Regiões de operação do transistor
A alimentação DC é fornecida para a operação de um transistor. Esta alimentação DC é fornecida às duas junções PN de um transistor que influencia as ações das portadoras majoritárias nessas junções de emissor e coletor.
As junções têm polarização direta e polarização reversa com base em nossos requisitos. Forward biased é a condição em que uma tensão positiva é aplicada ao tipo p e uma tensão negativa é aplicada ao material tipo n. Reverse biased é a condição em que uma tensão positiva é aplicada ao tipo n e uma tensão negativa é aplicada ao material tipo p.
Transistor Biasing
O fornecimento de tensão DC externa adequada é chamado de biasing. A polarização direta ou reversa é feita nas junções do emissor e do coletor do transistor.
Esses métodos de polarização fazem o circuito do transistor funcionar em quatro tipos de regiões, como Active region, Saturation region, Cutoff region e Inverse active region(raramente usado). Isso é entendido dando uma olhada na tabela a seguir.
Junção Emissora | Junção do coletor | Região de Operação |
---|---|---|
Polarizado | Polarizado | Região de saturação |
Polarizado | Polarizado reverso | Região ativa |
Polarizado reverso | Polarizado | Região inversa ativa |
Polarizado reverso | Polarizado reverso | Região cortada |
Entre essas regiões, a região ativa inversa, que é apenas o inverso da região ativa, não é adequada para nenhuma aplicação e, portanto, não é usada.
Região ativa
Esta é a região em que os transistores têm muitas aplicações. Isso também é chamado delinear region. Um transistor, enquanto nesta região, atua melhor como umAmplifier.
O diagrama de circuito a seguir mostra um transistor funcionando na região ativa.
Esta região fica entre a saturação e o corte. O transistor opera na região ativa quando a junção do emissor é polarizada para frente e a junção do coletor é polarizada reversamente.
No estado ativo, a corrente de coletor é β vezes a corrente de base, ou seja
$$ I_C = \ beta I_B $$
Onde I C = corrente de coletor, β = fator de amplificação de corrente e I B = corrente de base.
Região de Saturação
Esta é a região em que o transistor tende a se comportar como uma chave fechada. O transistor tem o efeito de curto-circuito entre seu coletor e emissor. As correntes do coletor e do emissor são máximas neste modo de operação.
A figura a seguir mostra um transistor trabalhando na região de saturação.
O transistor opera na região de saturação quando as junções do emissor e do coletor são polarizadas para frente.
No modo de saturação,
$$ \ beta <\ frac {I_C} {I_B} $$
Como na região de saturação, o transistor tende a se comportar como uma chave fechada,
$$ I_C = I_E $$
Onde I C = corrente do coletor e I E = corrente do emissor.
Região de Corte
Esta é a região em que o transistor tende a se comportar como uma chave aberta. O transistor tem o efeito de abrir o coletor e a base. As correntes do coletor, do emissor e da base são todas zero neste modo de operação.
A figura abaixo mostra um transistor trabalhando na região de corte.
O transistor opera na região de corte quando as junções do emissor e do coletor são polarizadas reversamente.
Como na região de corte, a corrente do coletor, corrente do emissor e correntes de base são nulas, podemos escrever como
$$ I_C = I_E = I_B = 0 $$
Onde I C = corrente do coletor, I E = corrente do emissor e I B = corrente de base.