Enunciado

92. Calcule vs para o transistor na Figura 3.126 dados vo = 4 V,

b = 150 e VBE = 0,7 V.

Passo 1

Podemos definir vários enunciados para a questão, uma deles poderia ser

Considerando o circuito a seguir:

Onde, β = 100 e V B E = 0,7   V . Qual o valor de V C e de I B ?

Passo 2

Podemos usar a analise de malhas para resolver. Perceba que:

A parte laranja do circuito é percorrida pela corrente I B ;

A parte amarela é percorrida pela corrente I C ;

E a parte azul é percorrida pela corrente I E .

Primeiro vamos aplicar a LKT percorrendo a malha da esquerda, cuidando com a direção das correntes:

10 k ⋅ - I B + V C B = 0

V C B = 10 k ⋅ I B ,     1

Agora vamos aplicar a LKT percorrendo no sentido horário a malha da direita, cuidando da direção das correntes:

- V C E + 5 k ⋅ - I E + 12 + 4 k ⋅ - I E = 0

Podemos escrever o valor de I E em função de I B :

I E = 1 + β ⋅ I B

Substituindo:

- V C E - 5 k ⋅ 1 + β ⋅ I B + 12 - 4 k ⋅ 1 + β ⋅ I B = 0

- V C E - 9 k ⋅ 1 + β ⋅ I B + 12 = 0 ,     2

Nas duas equações temos as tensões que são ingonitas, mas a gente sabe, por se tratar de um transistor, que:

V C E = V C B + V B E

então

V B E = V C E - V C B

Então se somar-mos as duas equações da maneira certa vamos obter uma tensão conhecida.

Vamos isolar a tensão da segunda equação dessa forma: V C E = - 9 k ⋅ 1 + β ⋅ I B + 12 ,     3

Agora vamos fazer 3 - 2 :

V C E - V C B = - 9 k ⋅ 1 + β ⋅ I B + 12 - 10 k ⋅ I B

V B E = - 9 k ⋅ 1 + β ⋅ I B + 12 - 10 k ⋅ I B

Substituindo os valores conhecidos:

0,7 = - 9 k ⋅ 1 + 100 ⋅ I B + 12 - 10 k ⋅ I B

9,19 ⋅ 10 5 ⋅ I B = 12 - 0,7

I B = 12,296   μ A

Passo 3

Agora precisamos descobrir a tensão em V C , para isso vamos calcular a tensão em v 1 e descobrir qual é a queda de tensão até chegar em V C .

Na parte de baixo do circuito foi definido o nó GND, então como temos uma fonte de tensão de 12   V , o nó 1 tem a tensão igual a

v 1 = 12   V

Depois disso o circuito sofre uma queda de tensão no resistor, então:

v 1 - V C = 5 k ⋅ I E

Substituindo o valor de I E :

v 1 - V C = 5 k ⋅ 1 + β I B

V C = v 1 - 5 k ⋅ 1 + β I B

Conhecemos todas as variáveis da equação:

V C = 12 - 5 k ⋅ 1 + 100 12,296   μ

V C = 5,791   V

Resposta

I B = 12,296   μ A

V C = 5,791   V

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