circuito equivalente de pequenos sinais - ufpr] · 2.5 resposta em freqüência dos amplificadores...
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TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES22
2.2 Resposta em Baixas Freqüências dos Amplificadores Fonte Comum e Emissor Comum
Amplificador fonte comum
TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES23
Circuito equivalente de pequenos sinais
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TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES24
TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES25
Amplificador emissor comum
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TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES26
Circuito equivalente de pequenos sinais
TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES27
MODELOS PARA ALTA FREQÜÊNCIA DE TRANSISTORES
Transistor Bipolar:
gmv�
ror�
v�
+
-
rx
C�
C�
C
E
B
C�: Capacitância da junção B-E
C�: Capacitância da junção B-C
rx: Resistência série da Base (pode ser desprezada na maioria dos casos)
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TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES28
Transistor MOS – Circuito equivalente simplificado
Cgs
: Capacitância entre Gate e Substrato
Cgd
: Capacitância entre Gate e Dreno
TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES29
2.4 Resposta em Altas Freqüências dos Amplificadores Fonte Comum e Emissor Comum
Amplificador fonte comum Modelo de pequenos sinais
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TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES30
Teorema de Miller
�
1 2
+ +
- -
V1 V2=K V1
Y I2I1
- -
Y1 Y2
+
V1V2=K V1
+
I1 I2
Y1V
1=I
1
Y1=Y �1�K �
Y2V
2=I
2
Y2=Y �1�1
K �
I1=Y �V 1
�V2�=YV
1 �1�K �
Nó 1
I2=Y �V 2
�V1�=YV
2 �1�1
K �
Nó 2
TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES31
(1+gmR´
L)
Aplicação do Teorema de Miller sobre Cgd
Cgd
(1+1/gmR'
L)
O ganho em médias freqüências vale: AM=K=�gm RL
'
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TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES32
Circuito para determinação direta da função de transferência
Vo�s �
V s� s �=AM
1�s
gm/C
gd
1�s Rs[C gs�C gd �1�gm RL
'��C gd�RL
'/Rs�]�s
2C gsC gd Rs RL
'
Onde AM é o ganho de tensão para médias freqüências
TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES33
Amplificador emissor comum Modelo de pequenos sinais:
Aplicando Miller em C�:
Cµ(1+g
mR'
L)
Cµ(1+1/g
mR'
L)
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TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES34
2.5 Resposta em Freqüência dos Amplificadores Base Comum, Porta Comum e Cascode
Amplificador Base-Comum: análise da resposta em altas freqüências
�Vantagens:
� A capacitância C� está conectada da
saída para o terra
� elimina-se o efeito Miller
� maior resposta em freqüência se comparado ao Emissor Comum
� Desvantagem:
� Baixa impedância de entrada
TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES35
Modelo de pequenos sinais
Redesenhando:
Polos de alta freqüência:
�P1=1
C�rR s�
�P2=1
C� RL
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TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES36
Configuração Cascode
Estágio de entrada: Emissor-Comum
Estágio de saída: Base-Comum
�Vantagens:
� As mesmas do Base-Comum
� Alta impedância de entrada (do estágio Emissor-Comum)
TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES37
Modelo de pequenos sinais:
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TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES38
2.6 Resposta Freqüência do Amplificador Diferencial
Ganho diferencial Meio circuito diferencial:analise identica ao Emissor Comum
TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES39
2.6 Resposta Freqüência do Amplificador Diferencial
Modelo de pequenos sinais:
C��1�gm RC
2�
C��1�2
gm RC
�
Aplicando o teorema de Miller:
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TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES40
Ganho de modo comum: Modelo de pequenos sinais:
� O RC da fonte de corrente gera um zero na função de transferência � O ganho A
cm aumenta com a freqüência a partir do zero: f
Z= (2�RC)-1
� devido ao alto valor de R esse zero geralmente ocorre em freqüência inferior aos polos do ganho diferencial
TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES41
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TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES42
Transistor BipolarFreqüência de corte intrínseca e freqüência de Transição fT
gmv�
ror�
v�
+
-
rx
C�
C� C
E
B
E
�
ib
ic
•Variaçao do ganho de corrente com a freqüência (hfe)
•Determinaçao das capacitancias pela fT
=IC
IB
hfe=iC �s �
iB� s �
•Baixa freqüência:
•Alta freqüência:
TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES43
Transistor BipolarFreqüência de corte intrínseca e freqüência de Transição fT
•nas especificações dos transistores são dados fT e C
�
•C� é calculado usando-se a expressão da f
T
h fe=
1�s �C�C�� r
�C=
1
�C�C��r
�T=
gm
�C�C��
fT=
gm
2�C�C��
•Freqüência angular de corte:
•Freqüência angular de transição:
•Freqüência de transição em Hz:
Pela análise do circuito equivalente fazendo-se g
m>>� C
� chega-se a:
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TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES44
Transistor MOSFETFreqüência de Transição fT
•Freqüência angular de transição:
•Freqüência de transição em Hz:
I o �s �
I i �s �=
gm
s �Cgs�Cgd �
I o� s�
I i� s�=1
�T=gm
�Cgs�C gd�
fT=
gm
2�C gs�C gd�
Na freqüência de Transição: