Coord. Prof. Leonardo Romano

Coord. Prof. Francisco Gabriel Capuano

Prof. Vlamir Belfante

No ciclo anterior você estudou os princípios físicos dos transistores e a sua polarização. Você também já sabe que existem três configurações básicas que o transistor pode atuar e conhece suas características.

O transistor pode trabalhar de dois modos diferentes, como amplificador e como chave. Quando o transistor presta serviços como amplificador, dizemos que ele está na região ativa, da curva de coletor. Neste ciclo vamos nos deter ao estudo do transistor como chave.

fig. 01

Quando o transistor trabalha no modo chave, ele pode operar como uma chave fechada e como uma chave aberta, sendo assim, utilizamos a seguinte denominação, respectivamente, saturação e corte.

Na figura 01 podemos ver um transistor que opera com chave e sua curva de coletor.

Já na figura 02 podemos ver a curva característica de coletor desse transistor e sua reta de carga .

No circuito temos duas malhas, a da esquerda onde existe o resistor de base e a da direita, com o resistor de coletor.

Pela análise de circuitos podemos verificar que temos nesta malha, Vbe,Vce e Vcc. Obtemos a equação abaixo:

Vcc = Rc.Ic + Vce.

Para desenharmos a reta de carga na curva de coletor, necessitamos de dois pontos, no mínimo. ( Tente desenhar com apenas um ponto!?). O primeiro ponto, na abcissa, fazemos com que IC=0, na equação acima, e obtemos Vce=Vcc . O transistor está operando na região de corte. Para acharmos o segundo ponto, fazemos Vce = 0 na equação e obtemos Ic = Vcc/Rc . Esse é o ponto do eixo da ordenada. Dessa maneira fazemos com que o transistor opere na região de saturação.

Na união dos dois pontos conseguimos a reta de carga. Obtemos também o ponto quiescente, o ponto de operação do transistor.

Do circuito da figura 01, podemos obter a seguinte equação :

VBB =RB . IB +VBE ou IB =(VBB - VBE ) / RB , se admitirmos:

* exemplos com o professor em sala de aula.

Nome: rgm: data:

Objetivos: - Constatar o funcionamento do multivibrador monoestável.

-Comparar a teoria com a prática relativo à monitoração do tempo de funcionamento (estado instável) do circuito.

-Avaliar a praticidade dos alunos no manuseio do material utilizado na experiência.

Parte Prática:

1. Monte o circuito abaixo: *

* Será passado no laboratório.

2. Calcule Ts, onde Ts = 0,69RC.

 

1. Meça Ts com um relógio ou cronômetro.

4. Comente as possíveis diferenças do tempo calculado com o tempo medido.

5. O que acontece com o led1 quando o circuito retorna ao estado estável? Justifique.

6. Faça a alteração:

7. Qual é a diferença de funcionamento em relação do ítem 5.

8. Faça a alteração:

9. Explique o que aconteceu.

10. Fale de algumas aplicações para esse tipo de circuitoe faça a sua conclusão.

Obs. Entregar na próxima aula todos os ítens respondidos.

Multivibrador astável:

O multivibrador astável nada mais é do que que a junção de dois circuitos monoestáveis, conforme visto na aula anterior. Seu funcionamento é automático, ou seja., não depende de pulso externo.

Para analisarmos o circuito partimos do pressuposto de que o TR1 ( transistor à esquerda do desenho) está cortado e o TR2 saturado. Entenda que essa é apenas uma suposição, uma vez que poderiam inicialmente estarem em situação contrária.

O circuito se comportaria assim:

Circuitos II - Aula 4 - Laboratório: Multivibrador Astável

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Estado instável.

Ib1 >= 35mA/100 = 0,35mA.

Ib1 >= 0,35mA = 12V/RC2+RB

RC2 + RB <= 12V/0,35mA = 34K ohm.

................................................................................

Logo: Se RC2=1K e RB+RC2 =< 34K, RB= 33K ohm.

Ou:

IB1 = Vcc/RC2+RB RC2+RB/Vcc = 1/IB1

Coord. Prof. Francisco Gabriel Capuano

Prof. Vlamir Belfante

Diagrama em blocos:

A pastilha do circuito integrado 555 contém tr6es resistores de 5K ohm, daí o seu nome, um par de comparadores, um flip flop RS, um transistor e um inversor, basicamente.

A Pinagem do 5.5.5.

Como nos outros tipos de circuitos integrados, a pinagem do 555 também é contada no sentido anti-horário.

