Utilizando o Transistor Como Chave Eletrônica

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Olá pessoal! Hoje iremos mostrar como o Transistor pode ser utilizado como chave eletrônica.

No post Entenda como os Transistores Funcionam você viu como utilizar um transistor e seu funcionamento como um interruptor eletrônico.

Para utilizar um transistor como chave eletrônica é necessário realizar alguns cálculos. A seguir, entenda como será esse funcionamento e de que forma são realizados os cálculos para esse projeto.

Funcionamento do Transistor Como Chave Eletrônica

Para nossos exemplos, será utilizado o Transistor NPN BC548. Quando a “chave” está aberta o transistor trabalha em regime de corte, ou seja, IC=0 e VCE = VCC e quando está fechada trabalha em regime de saturação IC = VCC/RC conforme pode ser visto abaixo.

Transistor como chave eletrônica

Nomenclaturas Utilizadas

VCC: tensão aplicada no coletor;

VBB: tensão aplicada na base;

VCE: tensão entre coletor e emissor;

VBE: tensão entre base e emissor;

IC: corrente no coletor;

IB: corrente na base;

RC: resistor conectado no coletor;

RB: resistor conectado na base.

Transistor como chave eletrônica

Quando a base não tiver sinal, o transistor funcionará como uma chave aberta, IC= 0 e VCE = VCC.

transistor como chave eletrônica

Para o transistor funcionar como uma chave fechada é necessário aplicar sinal na base de forma que VCE ~ 0,2V. Quando o transistor está acionado, VBE será igual a 0,7V:

Primeiramente vamos acender um LED utilizando o sistema de chaveamento do transistor. Quando o botão for pressionado será aplicado 5V na base assim chaveando o transistor e acendendo o LED:

Acendendo o LED

Faremos a análise de circuito entre os pontos x e z, considerando VCE = 0,2V, VBE = 0,7V, VLED = 2V, IC = 20mA (corrente de operação do LED) e ßsat (ganho no estado de saturação) = 10.

Fazendo a soma das tensões iguais a VCC, temos:

VCC = RL x IC + VLED + VCE

Substituindo:

5 = RL x 20.10-3 + 2 + 0,2

Desta forma podemos determinar RL:

RL = 5 – 2,2 /20.10-3

RL =140 Ω, valor comercial: 150 Ω

Vamos agora fazer a análise de circuito entre os pontos y e z:

Fazendo a soma das tensões iguais a VBB, temos:

VBB = RB x IB + VBE (1)

Substituindo em 1:

5 = RB x IB + 0,7

Podemos notar que não temos os valores de RB e IB. Através do cálculo do ganho de corrente podemos determinar IB:

ßsat = IC/IB ———  IB = IC/ ßsat ———   IB = 20.10-3 / 10

IB = 2mA

Retornando para a equação 1:

5 = RB x 2.10-3 + 0,7

Desta forma podemos determinar RB:

RB = 5 – 0,7/ 2. 10-3

RB = 2150 Ω, valor comercial: 2,2K Ω

Desta forma ao pressionar o interruptor o transistor atuará perfeitamente como uma chave acendendo o LED.

Agora vamos acionar um relé chaveando o transistor. Veja o circuito abaixo:

Circuito para acionar um relé com o microcontrolador

No exemplo acima o microcontrolador irá acionar um relé de 12V aplicando um sinal na base do transistor. Veja abaixo os cálculos para determinarmos o valor de R1 para o transistor fazer o chaveamento de forma correta:

Dados: VBE = 0,7V, IC (corrente nominal para o acionamento do relé) = 35mA, ßsat (ganho no estado de saturação) = 10.

Vamos fazer a análise de circuito entre os pontos x e y quando o transistor estiver saturado:

– A soma das tensões será igual a VBB:

VBB= R1xIB +VCE ————— 5 = R1 x IB+0,7 (1)

Note que não temos os valores de R1 e IB. Para determinarmos IB basta usarmos o cálculo de ganho:

ßsat = IC/IB ——— IB = IC/ßsat ———– IB = 35.10-3/10

IB = 3,5mA

Voltando para a equação 1:

5 = R1 x 3,5. 10-3 +0,7 ———– R1 = 5 – 0,7 / 3,5.10-3

R1 = 1.2KΩ.

 

Esperamos que tenham gostado deste tutorial. Para tirar dúvidas e sugestões, deixe um comentário abaixo. Obrigado e confira outros produtos em nossa loja!

 

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