O circuito digital NOT é necessariamente parte de um sistema de configuração de emissor comum. Se a resistência da base (Rb) é 10kΩ e a tensão de alimentação é 5V, qual é a corrente de coletor (Ic) em mA?

Alternativa C - 2V

Análise do Problema

Esta questão trata do dimensionamento de um circuito chaveador utilizando um Transistor Bipolar de Junção (BJT) na configuração Emissor Comum. O objetivo é determinar a tensão de entrada mínima necessária para forçar o transistor a entrar em saturação, garantindo que a saída seja considerada um nível lógico "0".

1. Entendendo a Condição de Saturação

Para que a saída do circuito seja o nível lógico "0", o transistor deve atuar como um curto-circuito controlado (chave fechada). Isso ocorre quando ele entra em saturação.

• Na saturação, a tensão entre Coletor e Emissor é mínima (V_{CEsat} = 0.2V).
• A corrente de coletor atinge seu valor máximo possível definido pelo circuito externo.

2. Cálculo da Corrente de Coletor em Saturação (I_{C(sat)})

Aplicando a Lei das Malhas na saída (Coletor-Emissor):
V_{CC} - I_{C(sat)} \cdot R_C - V_{CEsat} = 0

Isolando a corrente:
I_{C(sat)} = \frac{V_{CC} - V_{CEsat}}{R_C}

Substituindo os valores do enunciado (V_{CC}=5V, V_{CEsat}=0.2V, R_C=1k\Omega):
I_{C(sat)} = \frac{5V - 0.2V}{1000\Omega} = \frac{4.8V}{1000\Omega} = 4.8 mA

3. Cálculo da Corrente de Base Mínima (I_{B(min)})

Para manter o transistor saturado, a corrente de base deve ser suficiente para sustentar essa corrente de coletor, considerando o ganho de corrente (\beta). O limite teórico é dado por:
I_{B(min)} = \frac{I_{C(sat)}}{\beta}

Com \beta = 300:
I_{B(min)} = \frac{4.8 mA}{300} = 0.016 mA = 16 \mu A

4. Cálculo da Tensão de Entrada Mínima (V_{in})

Aplicando a Lei das Malhas na entrada (Base-Emissor):
V_{in} - I_{B(min)} \cdot R_B - V_{BEsat} = 0

Isolando a tensão de entrada:
V_{in} = (I_{B(min)} \cdot R_B) + V_{BEsat}

Substituindo os valores (I_{B(min)} = 16 \mu A, R_B = 80 k\Omega, V_{BEsat} = 0.8V):
V_{in} = (16 \times 10^{-6} A \cdot 80 \times 10^3 \Omega) + 0.8V
V_{in} = 1.28V + 0.8V
V_{in} = 2.08V

Conclusão

O cálculo teórico resulta em 2.08V. Analisando as alternativas disponíveis, a opção que melhor representa esse valor, considerando possíveis arredondamentos de parâmetros reais ou margens de projeto, é a 2V.

Portanto, a alternativa correta é a C.