Questão 3. Como devem ser polarizadas as duas junções de um transistor para que ele opere adequadamente como amplificador?
Passo 1
O enunciado pergunta: “Como devem ser polarizadas as duas junções de um transistor para que ele opere adequadamente como amplificador?”\n
Informações e pontos que o enunciado traz (implícitos):\n
Informações e pontos que o enunciado traz (implícitos):\n
- Um transistor bipolar tem duas junções relevantes: junção base–emissor (BE) e junção base–coletor (BC).\n
- Queremos a polarização que deixa o transistor em operação de amplificador (região ativa, que é a desejada para amplificação linear).\n
- Não há valores numéricos dados; a resposta deve usar condições de polaridade e, se útil, exemplos típicos (como tensão de condução de silício).\n
Passo 2
Entendendo o que significa “polarizar” uma junção p–n (mini-aula rápida e simples).\n
- Uma junção p–n está em polarização direta (forward) quando o lado p está mais positivo que o lado n. Nesse caso a barreira de potencial cai e a junção conduz corrente facilmente.\n
- Uma junção p–n está em polarização reversa (reverse) quando o lado p está mais negativo que o lado n. A barreira aumenta e a corrente é muito pequena (exceto corrente de fuga).\n
Exemplo prático: para uma junção de silício, polarização direta típica requer cerca deentre os terminais para começar a conduzir fortemente. Sempre lembre: “direct = conduz; reverse = bloqueia”.
Passo 3
O que é a “região ativa” do transistor e por que ela é a região de amplificador?\n
- Na região ativa (também chamada forward-active), a junção BE está em polarização direta (conduz) e a junção BC está em polarização reversa (bloqueia).\n
- Nessa condição o transistor funciona como um amplificador de corrente: a corrente de coletor
é aproximadamente proporcional à corrente de base pela relação , onde é o ganho de corrente do transistor.\n - Intuição: a junção BE injeta portadores na base e a junção BC, estando reversamente polarizada, “puxa” esses portadores para o coletor, fazendo com que o coletor controle a saída sem entrar em saturação.
Passo 4
Condição explícita para um transistor NPN (caso mais comum em exercícios):\n
- Junção base–emissor (BE): polarizada diretamente. Em termos de tensões isso costuma ser
e tipicamente para silício.\n - Junção base–coletor (BC): polarizada inversamente. Em termos de tensões isso significa
(ou equivalentemente ).\n - Outra forma prática de checar: garanta que
seja suficientemente maior que a saturação (por exemplo — mas para boa linearidade costuma-se deixar algumas centenas de milivolts a volts acima disso).\n
Comentário amigável: na prova, ao ver um circuito, cheque rapidamente seestá cerca de acima de e se é maior que . Se sim, está na região ativa.
Passo 5
Condição explícita para um transistor PNP (simetria das polaridades):\n
- Junção base–emissor (BE): polarizada diretamente, mas com polaridade invertida em relação ao NPN. Em tensões:
e tipicamente para silício PNP.\n - Junção base–coletor (BC): polarizada inversamente, o que requer
(ou , na convenção de sinais).\n
Resumo prático: PNP = tudo igual, só inverte sinal/ polaridade das tensões.
Passo 6
O que acontece se as junções não tiverem essas polarizações? (isso ajuda a identificar erros rápido na prova)\n
- Se ambas as junções estiverem reversas: transistor em corte — não há corrente significativa e não há amplificação.\n
- Se ambas estiverem diretas: transistor em saturação — o dispositivo conduz fortemente, perde linearidade e a saída fica “achatada” (ganho pequeno ou nulo) — não queríamos isso para amplificação linear.\n
- Portanto a única condição que dá amplificação linear é BE direta e BC reversa (para NPN, com polaridades adequadas).
Passo 7
Dicas práticas de prova e montagens de polarização (mini-roteiro para aplicar em exercícios):\n
- Identifique os terminais
, , no circuito e verifique as tensões relativas.\n - Para NPN: confirme
(BE direta) e (BC reversa).\n - Para PNP: confirme
(BE direta em polaridade invertida) e (BC reversa).\n - Use redes de polarização tipo divisor de tensão (bias por divisor) para “centralizar” o ponto de operação na região ativa — isso é comum em projetinhos e também em questões de prova.\n
- Sempre anote: “BE = direta, BC = reversa” (ou em inglês: “BE forward, BC reverse”) — é a frase-chave.
Resposta
Para transistor NPN: junção base–emissor polarizada diretamente e junção base–coletor polarizada inversamente. \n
Para transistor PNP: junção base–emissor polarizada diretamente (com polaridade invertida) e junção base–coletor polarizada inversamente (com polaridade invertida).
Para transistor PNP: junção base–emissor polarizada diretamente (com polaridade invertida) e junção base–coletor polarizada inversamente (com polaridade invertida).