Circuito Seguidor de Emissor com Transistor: Amplificador de Coletor Comum
O seguidor de emissor ou circuito coletor comum fornece um amplificador de buffer ideal e é fácil projetar o circuito.
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Tutorial de projeto de circuito de transistor inclui:
Projeto de circuito transistor | Configurações de circuito | Emissor comum | Projeto de circuito emissor comum | Seguidor de emissor | Base comum
Veja também: Tipos de circuitos transistorizados
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A configuração do circuito coletor comum é mais conhecida como seguidor de emissor e fornece uma alta impedância de entrada e uma baixa impedância de saída.
Isso significa que o circuito seguidor de emissor fornece um estágio de buffer ideal e, como resultado, é usado em muitos circuitos onde há necessidade de não carregar um circuito como um oscilador ou outro circuito, mas fornecer uma impedância mais baixa para os estágios seguintes.
O projeto do circuito eletrônico para o seguidor de emissor ou estágio de coletor comum é muito simples, exigindo apenas alguns componentes eletrônicos e alguns cálculos muito simples.
Noções básicas de transistor seguidor de emissor/coletor comum
A configuração do circuito do transistor coletor comum ganha esse nome pelo fato de que o circuito coletor é comum aos circuitos de entrada e saída, sendo a base associada apenas à entrada e o emissor apenas à saída.
O outro nome para o coletor comum é seguidor de emissor. Este nome é derivado do fato de que a tensão do emissor “segue” a do circuito base – o circuito tem ganho de tensão unitário.
O amplificador de transistor seguidor de emissor tem um circuito muito direto. A base é conectada ao estágio anterior e, muitas vezes, isso pode ser conectado diretamente, pois isso pode economizar resistores de polarização adicionais que diminuem a impedância de entrada e, portanto, aumentam a carga para o estágio anterior.
Olhando para o circuito, pode-se ver que, embora a tensão do emissor siga a da base, em termos DC ela é realmente menor que a da base por uma tensão igual à queda da junção PN entre a base e o emissor. Normalmente, isso é 0,6 volts para um transistor de silício e 0,2 a 0,3 para transistores de germânio, embora estes não sejam amplamente usados atualmente.
Como a tensão do emissor segue a da base, isso significa que a entrada e a saída estão exatamente em fase e não defasadas em 180° como no caso do amplificador de emissor comum.
Resumo das características do amplificador de transistor seguidor de emissor
A tabela abaixo apresenta um resumo das principais características do coletor comum, amplificador transistor seguidor de emissor.
| COLETOR COMUM, CARACTERÍSTICAS DO AMPLIFICADOR TRANSISTOR SEGUIDOR DE EMISSOR | |
|---|---|
| PARÂMETRO | CARACTERÍSTICAS |
| Ganho atual | Alto |
| Ganho de tensão | Zero |
| Ganho de potência | Médio |
| Relação fase de entrada/saída | 0° |
| Resistência de entrada | Alto |
| Resistência de saída | Baixo |
Um aspecto chave da característica é a impedância de entrada. Como normalmente é usado como um amplificador de buffer, este é o parâmetro chave.
A resistência de entrada pode ser facilmente calculada para um circuito porque é β vezes o resistor R1, onde β é o ganho de corrente direta do transistor.
Seguidor de emissor acoplado DC, circuito coletor comum
A maneira mais simples de conectar um seguidor de emissor é acoplar diretamente a entrada conforme mostrado abaixo. Freqüentemente, o coletor do estágio anterior estará aproximadamente na tensão intermediária do trilho, e isso significa que ele pode ser acoplado diretamente ao estágio intermediário.
- Escolha o transistor: Como em outras formas de circuito de transistor, o transistor deve ser escolhido para atender aos requisitos previstos.
- Valor do resistor do emissor: A tensão no emissor é fácil de definir. É simplesmente aquele que aparece no estágio anterior. Digamos, por exemplo, que isso seja metade da tensão do trilho, então a tensão no emissor Q1 será 0,5 V (para um transistor de silício) menor que isso – a queda da junção base do emissor. Basta calcular o valor do resistor para a corrente necessária.
- Resistência de entrada do seguidor de emissor: A resistência de entrada do circuito é efetivamente β vezes o resistor do emissor, R1.
Seguidor de emissor acoplado CA, circuito de coletor comum
Nem sempre é possível acoplar diretamente o seguidor de emissor, tampão coletor comum. Quando este for o caso, é necessário adicionar alguns componentes eletrônicos adicionais: capacitores de acoplamento e resistores de polarização ao circuito.
