Transistores TBJ como amplificadores

 Essa configuração de circuito precisa trabalhar na região linear do transistor, o objetivo é a partir de um sinal AC de entrada e obter, um sinal AC com as mesmas características da entrada, porém com maior amplitude.

 Esse sinal AC pode ser proveniente de inúmeras fontes, pode ser o sinal de um sensor, um sinal de áudio, ou um sinal de comunicação entre dispositivos. Mas esse sinal, para ser utilizado, muitas vezes deverá ter uma amplitude maior do que a fonte dele é capaz de oferecer, por isso circuitos amplificadores são usados para essa utilidade, sem distorções do sinal original. Amplificadores são polarizados, ou ajustados em sua tensão de trabalho por um circuito de tensão contínua, para trabalhar com um sinal de interesse alternado. Vamos ver algumas configurações de amplificador, e comparar suas características:  

Amplificador classe A

Essa configuração também pode ser chamada de: configuração com divisor de tensão na base, porque o circuito de polarização CC, coloca o transistor no limiar do seu funcionamento, para que qualquer sinal alternado já possa estimular uma saída, a montagem fica da seguinte maneira:

 

 Circuitos com essa montagem possuem algumas características

• Baixo rendimento <30%, isso porque para fazer a polarização CC corretamente utiliza-se muita energia, comparando com a saída obtida;
• O sinal de saida possui pouca distorção;
• O sinal de saída acompanha toda a onda de entrada

Para calcular os parâmetros do circuito de polarização consideramos que Vce será metade da alimentação, para obtermos uma onda completa na saida, e calculamos:

 

A corrente de base é muito baixa, por isso podemos considerar que a corrente em RB1 e RB2 são iguais, por isso utilizamos a fórmula do divisor de tensão para obter VRB2. E usamos esse VRB2 conhecido para estipular a tensão de RE.

Essas contas são a polarização do circuito contínuo, o sinal alternado é adicionado depois e funcionára pela sobreposição dos efeitos.

 

Amplificador classe B 

Essa montagem é bastante diferente, ela exige dois transistores e uma alimentação simétrica, da seguinte maneira:

 

As características dessa classe são:

• alto rendimento ≅80%
•  alta distorção
• efeito de "cross over" na saída, isso porque não encontraremos dois transistores com o beta exatamente igual, por isso haverá um degrau entre cada semiciclo da onda de saida, porque cada transistor irá amplificar o semiciclo positivo, ou o negativo.

Amplificador classe AB

Esse é uma mistura das classes A e B, pois usa um transistor para cada semiciclo da onda, e uma polarização para prepara-los para receber o sinal alternado, existem duas maneiras para se montar esses circuitos, a primeira usando apenas resistores para polarização, da seguinte maneira:

 

 

E a outra usando diodos para ajudar a polarização:

 

 

Ambas essas montagens possuem as seguintes características: 

• Distorção média, por causa da eliminação do cross-over pela polarização;
• rendimento do circuito entre 50% e 70% 

Amplificador classe C

Esse tipo de amplificador é uma idéia completamente diferente dos outros, outros amplificadores tem o intuito de trabalhar todo o sinal analógico que recebem, mas no caso de amplificadores classe C eles escolhem os sinais que irão trabalhar, da seguinte maneira:

 

A associação de capacitor e indutor possui uma frequência de ressonância dada pela fórmula:

 

Assim um sinal que esteja próximo da ressonância do filtro será amplificado, e um que não esteja, será atenuado, esse tipo de circuito era utilizado em rádios analógicos, com o filtro com um capacitor ou indutor variáveis, para selecionar a frequência de ressonância, e assim sintonizar as estações transmitidas, as características desse circuito são:

• Alta distorção, pois ele amplifica somente parte do sinal de entrada;
• alto rendimento, acima de 90%, porque ele não ira gastar enegia para amplificar um sinal que não é o desejado.

 Note que os transistores usados aqui são apenas exemplos, no lugar deles poderiam ter sido usados quaisquer transistores NPN e PNP compatíveis, e nos casos com dois transistores, com betas semelhantes.