A2 Amplificadores com BJT

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Este mesmo transistor bipolar que já descreveu o modelo de dispositivos semicondutores avançados amplifica a corrente: uma pequena corrente injetada em seu terminal de base controla uma corrente muito maior entre seus outros dois terminais, com uma relação de amplificação característica de cada transistor. Para que ele amplifique corretamente um sinal sem distorcê-lo, ele deve primeiro ser polarizado: estabelecendo, através de resistores e fontes de tensão fixas, um ponto de operação estável na região onde o transistor se comporta de forma mais linear, nem completamente desligado nem completamente saturado.

A configuração de emissor comum, a mais comum para amplificação de tensão, inverte o sinal de entrada e também o amplifica. Além desta configuração básica, existem diferentes “classes” de amplificação que definem durante qual fração do ciclo do sinal o transistor conduz, e que representam um compromisso fundamental entre linearidade e eficiência energética: a classe A conduz durante todo o ciclo e oferece a melhor linearidade, mas desperdiça a maior parte da energia na forma de calor - este mesmo efeito Joule que já descreveu o modelo de resistência e a lei de Ohm -; a classe B dirige apenas meio ciclo, sacrificando alguma linearidade em troca de uma eficiência muito maior; A classe AB é um meio termo entre ambos e é a mais utilizada em amplificadores de áudio de qualidade; e classe D, que não amplifica linearmente, mas funciona por meio de comutação rápida, atinge a maior eficiência de todas e domina os amplificadores de áudio e drivers de motor de alta potência atuais.

É por isso que este módulo, que abre com uma corrente pequena que controla uma corrente maior, fecha mostrando que a amplificação nunca é gratuita: cada uma dessas quatro classes distribui de forma diferente o mesmo compromisso entre reproduzir fielmente o sinal e desperdiçar o mínimo de energia possível na forma de calor, e nenhuma consegue maximizar as duas coisas ao mesmo tempo.

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