Nem todos os transistores são projetados especificamente para amplificação, mas muitos tipos comuns podem de fato ser usados como amplificadores dependendo de suas especificações e características. Transistores de junção bipolar (BJTs), como os tipos NPN e PNP, são comumente usados como amplificadores em circuitos eletrônicos. Transistores de efeito de campo (FETs), incluindo MOSFETs e JFETs, também servem como amplificadores em diversas aplicações, especialmente em circuitos analógicos e processamento de sinais.
A escolha do transistor certo para amplificação depende de vários fatores, incluindo os requisitos do circuito, classificações de tensão e corrente, resposta de frequência e características de ganho. Embora nem todo transistor seja adequado para amplificação devido às diferenças nessas especificações, está disponível uma ampla gama de transistores que são projetados especificamente ou podem ser usados efetivamente como amplificadores.
Para transformar um transistor em um amplificador, você normalmente o configura em uma das várias configurações de circuito amplificador comuns, como emissor comum (para BJTs), fonte comum (para FETs) ou outras configurações dependendo das características desejadas, como ganho, entrada impedância e impedância de saída. Em um amplificador de emissor comum usando um transistor NPN, por exemplo, o transistor é polarizado com uma tensão CC fixa nos terminais de base, emissor e coletor. Um pequeno sinal CA aplicado à base faz com que um sinal CA maior apareça no resistor de carga do coletor, amplificando efetivamente o sinal de entrada.
Certos transistores são particularmente adequados para amplificação devido às suas características e design inerentes. Para BJTs, a configuração de emissor comum é amplamente utilizada por seu alto ganho de tensão e impedâncias moderadas de entrada e saída. Nesta configuração, o transistor amplifica o sinal de entrada controlando um fluxo de corrente maior através do caminho coletor-emissor em resposta a uma pequena corrente de base. Os FETs, por outro lado, podem ser usados como amplificadores de tensão em configurações como fonte comum, onde o sinal de entrada modula a corrente de dreno através do transistor.
Para que um transistor funcione efetivamente como amplificador, várias condições devem ser mantidas:
- Biasing: A polarização adequada garante que o transistor opere dentro de sua região linear onde pequenas mudanças na tensão de base (ou porta) resultam em mudanças proporcionais na corrente do coletor (ou dreno). A polarização também estabelece o ponto operacional ou ponto quiescente do amplificador.
- Acoplamento de sinal AC: A amplificação envolve a aplicação de um sinal AC à entrada do transistor (base ou porta) enquanto a polarização DC é aplicada para garantir que o transistor permaneça em sua região ativa. O acoplamento capacitivo ou através de redes resistivas é frequentemente usado para separar o sinal CA da polarização CC.
- Resistência de carga: Uma resistência de carga adequada é conectada ao coletor (para NPN) ou dreno (para FETs) para converter a corrente variável do coletor (ou dreno) em uma saída de tensão. A resistência de carga determina o ganho e a impedância de saída do amplificador.
- Estabilidade e linearidade: O circuito amplificador deve ser projetado para manter a estabilidade (evitar oscilações) e a linearidade (amplificação precisa dos sinais de entrada) na faixa de frequência desejada.
Ao selecionar e configurar cuidadosamente os transistores com base nessas condições, eles podem funcionar efetivamente como amplificadores em uma ampla gama de aplicações eletrônicas, desde amplificação de áudio até condicionamento de sinal e muito mais.