eletronic a an a logic a

Upload: juniormoschen9663

Post on 06-Jul-2018

218 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • 8/17/2019 Eletronic a an a Logic A

    1/28

    Princípios De Eletrônica Analógica

    Prof. Luiz Antonio Vargas Pinto

    Revisada em 22-03-2010 © 2007-2010

    1

  • 8/17/2019 Eletronic a an a Logic A

    2/28

    2

    Índice

    Introdução....................................................... 3 Fonte retificadora ½ onda e filtro a capacitor................... 4 Fonte retificadora de onda completa e filtro a capacitor......... 4 Junção........................................................... 4

    Diodo Zener...................................................... 4 Curva Característica............................................. 4 Regulador CC..................................................... 5 Exercício........................................................ 5 Transistor Bipolar............................................... 6 As correntes no transistor....................................... 8 Ganho (hfe)...................................................... 8 Polarização...................................................... 9 Polarizando com técnica de i C ≤ 10 mA ............................ 9

    Considerações .................................................. 9 Polarizando com técnica de i C > 10 mA ........................... 12

    Considerações ................................................. 12 O circuito equivalente de Thévenin.............................. 14 Condições Quiescentes (ideais).................................. 17 Reta de Carga................................................... 17 Análise geral................................................... 18 Características de configuração................................. 21 Classe A........................................................ 23 Classe B........................................................ 23 Classe AB....................................................... 24 Classe D........................................................ 24 Classe G........................................................ 26

    Classe H........................................................ 26 Classe I........................................................ 27

  • 8/17/2019 Eletronic a an a Logic A

    3/28

    3

    IntroduçãoEste material foi desenvolvido baseado em apontamentos e estu-

    dos desenvolvidos durante aulas teóricas e práticas, e podem evi-dentemente apresentar erros e inconsistências. Se forem evidenci-adas, peço a gentileza de me informarem em meu site:

    www.vargasp.com ou www.vargasp.netObrigado.Sucesso em seus estudos.Prof. Engº Luiz Antonio Vargas Pinto

    http://www.vargasp.com/http://www.vargasp.net/http://www.vargasp.net/http://www.vargasp.com/

  • 8/17/2019 Eletronic a an a Logic A

    4/28

    Fonte retificadora ½ onda e filt ro a capacitor

    Fonte retificadora de onda completa e filtro a capacitor

    Junção

    Diodo ZenerDos diodos que são fabricados, o diodo Zener foi construído

    para trabalhar com tensão reversa. Assim ele se comporta como umdiodo comum, mas, quando sob tensão reversa (acima ou no valor VZ)ele conduz.

    Curva Característica

    4

  • 8/17/2019 Eletronic a an a Logic A

    5/28

    Regulador CCSeja o circuito seguinte:

    Dados:Carga 10 mA ≤ i L ≤ 40 mAVL = 12 VVCC = 18V

    Característica básicas necessárias para que o diodo Zener funcionecomo regulador (protetor da carga):

    1. I LMAX = 40 mA 2. Zener sempre conduzindo (I LMIN=5 mA

    1 )3. VCC > V L (I ZMIN)4. A presença de R i = iZ + iL ou i = iL + iZ i = iLMAX + iZMIN

    5

    i = 40 + 5 = 45 mA Condição que garante que oZener está conduzindo

    VRLIM = 18 – 12 = 6 V (tensão na resistência limitadora)

    RLIM . i = VRLIM

    Ω=×

    = − 33,13310456

    3LIMR

    120 Ω ≤ 133,33 ≤ 150 Ω

    e Adotamos R= 150 Ω porque é ainda capaz de conduzir de tal formaque iZMIN < 5 mA e o Zener corta.

