Projetando um Gerador de Corrente com Transistor BC337

Como projetar uma fonte de corrente? Algumas vezes vemos elas simplificadas em alguns exercícios por aí, como livros e representações em sala de aula.

A ideia hoje é mostrar como fiz para projetar um circuito bem simples de um gerador de corrente utilizando um transistor BC337 (ganho mínimo de 100 e máximo de 600).

Primeiro defini a alimentação do circuito e a quantidade de corrente que preciso gerar e que será de 20mA. A corrente que será gerada estará no coletor do transistor, então chamarei de Ic. A fonte de tensão que vou usar é de 30Vdc, mas prefiro chamar de Vcc.

Temos, então:

Ic = 20mA e Vcc = 30V.

O transistor BC337, segundo o datasheet, possui um ganho que varia entre 100 e 600. Se você projetar utilizando como referência o ganho de 100, seu projeto terá valores de resistência menores.

Em função das vantagens, vou utilizar a polarização universal (divisor de tensão).

1° passo – Definir as resistências do emissor e coletor:

A tensão em cima do emissor é um décimo da tensão da alimentação (0,1), logo teremos:

Ve = 0,1*Vcc

Ve = 0,1 * 30 = 3V -> Ve = 3V

Como mais de 95% dos elétrons que são injetados no emissor atingem o coletor (relação alfa cc), podemos falar que a corrente do coletor é próxima a corrente do emissor.

Ic = Ie -> Ie = 20mA

Assim temos que a resistência de emissor é

Re = 3 / 20mA -> Re = 150ohm

Para a resistência do coletor precisaremos considerar um ponto Q (linha de carga do transistor) na metade, isto é, Vce = 0,5*Vcc. Até o momento utilizamos 0,1 da alimentação no emissor, 0,5 no coletor e agora sobra 0,4 para o coletor, logo:

Rc = 4*(Re) -> Rc = 4*(150) -> Rc = 600ohm

2° passo: Calcular a tensão nos resistores do divisor de tensão.

Para a resistência do divisor de tensão, vamos considerar que a tensão de base (Vb) é 0,7 maior que Ve, logo será

Vb = 0,7 + Ve -> 0,7 + 3 = 3,7V

O divisor de tensão terá dois resistores R1 e R2, sendo o R2 aterrado e R1 virá da fonte.

Inclusive a tensão que passa por R2 é igual a Vb, logo, para encontrar a tensão em cima de V1 será

V1 = Vcc – V2 -> 30 – 3,7 -> V1 = 26,3V

Temos então:

V1 = 26,3V e V2 = 3,7V

3° e último passo: Calcular as resistências do divisor de tensão.

Lembra do ganho de 100 que foi escolhido? Vamos utilizar para determinar R2 por meio da fórmula:

R2 <= 0,01*(ganho mínimo ou máximo) * (Re)

R2 = 0,01*(100)*150 -> R2 <= 150ohm (o resistor R2 precisar ser menor ou igual a 150ohm).

Agora, para finalizar, R1 será

R1 = (V1/V2) * Re -> R1 = (26,3/3,7) * 150 -> R2 = 1066ohm.

Temos que, para um circuito gerar 20mA com uma alimentação de 30V, precisaremos dos seguintes componentes:

Rc = 600ohm

Re = 150ohm

R1 = 1066ohm

R2 = 150ohm

O resultado será:

Referência para o projeto: Eletrônica 1 - Malvino