Aplicações de BJT

Definição de BJT

O Transistor Bipolar de Junção (BJT) é definido como um dispositivo semicondutor de três terminais usado para amplificação e comutação.

Aplicações do Transistor Bipolar de Junção

Existem dois tipos de aplicações do transistor bipolar de junção, comutação e amplificação.

Transistor como um Interruptor

Em aplicações de comutação, o transistor opera na região de saturação ou corte. Na região de corte, o transistor atua como um interruptor aberto, enquanto em saturação, atua como um interruptor fechado.

Interruptor Aberto

Na região de corte (ambas as junções estão polarizadas inversamente), a tensão entre a junção CE é muito alta. A tensão de entrada é zero, então as correntes de base e coletor são zero, portanto, a resistência oferecida pelo BJT é muito alta (idealmente infinita).

Interruptor Fechado

Em saturação (ambas as junções estão polarizadas diretamente), uma tensão de entrada alta é aplicada à base, causando uma grande corrente de base. Isso resulta em uma pequena queda de tensão entre a junção coletor-emissor (0,05 a 0,2 V) e uma grande corrente de coletor. A pequena queda de tensão faz com que o BJT atue como um interruptor fechado.

BJT como Amplificador

Amplificador CE Acoplado por RC de Única Etapa

A figura mostra um amplificador CE de única etapa. C1 e C3 são capacitores de acoplamento, usados para bloquear o componente DC e passar apenas a parte AC, garantindo que as condições de polarização DC do BJT permaneçam inalteradas mesmo após a aplicação da entrada. C2 é o capacitor de bypass, que aumenta o ganho de tensão e contorna o resistor R4 para sinais AC.

O BJT é polarizado na região ativa usando os componentes de polarização necessários. O ponto Q é estabilizado na região ativa do transistor. Quando a entrada é aplicada, conforme mostrado abaixo, a corrente de base começa a variar para cima e para baixo, consequentemente, a corrente de coletor também varia, já que IC = β × IB. Portanto, a tensão sobre R3 varia conforme a corrente de coletor passa por ele. A tensão sobre R3 é a amplificada e está 180o fora de fase com o sinal de entrada. Assim, a tensão sobre R3 é acoplada à carga e a amplificação ocorre. Se o ponto Q for mantido no centro da carga, haverá muito pouca ou nenhuma distorção de forma de onda. O ganho de tensão e corrente do amplificador CE é alto (o ganho é o fator pelo qual a tensão ou corrente aumenta da entrada para a saída). É comumente usado em rádios e como amplificador de tensão de baixa frequência.

Para aumentar ainda mais o ganho, são usados amplificadores de múltiplas etapas. Eles são conectados via capacitor, transformador elétrico, R-L ou acoplamento direto, dependendo da aplicação. O ganho total é o produto dos ganhos das etapas individuais. A figura abaixo mostra um amplificador CE de duas etapas.