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EE530 Eletrônica Básica IProf. Fabiano Fruett
5A - Amplificadores Bipolares• Conceitos Básicos• Impedâncias de Entrada e Saída• Análise de pequenos sinais
– Análise gráfica
• Arranjos de polarização• Principais configurações
– Emissor comum– Base comum– Coletor Comum
• Inversor Lógico
Amplificador de áudio e perdas devido as impedâncias de entrada e saída
Circuito equivalente de entrada
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Medidas de impedâncias
x
xx i
VR =
Impedância de entrada de um simples estágio amplificador (exemplo 1)
πri
v
x
x =
3
Impedância de saída (exemplo 2)
oout rR =
Impedância “vista” do emissor (exemplo 3)
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1
x
xm
outm
v
i gr
Rg
π
=+
≈
Consideramos AV =∞
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Resumo das impedâncias “vistas” nos terminais de um transistor
Regra # 1: do ponto de vista da base, a impedância é rπ se o emissor está com aterramento (ac).Regra # 2: do ponto de vista do coletor, a impedância é rose o emissor está com aterramento (ac). Regra # 3: do ponto de vista do emissor, a impedância é 1/gm se a base está com aterramento (ac) e também desprezendo o efeito Early
Polarização
• Qual a importância da polarização na análise de um amplificador transistorizado?
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9
Passo a passo do processo de análise para pequenos sinais através dos modelos
1. Determina-se o Ponto de Operação P.O. cc (IC).
2. Calcula-se os parâmetros de pequenos sinais gm = IC/VT, rπ = β/gm e re = VT/IE ≅ 1/gm.
3. Substitui-se as fontes cc de tensão por um curto-circuito e as fontes cc de corrente por um circuito aberto.
4. Substitui-se o TBJ pelo modelo equivalente.
5. Analisa-se o circuito resultante para determinar as grandezas de interesse.
Exemplificando a análise DC e de pequenos sinais
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Efeito da localização do ponto de
polarização na excursão máxima do sinal
Como localizar o ponto Qpara maximizar a excursão do sinal de saída?
Arranjos de polarização
Fonte DualDivisor resistivo e Fonte Simples
IE =VBB − VBE
RE + RB/(β + 1)RE >>
RB
(β + 1)
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Arranjos de polarização
Fonte de correnteForma alternativa
( 1)B
C
RR >>
β +IE =
VCC − VBE
RC + RB/(β + 1)
Análise de Pequenos SinaisAmplificador em Emissor Comum (EC)
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Emissor comum com resistência de emissor
Amplificador em emissor comum
Sem resistência de emissor Com resistência de emissor
Ri = rπ
o Cm C
s e
Rg R
r≅ − = −v
v
oi
o C
rA
r R= −β ≅ −β
+
Ro = RC/ /ro
( 1)( )i e eR r R≅ β + +
( 1)( )o C
s s e e
R
R r R
β≅ −+ β + +
v
v
oi
b
iA
i= ≅ −β
o CR R≅
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Efeito da inclusão de Re no amplificador EC
• 1. A resistência de entradaRi aumenta de(1 + gmRe).
• 2. Para a mesma distorção não linear, podemosaplicar um sinal (1 +gmRe) vezes maior.
• 3. O ganho de tensão é reduzido
• 4. O ganho de tensão é menos dependente dovalor deβ (particularmente quandoRs é pequeno).
Base comum
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Coletor Comum (Seguidor de Emissor)
Ri = (β + 1) re + (ro //RL )[ ] Ri ≅ (β + 1)RL
( // )1
( // )1
o L o
sse L o
R rA
Rr R r
= = ≅+ +
β +
v
v
vSeguidor de Emissor
Ro ≅ re +Rs
β + 1
( 1) ( 1)o oi
b o L
i rA
i r R= = β + ≅ β +
+
Exercício: Faça uma comparação das características dos amplificadores vistos
anteriormente
Indique as configurações mais indicadas para trabalhar como fonte de corrente, fonte
de tensão, amplificador de tensão e
amplificador de corrente
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Inversor lógico básico Resistor Transistor Logic - RTL
Sedra Fig. 4.60
Transistor como inversor lógico
• Corte: Entrada baixa, iC nulo, vo=VCC, saída alta
• Ativo direto, Ganho EC ≅
• Saturação: Entrada alta, saída baixa em VCEsat≅ 0.2 V
0m C
I
vg R
v= −
Modos de operação:
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Característica de transferência de tensão
Fig. 4.61
Iv
Ov
Sugestão de estudo
• Razavi, Cap. 5• Sedra/Smith cap. 4 seções 4.9 até 4.11 e
4.13 até 4.15Exercícios e problemas correspondentes
Para saber mais:
Paul R. Gray e Robert G. Meyer, Analysisand Design of Analog integrated Circuits, John Wiley & Sons