Tutorial - Transistores para Pequenos Sinais

MOR_AL · 5 de maio de 2014

Observei que o pessoal iniciante em eletrônica fica meio confuso com polarização e uso de transistores.

Segue um link de um tutorial que fiz sobre o assunto. Possui cerca de 40 páginas e vai evoluindo até o cálculo de alguns circuitos como fonte de alimentação, etc.

Qualquer dúvida é só falar.

transistores para pequenos sinais.pdf

Já baixei e funcionou corretamente.

Bons projetos.

MOR_AL

cesardelta1 · 5 de maio de 2014

Eu, como autodidata sei como é difícil compreender "o porque" das coisas.

Muitas pessoas dizem: É só fazer o curso, é só baixar e estudar as apostilas...

Nem sempre é fácil assim.

surgem duvidas que não são sanadas pelas apostilas, e muita gente como eu não tem tempo, e outros nem dinheiro para pagar um curso técnico, que muitas vezes será somente para uso em um hobby.

E nesses cursos a distancia tem somente o básico do básico.

Os fóruns ajudam muito, más muita gente como eu, tem receio de incomodar os mais experientes com muitas perguntas.

Essas pessoas tem obrigações e vida social fora dos fóruns, muitos estão sempre estudando, outros sabem que, se ele tem que explicar como um transistor funciona, também terá que explicar os princípios básicos de elétrica e eletrônica para o iniciante entender.

Nem todos tem tempo ou paciência para isso.

Esse tipo de texto pode fazer a diferença na decisão de um iniciante, em ingressar na eletrônica ou se irritar porque não consegue entender e desistir.

Sempre fico grato a pessoas como o senhor, com seu currículo invejável e uma vida corrida, como é a de hoje em dia, conseguir tempo para redigir um texto desse, que para o senhor é como somar 2+2.(desculpe, mas pesquisei sobre você)

Não só o Senhor, más o Senhor @faller que também é mestre no assunto, o nosso colega Paulo @aphawk que sempre responde com muito empenho posts de duvidas simples. Uma pessoa que me ajudou muito anonimamente, e ele não sabe o quanto me ajudou, nosso amigo @albert_emule, e também o @mroberto98 que nem sempre explica, mas sempre diz como pode ou não pode ser feito"kkkk".

acho que esse tipo de tópico deveria ficar em destaque no topo da pagina principal.

Obrigado MOR

albert_emule · 5 de maio de 2014

Isso cara. Tive uma ideia de pedir para a moderação deixar os tutoriais do nosso amigo professor como tópico fixo.

São muito úteis.

Seria bom outros também pedirem para ter uma força maior

aphawk · 6 de maio de 2014

@albert_emule,

Excelente ideia, apoiado !

E ainda ontem eu tava falando com o Mor que ele seria um excelente escritor de livros... já estava com pressentimento kkkkkk !

Paulo

MOR_AL · 6 de maio de 2014

Caro Cesar!

Grato pelas gentis palavras. São pessoas como você que nos incentivam a criar os tutoriais.

MOR_AL

Rafael.R · 12 de maio de 2014

Os fóruns ajudam muito, más muita gente como eu, tem receio de incomodar os mais experientes com muitas perguntas.

Essas pessoas tem obrigações e vida social fora dos fóruns, muitos estão sempre estudando, outros sabem que, se ele tem que explicar como um transistor funciona, também terá que explicar os princípios básicos de elétrica e eletrônica para o iniciante entender.

Nem todos tem tempo ou paciência para isso.

Penso eu que pedir informação em um fórum e bater palmas na casa de alguém para o mesmo fim são situações extremamente diferentes.

Por mais tosca que seja a dúvida, responde-la depende de senso de colaboração, disposição e tempo. E se alguém se cadastra em um fórum esta de acordo com isso. Agora, se uma pessoa se cadastra em um fórum para se incomodar com o que os outros perguntam, então ela é que não devia estar aqui.

Ninguém incomoda ninguém aqui seja la qual for a dúvida. As pessoas responderão quando puderem.

MOR_AL · 13 de maio de 2014

É isso aí!

Agradeço a todos!

MOR_AL

mathheus95 · 24 de maio de 2014

Muito Obrigado. MOR_AL esse tutorial e como um tesouro de muito valor pra quem sabe apreciar e vai servir não só para mim que sou leigo, mas como para muita gente com interesse no assunto.

MOR_AL · 24 de maio de 2014

Grato, Mattheus11!

