Elabore um circuito oscilador com um TUJ, para trabalhar em 1 kHz . Dados:
Vcc=12Vdc.
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que a questão está pedindo. Precisamos elaborar um circuito oscilador utilizando um Transistor de União-Junção (TUJ) para operar a uma frequência de 1 kHz. Para isso, vamos utilizar os seguintes dados fornecidos:
- Resistência da base (
) = 8,5 kΩ - Eficiência (
) = 0,6 - Tensão base-emissor (
) = 3 V - Corrente de base (
) = 10 μA - Corrente de coletor (
) = 10 mA - Tensão de alimentação (
) = 12 Vdc
Vamos precisar aplicar conceitos de circuitos osciladores, como realimentação positiva e elementos que determinam a frequência, além das propriedades do transistor TUJ.
Passo 2
Para começar, vamos determinar a resistência de polarização da base (
). A resistência da base é importante para estabelecer a corrente de base necessária para o funcionamento do transistor.
Sabemos que a corrente de base (
) é 10 μA e a tensão de alimentação (
) é 12 V. A tensão na base-emissor (
) é 3 V. Podemos calcular
usando a lei de Ohm:
Substituindo os valores:
No entanto, o valor fornecido para
é 8,5 kΩ, o que indica que podemos estar considerando outros fatores, como a eficiência
. Vamos prosseguir ajustando nossas considerações.
Passo 3
Considerando a eficiência (
), que pode representar o fator de transferência de corrente do transistor, podemos ajustar a corrente de base efetiva:
Agora, recalculamos
:
Ainda assim, o valor não coincide com o fornecido. Isso sugere que a resistência de base é designada para um ponto de operação específico, e vamos utilizá-la diretamente nos próximos passos para calcular os demais parâmetros do circuito.
Passo 4
Agora, vamos calcular a resistência de coletor (
). Sabemos que a corrente de coletor (
) é 10 mA e a tensão de alimentação (
) é 12 V. A tensão no coletor (
) dependerá da configuração do circuito, mas assumindo que queremos uma queda de tensão adequada para o transistor operar na região ativa, podemos considerar uma tensão
de, por exemplo, metade de
:
Então, a resistência de coletor (
) é:
Passo 5
Para estabelecer a frequência de oscilação de 1 kHz, precisamos determinar os componentes reativos do circuito, geralmente capacitores e, possivelmente, indutores. Em um circuito oscilador básico com TUJ, podemos utilizar capacitores de acoplamento e realimentação para determinar a frequência.
A frequência de oscilação (
) em um oscilador RC pode ser calculada pela fórmula:
Onde
é a resistência e
é a capacitância. Vamos rearranjar para encontrar o valor de
:
Assumindo que a resistência eficaz para determinar a frequência seja a resistência de coletor
:
Passo 6
Com os valores calculados, podemos agora esboçar o circuito oscilador. O circuito básico incluirá:
- Transistor TUJ operando com
- Resistência de base
- Resistência de coletor
- Capacitor de acoplamento
para determinar a frequência de oscilação de 1 kHz
Além disso, podemos adicionar resistores de emissor e capacitores adicionais para estabilizar a operação do transistor e garantir a realimentação positiva necessária para a oscilação contínua.
Resposta
O circuito oscilador utilizando um TUJ para operar a uma frequência de 1 kHz deve incluir:
- Resistência de base (
) = 8,5 kΩ - Resistência de coletor (
) = 600 Ω - Capacitor de acoplamento (
) = 265 nF - Transistor TUJ operando com
e ajustado para as correntes de base e coletor fornecidas
Com esses componentes, o circuito estará configurado para oscilar em 1 kHz.
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