Conceitos básicos sobre Eletrônica: Amplificador Operacional e Transistores

Amplificador operacional

O  Amplificador Operacional (AOP) é um componente eletrônico compacto construído da junção de resistores, capacitores e transistores.  Este componente em tempos passados era largamente utilizado para computar as operações matemáticas como soma, integrações. Por isso recebe o nome de Amplificador Operacional.

Um símbolo elétrico para o amplificador operacional é mostrado abaixo:

Os seus terminais são:

• V₊: entrada não-inversora
• V₋: entrada inversora
• V_out: saída
• V_S+: alimentação positiva
• V_S−: alimentação negativa

O funcionamento do amplificador operacional é simples, basicamente ele amplifica a diferença entre as duas entradas (– inversora e + não-inversora), e mostra o resultado em sua saída.

Na cadeia de amplificadores encontramos: Amplificadores eletrônicos, Amplificadores valvulados, Amplificadores transistorizados e Amplificadores operacionais (ampops). Segue abaixo os conceitos de cada um.

Amplificadores Eletrônicos

Dizemos que os amplificadores eletrônicos são os mais comuns, pois são os utilizados em transmissores, receptores de radio e televisão, equipamentos de alta definição e diversos mais equipamentos digitais.

Amplificadores valvulados

Em média, no final dos anos 80 para os anos 90 as válvulas faziam todo o processo de dispositivos ativos e hoje em dia, elas ainda continuam sendo utilizada em amplificadores para instrumentos (os dois mais conhecidos são a guitarra elétrica e o baixo) e aparelhos Hight End. Para o funcionamento de um equipamento valvulado é necessário o uso de transformadores, por conta de altas tensões e baixas correntes. Os amplificadores valvulados podem ser montados através do Single-End (um tipo de topologia) onde apenas uma válvula amplifica todo o sinal, porém não tendo um rendimento tão bom (chamado Classe A). Aqui esta alguma das mais válvulas pentodo (uma válvula com um quinto eletrodo o qual era colocado entre a grade e a placa assim, denominado de grade supressora) de potência como elementos de saída mais usadas: KT88, KT66, 6550, EL34, EL84, 6L6 e 6V6.

Amplificadores transistorizados

Como o próprio nome diz amplificadores transistorizados, são sistemas que utilizam transistores e outros dispositivos não ativos para obter na sua saída um sinal similar e amplificado de um sinal aplicado a sua entrada. Este tipo de amplificador foi elaborado para a substituição do amplificador valvulado, e podemos dizer que ele substitui perfeitamente e com vantagens os amplificadores valvulados. Algumas de suas maiores aplicação são em sistemas de áudio freqüência, mp3, receptores de rádio, sistemas de comunicação, etc. Uma curiosidade interessante é que hoje amplificadores transistorizados podem ser construídos com transistores bipolares ou MOSFETs ou ainda circuitos integrados.

Amplificadores operacionais (ampops)

Dizemos que amplificadores operacionais são excelentes por serem de acoplamento direto de alto ganho, que usam realimentação para controle de suas características e são visados como componente fundamental na elaboração de circuitos analógicos. Os amplificadores operacionais podem ser construídos por transistores ou válvulas (hoje a grande parte é baseada em circuitos integrados).

Transistores 

Os transistores podem ser considerados como um tipo de interruptor.

Foi inventado na década de 1950 devido a uma necessidade então sentida de encontrar um substituto para a válvula eletrónica que fosse mais barato, mais pequeno e consumisse menos energia – o que foi conseguido com o transistor.

Eles são usados em uma variedade de circuitos. Eles são centrais para a eletrônica e existem dois tipos principais; NPN e PNP.

Um transistor NPN é aquele em que a maioria dos elementos transportados são elétrons. O elétron que flui do emissor para o coletor forma a base da maioria do fluxo de corrente através do transistor. Por outro lado, os transistores PNP operam com valores positivo – negativo – positivo

Transistores são fabricados em diferentes formas, mas eles tem três leads (pernas) diferentes:

Base: o principal responsável pela ativação do transistor.
Coletor: perna positiva do transistor
Emissor: perna negativa do transistor

Em um transistor de forma básica, quando o interruptor é pressionado, uma corrente passa através do resistor na base do transistor. O transistor então permite que a corrente flua, dando energia para o próximo componente do circuito. O transistor tem que receber uma tensão em sua ‘base’ e até que isso aconteça, o componente não é ligado.

O resistor está presente para proteger o transistor, pois eles podem ser danificados facilmente por uma tensão/corrente muito alta. Os transistores são um componente essencial em muitos circuitos e às vezes são usados para amplificar um sinal.