Assim teremos:

Comparadores:

Acima aparece o símbolo básico de um comparador. É um amplificador operacional. Podemos nomear seus terminais, assim:

Façamos a seguinte analogia:

Se V+ > V- => Vs= 1

Se V+< V- => Vs = 0

Os circuitos integrados MOS possuem uma impedância de saída maior que os do tipo TTL. Os do tipo TTL possuem impedância da ordem de 1M ohm ( resistores de temporização).

A alimentação desse circuito integrado poderá variar de 5 a 18 V.

É a base de funcionamento do 555.

Comentário de polarização/ analogia do circuito em sala de aula.

O circuito de reset do 555 funciona quando for aplicado nível baixo no pino 4. Normalmente, quando não for usada essa função, o pino é ligado à +Vcc.

No ponto de reset, existe um inversor, uma bolinha, indicando que alí funciona com nível baixo.

Considerações:

Veremos a seguir o circuito integrado 555 polarizado para trabalhar na configuração monoestável. O pino 5 é desacoplado para terra através de um capacitor, indicado pelo fabricante. Para se evitar que seja feito reset acidentalmente, através de ruído externo, o pino 4 é ligado à +Vcc.

Configuração Monoestável

Para que possamos analisar o circuito internamente, passamos a observar o circuito abaixo:

No estado estável, com C descarregado Vc=0 = Vth => R=0 e como Vth=Vcc => S=0.

R=S=0 - mantém o estado anterior ( Q- = 1, saída = 0).

Aplicando um pulso negativo na entrada trigger ( basta fazer Vtg < Vcc/3), teremos S=1 e R=0 => Q=1 e Q-=0, ( saída = Vcc), cortando o transistor.

A partir desse instante C começa a se carregar atrvés de R. Quando Vc = Vth > 2/3 Vcc, teremos R=1 e S=0 => Q=0 e Q-=1 ( saída = 0). O transistor satura, descarregando bruscamente C através de uma resistência baixa.

Quando Vth = Vc < 2/3 Vcc => R=0 e S=0, mantendo o estado anterior.

Só haverá mudança novamente quando houver outro pulso de trigger.

Cont.

01 - Introdução à 9^a aula

Na aula anterior pudemos comprovar o funcionamento e o desempenho do C.I. 555 na configuração monoestável. Agora veremos com esse integrado se comporta na função de multivibrador astável.

Òbserve abaixo o seu circuito. Lembre-se que, dependendo do autor do projeto, o desenho pode se apresentar de diferentes formas. O que importa é a maneira de ligação dos componentes externos. É isso que diferencia uma configuração da outra.

02 - Configuração física do 555 como astável

Forma de onda no Capacitor:

Forma de onda na saída:

T = th +tl

Onde:

th = 0,69 (RA+RB).C

e

tl = 0,69.RB.C

e, se: RB >>> RA => th=tl = 0,69.RB.C

Ex. Desenhe as formas de onda em C e na saída.

RA= 10K, RB=33K, C=0.1uF.

+ célula 2k2 e diodo em paralelo com RB (ânodo, pino 7).

Ex. Idem, com célula invertida.

05 - Disparador Schmitt

Para facilitar a análise do circuito, podemos inserir uma forma de onda senoidal na entrada do circuito. Assim teremos:

Ve = V sen wt(v). e, se adotarmos 2V de tensão alternada, teremos:

Ve = 2 sen wt(v)

- Supondo que a fonte de alimentação do circuito seja de 5Vcc, teremos a seguinte situação:

Então, com Ve=0 , VA= 2,5V, onde VA= ponto central do divisor de tensão.

VA

Vs

Ex. Desenhe Vc(t) e Vo(t) com o cursor do potenciômetro:

1. Todo à esquerda
2. Todo à direita
3. No centro

Ex. Desenhe as formas de onda nos pontos A e B.

VC

Vs

Laboratório:

1. Monte o circuito abaixo:

1. Calcule o período de funcionamento do astável em questão.

 

2. Meça o tempo com um relógio.

2) Faça a seguinte alteração:

• Verifique e descreva o seu funcionamento.
• Compare com o primeiro circuito.
• Conclusão:_____________________________________
• _______________________________________________
• _______________________________________________
• _______________________________________________

3) Monte o seguinte circuito:

4) Entrega de atividades:

1. Descrição do funcionamento do diagrama em blocos do 555 funcionando como astável.
2. 3 circuitos mono com descrição, formas de onda e comentários
3. Idem, para astável.
4. Exercício da célula (diodo e resistor) da aula passada.

Obs. Individual, como nome e rgm.

5) Desenhe as formas de onda nos pontos F e G.