Configuração do circuito transistor

22 de junho de 2024 Luciano Bertene

Os circuitos transistorizados constituem a espinha dorsal da eletrônica moderna, permitindo o desenvolvimento de dispositivos complexos e poderosos que mudaram o mundo como o conhecemos. Os transistores revolucionaram a tecnologia, desde smartphones e computadores até dispositivos médicos e exploração espacial. Compreender as várias configurações de circuitos de transistores é crucial para projetar, analisar e otimizar sistemas eletrônicos. Neste artigo, iremos nos aprofundar no fascinante mundo das configurações de circuitos de transistores e explorar os fundamentos e aplicações desses circuitos. Neste artigo, você desbloqueará o potencial dos circuitos de transistores e liberará sua criatividade na eletrônica. Então, vamos embarcar nesta jornada para desvendar os segredos das configurações dos circuitos de transistores e vivenciar seu notável impacto em nossas vidas.

Três configurações de transistor

Quando os transistores são usados em circuitos práticos como amplificadores, osciladores, etc., precisamos de quatro terminais, dois para porta de entrada e dois para porta de saída. Como o transistor possui apenas três terminais, essa dificuldade é superada compartilhando um terminal para as portas de entrada e saída.

A entrada é aplicada entre a porta comum e uma das outras duas portas. A saída é obtida entre o terminal comum e o terminal restante.
O termo “comum” refere-se à área comum aos circuitos de entrada e saída.
Como resultado, um transistor pode ser conectado nas três configurações diferentes a seguir.

Configuração do circuito transistor

A figura a seguir mostra o Projeto de circuito transistorizado com transistores npn:

Composto Comum – Base (CB)
Terminal Emissor Comum (CE)
Conexão de coletor comum (CC)

Composto Comum – Base (CB)

A conexão de base comum (CB) é uma configuração básica usada em transistores bipolares (BJTs) em eletrônica. A conexão da base é conectada à conexão comum, geralmente o pólo negativo ou terra. O terminal emissor está conectado ao sinal de entrada enquanto o terminal coletor está conectado à carga de saída. A conexão CB também é chamada de configuração de base aterrada e possui propriedades e aplicações especiais. Ele fornece ganho de corrente onde uma pequena alteração na entrada de corrente resulta em uma mudança maior na corrente de saída. No entanto, o ganho de tensão é menor que a unidade, o que significa que a tensão de saída é menor que a tensão de entrada.

A configuração CB é usada em casamento de impedância, multiplicação de frequência e amplificação de alta frequência, embora seja menos comumente usada do que outras configurações, como emissor comum (CE) e coletor comum (CC). Ao compreender a junção CB e suas características únicas, os engenheiros podem selecionar a configuração apropriada do transistor para atender às necessidades de seus circuitos ou sistemas específicos.

Terminal Emissor Comum (CE)

A conexão emissor comum (CE) é uma das configurações primárias utilizadas em transistores bipolares (BJTs) e é de grande importância em eletrônica. Nesta configuração, o terminal emissor é conectado ao terminal comum ou terra, enquanto o terminal base serve como entrada e o terminal coletor serve como saída. A conexão CE oferece diversas vantagens e é, portanto, a configuração mais utilizada. Ele fornece ganho de tensão e corrente, portanto, pequenas alterações na corrente de entrada podem resultar em alterações maiores na corrente de saída.

Esta configuração também fornece ganho de tensão onde a tensão de saída pode ser significativamente maior que a tensão de entrada. O conector CE possui uma impedância de entrada relativamente alta e baixa impedância de saída, tornando-o adequado para diversas aplicações, incluindo amplificadores de áudio, amplificadores de tensão e circuitos de processamento de sinal. Sua versatilidade e desempenho robusto estabeleceram o conector CE como um elemento fundamental na eletrônica moderna.

