29/07/2013

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Curso Técnico

Eletrônica 3

Tópico 1Revisão

Amplificador em cascata

Amplificador cascode

A análise da malhaesquerda fornece acorrente IC:

Nesta equação existem duas incógnitas, IC e VCE. A solução deste impasse é utilizar o gráfico Ic x Vce. Com o gráfico em mãos, basta Calcular os extremos da reta de carga:

Polarização de transistoresPolarização de transistoresPolarização de transistoresPolarização de transistores

Suponha RB= 500kΩ. Construaa linha de carga no gráfico Ic XVce e meça Ic e Vce deoperação.

Polarização de transistoresPolarização de transistoresPolarização de transistoresPolarização de transistores

• A montagem de um transistor em emissor comum é umestágio baseado num transistor bipolar em série com umelemento de carga.

• O termo “emissor comum” refere-se ao fato de que oterminal do emissor do transistor tem uma ligação“comum”, tipicamente a referência de 0v ou terra.

• O terminal do coletor é ligado à carga da saída, e oterminal da base atua como a entrada de sinal.

• O circuito do emissor comum é constituído por umaresistência de carga RC e um transistor NPN; os outroselementos do circuito são usados para a polarização dotransistor e para o acoplamento do sinal.

• Os circuitos emissor comum são utilizados para amplificarsinais de baixa voltagem, como os sinais de rádios fracoscaptados por uma antena, para amplificação de um sinalde áudio ou vídeo.

Transistor Transistor Transistor Transistor ---- emissor comumemissor comumemissor comumemissor comum

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Transistor Transistor Transistor Transistor ---- emissor comumemissor comumemissor comumemissor comum

• O circuito com um transistor com coletor comum possui um ganho de tensãomuito próximo da unidade, significando que os sinais em ca que são inseridosna entrada serão replicados quase igualmente na saída, assumindo que a cargade saída não apresente dificuldades para ser controlada pelo transistor.

• O circuito possui um ganho de corrente típico que depende em grande partedo hfe do transistor. Uma pequena mudança na corrente de entrada resultaem uma mudança muito maior na corrente de saída enviada à carga.

• Deste modo, um terminal de entrada com uma fraca alimentação pode serutilizado para alimentar uma resistência menor no terminal de saída.

• Esta configuração é comumente utilizada nos estágios de saída dosamplificadores classe B e classe AB, o circuito base é modificado para operar otransistor no modo classe B ou AB.

Transistor Transistor Transistor Transistor ---- coletor comumcoletor comumcoletor comumcoletor comum

Transistor Transistor Transistor Transistor ---- coletor comumcoletor comumcoletor comumcoletor comum

• A ligação de um transistor em base comum é umaconfiguração de um transistor na qual sua base éligada ao ponto comum do circuito.

• Esta montagem é utilizada de forma menos frequentedo que as outras configurações em circuitos de baixade baixa frequência, é utilizada para amplificadoresque necessitam de uma impedância de entrada baixa.

• Como exemplo temos o pré-amplificador demicrofones. É utilizado para amplificadores VHF e UHFonde a baixa capacitância da saída à entrada é deimportância crítica.

Transistor Transistor Transistor Transistor ---- base comumbase comumbase comumbase comum

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Transistor Transistor Transistor Transistor ---- base comumbase comumbase comumbase comum Comparativo das polarizaçõesComparativo das polarizaçõesComparativo das polarizaçõesComparativo das polarizações

Comparativo das polarizaçõesComparativo das polarizaçõesComparativo das polarizaçõesComparativo das polarizações

O circuito mais usado em amplificadores é chamado de polarização por divisor de tensão.

Transistor Transistor Transistor Transistor ---- polarização por divisor de tensãopolarização por divisor de tensãopolarização por divisor de tensãopolarização por divisor de tensão

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• O valor de I deve ser bem maior que IB para acorrente IB não influenciar na tensão sob R2.Como regra prática, considerar a corrente I 20vezes maior que IB.

• Para a análise da tensão em VR2, observar queR1 e R2 formam um divisor de tensão. SupondoI>> IB:

Transistor Transistor Transistor Transistor ---- polarização por divisor de tensãopolarização por divisor de tensãopolarização por divisor de tensãopolarização por divisor de tensão

• Com o valor de VR2 é simples o cálculo de IE. Deve-se olhar a malha de entrada:

• como

• Temos:

• Análise da malha de saída:

Transistor Transistor Transistor Transistor ---- polarização por divisor de tensãopolarização por divisor de tensãopolarização por divisor de tensãopolarização por divisor de tensão

• Considerando IE = IC

• Notar que βcc não aparece na fórmula para acorrente de coletor. Isto quer dizer que o circuitoé imune a variações em βcc, o que implica umponto de operação estável. Por isso a polarizaçãopor divisor de tensão é amplamente utilizada

Transistor Transistor Transistor Transistor ---- polarização por divisor de tensãopolarização por divisor de tensãopolarização por divisor de tensãopolarização por divisor de tensão

• Sempre ao polarizar um transistor, deseja-se mantero ponto Q de operação fixo independente de outrosparâmetros externos, ou seja, espera-se um divisorde tensão estabilizado. Para minimizar o efeito doβcc, considerar:

onde o valor de βcc é o do pior caso, ou seja, o menorβcc que o transistor pode ter.