    ExercícioÉ necessário alimentar uma carga de 500 Ω com uma tensão de 10

    V a partir de uma fonte que fornece uma tensão que pode ter umavariação de 15 a 20 V.Dado iZMIN = 5mA

    1- Fornecido pelo manual

  • 8/17/2019 Eletronic a an a Logic A

    6/28

    Em condição de Zener conduzindo, VZ = V L = 10V e iL = 10 / 500 = 20 mA o quefaz com que i = 5 + 20 = 25 mA . Claro que nesta situação a fonte estariaoperando em condição mínima e em conseqüência disto:

    Ω=×

    =⇒=−= − 20010255

    510153MAXr

    RVV

    Quando VCC = 20V , o Zener ainda está conduzindo, porém, sua corren-te agora é máxima, mas sua VZ ainda é 10 V . Assim, nesta situação,Vr = 20 – 10 = 10V Considerando que R não mude, então teremos:

    E como VZ não muda, quem muda é iZ que passa a ser iZMAX

    Ai 05,020010 ==

    AiZMAX 03,0102005,0

    3

    =×−= −

    E desde que o Zener suporte essa corrente, esse será o valor de Rlimitador a ser adotado.

    Transistor bipolar ou BJT

    A conexão de junções alternadamente produz, de início, doistipos de circuito:

    Onde a injeção de corrente na base (B) ou mesmo a retiradadesta da base (B) propicia um efeito de circulação de corrente en-tre o coletor (C) e o emissor(E) fazendo a "ponte" entre o Coletore o Emissor vencendo a largura da Base e as duas junções CB e BE.

    No caso do NPN , em particular, ocorre entrada de corrente con-vencional, fazendo com que a corrente do emissor ( iC ) seja ligeira-mente maior que a corrente de coletor ( i E )

    6

  • 8/17/2019 Eletronic a an a Logic A

    7/28

    Claro que existe uma mínima parcela de corrente de retorno nabase mas esta é muito menos intensa que aquela na direção Coletor-Emissor.

    A influência da base sobre as junções é essencial. A injeçãode elétrons desestrutura eletricamente o sistema desencadeando umfluxo de cargas em um único sentido favorável, tal como um diodo.

    1. Observe que a largura da camada P é um obstáculo intransponívelpara o fluxo de elétrons do coletor para o emissor, uma vez queestes não “enxergam ” as cargas no outro lado N. Por essa razãoapenas é possível a passagem de elétrons mediante a injeção de-les na base iniciando e controlando o fluxo principal do coletorpara o emissor.

    2. O transistor bipolar, tal como os diodos semicondutores apresen-ta uma ddp entre as junções. E em particular, a ddp entre Base-Emissor é muito próxima àquela no diodo. A menos que o fabri-cantes especifique, esta corrente será um valor entre 0,6 e0,7V. Sendo constante em cada componente, é usual denominá-la de“Resistência dinâmica ” .

    3. Também fica fácil observar que o transistor faz parte de um con-junto denominado de “Componentes Ativos ” , isto é, somente fun-ciona com fonte de alimentação externa ao componente (neste casoVCC).

    4. As junções efetivamente não se fundem, fato este que conhecemoscomo efeito “Ruptura ” e efeito “Avalanche ” . Assim, podemos afir-

    mar que as junções estão “Coladas ” e isto é feito termicamente.

    5. Embora, de início dê a falsa impressão de que o amplificador se-rá utilizado em corrente contínua (CC), isto não é verdade. Oque de fato é trabalhado, são as correntes necessárias para co-locar o transistor em uma situação de “pré-amplificação ” , fixan-do o fluxo mínimo ideal as necessidades do sinal a ser amplifi-cado.

    7

    6. Vamos considerar ainda que existe a influência da temperatura noresultado final de amplificação posto que o β do sistema é muitosensível a temperatura.

  • 8/17/2019 Eletronic a an a Logic A

    8/28

    As correntes no transistor

    De todas, a mais interessante é aquela que expressa o Ganho em CC:

    Ganho (hfe) 2

    A relação IC /I B define a capacidade de reproduzir (controlar) ofluxo de corrente do coletor. Definimos:B

    B

    Cfe

    I

    Ih == β

    Como IC >> I B , o ganho β é elevado.

    • Definimos α como a relação:

    E

    C

    I

    I =α

    onde 0,95 ≤ α ≤ 0,99 E ainda, como α é sempre menor que 1 , ou seja α < 1

    2 Obtido do modelo de Ebbers-Moll 8

  • 8/17/2019 Eletronic a an a Logic A

    9/28

    PolarizaçãoIniciamos com um questionamento: porque polarizar ?Temos sempre que ter em mente que o transistor é um componente

    Ativo, isto é, requer energia e componentes adicionais para fun-cionar da forma planejada.

