AMPLIFICADOR EM CONFIGURAÇÃO COLETOR COMUM

No amplificador em configuração coletor comum, o circuito de entrada de sinal é entre a base e o coletor, e o circuito de saída é entre o emissor e o coletor. O coletor é comum aos circuitos de entrada e de saída.

Na figura 3-24 A vemos um circuito coletor comum com um transistor PNP e na figura 3- 24 B o mesmo circuito com transistor NPN.

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Fonte: IAC – Instituto de Aviação Civil – Divisão de Instrução Profissional

Figura 3-24 Configuração coletor comum

O transistor em configuração coletor comum é polarizado, como as outras configurações, diretamente entre base e emissor e inversamente entre base e coletor.

Nos circuitos da figura 3-24 a polarização direta de base para emissor é feita por , enquanto que polariza inversamente o circuito base-coletor.

limita a ao valor desejado e , no circuito de emissor, é a resistência de carga. A finalidade desta resistência é permitir que se desenvolva, na saída, uma variação de tensão que depende da variação de tensão que depende do sinal de entrada. Como neste tipo de circuito a tensão de saída é retirada do emissor, ele é também denominado seguidor de emissor.

Funcionamento do Amplificador em Coletor Comum

Na figura 3-25 está esquematizado um circuito amplificador em emissor comum, com transistor PNP, no qual vemos que a fonte de tensão alimenta o coletor e o emissor através de e, alimenta a junção base-emissor através de .

Supondo que o circuito esteja polarizado para uma corrente de base média, a corrente de emissor também será média.

Estas correntes médias estabelecem, no circuito, tensões de base e de emissor constantes, conforme pode ser visto nos gráficos A e B da figura 3-25.

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Fonte: IAC – Instituto de Aviação Civil – Divisão de Instrução Profissional

Figura 3-25 Amplificador em configuração coletor comum

Se variar em função de uma tensão senoidal, a sofrerá variação, variando também a que provocará a variação da tensão em . A tensão em pode ser denominada de

(tensão de emissor).

Através do circuito da figura 3-26, estudaremos o comportamento do amplificador em coletor comum, com sinal senoidal aplicado à base. O gráfico "A" representa a tensão do sinal de entrada, dividida em tempos, e o gráfico "B" representa o sinal de saída também dividido em tempos.

Suponhamos inicialmente que o sinal aplicado à base aumente de zero ao máximo positivo, como de t0 a t1, no gráfico "A" da figura 3-26. Sendo o transistor PNP este sinal positivo crescente diminui a polarização direta ( ), diminuindo a . A diminuição da produz a diminuição da e da tensão em , como mostra o gráfico "B" da figura 3-26 entre os tempos t0 e t1. Com a diminuição da tensão do máximo positivo para zero, como aparece no gráfico "A" entre os tempos t1 e t2, a polarização direta na base aumente proporcionalmente, aumentando a . Com o aumento da há também um aumento da e da queda de tensão em , com um consequente aumento relativo de , como pode ser visto no gráfico "B" da figura 3-26, entre os tempos t1 e t2.

A variação da tensão de entrada, entre os tempos t2 e t3, continuará a aumentar a polarização direta ( ), aumentando mais a , com consequente aumento de .

Entre os tempos t3 e t4 da tensão de entrada, a polarização direta diminui, diminuindo a , a e a , como mostrado no gráfico "B" entre os tempos t3 e t4.

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Figura 3-26 Amplificador em configuração coletor comum com sinal aplicado à entrada

Através dos gráficos A e B, verificamos que neste tipo de circuito os sinais de entrada e de saída estão em fase.

Como vimos o funcionamento do amplificador em configuração coletor comum, está ligado às variações de tensão e corrente do emissor, produzidas pelas variações de corrente na base. Estas variações de tensões e correntes são plotadas em gráficos como nas outras configurações. Estes gráficos representam as características do transistor nesta configuração.

Características do Amplificador em Coletor Comum

Estudaremos neste tipo de montagem do transistor, os ganhos relativos à tensão, corrente, potência e resistência.

Ganho de Tensão

O ganho de tensão do amplificador em configuração coletor comum é definido como sendo a relação entre as variações de tensão de saída, que aparece em , e a de entrada (aplicada na base).

Neste tipo de configuração, o valor numérico do ganho de tensão depende do valor de e nunca é maior que a unidade.

Isto acontece porque, conforme vemos no circuito da figura 3-26, o sinal é aplicado na base em série com .

As variações de tensão em produzem uma forte realimentação negativa que tende a diminuir a polarização direta base-emissor.

189 Ganho de Corrente

Nas curvas características de saída do circuito em configuração coletor comum, que aparece na figura 3-28, vemos que a corrente de saída é a e a de entrada é a . Sabendo- se que o ganho de corrente é a relação entre as correntes de saída e de entrada, concluímos que, neste circuito, há um alto ganho de corrente, o qual poderá ser calculado pela fórmula:

Ganho de Potência

Embora o ganho de tensão desta configuração seja muito baixo, o elevado ganho de corrente determina um ganho de potência considerado alto. O ganho de potência pode ser determinado, multiplicando-se o ganho de corrente pelo ganho de tensão.

Ganho de Resistência

Sendo o ganho de resistência a relação entre a resistência de saída e a de entrada, faz-se necessário conhecer estes dois valores para a determinação do ganho de resistência.

1) Resistência de entrada: a resistência de entrada do circuito em coletor comum é normalmente muito alta, por causa da realimentação negativa do circuito. Também devemos considerar o circuito de entrada base-coletor, que é polarizado inversamente. 2) Resistência de saída: a resistência de saída deste tipo de circuito é normalmente pequena e depende quase que exclusivamente do valor de . Podemos concluir que este tipo de configuração também não apresenta ganho de resistência.

As características principais do circuito em coletor comum são: ganho de tensão menor que a unidade, alto ganho de corrente, alto ganho de potência, alta resistência de entrada e baixa resistência de saída.

Na figura 3-27 vemos dois gráficos que mostram os ganhos de tensão e corrente, conforme o valor de .

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Fonte: IAC – Instituto de Aviação Civil – Divisão de Instrução Profissional

Figura 3-27 Ganhos de tensão e corrente em função da resistência de carga