Transistores e PolarizaçõesTransistores e PolarizaçõesTransistores e PolarizaçõesTransistores e Polarizações

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• O defeito desta regra é o fato de um baixo R2influenciar negativamente na impedância deentrada. Então como opção pode-se considerar:

• assim R2 será maior, mas com possibilidade dedegradação na estabilidade do ponto Q. Quando sesegue esta regra designa-se o circuito de polarizaçãopor divisor tensão firme e quando se segue a regraanterior é polarização por divisor de tensão

estabilizado.

Transistores e PolarizaçõesTransistores e PolarizaçõesTransistores e PolarizaçõesTransistores e Polarizações

• Na escolha do ponto de operação da curva IC x VCE,deve-se dar preferência a um ponto central, isto é,VCE =0,5 VCC ou IC =0,5 IC(SAT). De forma que osinal possa excursionar ao máximo tanto com oaumento de IB quanto com a diminuição.

• Por último, aplicar a regra de VE ser um decimo deVCC.

Transistores e PolarizaçõesTransistores e PolarizaçõesTransistores e PolarizaçõesTransistores e Polarizações

AmplificadoresAmplificadoresAmplificadoresAmplificadores

Há uma variedade de conexões de circuitos, que, embora sejamconfigurações emissor-comum, coletor-comum, ou base-comum forado padrão habitual, ainda são bastante importantes, sendoamplamente usadas quer sejam em circuitos discretos ou integrados. Aconexão em cascata é constituída de estágios em série, enquanto aconexão cascode coloca um transistor no topo de outro. Estas formasde conexão são encontradas em circuitos na prática. A conexãoDarlington e a conexão par realimentado representam múltiplostransistores conectados operando como se fossem um simplestransistor com a finalidade de melhorar o seu desempenho,usualmente com um ganho de corrente muito maior.

Conexão em Conexão em Conexão em Conexão em cascatacascatacascatacascata

Uma conexão popular de estágios amplificadores é a conexão emcascata. Basicamente, a conexão em cascata é uma série deacoplamentos de estágios em que a saída de um estágio representa osinal de entrada do estágio seguinte. A conexão em cascataproporciona uma multiplicação do ganho de cada estágio, resultandonum ganho global muito maior. O arranjo mais comum destaconfiguração é cascatear dois (estágios) amplificadores emissorcomum, como mostrado na figura abaixo. Mais que dois estágiospodem ser cascateados, mas a análise com apenas dois estágios podeser generalizada para qualquer números.

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Conexão em Conexão em Conexão em Conexão em cascatacascatacascatacascata Conexão em Conexão em Conexão em Conexão em cascatacascatacascatacascata

O ganho de tensão de cada estágio é:

A impedância de entrada do amplificador é aquela do estágio 1,

e a impedância de saída do amplificador é aquela do estágio 2.

Conexão em Conexão em Conexão em Conexão em cascatacascatacascatacascata Conexão em Conexão em Conexão em Conexão em cascatacascatacascatacascata

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Conexão em Conexão em Conexão em Conexão em cascatacascatacascatacascata Conexão Conexão Conexão Conexão cascodecascodecascodecascode

Uma conexão cascode tem um transistor sobre (em série com) o outro.A figura a seguir mostra uma configuração cascode com um estágioemissor-comum (EC) alimentando um estágio base-comum (BC). Estearranjo é projetado para prover uma alta impedância de entrada combaixo ganho de tensão, assegurando que a capacitância de entrada sejamínima, com o estágio BC proporcionando uma boa operação em altafrequência.

Conexão Conexão Conexão Conexão cascodecascodecascodecascode

Uma conexão cascode tem um transistor sobre (em série com) o outro.A figura a seguir mostra uma configuração cascode com um estágioemissor-comum (EC) alimentando um estágio base-comum (BC). Estearranjo é projetado para prover uma alta impedância de entrada combaixo ganho de tensão, assegurando que a capacitância de entrada sejamínima, com o estágio BC proporcionando uma boa operação em altafrequência.

Conexão Conexão Conexão Conexão cascodecascodecascodecascode

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Conexão Conexão Conexão Conexão cascodecascodecascodecascode Conexão Conexão Conexão Conexão cascodecascodecascodecascode