Esquemas Eletrônicos

Muitos dos circuitos de polarização que você estudou para válvulas e transistores bipolares são também usados para transistores com efeito de campo. Exceções importantes são: a polarização por fuga de grade e polarização por contato. Nenhum destes dois circuitos de polarização é usado para polarizar transistores FET.

A Figura 1 mostra alguns exemplos de circuitos de polarização com transistores FET de canal N. O circuito ilustrado na Figura 1a pode ser usado somente com certos transistores com efeito de campo. Aqui, o transistor FET não tem polarização e este sistema pode ser usado somente em circuitos onde o sinal de entrada é muito pequeno. Aqui, mais uma vez, você não deve confundir-se com o arranjo do circuito. Este circuito é muito parecido com um circuito de polarização por contato para válvulas a vácuo.

Porém, lembre-se de que a polarização por contato depende de um pequeno fluxo de corrente de grade, e nos transistores JFET e MOSFET não se presume nenhum fluxo de corrente no circuito da porta. Lembre-se de que todos os transistores JFET possuem uma região de redução em volta da base. Esta região de redução, ilustrada na Figura 2, é presente. quer haja ou não um sinal de entrada.

Figura 1

A pequena quantidade de sinal de entrada no circuito da Figura 1a atinge a porta do transistor JFET através do capacitor de acoplamento C e é desenvolvida sobre o resistor de porta RB. Esta tensão de sinal aumenta e diminui o tamanho da região de redução em volta da porta, controlando assim o fluxo da corrente de dreno.

E preciso repetir que o sinal de entrada deve ser muito pequeno para o tipo de polarização indicado na Figura 1a. Se o sinal de entrada for grande demais, os picos de sinal irão causar polarização reversa na junção da porta e o transistor pode ser destruído.

Figura 2

Se algumas válvulas a vácuo forem operadas sem tensão de polarização, elas podem ser danificadas por causa do fluxo excessivo de corrente de placa. Se um transistor bipolar for operado sem polarização, o transistor é desligado porque é necessário haver um fluxo de corrente de base para obter um fluxo de corrente de coletor. Somente um transistor FET pode ser operado sem polarização, como na Figura 1a. Este circuito funciona tanto com transístores JFET de canal N e P como com transistores MOSFET tipo redução.

A Figura 1b mostra um transistor FET ligado a um tipo externo de polarização. A tensão de polarização negativa pode vir de uma bateria separada, de uma fonte de alimentação separada ou da tensão de controle automático de volume num receptor.

A Figura 1c mostra um circuito autopolarizado para um transistor FET. Este circuito é também chamado polarização automática ou polarizaçào de fonte. A corrente que flui através do resistor de fonte, indicada por uma seta, torna a fonte do transistor FET positiva com relação à terra. A porta está no potencial contínuo da terra, através do resistor RB. Portanto, a fonte é positiva com relação à porta. (Isto é uma outra maneira de dizer que a porta é negativa com relação á fonte.) Esta é a polarização necessária para um transistor JFET de canal N.

Para transístores MOSFET tipo aumento, a tensão da porta deve ter a mesma polaridade que a tensão de dreno. Desta forma, é semelhante a transístores bipolares pelo fato de a base e do coletor terem as mesmas polaridades de tensão. A Figura 1d mostra como um transistor MOSFET tipo aumento pode ser polarizado. Um componente de canal N está indicado e tanto a porta como o dreno devem ter urna tensão positiva para operação adequada. O dreno recebe sua tensão positiva através do resislor de carga R. A porta recebe sua tensão positiva de polarização através do resistor deporta R1.

Ao invés de um único resistor, conforme indicado na Figura 1d, é possível usar um divisor de tensão Para um divisor de tensão R1 e R são usados.

Na Tabela  são indicados os diversos tipos de polarização usados para dispositivos amplificadores.

Tabela

Resumo

1. Para sinais de entrada de amplitude muito baixa, um transistor FET pode ser operado sem nenhuma polarização.
2. O circuito sem polarização funciona tanto para transistores .JFET como para transistores MOSFET tipo reducão.
3. Um transistor FET pode ser polarizado com uma bateria separada.
4. Um transistor FET pode ser polarizado com uma fonte de alimentação separada.
5. Uma tensão de controle automático de volume (ou controle automático de ganho) pode ser usada para polarizar um transistor FET.
6. Autopolarização pode ser usada com um transistor FET. Um resistor de fonte é usado e sua operação é semelhante ao uso de um resistor de polarização de catodo
   para operação de uma válvula.

A polarização por controle automático de volume pode ser usada com transistores, assim como com válulas a vácuo. Porém, existe uma diferença importante entre os circuitos de válvulas e os circuitos de transistores no caso da polarização com controle automático de solume. Para entender esta diferença, é preciso referir-se á Figura 1.

Figura 1

A Figura 1a é um gráfico da tensão de grade de uma válvula a vácuo verso o ganho desta válvula. Quando a tensão de polarização d grade for ajustada a 1 volt, o ganho do amplificador está no ponto b. O ponto importante sobre o gráfico na Figura 1a é que, conforme a tensão de polarização da grade for tornada mais negativa, o ganho diminui.

