Amplificador básico
Esperamos que você tenha adquirido conhecimento suficiente sobre o ponto operacional, sua estabilidade e as técnicas de compensação no capítulo anterior. Vamos agora tentar entender os conceitos fundamentais de um circuito amplificador básico.
Um sinal eletrônico contém algumas informações que não podem ser utilizadas se não tiverem a força adequada. O processo de aumentar a intensidade do sinal é denominadoAmplification. Quase todo equipamento eletrônico deve incluir algum meio para amplificar os sinais. Encontramos o uso de amplificadores em dispositivos médicos, equipamentos científicos, automação, ferramentas militares, dispositivos de comunicação e até mesmo em equipamentos domésticos.
A amplificação em aplicações práticas é feita usando amplificadores de vários estágios. Vários amplificadores de estágio único são colocados em cascata para formar um amplificador de estágio múltiplo. Vamos ver como um amplificador de estágio único é construído, que é o básico para um amplificador de estágio múltiplo.
Amplificador de transistor de estágio único
Quando apenas um transistor com circuito associado é usado para amplificar um sinal fraco, o circuito é conhecido como single-stage amplifier.
Analisar o funcionamento de um circuito amplificador de estágio único nos torna mais fácil de entender a formação e o funcionamento de circuitos amplificadores de estágio múltiplo. Um amplificador de transistor de estágio único possui um transistor, circuito de polarização e outros componentes auxiliares. O diagrama de circuito a seguir mostra a aparência de um amplificador de transistor de estágio único.
Quando um sinal de entrada fraco é fornecido à base do transistor, conforme mostrado na figura, uma pequena quantidade de corrente de base flui. Devido à ação do transistor, uma corrente maior flui no coletor do transistor. (Como a corrente de coletor é β vezes da corrente de base o que significa I C = βI B ). Agora, conforme a corrente do coletor aumenta, a queda de tensão no resistor R C também aumenta, que é coletada como a saída.
Conseqüentemente, uma pequena entrada na base é amplificada como o sinal de maior magnitude e força na saída do coletor. Portanto, esse transistor atua como um amplificador.
Circuito prático de um amplificador transistor
O circuito de um amplificador de transistor prático é mostrado abaixo, que representa um circuito de polarização divisor de tensão.
Os vários elementos de circuito proeminentes e suas funções são descritos abaixo.
Circuito de polarização
Os resistores R 1 , R 2 e R E formam o circuito de polarização e estabilização, o que ajuda a estabelecer um ponto de operação adequado.
Capacitor de entrada C em
Este capacitor acopla o sinal de entrada à base do transistor. O condensador de entrada C em permite que o sinal de CA, mas isola a fonte de sinal de R 2 . Se este capacitor não estiver presente, o sinal de entrada é aplicado diretamente, o que muda a polarização em R 2 .
Capacitor de acoplamento C C
Este capacitor está presente no final de um estágio e o conecta ao outro estágio. Por acoplar dois estágios, é chamado decoupling capacitor. Este capacitor bloqueia DC de um estágio para entrar no outro, mas permite que AC passe. Por isso, também é chamado deblocking capacitor.
Devido à presença do capacitor de acoplamento C C , a saída através do resistor R L está livre da tensão CC do coletor. Se isso não estiver presente, as condições de polarização do próximo estágio serão drasticamente alteradas devido ao efeito de manobra de R C , pois ele viria em paralelo ao R 2 do próximo estágio.
Capacitor de desvio de emissor C E
Este condensador é empregue em paralelo à resistência de emissor R E . O sinal AC amplificado é passado por ele. Se isso não estiver presente, o sinal passará por R E, o que produz uma queda de tensão em R E que realimentará o sinal de entrada, reduzindo a tensão de saída.
O resistor de carga R L
A resistência R L conectada na saída é conhecida comoLoad resistor. Quando vários estágios são usados, R L representa a resistência de entrada do próximo estágio.
Várias correntes de circuito
Vamos examinar várias correntes de circuito no circuito completo do amplificador. Isso já foi mencionado na figura acima.
Corrente de Base
Quando nenhum sinal é aplicado no circuito de base, a corrente de base CC I B flui devido ao circuito de polarização. Quando o sinal AC é aplicado, a corrente base AC i b também flui. Portanto, com a aplicação do sinal, a corrente de base total i B é dada por
$$ i_B = I_B + i_b $$
Corrente de coletor
Quando nenhum sinal é aplicado, uma corrente de coletor CC I C flui devido ao circuito de polarização. Quando o sinal AC é aplicado, a corrente do coletor AC i c também flui. Portanto, a corrente de coletor total i C é dada por
$$ i_C = I_C + i_c $$
Onde
$ I_C = \ beta I_B $ = corrente do coletor de sinal zero
$ i_c = \ beta i_b $ = corrente de coleta devido ao sinal
Corrente de Emissor
Quando nenhum sinal é aplicado, uma corrente de emissor CC I E flui. Com a aplicação do sinal, a corrente total do emissor i E é dada por
$$ i_E = I_E + i_e $$
Deve ser lembrado que
$$ I_E = I_B + I_C $$
$$ i_e = i_b + i_c $$
Como a corrente de base é geralmente pequena, deve-se notar que
$ I_E \ cong I_C $ e $ i_e \ cong i_c $
Estas são as considerações importantes para o circuito prático do amplificador de transistor. Agora, deixe-nos saber sobre a classificação dos amplificadores.