O seguidor de emissor pode ser projetado e os valores dos componentes eletrônicos determinados usando o fluxo de projeto abaixo como base:
- Escolha o transistor: Como antes, o tipo de transistor deve ser escolhido de acordo com os requisitos de desempenho antecipados.
- Selecione o resistor do emissor: Escolhendo uma tensão de emissor de cerca de metade da tensão de alimentação para fornecer a faixa mais uniforme antes do início de qualquer corte, determine a corrente necessária da impedância do estágio seguinte.
- Determine a corrente de base: A corrente de base máxima é a corrente de coletor dividida por β (ou hfe que é essencialmente o mesmo).
- Determine a tensão de base: A tensão de base é simplesmente a tensão do emissor mais a tensão da junção do emissor de base – isto é 0,6 volts para silício e 0,2 volts para transistores de germânio.
- Determine os valores do resistor de base: Assuma uma corrente fluindo através da cadeia R1 + R2 de cerca de dez vezes a corrente de base necessária. Em seguida, selecione a proporção correta dos resistores para fornecer a tensão necessária na base.
- Determine o valor do valor do capacitor de entrada: O valor do capacitor de entrada deve ser igual à resistência do circuito de entrada na frequência mais baixa para dar uma queda de -3dB nessa frequência. A impedância total do circuito será β vezes R3 mais qualquer resistência externa ao circuito, ou seja, a impedância da fonte. A resistência externa é frequentemente ignorada, pois provavelmente não afetará indevidamente o circuito.
- Determine o valor do capacitor de saída: Novamente, o capacitor de saída é geralmente escolhido para igualar a resistência do circuito na menor frequência de operação. A resistência do circuito é a resistência de saída do seguidor de emissor mais a resistência da carga, ou seja, o circuito seguinte.
- Reavalie as suposições: à luz da forma como o circuito se desenvolveu, reavalie todas as suposições do circuito para garantir que elas ainda sejam válidas. Aspectos como a escolha do transistor, valores de consumo de corrente, etc.
O circuito seguidor de emissor é particularmente útil para aplicações em que é necessária uma alta impedância de entrada. Oferecendo uma alta impedância de entrada e baixa impedância de saída, não carrega circuitos que podem ter apenas uma pequena capacidade de saída, ou aqueles circuitos como osciladores que precisam de uma carga de alta impedância para garantir a estabilidade ideal, etc.
Aspectos práticos do seguidor de emissor
Ao usar o circuito seguidor de emissor, há alguns pontos práticos úteis a serem observados:
- A capacitância de entrada afeta a RF: Embora o seguidor de emissor ofereça uma alta resistência a qualquer sinal, a capacitância base do emissor pode reduzir a impedância se forem usados sinais acima de algumas centenas de kilohertz. Isso deve ser lembrado durante o projeto do circuito eletrônico, pois pode afetar significativamente os níveis de carga.
- O coletor pode precisar de desacoplamento: Em algumas ocasiões, um circuito seguidor de emissor pode oscilar, especialmente se condutores longos estiverem presentes. Isso pode acontecer quando respostas de alta frequência são necessárias e transistores de alta frequência são usados.Uma das maneiras mais fáceis de evitar isso é desacoplar o coletor ao terra usando um capacitor C3 com conexões o mais curtas possível. Isso pode ser facilmente incorporado durante o projeto do circuito eletrônico e pode ser incluído como medida de precaução usando apenas alguns componentes eletrônicos.Os valores dependerão da frequência de uso. Se necessário, um pequeno valor de resistência, R4, pode ser colocado entre o coletor e o trilho de alimentação. O valor desse resistor só precisa ser da ordem de 100Ω ou menos na maioria dos casos. Isso também pode ser adicionado como precaução.
- O mesmo efeito também pode ser implementado colocando uma pequena conta de ferrite sobre o cabo coletor. No entanto, para a maioria dos propósitos, a solução resistor/capacitor é a mais conveniente.
O seguidor de emissor é simples de implementar e requer apenas alguns componentes eletrônicos. É um circuito muito conveniente para adicionar quando um circuito requer uma carga mínima a ser colocada sobre ele.
O seguidor de emissor é amplamente usado como um amplificador de buffer para reduzir a carga no estágio anterior e fornecer uma saída de impedância mais baixa para qualquer circuito seguinte. O projeto do circuito eletrônico para o palco também é muito direto e fácil de realizar.
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