No todos los transistores están diseñados específicamente para amplificación, pero muchos tipos comunes pueden usarse como amplificadores dependiendo de sus especificaciones y características. Los transistores de unión bipolar (BJT), como los de tipo NPN y PNP, se utilizan comúnmente como amplificadores en circuitos electrónicos. Los transistores de efecto de campo (FET), incluidos los MOSFET y JFET, también sirven como amplificadores en diversas aplicaciones, especialmente en circuitos analógicos y procesamiento de señales.
La elección del transistor adecuado para la amplificación depende de varios factores, incluidos los requisitos del circuito, las clasificaciones de voltaje y corriente, la respuesta de frecuencia y las características de ganancia. Si bien no todos los transistores son adecuados para amplificación debido a las diferencias en estas especificaciones, hay disponible una amplia gama de transistores que están diseñados específicamente o que pueden usarse de manera efectiva como amplificadores.
Para convertir un transistor en un amplificador, normalmente lo configura en una de varias configuraciones de circuito amplificador comunes, como emisor común (para BJT), fuente común (para FET) u otras configuraciones dependiendo de las características deseadas como ganancia, entrada. impedancia e impedancia de salida. En un amplificador de emisor común que utiliza un transistor NPN, por ejemplo, el transistor está polarizado con un voltaje de CC fijo en las terminales de base, emisor y colector. Una pequeña señal de CA aplicada a la base hace que aparezca una señal de CA más grande a través de la resistencia de carga del colector, amplificando efectivamente la señal de entrada.
Ciertos transistores son particularmente adecuados para la amplificación debido a sus características y diseño inherentes. Para los BJT, la configuración de emisor común se usa ampliamente por su ganancia de alto voltaje e impedancias de entrada y salida moderadas. En esta configuración, el transistor amplifica la señal de entrada controlando un flujo de corriente mayor a través de la ruta colector-emisor en respuesta a una pequeña corriente de base. Los FET, por otro lado, se pueden utilizar como amplificadores de voltaje en configuraciones como fuente común, donde la señal de entrada modula la corriente de drenaje a través del transistor.
Para que un transistor funcione eficazmente como amplificador, se deben mantener varias condiciones:
- Polarización: la polarización adecuada garantiza que el transistor funcione dentro de su región lineal donde pequeños cambios en el voltaje de la base (o puerta) dan como resultado cambios proporcionales en la corriente del colector (o drenaje). La polarización también establece el punto de funcionamiento o punto de reposo del amplificador.
- Acoplamiento de señal de CA: la amplificación implica aplicar una señal de CA a la entrada del transistor (base o puerta) mientras se aplica polarización de CC para garantizar que el transistor permanezca en su región activa. El acoplamiento capacitivo o el acoplamiento a través de redes resistivas se utiliza a menudo para separar la señal de CA de la polarización de CC.
- Resistencia de carga: se conecta una resistencia de carga adecuada al colector (para NPN) o al drenaje (para FET) para convertir la corriente variable del colector (o drenaje) en una salida de voltaje. La resistencia de carga determina la ganancia y la impedancia de salida del amplificador.
- Estabilidad y linealidad: el circuito amplificador debe diseñarse para mantener la estabilidad (evitar oscilaciones) y la linealidad (amplificación precisa de las señales de entrada) en el rango de frecuencia deseado.
Al seleccionar y configurar cuidadosamente los transistores en función de estas condiciones, pueden funcionar eficazmente como amplificadores en una amplia gama de aplicaciones electrónicas, desde amplificación de audio hasta acondicionamiento de señales y más.