Aula 13.1 - Transistor em Emissor Comum

Um amplificador apresenta altos níveis de tensão e ou corrente, baixa sensibilidade (alto ganho). A classe A de amplificação possui como característica uma operação em 360° do ciclo de trabalho. O Transistor de Junção Bipolar está caracterizado por uma polarização no centro da região linear.

Nos amplificadores de Potência Classe A são usados transistores com alta capacidade de dissipação de calor (transistores de potência – famílias BD, TIP) e é necessário a utilização de dissipadores de calor. Os transistores de potência apresentam em geral baixo HFE. A melhor forma de se polarizar um transistor para operar em Classe A é a polarização por divisor de tensão, por se apresentar maior estabilidade o que nos garantirá uma ponto quiescente estável no centro da região linear.

Pode-se instantaneamente escrever três importantes malhas do circuito: 

Equação 1 - Vcc = VR1 + VR2; 

Equação 2 - VR2 = Vbe + VRe;

Equação 3 - Vcc = VRc + VCE + VRe;

Escolhendo valores adequados para os resistores podemos fazer com que essa polarização adquira estabilidade térmica. Um aumento da temperatura de junção do transistor causará um aumento na corrente de coletor o que fará com que o transistor dissipe mais potência e aumentará a temperatura de junção o que, consequentemente, fará a corrente do coletor aumentar ainda mais. O resistor de emissor fará com que cada vez que a corrente de coletor aumente a corrente de base diminua, pois VRe aumenta. Para uma boa estabilidade térmica utiliza-se VRE aproximadamente 1/10 de VCC. 

Para que o amplificador funcione perfeitamente em sinais alternados foram adicionados os capacitores Cs, Ce e Cc. O capacitor Cs tem como função bloquear qualquer sinal CC na entrada que poderia mudar a polarização do BJT. O capacitor Cc também bloqueará um sinal CC: Vce fazendo com que na saída só haja o sinal de entrada amplificado. Ce, por sua vez, terá como função fazer o emissor o terra para os sinais de entrada e saída, sem, contudo, influenciar na realimentação CC de Re. As retas de carga serão determinadas pelas malhas AC e CC do coletor:

No gráfico percebe-se que os limites para o valor de pico do sinal será Vceq e Icq.rc, assim o menor deles deverá ser considerado como menor excursão de pico para o sinal de saída.

O ponto para operação com maior eficiência (P.O.E), deverá ser posicionado no centro da reta de carga CA, o que poderá, na prática, ser feito utiliza-se VCE aproximadamente 1/2 de VCC. A eficiência do amplificador é definida pela razão entre a potência eficaz entregue a carga e a potência CC média consumida da fonte de alimentação. A Classe A de amplificação permite uma eficiência máxima teórica de 25%,
Características de um amplificador com transístor em emissor comum:
IMPEDÂNCIA DE ENTRADA (Ze): É igual ao quociente entre a tensão de entrada (Ee = tensão CA do sinal de entrada) e a corrente de entrada (Ie = corrente CA do sinal de entrada). A impedância de entrada está compreendida entre 10KΩ e 100KΩ
Ze=Ee / Ie 
IMPEDÂNCIA DE SAÍDA (Zs): É igual ao quociente entre a tensão CA do sinal de saída (Es), quando a saída esta em vazio (isto é, Is = 0) e a corrente CA do sinal de saída (Is), quando a saída está em curto-circuito (Es =0).A impedância de saída esta situada entre 10Ke 100K.
Zs= Es (saída em vazio)  /  Is (saída em curto)
AMPLIFICAÇÃO DE CORRENTE (Ai): é o quociente entre a corrente CA do sinal de saída e a corrente CA do sinal de entrada. A amplificação de corrente está compreendida entre 10 e 100 vezes.
Ai = Is / Ie 
AMPLIFICAÇÃO DE TENSÃO (Av): é o quociente entre a tensão CA do sinal de saída e a tensão CA do sinal de entrada. A ampificação de tensão está situada entre 100 e 1000 vezes.
Av = Es / Ee
AMPLIFICAÇÃO DE POTÊNCIA (Ap): é igual ao produto entre a amplificação de corrente e a amplificação de tensão. A amplificação de potência está compreendida entre 1.000 e 100.000 vezes.
Ap = Ai x Av 
RELAÇÃO DE FASE: Ocorre uma defasamento de 180° entre a tensão do sinal de saída e a tensão do sinal de entrada (180° = 180 graus).
© Direitos de autor. 2018: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 10/11/2018