Transistor – Como usar (circuitos)

Mesmo entendendo o que é e como funciona um transistor, ainda resta saber como usar ele. Portanto, vamos analisar uma série de circuitos com diferentes configurações.

Caso você queira relembrar como ele funciona, veja o post sobre.

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Parâmetros importantes

Antes de analisar o circuito, é importante mencionar os principais parâmetros de um transistor.

Pegando o circuito acima como exemplo, podemos citar:

• Ib – corrente de base
• Ic – corrente de coletor
• Ie – corrente de emissor
• Vb – tensão de base
• Vc – tensão de coletor
• Ve – tensão de emissor
• Vce – tensão coletor-emissor (queda de tensão no transistor)

Uma propriedade muito importante do transistor é a relação existente entre Ib e Ic. Sendo que Ic é igual a Ib vezes uma constante β (beta). Ou seja:

Essa constante, também chamada de hFe, faz parte das características  singulares do transistor e pode ser descoberta com o multímetro. E essa relação nos mostra o quanto a corrente de base pode ser amplificada. Porém, o beta pode variar, e por conta disso, utilizar o circuito independente de beta é o mais recomendado (tópico mais abaixo).

Também existe uma fórmula que relaciona Ib com Ie, que é:

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Polarização de Base

Considerações

Neste tipo de circuito, a base apresenta uma resistência, que está ligada a uma fonte (pode ser a mesma fonte do coletor ou não). O coletor também possui uma resistência. As vantagens desse tipo de ligação estão na simplicidade e no fato de ser o circuito que oferece os maiores ganhos de tensão e corrente. Já a desvantagem, é que ele é o mais sensível a variações de temperatura e do β.

Cálculos

Para conseguir calcular esse circuito, primeiro é preciso fazer uma análise da malha com o resistor Rb, a fonte e a queda de tensão de Vb para Ve (0,7v).

Usando a relação entre o beta, temos:

Agora, usando a lei de Ohm no Rc:

Por fim, para achar a queda de tensão no transistor é só fazer uma análise da malha mais interna, com o resistor Rc, a fonte e o transistor:

Com isso, será possível calcular todos os dados necessários manipulando as fórmulas. Seja para calcular os dados de um circuito ou para fazer um projeto.

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Polarização com Realimentação de Emissor

Considerações

Esse circuito é bem semelhante ao anterior, com a diferença que, agora, tem uma resistência no emissor. As vantagens dessa ligação são que ela é bem menos sensível a variações da temperatura e de beta. E as desvantagens estão na maior complexidade para projetar os circuitos e na menor capacidade de amplificar sinais CA.

Cálculos

Primeiro é preciso analisar a malha com o resistor Rb, Re, a fonte e a queda de tensão de Vb para Ve (0,7v).

Para calcular Ic e Ie, basta utilizar as relações mostradas anteriormente:

Por fim, para achar a queda de tensão no transistor é só fazer uma análise da malha mais interna, com o resistor Rc, Re, a fonte e o transistor:

Com isso, será possível calcular todos os dados necessários manipulando as fórmulas. Seja para calcular os dados de um circuito ou para fazer um projeto.

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Polarização Universal ou Independente de β

Considerações

É semelhante aos circuitos anteriores. A diferença é que, a base apresenta dois resistores e a tensão em cima dela é basicamente um divisor de tensão. As vantagens dessa ligação são que ela é a menos sensível a variações da temperatura e de beta (é praticamente insensível ao β). As desvantagens são as mesmas que a polarização com realimentação de emissor.

Cálculos

Existem dois métodos de se calcular os parâmetros.

Método aproximado

• Considera que o divisor de tensão é perfeito
• Os cálculos são mais simples, porém aproximados

Método exato

• Utiliza o equivalente de Thévenin do circuito de entrada
• Solução complexa e trabalhosa
• É necessário saber o valor de β

MÉTODO APROXIMADO

Primeiro, achamos o valor de Vb com a fórmula de divisor de tensão.

Para descobrir Ie, temos que usar a relação:

Feito isso, esse método faz uma aproximação e considera que Ic=Ie.

Por fim, basta analisar a malha com Rc, Re, a fonte e o transistor:

MÉTODO EXATO

Considere a malha de entrada abaixo. Malha das resistências de base.

O equivalente de Thévénin da malha de entrada fica da seguinte forma:

Com isso é possível calcular Rth e Vth:

Por fim, é só fazer o circuito completo com o equivalente de Thévénin:

Agora basta analisar a malha de entrada:

E para achar Ie e Ic, é só utilizar as relações mostradas anteriormente:

Como última parte do calculo, resta achar a queda de tensão no transistor. Para isso, é necessário fazer uma análise da malha com Rc, Re, a fonte Vcc e o transistor.

Portanto, será possível calcular todos os dados necessários de maneira exata manipulando as fórmulas acima. Seja para calcular os dados de um circuito ou para fazer um projeto.

Com base nos circuitos mostrados, já é possível projetar e calcular os dados necessários para sua aplicação desejada.

Transistor – O que é e como funciona