BIAS

Para alguns, esoterismo puro. Para outros, panacéia universal.
Afinal de contas, "whata f%ck is this"?

Lendo o "Tube Audio Design" do Bruce Rozenblit, achei dois parágrafos que explicam muito bem e, em poucas palavras com a mínima matemática, o que é o BIAS.

página 5, item 1.09 Parâmetros de um Triodo:

Examinando os parâmetros de um triodo, logo percebemos que , diferente do diodo, existe um elemento de controle: a grade. Se não existisse a grade, a corrente de ânodo (placa) seria limitada pelo que poderia ser arrancado do cátodo (em termos de elétrons livres). A tensão do ânodo, nestes termos, define o fluxo máximo de corrente possível. No espaço entre o ânodo e o cátodo, a grade gera um campo elétrico negativo (criado pela tensão negativa presente nela) que reduz o fluxo de corrente através da válvula. (Daí o nome válvula).

Então, a grade sempre funciona como um limitador de fluxo da corrente através da válvula. Não como elemento de injeção de corrente aumentando-a. Os elétrons não fluem através da grade. (Notem que este caso é genérico. Nas válvulas projetadas para operar com corrente de grade, uma tensão positiva é requerida e também uma corrente significativa flui para dentro da válvula). As cargas negativas repelem estes elétrons e eles ficam somente orbitando a grade gerando o campo elétrico sem interagir diretamente no fluxo. (Uma tensão positiva de grade fará com que surja uma corrente de grade, mas isto é uma operação imprópria e nunca deve acontecer.)
Os sinais de áudio possuem ambas as polaridades, Ora positivas ora negativas. Elas se iniciam no zero , movem-se para o pico positivo, e depois voltam a zero, movendo-se para o pico negativo, repetindo o ciclo.
A polaridade de um sinal define o sentido da corrente que, em uma válvula, é somente num sentido*: do ânodo para o cátodo. Como pode uma válvula trabalhar com um sinal de áudio com ambas as polaridades se alternando no tempo, se a corrente só pode fluir em uma direção?
A resposta está em como se pode setar o ponto de trabalho, ou ponto de operação para o "nível zero de sinal".

página 5, item 1.10 BIASING:

Por exemplo.
Pegue-se um triodo teórico que possui uma corrente de ânodo (Ia) máxima de 10mA para uma tensão anódica (Va) de 200V (e com a grade aterrada). Digamos que a ele precise desenvolver uma corrente de 3mA para o pico positivo e mais 3mA no pico negativo do sinal de áudio. Um range total de 6mA. Aplicando-se gradativamente uma tensão negativa na grade, chegamos a um ponto que, para -5V na grade, a corrente total (Ia) diminui para 5mA. Com a aplicação destes -5V na grade, estabelecemos um novo ponto de operação.
Neste momento, se aplicarmos o sinal de áudio positivo de 3mA, a corrente aumentará para 8mA, retornando aos 5mA (do repouso- zero sinal na grade) e decrescendo até 2mA (para a porção negativa), voltando a 5mA no repouso. A válvula está fornecendo os 6mA necessários para o range do sinal de áudio, porém os limites foram deslocados para cima: de 2mA até 8mA, ao invés dos -3mA e + 3mA originais. O fluxo de corrente resultante permanece sempre positivo apesar das variações de polaridade do sinal aplicado à grade, e o novo ponto de operação está fixo em -5V. Isto é chamado ajuste de Bias, em inglês Biasing the tube.
A tensão de BIAS são os -5V aplicados à grade do triodo.

BIAS é o modo como forçamos, através de circuitos apropriados, a maneira de uma determinada válvula posicionar seu ponto de trabalho (ponto quiescente) dentro de sua "curva característica" ou "função de trabalho".

É isto. Simples assim.



*Sentido convencional da corrente, que é oposto ao sentido real, pois em verdade os elétrons seguem o tráfego do cátodo aquecido atraídos para o ânodo com alto campo alétrico positivo.
Isso também é verdade para os dispositivos estado sólido! Num transístor NPN, a corrente entra pelo emissor, sai pelo coletor e foge também pela base (daí os nomes. O mesmo vale para os FETs: dreno, supridouro e porta).
Imaginem, toda a física da eletricidade, desde 1890, passando pelas diversas revoluções tecnológicas, computadores, era da informática, internet, etc, baseados numa mentira...

PS.: Quando o Rômulo me contou este segredo em 1983 pela primeira vez, lá na ETI Lauro Gomes, fiquei algumas noites sem dormir...na verdade, ainda tenho pesadelos com isto...