Um dispositivo controlado por tensão opera usando uma tensão de entrada para regular ou controlar um parâmetro elétrico, como corrente, frequência ou resistência. A ideia básica é que o comportamento ou saída do dispositivo seja diretamente influenciado pela magnitude da tensão aplicada. Por exemplo, em um resistor controlado por tensão, a resistência muda de acordo com a tensão de entrada. Da mesma forma, nos transistores, o fluxo de corrente através do dispositivo é controlado pela tensão de entrada aplicada a terminais específicos, como a porta nos transistores de efeito de campo (FETs).
O controle de tensão funciona modulando uma propriedade elétrica de um dispositivo através da aplicação de um sinal de tensão. Quando uma tensão é aplicada ao terminal de controle do dispositivo, ela influencia um parâmetro interno, como a condutividade do canal em transistores ou a frequência de oscilação em osciladores. Essa mudança dependente da tensão permite a regulação precisa da saída do dispositivo, possibilitando funcionalidades como amplificação, comutação e modulação de sinal. A tensão de controle dita efetivamente o comportamento do dispositivo, fazendo com que ele responda de maneira previsível às mudanças na tensão aplicada.
Um dispositivo controlado por tensão é aquele em que uma tensão de entrada determina seu estado operacional ou saída. Os exemplos incluem osciladores controlados por tensão (VCOs), amplificadores controlados por tensão (VCAs) e FETs. Nestes dispositivos, a tensão de entrada influencia diretamente um parâmetro crucial, como frequência em VCOs, ganho em VCAs ou fluxo de corrente em FETs. Essa dependência de tensão permite controle e modulação precisos de sinais em diversas aplicações eletrônicas, desde processamento de sinais até sistemas de comunicação.
O princípio de funcionamento de um oscilador controlado por tensão (VCO) envolve a geração de um sinal oscilante cuja frequência é determinada pela tensão de controle de entrada. Um VCO normalmente inclui um circuito que produz uma forma de onda periódica (como uma onda senoidal ou quadrada), e a frequência dessa forma de onda pode ser variada alterando a tensão de entrada. O circuito VCO ajusta a frequência de oscilação alterando parâmetros como capacitância ou indutância em resposta à tensão de controle, permitindo aplicações em modulação de frequência (FM), loops de bloqueio de fase (PLLs) e síntese de sinal.
Tensão é uma diferença de potencial elétrico entre dois pontos, impulsionando o fluxo de corrente elétrica em um circuito. É medido em volts (V) e representa a energia por unidade de carga disponível para mover elétrons através de um condutor. A tensão funciona criando um campo elétrico que exerce força sobre partículas carregadas, fazendo com que elas se movam e formem uma corrente elétrica. Em termos práticos, a tensão é o que alimenta dispositivos e circuitos elétricos, fornecendo a energia necessária para realizar trabalhos como acender uma lâmpada ou alimentar um motor.
Um transistor de efeito de campo (FET) é chamado de dispositivo controlado por tensão porque o fluxo de corrente entre seus terminais dreno e fonte é controlado pela tensão aplicada ao terminal da porta. Ao contrário dos transistores de junção bipolar (BJTs), onde a corrente de base controla a corrente do coletor, os FETs operam usando a tensão porta-fonte para modular a condutividade de um canal semicondutor. Este mecanismo de controle de tensão permite que os FETs tenham alta impedância de entrada e baixo consumo de energia, tornando-os adequados para diversas aplicações de amplificação e comutação.
A função principal de um oscilador controlado por tensão (VCO) é gerar um sinal oscilante cuja frequência é ajustável com base em uma tensão de controle de entrada. Os VCOs são usados em uma ampla gama de aplicações, incluindo modulação de frequência, geração de sinal e loops de bloqueio de fase. Variando a tensão de controle, a frequência de saída do VCO pode ser sintonizada com precisão, permitindo o controle dinâmico de frequência em sistemas de comunicação, sintetizadores e outros dispositivos eletrônicos que requerem sinais de frequência variável.