Neste contexto, “sutilezas” referem-se aos detalhes sutis, complexidades e peculiaridades do projeto, análise e operação da configuração do emissor comum. Essas complexidades incluem áreas como manuseio de carga, controle de impedância, otimização de resposta e compreensão de capacitância e indutância. Além disso, esclarecem as técnicas de acoplamento e desacoplamento e a importância dos arranjos de bypass. Compreender essas facetas é crucial para engenheiros eletrônicos e amadores construirem amplificadores eficientes e estáveis. Além disso, ajuda aqueles que estudam eletrônica a compreender os princípios subjacentes dos circuitos baseados em transistores.
Princípio da conexão do emissor
= (euC + eub) + euCBO ou
EUC (1-α) = αIb + euCBO
EUC = (α/(1-α))Ib + euCBO/(1-α)
- Uma configuração de emissor comum é um circuito amplificador de transistor que usa um transistor NPN.
- A corrente de base (IB) é a corrente de entrada fornecida pela conexão base-emissor.
- A corrente do coletor (IC) é a corrente de saída que flui através da conexão coletor-emissor.
- Ele fornece amplificação de corrente, onde uma pequena alteração no IB resulta em uma mudança maior no IC.
- O sinal de saída na conexão coletor-emissor tem fase invertida em comparação com o sinal de entrada na conexão base-emissor.
- Para uma operação estável e linear do transistor, a tensão de polarização correta é essencial.
- As aplicações incluem amplificadores de áudio, circuitos de alta frequência e circuitos de processamento de sinal onde é necessária amplificação de sinal fraco.
Configuração de emissor comum
O circuito emissor comum é uma estrutura básica de um amplificador transistorizado amplamente utilizado em circuitos eletrônicos. Nesta configuração, o terminal emissor é comum aos circuitos de entrada e saída, enquanto os terminais base e coletor servem como terminais de entrada e saída, respectivamente. Quando uma pequena tensão de entrada é aplicada ao terminal base, ela controla a corrente que flui entre o coletor e o emissor, amplificando assim o sinal de entrada.
Fator de ganho atual
A relação entre a corrente do coletor e a corrente de base é chamada de relação de transferência de corrente direta CC ou ganho CC. É denotado por β.Corrente direta. Era para ser o beta da DC.
Ganho DC do emissor comum βCorrente direta = euC/EUb
Onde euC e eub são as correntes de coletor e de base de um determinado ponto de operação na faixa linear, pois o valor da corrente de base está em microamperes e baixo, o valor de βCorrente direta está na faixa de 10 a 500 dependendo do tipo de transistor.
Ganho AC do emissor comum βCorrente direta é a razão entre a pequena mudança na corrente do coletor ΔIb em tensão coletor-emissor constante VCE.
Potencial elétrico e diferença de potencial
O potencial elétrico, também chamado de tensão, é um conceito fundamental no eletromagnetismo. Uma quantidade escalar descreve um ponto específico em um campo elétrico. Em termos mais simples, indica a quantidade de energia potencial elétrica que uma carga de teste positiva possuiria se colocada naquele ponto específico do campo elétrico.
O potencial elétrico (V) em um ponto é medido em volts (V). É calculado como o trabalho realizado para mover uma carga de teste positiva (q) até o ponto a partir de uma distância infinitamente grande em relação ao campo elétrico, dividido pela própria carga:
V = qW
Onde:
- V é o potencial elétrico em volts (V).
- W é o trabalho realizado em joules (J).
- q é a carga de teste em coulombs (C).
O potencial elétrico é fundamental para a compreensão dos campos elétricos e da interação de partículas carregadas.
Diferença potencial
A diferença de potencial ou diferença de tensão ou queda de tensão representa um campo elétrico. É uma grandeza vetorial que indica o tamanho e a direção da diferença de potencial elétrico entre os dois pontos.
A diferença de potencial (ΔV ou V_ab) entre dois pontos “a” e “b” é calculada como a mudança na energia potencial elétrica experimentada por uma carga de teste positiva (q) quando ela se move do ponto “a” para o ponto “b”:
ΔV=Vb−Va
- V_b é o potencial elétrico no ponto “b” em volts (V).
- V_a é o potencial elétrico no ponto “a” em volts (V).
A diferença de potencial é um conceito fundamental em circuitos elétricos porque determina o fluxo de carga elétrica (corrente) de um potencial mais alto para um potencial mais baixo. É a força motriz por trás do movimento dos elétrons em um circuito. É crucial em diversas aplicações elétricas, incluindo alimentação de dispositivos eletrônicos e geração de correntes elétricas em sistemas de energia.
Relação entre αCorrente direta e βCorrente direta
Divisão por IC
EUE/EUC = 1+(eub/EUC)
α = β / (β+1) ——> ii
α(β+1) =β
αβ+α =β
α = β – αβ = β (1 – α)
β = α / (α+1) ——-> iiii
α = β / (β+1)
1-α = 1 – (β / (β+1)) ——>iv
Da equação (iii) pode-se ver que β se aproxima do infinito à medida que α se aproxima de 1.
