Projeto de Circuito de Emissor Comum com Transistor

Diretrizes passo a passo fáceis de usar para o projeto de projeto de circuito eletrônico de um estágio amplificador de transistor emissor comum, mostrando cálculos para os valores dos componentes eletrônicos.

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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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O amplificador de emissor comum é amplamente utilizado e o projeto do circuito eletrônico para ele é relativamente simples.

Existem alguns cálculos diretos que podem ser combinados com um fluxo de projeto simples para fornecer um resultado infalível. É bastante fácil adotar valores de componentes preferenciais no projeto de amplificador de emissor comum.

Existem diversas variações do amplificador de emissor comum e elas podem ser facilmente acomodadas no projeto. A forma mais básica de projeto de amplificador de emissor comum é o buffer/saída lógica simples, consistindo de um transistor e um par de resistores. Isso pode ter alguns componentes extras adicionados para permitir que ele se torne um amplificador acoplado AC com polarização DC e resistor de desvio do emissor.

Projeto de amplificador de emissor comum de lógica simples

Este projeto muito simples para um buffer lógico ou projeto de amplificador de emissor comum é tão simples quanto qualquer projeto pode ser.

O projeto do circuito mostra o transistor com um resistor de entrada e um resistor de coletor. O resistor de entrada é usado para limitar a corrente que flui para a base e o resistor de coletor é usado para desenvolver essa tensão na saída.

Quando um alto lógico é visto na entrada, isso faz com que a corrente flua através de R1 e para a base. Isso faz com que o transistor seja ligado. Por sua vez, a tensão no coletor cai para quase zero e toda a tensão é desenvolvida no resistor R1.

Pode-se ver que há uma inversão de fase. Para uma tensão de entrada alta, a saída é baixa, ou seja, o compn

Um amplificador de emissor comum atuando como um buffer para um IC lógico é muito fácil de projetar.

Embora não seja a única maneira de projetar o palco, o seguinte guia passo a passo pode ser usado.

1. Escolha o transistor:   A escolha do transistor, marcado como TR1 no diagrama, dependerá de vários fatores:
   • Dissipação de energia antecipada.
   • Velocidade de comutação necessária – para aplicações de comutação, escolha um transistor de comutação, não outra forma de transistor com alta largura de banda, ft.
   • Ganho de corrente necessário.
   • Capacidade atual necessária.
   • Tensão do emissor do coletor.
   Tudo isso pode ser antecipado com precisão suficiente antes do início do projeto. Uma vez concluído o projeto, todas as figuras devem ser verificadas para garantir que o transistor esteja adequado aos valores escolhidos.
2. Calcular resistor de coletor:   Com o tipo de transistor escolhido, é necessário determinar os valores dos demais componentes eletrônicos. A determinação do resistor do coletor, R2, é obtida determinando a corrente necessária para fluir através do resistor. Isso dependerá de elementos como a corrente que o circuito precisa fornecer. Também pode ser necessário um indicador LED em série com o resistor do coletor. A corrente deve ser determinada para fornecer a saída de luz necessária. O valor do resistor pode ser determinado usando a lei de Ohms, conhecendo a corrente que flui através do resistor e a tensão através dele.
3. Determine o valor do resistor de base:   A corrente de base é a corrente do coletor dividida pelo valor de β ou hfe, que é praticamente o mesmo. Certifique-se de que haja corrente suficiente para ligar o transistor para os valores mais baixos de β, mesmo em baixas temperaturas, onde os valores de β serão mais baixos. Deve-se tomar cuidado para não direcionar corrente excessiva para a base, pois a comutação pode demorar mais, pois o excesso de carga armazenada precisa ser removido.
4. Reavaliar as suposições iniciais:   Uma vez concluído o projeto, é necessário reavaliar algumas das decisões e estimativas iniciais, caso o projeto final tenha mudado alguma coisa.

Projeto de amplificador de emissor comum acoplado CA simples

O projeto de circuito eletrônico para um circuito básico para um circuito amplificador de emissor comum acoplado AC é dado abaixo.

