Sua pergunta parece ser sobre beta ou h FE . Sim, isso pode variar significativamente entre as peças, mesmo do mesmo lote de produção. Também varia um pouco com a corrente e a tensão do coletor (usando o emissor como referência de 0 V). No entanto, para qualquer transistor, seu ganho realmente varia um pouco em função da corrente do coletor em uma faixa razoável e assumindo que a tensão do coletor seja mantida alta o suficiente.
O grande ponto que você parece estar perdendo é que você não deve se preocupar com o ganho exato. Um bom circuito com transistores bipolares funciona com o ganho mínimo garantido na região de operação pretendida, mas, de outro modo, funciona bem com o ganho em qualquer lugar a partir do infinito. Não está fora de linha que nenhum transistor em um ponto operacional específico tenha um ganho 10 vezes mais do que o mínimo garantido pela folha de dados. Depois de levar isso em consideração no design do circuito, é realmente apenas um pequeno passo para garantir que o circuito funcione com o ganho do transistor até o infinito.
Projetar para uma gama tão ampla de ganhos pode parecer difícil, mas na verdade não é. Existem basicamente dois casos. Quando o transistor é usado como comutador, alguma corrente base mínima, calculada a partir do ganho mínimo garantido, o leva à saturação. Se o ganho for maior, o transistor ficará mais saturado na mesma corrente base, mas todas as tensões e correntes através dele ainda serão praticamente as mesmas. Em outras palavras, o restante do circuito (exceto casos incomuns) não será capaz de diferenciar a diferença entre o transistor acionado 2x ou 20x na saturação.
Quando o transistor é usado em sua região "linear", o feedback negativo é usado para converter o ganho grande e imprevisível em um ganho menor, mas bem controlado. Este é o mesmo princípio usado com os opamps. O feedback CC e CA pode ser diferente, com a primeira configuração do ponto de operação , às vezes chamada de polarização do transistor, e a segunda controlando o que acontece quando o sinal desejado é passado através do circuito.
Adicionado:
Aqui está um exemplo de circuito que é tolerante a uma ampla faixa de ganho de transistor. Amplificará pequenos sinais de áudio em cerca de 10x e a saída será em torno de 6 V.
Para resolver isso manualmente, é provavelmente mais fácil fazê-lo iterativamente. Comece assumindo que OUT é 6V e trabalhe a partir daí. Como o ganho é infinito, não há corrente de base e a tensão de base é definida diretamente pelo divisor R1-R2 de qualquer saída OUT. O divisor possui um ganho de 1/6, portanto a base está em 1,00 V. Menos a queda de 600 mV de BE, que coloca o emissor em 400 mV e as correntes do emissor e coletor em 400 µA. O caminho R1-R2 extrai 50 µA, então o total extraído de OUT é 450 µA, então a queda em R3 é de 4,5 V, então OUT é de 7,5 V. Agora, repita os cálculos acima assumindo OUT de 7,5 V e talvez mais uma vez depois disso. Você verá os resultados convergirem rapidamente.
Este é realmente um dos poucos casos em que um simulador é útil. O principal problema dos simuladores é que eles fornecem respostas muito precisas e com autoridade, apesar dos parâmetros de entrada serem vagos. No entanto, neste caso, queremos ver o efeito de alterar apenas o ganho do transistor, para que um simulador possa cuidar de todo o trabalho de drenagem para nós, conforme executado acima. Ainda é útil seguir o processo no parágrafo anterior uma vez para ter uma ideia do que está acontecendo, em vez de apenas olhar os resultados de uma simulação com 4 casas decimais.
Em qualquer caso, você pode obter o ponto de polarização DC para o circuito acima, assumindo um ganho infinito. Agora assuma um ganho de 50 para o transistor e repita. Você verá que o nível CC de OUT muda apenas um pouco.
Outra coisa a observar é que existem duas formas de feedback DC, mas apenas uma para os sinais de áudio CA.
Como a parte superior do R1 está conectada à OUT, ela fornece algum feedback CC que torna o ponto de operação mais estável e menos sensível às características exatas do transistor. Se OUT aumentar, a corrente na base de Q1 aumenta, o que torna mais corrente do coletor, o que diminui a OUT. No entanto, esse caminho de feedback não se aplica ao sinal de áudio. A impedância que olha para o divisor R1-R2 é R1 // R2 = 17 kΩ. A frequência de rolloff do filtro passa-alto formada por C1 e esses 17 kΩ é 9,5 Hz. Mesmo a 20 Hz, R1 // R2 não carrega muita carga no sinal que passa por C1 e fica mais irrelevante proporcional à frequência. Em outras palavras, R1 e R2 ajudam a definir o ponto de polarização DC, mas não atrapalham o sinal de áudio pretendido.
Por outro lado, R4 fornece feedback negativo para DC e AC. Enquanto o ganho do transistor for "grande", a corrente do emissor estará próxima o suficiente da mesma corrente do coletor. Isso significa que qualquer voltagem que atravesse R4 aparecerá em R3 proporcionalmente às suas resistências. Como R3 é 10x R4, o sinal em R3 será 10x o sinal em R4. Como a parte superior do R4 está em 12 V, OUT é 12 V menos o sinal em R3, que é de 12 V menos 10x o sinal em R4. É assim que este circuito alcança um ganho CA razoavelmente fixo de 10, desde que o ganho do transistor seja significativamente maior que isso, como 50 ou superior.
Vá em frente e simule esse circuito enquanto varia os parâmetros do transistor. Observe o ponto de operação CC e qual é a função geral de transferência de IN para OUT de um sinal de áudio.