Conexão de coletor comum (CC)

A conexão de coletor comum (CC), também conhecida como configuração seguidora de emissor ou configuração seguidora de tensão, é uma configuração básica de circuito usada em transistores bipolares (BJTs) em eletrônica. Nesta configuração, o terminal coletor é conectado ao terminal comum ou terra, enquanto o terminal emissor serve como saída e o terminal base serve como entrada. O composto CC oferece propriedades únicas e é amplamente utilizado em diversas aplicações.

Uma vantagem importante da configuração CC é que ela oferece alta impedância de entrada, tornando-a ideal para casamento de impedância entre diferentes estágios de um circuito. Além disso, oferece baixa impedância de saída, permitindo acionar efetivamente cargas de baixa impedância.

A conexão CC tem um ganho de tensão ligeiramente menor que a unidade, o que significa que a tensão de saída segue de perto a tensão de entrada, resultando em buffer de tensão em vez de ganho. Este recurso é útil em aplicações onde o objetivo principal é manter a integridade do sinal e fornecer isolamento entre os estágios de entrada e saída.

Além disso, a configuração CC proporciona excelente ganho de corrente, garantindo que a corrente de saída siga a corrente de entrada com distorção mínima. Esta propriedade é adequada para aplicações de ponte de impedância, buffer e isolamento de sinal.

Além disso, a configuração CC possui uma mudança de fase de aproximadamente 180 graus entre os sinais de entrada e saída, o que pode ser benéfico em certos circuitos onde as relações de fase são críticas.

Devido à sua capacidade de correspondência de impedância, baixa impedância de saída e buffer de tensão, a conexão CC é amplamente utilizada em amplificadores de áudio, estágios de buffer e como interface entre várias partes do circuito. Devido às suas propriedades versáteis e ampla gama de aplicações, a conexão CC é indispensável no design eletrônico moderno.

Princípio e funcionamento do transistor

Deve-se notar que cada configuração de circuito tem suas vantagens e desvantagens específicas. No entanto, independentemente do tipo de conexão, a conexão emissor-base é sempre polarizada diretamente e a conexão coletor-base é sempre polarizada reversamente quando usada como amplificador.

Transistor polarizado

A aplicação de uma tensão CC apropriada aos vários terminais do transistor é chamada de polarização.

A polarização amplifica a potência em um circuito de transistor. Cada junção do transistor pode ser polarizada diretamente de forma independente. Conseqüentemente, existem três modos de operação diferentes do transistor.

Modo ativo de encaminhamento
Modo de saturação
Modo de desligamento

Modo ativo de encaminhamento

Neste modo, a junção base-emissor do transistor é polarizada diretamente e a junção base-coletor é polarizada inversamente. Este modo é usado quando o transistor deve ser usado como amplificador.

Modo de saturação

Neste modo, as conexões base-emissor e base-coletor são polarizadas diretamente e o transistor tem um valor de corrente muito alto. O transistor opera neste modo quando se destina a ser usado como uma chave fechada.

Modo de desligamento

Neste modo, tanto as junções emissor-base quanto as junções coletor-base são polarizadas reversamente. Neste caso, a corrente no transistor é praticamente zero. O transistor opera neste modo quando se destina a ser usado como uma chave aberta; Para a aplicação de comutação de um transistor, os métodos de saturação e desligamento são usados alternadamente.

Comparação de configurações de transistores

	Emissor comum	Colecionador comum	Terreno comum
Ganho de tensão	Médio	Baixo	Alto
Reforço atual	Médio	Alto	Baixo
Impedância de entrada	Médio	Alto	Baixo
Impedância de saída	Médio	Baixo	Alto

Conclusão

Neste artigo, examinamos as configurações básicas do circuito do transistor, como circuito emissor, circuito base e circuito coletor, cada um com propriedades e aplicações exclusivas. Vimos como essas configurações permitem amplificação, comutação e processamento de sinal, estabelecendo as bases para a eletrônica avançada em que confiamos hoje.