Este circuito não é muito utilizado porque é difícil definir o ponto exato de operação do circuito devido às variações nos valores de β encontrados.

O processo passo a passo mostrado abaixo pode ser usado:

1. Escolha o transistor:   A escolha do transistor dependerá de fatores, incluindo a dissipação de energia antecipada, tensão do emissor do coletor, largura de banda e similares.
2. Escolha o resistor do coletor:   O valor deve ser escolhido de forma que o coletor fique na metade do trilho de alimentação para a corrente necessária. O valor da resistência pode ser determinado simplesmente usando a lei de Ohms. O valor da corrente deve ser escolhido para fornecer resistência/impedância de saída que seja aceitável para o próximo estágio.
3. Escolha o resistor de base:   Usando o valor β para o transistor, determine a corrente de base. Em seguida, usando a lei de Ohms e o conhecimento da tensão de alimentação e o fato de que a base estará 0,5 V (para silício) acima do solo, calcule o resistor.
4. calcular capacitores de desacoplamento:   Usando o conhecimento das impedâncias de entrada e saída, determine o valor do capacitor para igualar a impedância na frequência de uso mais baixa. (Xc = 2π f C onde C está em Farads e a frequência está em Hz).
5. Revise os cálculos:   Revise todos os cálculos e suposições para garantir que todos ainda sejam válidos à luz da forma como o circuito se desenvolveu.

Projeto abrangente de amplificador de emissor comum acoplado a CA

Ao incorporar alguns componentes extras no projeto do circuito emissor comum, é possível fornecer um melhor nível de ganho e também melhorar a estabilidade de temperatura em DC.

O projeto do amplificador de emissor comum é relativamente simples. O seguinte fluxo de projeto pode ser usado como base.

1. Escolha o transistor:   Como antes, o tipo de transistor deve ser escolhido de acordo com os requisitos de desempenho antecipados.
2. Calcular o resistor do coletor:   É necessário determinar o fluxo de corrente necessário para acionar adequadamente o estágio seguinte. Conhecendo o fluxo de corrente necessário no resistor, escolha uma tensão de coletor de cerca de metade da tensão de alimentação para permitir excursões iguais do sinal para cima e para baixo. Isso definirá o valor do resistor usando a lei de Ohms.
3. Calcule o resistor do emissor:   geralmente uma tensão de cerca de 1 volt ou 10% do valor do trilho é escolhida para a tensão do emissor. Isso dá um bom nível de estabilidade CC ao circuito. Calcule a resistência a partir do conhecimento da corrente do coletor (efetivamente igual à corrente do emissor) e da tensão do emissor.
4. Determinar a corrente de base:   É possível determinar a corrente de base dividindo a corrente do coletor por β (ou hfe que é essencialmente o mesmo). Se um intervalo para β for especificado, trabalhe com cautela.
5. Determine a tensão de base:   Isso é fácil de calcular porque a tensão de base é simplesmente a tensão do emissor mais a tensão da junção do emissor de base. Isso é considerado 0,6 volts para transistores de silício e 0,2 volts para transistores de germânio.
6. 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.
7. Capacitor de derivação do emissor:   O ganho do circuito sem capacitor no resistor do emissor é aproximadamente R3/R4. PARA aumentar o ganho para sinais CA, o capacitor de desvio do resistor do emissor C3 é adicionado. Isso deve ser calculado para ter uma reatância igual a R4 na menor frequência de operação.
8. 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.
9. 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.
10. 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.

É possível obter um ganho mais definido para o estágio para sinais de maior frequência colocando um resistor (R5) em série com C3. Para valores baixos de ganho de tensão, isso pode ser determinado pela simples relação A _v = R3 / R5.

Com um pouco de prática, os vários estágios no projeto do amplificador de transistor de emissor comum tornam-se uma segunda natureza e podem ser executados com muita facilidade. A escolha do transistor também pode ser feita com mais facilidade. Como mencionado acima, é muito importante usar um transistor de comutação para aplicações de comutação – mesmo transistores com pés altos ou corte não funcionarão tão bem quanto um transistor de comutação adequado.

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