Conceitos Essenciais de Transistores e Amplificadores

Transistor de Junção Bipolar (TJB)

• Dispositivo semicondutor composto de 3 camadas de Silício (Si), dos tipos N e P.
• Disponível em 2 tipos: PNP e NPN.

Configurações do TJB

• Emissor Comum
• Base Comum
• Coletor Comum

Variação de Temperatura no TJB

• Provoca variação da corrente de fuga na junção Base-Coletor (BC).

Conceito de Amplificador

• Circuito eletrônico capaz de controlar grande quantidade de energia, gerada por uma fonte, a partir de pequena energia aplicada na entrada.

Amplificador de Vídeo

• Operam em grandes frequências (ex: 10 MHz).

Elementos Ativos em Amplificadores

• Válvulas
• Transistor de Junção Bipolar (TJB)
• Transistor de Efeito de Campo (FET)

Classificação de Amplificadores (quanto ao emprego)

• Tensão
• Potência

Classificação de Amplificadores (quanto à classe)

• Classe A
• Classe B
• Classe AB
• Classe C

Amplificador Classe A

• Eficiência: 20% a 30%.
• Boa linearidade.
• Conduz durante 360º do ciclo do sinal.

Desvantagem do Amplificador Classe A

• Consome potência mesmo sem sinal aplicado na entrada.

Amplificador Classe B

• Eficiência: 50% a 60%.
• Conduz durante 180º do ciclo do sinal.
• O Ponto de Operação Estático (POE) fica no corte.

Amplificador Classe C

• Eficiência: 70% a 75%.
• Baixa linearidade.
• Conduz por um ângulo menor que 180º.

Distorção por Crossover

• Reduzida com polarização Classe AB.

Linearidade

• Capacidade de reproduzir uma cópia fiel do sinal de entrada na saída.

Eficiência

• Capacidade de transferir para a carga a máxima potência com o mínimo de perda.

Transistor como Chave Aberta

• Trabalha na região de Corte (Vce = Vcc e Ic = 0).

Valor de Ic na Região Ativa

• Ic = β × IB

Valor de IB para Saturação do Transistor

• IB = Vcc / (β × RC)

Efeito do Aumento de RB

• Quando RB aumenta, o Ponto de Operação Estático (POE) desloca-se na direção do corte.

Resistor de Coletor (RC) na Polarização Fixa

• Determina o Ponto de Operação Estático (POE).

Resistor de Coletor (RC)

• Responsável pela inclinação da reta de carga.

Resistor de Base (RB) na Polarização Fixa

• Determina a corrente de saturação (ICsat).

Resistor de Emissor (RE)

• Proporciona estabilidade térmica e estabiliza o Ponto de Operação Estático (POE).

Parâmetros Básicos de um Circuito Amplificador

• Impedância de Entrada (Zin)
• Impedância de Saída (Zout)
• Ganho de Tensão (Av)
• Ganho de Corrente (Ai)
• Potência (Pw)

Principal Característica do FET

• Alta impedância de entrada.

Procedimento para Medir o β (Beta) de um Transistor

• Determinar Ic e Ib do Ponto de Operação Estático (POE).

Métodos de Polarização

• Exata
• Aproximada
• Prática (VRC ~40%, VCE ~10%, VRE ~50%)

Polarização Prática

• VRC ~40%
• VCE ~10%
• VRE ~50%

Passos da Análise Aproximada

1. Verificar condição válida: βRE ≥ 10 × R2
2. Encontrar VB (por divisor de tensão)

Método Mais Rápido para Encontrar o POE

• Análise Aproximada.

Condição de Validade do Método Aproximado

• βRE > 10 × R2

Reta de Carga

• Representação gráfica dos limites de operação do transistor.

Principais Características do DIAC

• Diodo de Corrente Alternada (CA).
• Disparo bidirecional.

Aplicação TRIAC/DIAC

• Chaveador/controlador de potência AC.

Polarização Mais Utilizada pelo FET

• Autopolarização.

Funcionamento do MOSFET

• Indução ou Depleção.

Desvantagem do Amplificador com JFET em Relação ao TJB

• Baixo ganho de tensão.

JFET

• A transcondutância define sua característica.

TJB (Bipolar)

• Controlado por corrente.
• Polarização direta na junção de entrada.

FET (Unipolar)

• Controlado por tensão.
• Polarização reversa.
• Imune a ruídos.

MOSFET de Indução

• Utiliza autopolarização ou polarização automática.

UJT: Aplicação

• Gerar disparos para outros dispositivos como SCR ou TRIAC.

Corte do SCR

• Interrupção da corrente de anodo e comutação forçada.

SCR: Aplicação

• Usado em circuitos como controle de grandes potências (ex: chaves estáticas).

Disparo do UJT

• V0 ≥ VE

Oscilador Formado pelo UJT

• Oscilador de relaxação.

Variação da Tensão de Disparo

• Variando Vbb da fonte.

Expressões Básicas de Tensões e Correntes

• IE = IB + IC
• VCE = VBE + VBC

Tipos de MOSFET

• Indução (comporta-se como chave fechada).
• Depleção (comporta-se como chave aberta).

MOSFET de Indução (Canal N)

• Controlado por tensão positiva.

Parâmetro hFE

• Parâmetro híbrido para ganho de corrente na configuração Emissor Comum (EC).

Parâmetro hie

• Determina a impedância de entrada para a configuração Emissor Comum (EC), com saída em curto-circuito.

Parâmetro hre

• Parâmetro híbrido de realimentação reversa.

Parâmetro hoe

• Admitância de saída.