Espero que lhe seja útil!

MOR_AL

rtek · 4 de julho de 2014

Boa sorte.

aphawk · 4 de julho de 2014

Para sinais ainda mais insignificantes (falando do ponto de vista de tensão) suriro usar amplificadores operacionais, pois a variação de temperatura, rúido diversos afetam mais um transistor, já os amp op tem compensasão termica, e são muito estáveis, com ganho muito bom, e devido ao pequeno tamanho dos invólucros cada vez mais é mais difícil empregar somente o transistor.

Não está certa esta sua afirmação.

Um Amp Op possui sempre muitos transistores, portanto eles sempre terão bem mais ruído do que um circuito dedicado feito com poucos transistores escolhidos a dedo e resistores de baixo valor, bem como técnicas de semicondutores em paralelo para abaixar ainda mais o ruído.

Na grande maioria das aplicações, usa-se os amp ops de baixo ruído por facilidade e baixo custo, e principalmente em áudio existem alguns CIs muito bem recomendados, como os NE5532, os quais podem ser usados até em quase-paralelo para abaixar ainda mais o ruído, técnica muito utilizada por grandes projetistas de áudio, como o próprio Douglas Self, com projetos inovadores como o famoso Amp Op de Potencia com 32 NE5532, publicado na Elektor e reconheçido como um dos melhores amplificadores já construídos.

Paulo

mroberto98 · 5 de julho de 2014

Nao sei.. Mas acho que um op amp é mt mais estável que um transistor!

Esse NE5532 tem dezenas de transistores e você mesmo afirma que ele é dos melhores!

Mas qualquer amp op, mesmo o mais simples, vai ser mais estável que apenas um transistor!

Como você amplificaria um sinal de baixa amplitude, tipo uns 5mV com a mínima distorção possível se um transistor vária muito a tensão B-E? É ai que entra o amp op, vai ter muito mais fidelidade na amplificação nesses tipo de sinal!

aphawk · 5 de julho de 2014

@mroberto98,

Não é a distorção que foi mencionada, e sim o Ruído !!!!!!!

Ruido sempre aumenta com a quantidade de semicondutores e resistores, principalmente com valores mais altos de resistores.

Quanto a ser mais estável, creio que voce está se referindo à polarização de nivel DC, é isto ?

Concordo que é bem mais simples usar amp ops especializados, como os de instrumentação, quando é importante trabalhar com niveis de sinais tão baixos.

Indo mais específico para o assunto áudio, uma coisa que as válvulas mostraram para todos nós é justamente o princípio de evitar trabalhar com ganho de malha aberta muito maior do que o necessário, pois é a maneira com mais fidelidade possível de se trabalhar.

Infelizmente, quando usamos um único transistor, já temos ganhos acima de 300, fica impossível não trabalhar com realimentação negativa para baixar o ganho final em várias ordens de grandeza.

E obter uma relação sinal-ruído acima de 110 dB usando amp-op é muito, muito difícil, mas é mais fácil com transistores e circuitos com resistores bem baixos e componentes em quasí-paralelo para ir baixando o ruído gradualmente, etapa por etapa.

Mas este é um assunto teórico demais, que foge totalmente do objetivo do tópico !

Paulo

mroberto98 · 5 de julho de 2014

Ah sim, enquanto à isso você tem razão!

mas não entendi o que você disse sobre o ganho em malha aberta...

Um transistor ja começa com ganho de 300, mas isso é o de corrente certo?

aphawk · 5 de julho de 2014

@mroberto98,

Sim, é o ganho de corrente, mas quando existe uma resistência por onde passa a corrente amplificada ( e sempre tem ! ), ela acaba se tornando ganho em tensão. É para evitar isto que usa-se realimentação negativa, que pode ser tanto local , estágio por estágio, como ao final, como um amp op. Mas sempre que usamos vários transistores, se não fosse a realimentação, teriamos ganhos enormes entre a entrada e a saída, e é esse o tal de ganho de malha aberta. Quando usamos a realimentação negativa, diminuímos muito este ganho entre a entrada e a saída.

Por exemplo, um amplificador para microfone de baixo sinal, feito com dois ou mais transistores. Se voce abrir a realimentação que existe entre o ultimo e o primeiro estágio ( 99% dos projetos tem... ) , o ganho sobe muito mais do que o necessário, pois estamos com ganho de malha aberta sempre acima de 1000 ou até mais, 10.000 . Um sinal que suba apenas 1 milivolt no microfone faria a tensão de saida subir 1 Volt ou mais, que vai causar distorção do sinal.

