1

Tomando-se como referência inicial um transistor polarizado na configuração emissor comum, cujo ponto quiescente está no meio da região ativa, uma pequena variação na tensão VBE (tensão de entrada) provoca uma variação semelhante na corrente de base IB (corrente de entrada).

Esta variação na corrente IB faz com que a corrente de coletor IC (corrente de saída) e a tensão VCE (tensão de saída) também variem, acompanhando a mesma forma de onda de entrada, como mostra a curva característica de saída do transistor, na figura no próximo slide.

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Se as variações não atingirem os pontos de corte e saturação na curva característica de saída, elas podem ser consideradas lineares.

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Variação do sinal de entrada e saída do

amplificador

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No caso de ganho de tensão, para este circuito de referência, seu resultado é negativo, pois uma variação positiva na tensão de entrada causa uma variação negativa na tensão de saída. Isto significa que o amplificador defasa a saída em 180º.

Já o ganho de corrente tem um resultado positivo, significando que o amplificador mantém a corrente de saída em fase com a corrente de entrada, ou que a defasagem é nula.

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Um microfone, um amplificador e um

alto falante.

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Na ausência de capacitor de acoplamento os sinais

possuem uma elevação (componente DC positiva) dos

valores de entrada que podem deslocar o ponto

quiescente na reta da carga para próximo da região de

saturação.

Por exemplo, quando VBEQ aumenta, IBQ e ICQ

também aumentam, porém VCEQ diminui como mostrado

na figura.

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Com isso, o sinal de entrada, ao atingir o limite

máximo, distorce o sinal de saída.

Da mesma forma, se o sinal de entrada tiver uma

componente DC negativa, o ponto quiescente se

desloca no sentido contrário, provocando uma

distorção no sinal de saída devido à sua proximidade

da região de corte.

Para evitar esse problema, entre o circuito

gerador do sinal e a entrada do amplificador, é

colocado um capacitor de acoplamento de entrada

AC (CA), que bloqueia o nível DC, deixando passar

apenas a componente AC.

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Na saída do amplificador acontece algo semelhante.

Para não haver alteração no ponto quiescente, eles são ligados através de um capacitor de acoplamento de saída AC (CA), ao mesmo tempo em que este capacitor (C2) evita que o nível DC do amplificador interfira também na carga ou no circuito de saída.

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Classe de Operação O que determina o tipo de classe de

operação de um amplificador é o modo

como os transistores do estágio de saída

operam, na tentativa de se obter maior

linearidade (menor distorção) e/ourendimento.

Serão apresentadas algumas classes que

se aplicam a amplificadores de áudio,

em amplificadores de alta freqüência (RF)

ou controles de potência.

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Classes de Operação

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Classes de Operação dos AmplificadoresClassificação e Rendimento

Classe C

Classe B

Classe AB

Classe A

Re

nd

ime

nto

%

Ângulo de condução [rad]

50 %

100 %

78.5 %

0 π 2π

Rendimento

Classe A η= 0 à 50%

Classe B η =0 à 78.5%

η = PLM . 100

PF

PLM = potência fornecida

pelo amplificador à carga.

PF = potência fornecida pela

fonte de alimentação ao

amplificador.

O amplificador cujo transistor está polarizado com o

ponto quiescente no meio da reta de carga, oscilando

somente na região linear da curva do transistor.

Em classe A, o transistor trabalha todo o tempo na

sua região ativa (360º).

Para que a amplificação ocorra com o maior

rendimento possível sem distorção devem ser calculados a máxima tensão e potência que o transistor pode fornecer

à carga.

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Estando o ponto quiescente no meio da reta de carga, a amplitude máxima de pico a pico do sinal de carga (VLM) é limitada por ICQ ou por VCEQ’ para que o transistor não corte e não sature.

Notar que o dispositivo trabalha na parte linear da curva e teoricamente não há distorção do sinal. Essa condição é denominada classe A de operação.

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Devido ao baixo rendimento, máximo de 50%, é

inviável o emprego na parte de potência de

equipamentos portáteis alimentados por baterias.

Por isso, classe A só é usada em geral em etapas

intermediárias, onde a potência dissipada é pequena.

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Classe A Apresenta a melhor característica de

linearidade entre todas (teórico), mastambém tem o menor rendimento que,idealmente, não passa de 50% (paraconfiguração push-pull).

Isso se deve ao fato de que os transistoresde saída estão sempre em condução,pois existe uma corrente de polarização,constante, com valor no mínimo igual ametade da máxima corrente de carga.

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Configuração push-pull, complementar,operando em classeA.

Rendimento de umamplificador classe A, emconfiguração push-pull,para um sinal senoidal edesconsiderando-se asperdas.

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É aquele que trabalha com o ponto quiescente

próximo à região de corte.

Neste caso amplifica somente um semiciclo do

sinal AC.

Para amplificar a outra metade do sinal é montado

num arranjo denominado push-pull. Para isso são

utilizados dois transistores um NPN e um PNP.21

São dois amplificadores na configuração seguidor

de emissor e com ganhos unitários.

É importante que os transistores tenham

características muito próximas de modo a atuarem de

forma igual nos dois semiciclos.22

Configuração push-pull, complementar,operando em classeB.

Durante a transição da operaçãode um transistor para outro háuma interrupção do sinal desaída, pois o nível do sinal deentrada não é suficientementegrande para por os transistoresem condução; ocorre a chamadadistorção de crossover.

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Rendimento de um amplificador classe B,para um sinal senoidal e desconsiderando-seas perdas

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Amplificador Classe B

Esta classe faz aumentar o rendimento do

circuito, idealmente, para 78,5%.

No entanto, é necessário um par de

transistores (push-pull), pois cada um fica

responsável por um semiciclo do sinal de

saída.

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Neste amplificador o ponto de operação está em

uma região intermediária do centro da reta de carga

(classe A) ao ponto de corte (classe B).

A polarização dos transistores um pouco acima da

região de corte nos amplificadores push-pull deve

garantir que não ocorra a distorção na transição.

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Neste amplificador o rendimento também é alto

da ordem de até 78,5%.

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Neste amplificador o ponto de operação está

situado dentro da região de corte sendo assim,

o transistor conduz durante um intervalo menor que um

semiciclo.

Não é muito empregado como amplificador de

áudio porque esse circuito causa distorções.

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Amplificador Classe C

Amplificadores classe C podem ser usados em

etapas de potência de transmissores de radiofrequência.

Filtros e circuitos ressonantes devem ser usados

para restaurar o sinal e eliminar harmônicos.

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