Saturação e região ativa são estados operacionais distintos de um transistor que determinam seu comportamento e funcionalidade em circuitos eletrônicos. Em um transistor, como um transistor de junção bipolar (BJT), a região ativa refere-se a um estado em que o transistor está amplificando sinais. Aqui, tanto a junção base-emissor quanto a junção base-coletor são adequadamente polarizadas para permitir que o transistor controle o fluxo de corrente entre os terminais coletor e emissor. Na região ativa, pequenas alterações na corrente de base causam alterações significativas na corrente do coletor, tornando o transistor adequado para fins de amplificação em circuitos analógicos. Esta região garante que o transistor opere dentro de sua faixa linear, onde se comporta como um amplificador ativo.
A diferença entre as regiões ativa e de saturação está nas características operacionais do transistor e na relação entre seus terminais. Na região ativa, o transistor opera como um amplificador, com relação bem definida entre a corrente de base (entrada) e a corrente de coletor (saída). Pequenas variações na corrente de base resultam em alterações proporcionais na corrente do coletor, mantendo a linearidade. Em contraste, a saturação ocorre quando o transistor não consegue amplificar ainda mais devido ao fluxo máximo de corrente entre o coletor e o emissor. Na saturação, ambas as junções (base-emissor e base-coletor) são polarizadas diretamente, e o transistor atua como uma chave fechada com queda de tensão mínima na junção coletor-emissor. Este estado resulta em fluxo máximo de corrente e controle mínimo sobre a corrente do coletor pela corrente de base.
A função da região de saturação em um transistor serve principalmente para aplicações de comutação. Quando um transistor entra em saturação, ele permite o fluxo máximo de corrente do coletor para o emissor. Esta característica torna os transistores saturados adequados para comutação de cargas em circuitos digitais, onde o transistor atua como uma chave fechada, conduzindo totalmente quando ativado. A saturação garante tempos de comutação rápidos e queda mínima de tensão no transistor, maximizando a eficiência em aplicações de comutação, como portas lógicas, multiplexadores e outros componentes digitais onde tempos de resposta rápidos são cruciais.
A corrente de saturação em um transistor refere-se à corrente máxima que pode fluir do coletor para o emissor quando o transistor está no modo de saturação. Na saturação, o transistor apresenta resistência mínima entre os terminais coletor e emissor, permitindo a passagem da corrente máxima especificada em seu projeto. Esta classificação de corrente é crítica na determinação dos limites operacionais do transistor, especialmente em aplicações de comutação onde o transistor deve lidar com altas correntes sem entrar em colapso ou exceder suas capacidades especificadas.
O modo ativo em um transistor refere-se ao seu estado operacional quando está amplificando sinais. No modo ativo, o transistor é polarizado de modo que a junção base-emissor seja polarizada diretamente e a junção base-coletor seja polarizada reversamente. Esta configuração permite que o transistor amplifique pequenas variações na corrente de base em variações maiores na corrente do coletor. O modo ativo é essencial para circuitos analógicos onde a amplificação de sinal é necessária, como em amplificadores de áudio, circuitos de radiofrequência e amplificadores operacionais (amplificadores operacionais). O transistor opera linearmente no modo ativo, garantindo a reprodução fiel dos sinais de entrada na saída, mantendo a estabilidade e o controle sobre o processo de amplificação.