Voltando a realimentação, abaixamos o ganho para apenas o necessário, por exemplo 100 vezes apenas. Mas o sinal vai sempre, inevitávelmente, sofrer alguma distorção ao longo de sua passagem no circuito, pois ele precisa sempre primeiro chegar à saída para então ser realimentado na entrada, fazendo o nivel descer ao desejado.

Para piorar as coisas, o fato de a corrente de coletor variar exponencialmente com a tensão VBE causa mais uma distorção no sinal, e sempre tem de ser minimizado, estabilizando o ponto de operação. Mas em uma ultima análise, estamos quase sempre usando realimentação negativa para isto.

Esse comportamento dos transistores é o principal argumento dos amantes do som valvulado. Baixos ganho em tensão e comportamento altamente linear permitem o uso de apenas alguns dbs de realimentação negativa.

Muito melhor do que 40 ou 60 db de realimentação negativa que são normalmente usados nos amp ops ou 20 a 40 db usado nos amplificadores de áudio....

Paulo

mroberto98 · 5 de julho de 2014

Ue mas distorção por distorção a válvula sempre distorceu mais que os circuitos transistorizados não?

Circuitos transistorizados conseguem distorção na ordem dos 0,01%! Nunca vi um valvulado ter apenas isso!

Acho que o unico argumento dos fans do valvulado é a distorção diferente dos transistorizados, que são de ordens maiores e impares.

MOR_AL · 6 de julho de 2014

Ue mas distorção por distorção a válvula sempre distorceu mais que os circuitos transistorizados não?

Circuitos transistorizados conseguem distorção na ordem dos 0,01%! Nunca vi um valvulado ter apenas isso!

Acho que o unico argumento dos fans do valvulado é a distorção diferente dos transistorizados, que são de ordens maiores e impares.

Cheguei a estudar válvulas no meu curso de engenharia e até projetei e montei um amplificador de 50Wrms.

As válvulas possuem o ganho mi fixo, diferentemente dos hfes dos transistores.

Se no manual o ganho constava de 17, você projetava, montava e media os tais 17. Isso evitava o uso de realimentação negativa em alguns estágios simples. A capacitância entre os eletrodos também era estável. Você sabia até que frequência usar. Era muito mais fácil projetar circuitos valvulados que os similares com transistores.

Claro que os transistores também possuem vantagens. Por isso é que eles acabaram substituindo as válvulas em quase todas as aplicações.

Mas o tópico não pretende entrar em discussão com outras opções.

Simplesmente se propõe a apresentar um tutorial sobre transistores, nada mais. É claro que este tutorial é apenas o segundo degrau de uma longa escada. O primeiro é sobre as leis que comandam os circuitos eletrônicos.

MOR_AL

aphawk · 6 de julho de 2014

@MOR,

Vou apenas colocar um link para o Roberto, e vamos voltar ao tópico em seguida.

Roberto, veja isto, é da IEEE, :

http://spectrum.ieee.org/consumer-electronics/audiovideo/the-cool-sound-of-tubes/3/distortion

E este outro faz um comparativo entre válvulas e transistores :

http://www.theaudioarchive.com/TAA_Resources_Tubes_versus_Solid_State.htm

Uma conclusão dessas duas leituras seria esta : O que decretou o fim das válvulas foi o seu tamanho grande, alta tensão necessária, perda de potencia nos catodos, necessidade de alto-falantes de alta impedância ( 600 ohms contra 4 ohms ) e alto custo se comparada aos transistores. Mas elas tinham algumas vantagens bem interessantes !

Caso queira continuar a discutir este assunto, crie um outro tópico para isto.

Paulo

aphawk · 25 de novembro de 2014

@MOR,

Que tal mostrar algumas configurações sobre circuitos básicos na configuração de emissor comum, base comum e coletor comum, mostrando vantagens e desvantagens e a utilidade de cada configuração ?

Paulo

MOR_AL · 25 de novembro de 2014

Em 25/11/2014 às 17:10, aphawk disse:

@MOR,

Que tal mostrar algumas configurações sobre circuitos básicos na configuração de emissor comum, base comum e coletor comum, mostrando vantagens e desvantagens e a utilidade de cada configuração ?

Paulo

Ok!

Vou preparar um manuscrito, pois fica mais rápido.

Vide o significado de hie e hfe no primeiro tutorial. São os parâmetros h do transistor.