Transistor como amplificador – Diagrama de circuito y sus trabajos:
La principal utilidad de un transistor radica en su capacidad de amplificar señales débiles. La señal débil se aplica en los terminales de entrada y la salida amplificada se obtiene en los terminales de salida.
Un transistor solo no puede realizar la función de la amplificación y algunos componentes pasivos, como resistencias y condensadores y una batería de polarización.
La configuración del emisor común (CE), debido a su alta corriente, voltaje y ganancias de potencia, es muy adecuada para la mayoría de los circuitos de amplificador. En la figura 10.32 se da un transistor NPN emisor común como diagrama de circuito amplificador.
La señal débil se aplica entre la unión-base del emisor y la salida se toma a través de una resistencia de carga RL conectada en serie con el voltaje de suministro de colección VCC (Fig. 10.32).
Para obtener una amplificación fiel, es necesario que el circuito de entrada permanezca siempre sesgado hacia adelante independientemente de la polaridad de la señal de entrada de CA. Entonces, se inserta una batería VBB en el circuito con la polaridad indicada además del voltaje de señal.
Este voltaje de CC se llama voltaje de polarización y su magnitud es tal que mantiene el circuito de entrada siempre hacia adelante, independientemente de la polaridad de la señal de entrada.
El circuito de entrada que está a la altura tiene baja resistencia y un pequeño cambio ΔVin en el voltaje de la señal de entrada provoca un cambio relativamente grande Δie en la corriente del emisor. Esto causa casi el mismo cambio en la corriente del colector debido a la acción del transistor.
La corriente del colector que fluye a través de una alta resistencia a la carga RL desarrolla un gran voltaje a través de ella. El cambio en el voltaje de salida a través de la resistencia de carga RL puede ser muchas veces el cambio en el voltaje de la señal de entrada.
Por lo tanto, la amplificación de voltaje a = ΔVout/ΔVin será mayor que la unidad, y el transistor actúa como un amplificador. Esto se ilustra más a continuación considerando los valores de circuito típicos.
Deje que la resistencia de carga RL sea de 10 kΩ y un cambio de 0.1 V en el voltaje de la señal de entrada causa un cambio de 0.5 mA en la corriente del emisor.
Este cambio de 0.5 mA en la corriente del emisor también cambiará la corriente del colector IC en aproximadamente 0.5 mA. Este cambio de 0.5 mA en la corriente del colector producirá un cambio de 0.5 x 10-3 x 10 x 103 es decir, 5 V en voltaje de salida que aparece a través de la resistencia de carga RL de 10 kΩ.
Por lo tanto, el cambio de 0.1 V en el voltaje de la señal de entrada provoca un cambio de 5 V en el voltaje de salida, dando una amplificación de voltaje de 5/0.1 = 50.
Necesidad de polarización: para la mayoría de las aplicaciones, los transistores deben funcionar como amplificadores lineales (es decir, para amplificar el voltaje de salida como una función lineal del voltaje de entrada).
Para lograr esto, es necesario operar el transistor sobre la región de sus curvas características que son lineales, paralelas y equipadas para incrementos iguales de los parámetros.
Dicha operación se puede garantizar mediante la selección adecuada del punto de funcionamiento de la señal cero y limitar el funcionamiento del transistor sobre la porción lineal de las características.
Para la selección adecuada del punto de funcionamiento de la señal cero, se requiere sesgo adecuado, es decir, la aplicación de voltajes de CC en la unión del emisor a base y la unión de colección a base.
Si el transistor no está sesgado correctamente, funcionaría de manera ineficiente y produciría distorsión en la señal de salida.