Equações e Teoria de Ganho de Transistor de Emissor Comum
Teoria do ganho do transistor com derivações para o ganho do transistor a partir dos princípios de Kirchoff aplicados à configuração do transistor emissor comum.
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O Tutorial de Transistor inclui:
Noções básicas de transistor | Ganho: Hfe, hfe & Beta | Especificações do transistor | Códigos de numeração de transistores e diodos | Escolhendo transistores de substituição
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É possível obter mais informações sobre a operação do transistor examinando um pouco mais a matemática por trás da operação do dispositivo.
Primeiro, a teoria e o ganho serão examinados para o circuito emissor comum, onde o emissor é comum aos circuitos de entrada e saída.
Derivação do ganho do transistor
Às vezes é útil usar alguma teoria simples do transistor para derivar os cálculos e fórmulas de ganho.
O circuito mais utilizado é o emissor comum, onde o emissor é comum aos circuitos de entrada e saída.
Também os valores de ganho do transistor, incluindo Β e HH fe , h fe referem-se ao circuito emissor comum.
Para qualquer circuito de transistor, descobrimos que a seguinte fórmula simples expressa as correntes que fluem para o transistor:
Onde
Ic = corrente do coletor
α = Fração de portadoras do emissor atingindo o coletor, normalmente na região de 0,95 a 0,99
Ie = corrente do emissor
Ico = Corrente reversa da base para o coletor
Eliminando I e podemos desenvolver a seguinte fórmula:
O fator α/(1 – α) é chamado de Β Beta que é o ganho de corrente do emissor comum. Por exemplo, se α = 0,98, o transistor Beta Β pode ser calculado como 49.
Substituindo é possível determinar a corrente de coletor, I c na equação abaixo:
Assumindo que a corrente reversa é baixa e pode ser ignorada, vemos:
Teoria de ganho de sinal grande e pequeno
O ganho de um transistor varia ligeiramente de acordo com o sinal aplicado e onde ele está na curva de operação.
Como resultado disso, os cálculos e a teoria podem ser adaptados para acomodar isso. Na verdade, muitas vezes dois números são citados. Ambos H fe , h fe são vistos em folhas de dados para transistores, H fe sendo o ganho DC e h fe sendo o pequeno ganho de sinal.
As folhas de dados normalmente definem as condições de teste em que os testes foram feitos, e desta forma é possível interpretar o desempenho e comparar diferentes dispositivos.
As equações para as diferentes condições podem ser dadas como:
Pode-se ver que h fe descreve as pequenas mudanças de sinal, enquanto H fe usa os níveis totais de corrente.
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