    Uma das formas mais comuns de polarização é por "injeção decorrente constante na base"

    Este circuito funciona relativamente bem, porém tem o inconve-niente de apresentar algumas instabilidades com variação de β ,tensão e corrente de base. Daí um circuito melhorado, sugerido se-ria:

    É o clássico amplificador com "divisor de tensão na base".

    Polarizando com técnica de i C ≤ 10 mAEm certas aplicações, o uso de algumas técnicas facilitam a

    polarização de transistores, tal como neste caso.

    Considerações ! IC ≤ 10 mA ! β ≥ 100 ! VCE = V CC /2 ! VRE = 0,1 V CC ! ID = 0,1 I C ! IC=I E ! Apenas para efeito de cálculo, I B = 0 (desprezível comparada a IB C)

    Exemplo de aplicação:Determine o circuito de polarização para I C = 6 mA e V CC = 12V

    9

  • 8/17/2019 Eletronic a an a Logic A

    10/28

    O qual fica como:

    Veja que:6 + 1,2 + 4,8 = 12

    E por Ohm vemos que:

    Ω== − 8001068,4

    3 x R C

    10

    Ω== − 2001062,1

    3 R E

    x

  • 8/17/2019 Eletronic a an a Logic A

    11/28

    I D = 0,6 mA

    Observe no detalhe que V R2 = 1,2 + 0,7 = 1,9 V E a corrente que passa por R 2 é I D = 0,6 mA e logo:

    Ω== − 3167106,09,1

    32 x R

    E ainda:

    De onde tiramos que V R1 = 12 – V R2 , o que implica em que V R1 = 12 – 1,9 e V R1 = 10,1 V

    Daí 3,16833106,0

    1,1031

    == − x R

    11

  • 8/17/2019 Eletronic a an a Logic A

    12/28

    12

    E ficamos:

    Com valoresReais

    Polarizando com técnica de i C > 10 mAPor outro lado, outras aplicações podem requerer mais que 10

    mA e neste caso, o procedimento é diferente.Isto porque I B=0 considerada no caso anterior, não vale mais e

    por conseqüência, I D também não vale mais.

    Considerações ! β ≥ 100 ! VCE = V CC /2 ! VRE = 0,1 V CC !

    IC=I E ! RBB=10 R E

    Exemplo de aplicação:Determine o circuito de polarização para I C = 20 mA e V CC = 12V eβ =330

    O qual fica como:

    E por Ohm vemos que:

    Se desejarmos boa precisão

    Veja que:6 + 1,2 + 4,8 = 12

  • 8/17/2019 Eletronic a an a Logic A

    13/28

    Ω== − 24010208,4

    3 x R C

    Ω== − 601020

    2,13

    x

    R E

    Para este tipo de análise consideremos o circuito equivalente deThèvenin 3 :

    Como R BB = 10 x R E Daí:

    Ω== 6006010 x R BB

    E como A x xi

    ii

    i C B

    B

    C 63

    106,60330

    1020 −−

    ===⇒= β

    β

    V x xV RBB 036,0106,606006 == −

    E teremos:

    Porque V BB = 1,2 + 0,7 + 0,036 = 1,936 V

    3 Homenagem a Léon Charles Thévenin que desenvolveu uma técnica para reduzir circuitos elétricos 13

  • 8/17/2019 Eletronic a an a Logic A

    14/28

    Obtidos da circuito equivalente de Thèvenin, temos:

    BB

    CC BB

    V

    V R R =1

    e21

    21

    R R R R R BB +=

    O circuito equivalente de ThéveninDe acordo com Thévenin, podemos dividir um circuito respeitan-

    do algumas regras, ou seja:

    De onde:

    21

    21

    RR

    RRR TH

    +

    =

    Em seguida, determinaremos a Tensão de Thèvenin:

    De onde:

