerando 1 + β2 ≅ β2, tem-se:
IRL = Iβ1β1 - β2
Operando a equação de tal forma a obter IB1, tem-se:
Isso significa que uma carga de grande corrente pode ser controlada através de uma
corrente centenas ou milhares de vezes menor.
A seguir são apresentados dois exemplos de acionamento de uma carga de 2 A
através de:
• um transistor com β = 50;
• dois transistores de β = 50 em configuração darlington.
2
1
RL
1
B
.
I
I
β
β
=

Pelos resultados, verifica-se que a corrente de base na entrada do regulador é muito
menor com a configuração darlington.
A figura a seguir mostra o diagrama de uma fonte regulada simples que usa
transistores ligados na configuração darlington com os diodos de compensação VBE.
Como vantagens fundamentais dessa configuração, temos:
• as variações de corrente no zener em função da carga são menores, o que
aumenta a estabilidade da tensão de saída;
• menor dissipação no zener.

184
Deve-se levar em conta que se não houver os diodos de compensação (D1 e D2), a
tensão de saída será:
VS = VZ - (VBE1 + VBE2).
A configuração darlington também está disponível no mercado em um único
encapsulamento de transistor.
Observação
Alguns desses transistores possuem um diodo entre emissor e coletor, e a única
forma de identificar transistores com essa configuração é através da consulta ao
manual do fabricante.
Reguladores em Circuitos Integrados
Existem circuitos integrados que fazem toda a regulação da tensão de saída de uma
fonte de CC de forma simples e muito eficiente. Esses circuitos integrados
reguladores ou estabilizadores de tensão podem fornecer uma tensão de saída fixa
ou variável.
O regulador de tensão com saída fixa mais utilizado é o de três terminais com
encapsulamento TO-220 da família 78XX e 79XX. O prefixo 78 indica regulador de
tensão positiva e o 79 identifica o regulador de tensão negativa.
Ele possui limitação interna de corrente, área de segurança de compensação de
temperatura e proteção contra curto-circuito na saída. Se for usado com dissipador de
calor adequado, pode fornecer àcarga corrente superior a 1 A.
O regulador de tensão de saída variável mais popular é o LM 317.
Os dados sobre esses componentes são encontrados nos data books e manuais dos
respectivos fabricantes.

Exercícios
1. Responda à
a) Cite duas razões pelas quais se deve usar regulação em uma fonte de tensão.
b) Qual é a função de um circuito regulador de tensão?
c) Quais são os dois grupos de reguladores usados, e qual é o mais usado?
d) Qual é a vantagem da utilização de uma configuração darlington em transistores?
2. Faça os esquemas citados:
a) Circuito regulador série.

186
b) Configuração darlington.
a) Calcule a corrente de base no circuito apresentado.
4. Escreva nos parênteses V para as afirmações verdadeiras e F para as
a) ( ) Em um circuito regulador a transistor, as variações na tensão de entrada
são assimiladas pelo transistor.
b) ( ) Os circuitos integrados reguladores são fabricados para fornecer somente
tensões fixas.
c) ( ) Um transistor darlington difere de outros transistores, por uma marca no seu
encapsulamento, com os dizeres “dn”.
d) ( ) Em um circuito regulador a transistor, as variações na corrente de entrada
são assimiladas pelo diodo zener.
e) ( ) A potência dissipada no transistor em um circuito regulador série é o
produto da corrente zener pela tensão VCE.

Referências Bibliográficas 187
SENAI-SP. Eletricista de Manutenção I – Eletricidade básica. São Paulo : 1993.
________. Eletricista de Manutenção Il – Eletrotécnica. São Paulo : 1993.
SENAI-DN. Eletrônica básica. Rio de Janeiro : 1984.

188
Bibliografia Indicada
• Estes livros complementam os conteúdos da apostila. Não deixe de ler!
MARQUES, Angelo. e outros. Dispositivos semicondutores. São Paulo : Editora
Érica, 1996.
MILLMAN. Halkias. Eletrônica l. São Paulo : Editora Makron Books, 1981.
BOYLESTAD, Robert e NASHELSKY, Louis. Dispositivos eletrônicos e teoria de
circuitos. Rio de Janeiro : Editora PHB, 1994.
GUSSOW, Milton. Eletricidade Básica. São Paulo : Editora Makron Books, 1985.
U. S. Navy. Eletricidade Básica. São Paulo : Editora Hemus, 1985.
Editoras citadas:
⇒ Editora Érica:
Rua Jarinú, 594 –
Tatuapé – São Paulo - Cep 03306-000
Tel: 295-3066 - Fax: 2217-4060
http://www.Érica.com.br
⇒ Hemus Editora Ltda
Rua da Glória, 312
São Paulo - Cep 01510-000
Tel: 279-9911 - Fax: 279-9721

Referências Bibliográficas 189
⇒ Editora Makron Books
Rua Tabapuã, 1348
São Paulo - Cep 04533-004
Tel: 820-6622 / 8528 - Fax: 828-9241
http://www.Makron.com.br
⇒ Editora PHB,
Rua Travessa do Ouvidor, 11
CEP 20040-040
Rio de Janeiro
Tel: (021) 232-8271
Fax: (021) 252-2732
⇒ Editora Globo:
Rua do Curtume, 665
CEP 05065
São Paulo
Tel: 262-3100

02_-_Eletronica_Analogica_-_Teoria robotica

Mais conteúdo relacionado

Semelhante a 02_-_Eletronica_Analogica_-_Teoria robotica (20)

Último (12)

02_-_Eletronica_Analogica_-_Teoria robotica