12.10 :  Análise de Pequenos Sinais de Amplificadores TJB

A análise de pequenos sinais é uma abordagem fundamental usada em eletrônica para entender como um amplificador de Transistor de Junção Bipolar, TJB (Bipolar Junction Transistor, BJT, em inglês) processa sinais. Na região ativa, o TJB é projetado para amplificação linear. O comportamento do transistor sob estas condições é governado por sua tensão base-emissor instantânea V_BE, uma soma da polarização CC V_BE e um pequeno sinal de CA V_BE, resultando na corrente de coletor i_C. Aqui, a corrente do coletor tem um componente de CC e um componente CA.

Aqui, V_T é a tensão térmica.

Quando o sinal de entrada de CA V_BE é significativamente menor que V_T, uma aproximação de sinal pequeno pode ser usada para obter a expressão para o componente de CA da corrente do coletor. A componente de CA da corrente do coletor é a razão entre o produto da componente CC do coletor com a tensão de entrada variável no tempo e a tensão térmica.

A relação entre o componente de CA da corrente do coletor e o sinal de entrada é conhecida como transcondutância. O ganho de tensão do TJB é função da transcondutância do TJB e da resistência da carga.

Aqui, o sinal negativo significa uma mudança de fase de 180 graus entre os sinais de entrada e de saída.

Na base do TJB, a resistência base-emissor de sinais pequenos r_π é crucial para considerações de impedância de entrada e é determinada por:

Esta resistência impacta a resposta do transistor aos sinais de entrada e é inversamente proporcional à corrente CC de polarização.

Através da análise de sinais pequenos , o desempenho detalhado dos amplificadores TJB com pequenas variações de entrada pode ser caracterizado com precisão e utilizado no projeto de circuitos eletrônicos.