Isto significa que o ganho de corrente dos transistores em um circuito emissor é muito alto. Por esta razão, os transistores são usados em circuitos emissores comuns.
Nós sabemos que euC = (αIb / (1-α)) + euCBO / (1-α) ->v
EUC = βIb + (β+1)euCBO ——->vi
EUCEO = (β+1)ICBO ——>vii
EUC = βIb + euCEO ——->viii
EUCEO = (α / (1-α)) euCBO ——->ix
EUCEO = euCEO / (1-α)
A corrente de fuga no circuito emissor é maior do que no circuito base. EUCE é a corrente do coletor que flui quando o circuito base-emissor é deixado aberto e a junção coletor-base é polarizada reversamente. Ela flui na mesma direção que a corrente normal do coletor através do transistor e depende da temperatura.
Propriedades do circuito emissor
A figura acima mostra a configuração experimental para determinar a característica estática de um transistor NPN em um circuito emissor. Duas fontes de alimentação reguladas de forma variável, VBB e VCC, são conectadas aos terminais base e coletor de um transistor.
Característica de entrada (VSERcontra mimb)VCE= constante
Das características de entrada podemos derivar os seguintes pontos importantes:
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Existe um limite, uma tensão de desligamento Vγ, abaixo do qual a corrente de base Ib é muito pequeno. O valor da tensão de ativação é de 0,5 V para transistores Si e 0,1 V para transistores GE.
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Depois de ligar a tensão, a corrente de base é Ib aumenta rapidamente com um pequeno aumento na tensão base-emissor VSER. Contudo, deve-se notar que o valor da corrente de base não aumenta tão rapidamente quanto o da característica de entrada de uma configuração de base comum. Isso significa que a resistência dinâmica de entrada é pequena configuração de emissor comum, mas ligeiramente maior do que na configuração CB.
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Para um valor fixo de VSEREUb aumenta com VCE reduzido. Um grande valor de VCE leva a uma tensão reversa maior na junção PN da base do coletor. Isto aumenta a zona de depleção e reduz a largura efetiva da base, reduzindo assim a corrente de base.
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A resistência de entrada dinâmica ou CA pode ser determinada a partir da característica de entrada. É a razão entre uma pequena mudança na tensão base-emissor e a mudança resultante na corrente base a uma tensão constante do emissor.
Resistência de entrada RÓ = (ΔVSER/ΔIb) uma televisãoCE = constante
Características de saída (VCEcontra mimC) em eub=constante
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As características de saída das curvas do circuito emissor são obtidas registrando VCE contra euC para diferentes valores de IbA corrente do coletor varia com VCE para valores entre 0V e 1V. A corrente do coletor varia com VCE para valores entre 0V e 1V. Depois deste coletor a corrente é IC torna-se quase constante e atinge valores de saturação. Os transistores são operados na faixa acima da tensão de joelho. Esta área é chamada de área ativa. O experimento é repetido para diferentes valores de I.b.
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As características de saída podem ser divididas em três áreas. Eles são
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Faixa de saturação
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Área de exclusão
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Região ativa
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Na figura acima, a área ativa é a área à direita da ordenada VCE = alguns décimos de tensão e acima de Ib = 0.
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Idealmente, se VCE Excede 0,7V, a junção base-coletor torna-se polarizada reversamente e o transistor entra na região ativa ou linear de sua operação. Uma vez que a junção base-coletor é polarizada inversamente, euC estabiliza e permanece quase constante para um determinado valor de Ib como VCE continua a aumentar. EUC aumenta muito ligeiramente quando VCE aumenta devido ao alargamento da zona de esgotamento do coletor base. Este fenômeno é chamado de efeito de proximidade.
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Se a corrente de base Ib é zero, há uma pequena corrente de coletor. Isso é chamado de corrente de fuga. Porém, na prática, quando a corrente de base é zero, a corrente de coletor é zero. Nesta condição diz-se que o transistor está desligado. A pequena corrente do coletor é chamada de corrente reversa do coletor.
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Se vocêCE atinge uma tensão suficientemente alta, a junção do coletor com polarização reversa entra em colapso e, portanto, a corrente do coletor aumenta rapidamente. Se vocêCE Se a tensão exceder 40 V, o diodo coletor quebra e a função normal do transistor é perdida. O transistor não se destina a operar na região de ruptura. Este efeito é comumente conhecido como efeito punch-through.
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A resistência dinâmica de saída pode ser determinada a partir da curva característica de saída.
Princípio da eletrônica
Resistência de saída dinâmica Rfora de = (ΔVCE/ΔIC) em eub = constante
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O recíproco da inclinação da característica de saída nesta faixa fornece a resistência de saída. O valor de Rout está entre 10KΩ e 50KΩ.
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A característica de saída pode ser usada para determinar o ganho de corrente do emissor de sinal pequeno ou AC beta (β).Corrente alternada) de um transistor. Isso pode ser feito selecionando os dois pontos M e N na curva característica e anotando os valores correspondentes de ΔI.E e ΔIb.