    CC TH CC

    TH

    TH RCC

    V R R

    RV

    R R

    V RV

    V V R R

    V i

    ×+

    =⇒+

    ×=

    +=+

    =

    21

    2

    212

    1CC21

    V e

    14

  • 8/17/2019 Eletronic a an a Logic A

    15/28

    Como V TH será o V BB , então:

    CC BB

    CC BB

    V R R

    RV

    R R

    V RV

    ×+

    =

    +×=

    21

    2

    212

    Multiplicando ambos os lados por R 1

    BB

    BBCC

    CC BB BB

    CC BB

    V

    RV R

    V RV R

    V R R

    R RV R

    ×=

    ×=×

    ×+

    1

    1

    21

    211

    Conforme queríamos demonstrar.

    e cujo circuito equivalente final será:

    Prosseguindo em nossos cálculos, teremos:

    Ω=⇒×= 3719936,1

    6001211 R R

    E ainda, se21

    21

    R R

    R R R BB +

    =

    ( )

    ( )

    Ω=

    =

    ×−=−×=

    ×=+

    ×=+⇒+×=

    7153119

    2231400

    60037192231400

    60037192231400

    37196002231400

    3719371060037193719600

    2

    2

    2

    22

    22

    222

    2

    R

    R

    R

    R R

    R R

    R R R R

    15

  • 8/17/2019 Eletronic a an a Logic A

    16/28

    E ficamos:

    16

  • 8/17/2019 Eletronic a an a Logic A

    17/28

    Condições Quiescentes (ideais)

    Considerando nas condições Quiescentes:

    VBE ≈ 0,7V

    e se Re >> RB ( 1 - α)

    Esta última consideração elimina as variações de β de modo que:

    EQCQE

    BE II

    R

    VI =−≅ e 7,0

    Reta de Carga

    Lembrando que VCC = VCE + IC( RC + RE) representa a Reta de Carga

    Simetria(Ideal)

    17

  • 8/17/2019 Eletronic a an a Logic A

    18/28

    Análise geral

    S eja dado um circuito de polarização, no qual são conhecidos R1 ,R2 , RC , RE , V CC , V BE e o β , porque o transistor em uso tem suascaracterísticas de datasheet já conhecidas:

    Por Kirchhof, teremos as seguintes equações:

    0

    0

    0

    2

    1

    =−−

    =−+=−−−

    BE RE R

    R RC CB

    RE CE RC CC

    V V V

    V V V

    V V V V

    18

    0

    0

    0

    2

    1

    =−−=−+

    =−−−

    BE E E X

    DC C CB

    E E CE C C CC

    V i Ri R

    i Ri RV

    i RV i RV

    iii

    iii

    iii

    E X

    X B D

    C

    =+=−−

    +=0

    Mas:

    α α C E

    E

    C iii

    i =⇒=

    0

    0

    0

    2

    1

    =−−

    =−+

    =−−−

    BE C E

    X

    DC C CB

    C E

    CE C C CC

    V i R

    i R

    i Ri RV

    i R

    V i RV

    α

    α

  • 8/17/2019 Eletronic a an a Logic A

    19/28

    0

    0

    0

    2

    1

    =−−

    =−+

    =−−−

    BE C E

    X

    DC C CB

    CE C E

    C C CC

    V i R

    i R

    i Ri RV

    V i R

    i RV

    α

    α

    0

    0

    0

    2

    1

    =−−⎟⎟ ⎠ ⎞

    ⎜⎜⎝ ⎛ −

    =−+

    =−−−

    BE C E C

    D

    DC C CB

    CE C E

    C C CC

    V i Ri

    i R

    i Ri RV

    V i R

    i RV

    α β

    α

    Mas da malha externa:

    ( )

    ( )

    ( )

    ( )( )

    β

    β

    β

    C B D B DCC

    C B DCC

    C X CC

    B X CC

    X B X CC

    X B X CC

    X DCC

    X DCC

    i Ri Ri Ri Ri RV

    i Rii R RV

    i Ri R RV

    i Ri R RV

    i Ri Ri RV

    i Rii RV

    i Ri RV

    i Ri RV

    12211

    121

    121

    121

    211

    21

    21

    21 0

    +−+−=

    +−+=

    ++=

    ++=++=++=

    +==−−

    ( ) ( )