A Figura 1b mostra um exemplo de gráfico da corrente de polarização da base de um transistor bipolar verso seu ganho. Conforme a corrente de polarizaçào da base aumenta de O a 2 miliampéres, o ganho do transistor aumenta. Quando a polarização for aumentada além de 2 miliampêres, o ganho do transistor começa a diminuir. Isto significa que o ganho do transistor irá aumentar, conforme você aumenta a corrente de polarizacão da base até um certo ponto. Depois deste ponto, o ganho diminui conforme você continua aumentando a corrente de polarização da base.

Se um transistor num rádio for polarizado por controle automático de volume, dc tal forma que a diminuição na corrente de polarização da base cause uma diminuição no ganho, a condição é conhecida como controle auto,nático de volume reverso. Isto está indicado na área sombreada da cura da Figura 1h. Se um aumento da corrente de polarização causar uma redução do ganho, isto é chamado controle automático de volume direto.

Uma comparação entre a polarização em válvulas e a polarização de transistores bipolares pode ser feita agora. Existem seis métodos para polarizar válvulas: polarização por bateria, polarização por fonte de alimentação, polarização por contato, polarização de catodo (também chamada de autopolarização ou polarização automática), polarização por fuga de grade e polarização por controle automático de volume ou controle automático de ganho).

Os transistores podem ser polarizados com polarização por bateria, polarização por fonte (te alimentação, polarização simples, polarização por divisor (Je ten são e polarização por controle automático (te volume (ou controle automático de ganho).

Os transistores bipolares não são polarizados pelos seguintes métodos: polarização por contato, auto polarização ou polarização por fuga de grade.

Resumo

• Na maioria dos circuitos de ‘válvulas, não há fluxo de corrente no circuito de grade.
• Num circuito de transistores bipolares, a corrente deve fluir no circuito da base.
• Baterias separadas podem ser usadas para obter a tensào de polarização da base e a tensão do coletor.
• Fontes de alimentação separadas podem ser usadas para obter a tensão de polarização da base e a tensão do coletor.
• A tensào de polarizaçào da base pode ser obtida de um simples resistor ligado entre a base e a fonte de alimentação. Isto é chamado polarização simples.
• Um disisor de tensão pode ser usado para obter a tensão da base necessária para polarizar um transistor.
• Um transistor pode ser polarizado com uma tensão de controleautomático de volume (ou de controle automático de ganho).
• Se uma redução de corrente de polarização da base do controle automático de volume causa uma redução no ganho do amplificador transistorizado. isto é chamado controle automático de volume reverso.
• Se um aumento da corrente de polarização da base do controle automatico de volume causa uma redução no ganho do amplificador transistori,ado. isto é chamado controle automático de volume direto.
• Os transistores nào são polarizados pelos seguintes métodos: polarizacão de contato, autopolari7açào ou polarização por fuga de grade.
• Existem seis métodos para polarização de válvulas e apenas cinco metodos para polarização de um transistor.

Nos circuitos indicados nas Figuras 1 e 2, uma única fonte de alimentaçào é usada para obter tanto a polarização da base como a tensão do coletor. E também possísel usar duas fontes separadas para esta finalidade.

Figura 1

Figura 2

A Figura 3 mostra como um transistor NPN pode ser energizado usando uma bateria para o circuito da base e uma para o circuito do coletor. O sinal de entrada é fornecido através do capacitor C e desenvolvido sobre o resistor R1. A bateria E1 coloca uma tensão positiva sobre a base, com relação ao emissor. Portanto, há um fluxo de corrente base-emissor. O resistor R2 é o resistor de estabilização do emissor, mencionado anteriormente.

Figura 3

A corrente do coletor é obtida com uma tensão positiva sobre o coletor do transistor. Esta corrente flui através do resistor de carga R3. Num amplificador a tensão do sinal de saída será também desenvolvida sobre este resistor.

A desvantagem do circuito da Figura 3 é que duas baterias diferentes são necessárias, de modo que não é um circuito usado freqUentemente. Porém, você poderá ver este arranjo em alguns circuitos básicos para amadores.

Duas fontes de alimentação separadas podem ser usadas em vez das duas baterias indicadas na Figura 3. Como no caso das baterias, esta conexão estaria cara e portanto, é raramente usada.

Este circuito monitora o nível de água num reservatório ou caixa de água, com 8 níveis de indicação, por meio de LEDs. O coração do circuito é um par de integrados 4011 que conta cada qual com 4 portas NAND que são conectadas como invasoras. Na entrada de cada inversor temos um sensor que ao ser tocado pela água ativa o LED correspondente. Na excitação dos LEDs temos transistores comuns.
Os sensores são simples pontas de fios que são fixados em alturas diferentes no reservatório conforme o ponto em que se deseja trazer a detecção.
A alimentação do circuito deve ser feita com fonte isolada por transformador de 9 a 12 V e a ligação da terra é importante para o funcionamento do circuito.
Mas níveis de indicação podem ser obtidos com a utilização de mais circuitos integrados.

O circuito utiliza somente transistores de uso geral, e de média potência, sendo portanto imune a descargas elétricas( o que não ocorre com os tipos que empregam CMOS e JFETs). O circuito prevê ainda o uso de diversos tipos de sensores e possui um temporiza dor formado pelos dois transistores BC338, que determinam o tempo de acionamento sirene.
O relé usado pode ser de qualquer tipo de 12 V com dois contatos reversíveis, e com carga podem ser utilizadas lâmpadas, sirene, etc. A fonte é um carregador de bateria que, mantém uma bateria de carro estado de carga permanente. Isso significa que o alarme permanece ativo mesmo se houver um corte de fornecimento de energia.

Esta montagem, que usa somente transistores como elementos ativos, fornece alguns watts a um alto-falante, reforçando assim os canais de som de um sistema para carro (radio ou toca-fitas).
Os trimpots devem ser ajustados para se obter som distorção com Maximo volume. Os transistores devem ter bons radiadores de calor, P¹ é um potenciômetro que controla o volume deste amplificador.
Os resistores são de 1/8 W, os eletrolíticos pára 16 V e os demais capacitores podem ser de poliéster ou cerâmicos. O alto-falante deve ser pesado, do tipo próprio para carro melhor desempenho. Com uma fonte de 12 V este circuito também pode ser usado em casa como excelente reforço para pequenos rádios e walkmans.

Com essa etapa, podem ser conseguidos aproximadamente 30 W de potência com uma alimentação de 25 V em carga de 8 º. O sinal de entrada próximo a 500 mV, pico a pico, deve vir de um bom pré-amplificador.
Os transistores de saída devem ser montados em bons radiadores de calor e a fonte deve fornecer tensões entre 12 e 25 V com corrente de 2 A.
Os resistores são de 1/8 W e os capacitores eletrolíticos são de 25 V ou mais.
Observe que péla polaridade dos componentes, o circuito tem positivo a massa. Trilhas grossas devem ser previstas na placa nos pontos de maior intensidade da corrente.
Os diodos admitem equivalentes e a fonte não precisa ser estabilizada.

O amplificador fornece uma potência de 70 W rms em carga de 8 º e 100 W em carga de 4 º. Os transistores são absolutamente comuns no nosso mercado, não havendo dificuldade com sua montagem.
Os transistores Q¹ funcionam como pré-amplificador excitando também os transistores de saída. Os resistores Q² serve como regulador de temperatura, devendo ser montada junto as transistores de saídas, ou seja, em contato com radiador de calor. Os transistores de saída Q4 e Q5 devem ser montados em radiadores de calor de pelo menos 15 x 8 cm e os transistores (drive) também deve ter pequenos radiadores de 3 x 2 cm. O transformador da fonte tem enrolamento primário de acordo com a rede e secundário de 50 + 50 V com 2 A. Como a sensibilidade do circuito é da ordem de algumas centenas de mil volts, deve ser usado um pré amplificador com fontes de sinais fracos. 

Se bem que a potência RMS seja de 78 watts, este amplificador pode formar um sistema estéreo de 150 W com facilidade se montado em versão dupla.
A fonte de alimentação é de 45 V com corrente de pelo menos 2 A, por canal e os transistores de saída devem ser dotados de excelentes radiadores de calor. O diodo D¹ deve ser colocado ao dissipador de calor do transistor de saída pois opera como sensor-compensador de temperatura. O radiador deve ter pelo menos 22 x 15 cm e as trilhas de cobre operam com a corrente maior (coletor e emissor Q5 e Q6). Devem ser bem largas em vista da corrente circulante nos picos de áudio.Os transistores TIP31, TIP41 e TIP42 devem também ser dotados de radiadores de calor. A sensibilidade exige uma fonte de sinal com pelo menos 200 mV, Os resistores R17 e R18 devem ser de pelo menos 1 W e os demais de pelo menos 0,5 W.
Os alto-falantes devem suportar potências de pelo menos 91 W, e experiências devem ser feitas no sentido de se obter melhores valores para o capacitor de entrada  Equivalentes aos BC239 são os BC549 e para o Q3 recomenda-se também o BC547.

Este simples amplificador de áudio (figura1) pode fornecer um potência de saída de 20 W com alimentação máxima de 25 V.
O sinal deve ter entrada pelo menos 500 m/V para excitação total e os transistores de saída (TIP) devem ser montados em bons radiadores de calor.
O alto-falante usado deve estar apito a suportar a potência total do amplificador e deve ser do tipo pesado, para melhor rendimento.
Os resistores são todos de 1/8 W e os transistores de entrada comuns. Os capacitores eletrolíticos devem ter uma tensão de trabalho de 15 V ou mais.
Para a entrada deve ser usado cabo blindado e no caso de uso de fonte, ela deve ser de pelo menos 1,5 ampares.