    ( ) ( )

    ( ) ( )

    ( )

    21

    2

    221

    12121

    12121

    12121

    R R

    i RV

    i

    i Ri R RV

    i R R Ri R RV

    i R

    i R Ri R RV

    i Ri R Ri R RV

    C CC

    D

    C DCC

    C DCC

    C C DCC

    C B DCC

    +

    +=

    −+=

    −+−+=

    ++−+=

    ++−+=

    β

    β

    β

    β β

    β

    19

  • 8/17/2019 Eletronic a an a Logic A

    20/28

    Mas:

    ( )

    ( )

    ( ) BE C E

    C C CC

    BE C E

    C C CC

    BE C E

    C C

    CC

    BE C E C

    C

    CC

    BE C E C

    C

    CC

    BE C E C

    C

    CC

    BE C E C

    C CC

    BE C E C

    D

    BE C E C

    D

    V i R

    i R

    i R R

    RV

    R R

    R

    V i R

    i R

    i R R

    RV

    R R

    R

    V i R

    i R

    R R

    i RV

    R R

    R

    V i Ri

    R R R

    i R

    R R

    V R

    V i Ri

    R R R

    i R

    R R R

    V R

    V i Ri

    R R R

    i R

    R R

    V R

    V i Ri

    R R R

    i RV

    R

    V i Ri

    Ri R

    V i Ri

    i R

    =

    +

    −−+

    ++

    =−−+

    ++

    =−−

    +

    +

    +

    =−−+

    ++

    =−−+

    ++

    =−−

    ⎟⎟⎟

    ⎜⎜⎜

    ++

    +

    =−−⎟⎟⎟⎟

    ⎜⎜⎜⎜

    +

    +

    =−−

    =−−⎟⎟ ⎠ ⎞

    ⎜⎜⎝ ⎛ −

    1

    0

    2

    21

    22

    21

    2

    2

    21

    22

    21

    2

    2

    21

    22

    21

    2

    221

    22

    21

    2

    221

    2

    221

    2

    221

    2

    212

    221

    2

    2

    22

    2

    β β β β

    α β β

    α β β

    α β β

    α β β

    α β β

    α β β

    α β

    α β

    ( )( )

    BE C E

    C C CC V i R

    i R

    i R R

    RV

    R R

    R =+−−+

    ++ β

    β β β

    12

    21

    22

    21

    2

    ( )( )

    BE C E

    CC V i R R

    R R

    RV

    R R

    R =⎟⎟

    ⎠ ⎞

    ⎜⎜

    ⎝ ⎛ +−−

    ++

    + β β

    β β

    12

    21

    22

    21

    2

    ( ) BE C E CC V i R R R R

    RV

    R R

    R =⎟⎟

    ⎠ ⎞

    ⎜⎜

    ⎝ ⎛ +−−

    ++

    + β β

    112

    21

    22

    21

    2

    De onde:

    20

  • 8/17/2019 Eletronic a an a Logic A

    21/28

    ( ) β

    β 1

    1221

    22

    21

    2

    ⎟⎟

    ⎠ ⎞

    ⎜⎜

    ⎝ ⎛ +−−

    +

    +−

    = E

    CC BE

    C

    R R R R

    R

    V R R

    RV

    i

    Características de configuração

    1) Impedância

    Pouca ou nenhuma importância se dá á Impedância. É comum confundi-la com resistência (2ª Lei de Ohm V = R.I) de onde:

    também mas I

    VZ

    I

    VR ==

    E que, aparentemente, é a mesma coisa; porém a relação entre atensão e a corrente é Impedância porque resistência é física:

    SR

    l ρ =

    Apenas o efeito final pode ser considerado igual. A unidade de Z éΩ, ou seja: [Z]= Ω De uma forma muito simples podemos dizer que Resistência é uma

    propriedade e a impedância um efeito.

    Agora, vamos considerar o seguinte caso:

    Se for necessário conectar A e B haverá perdas, dadas as dife-renças de impedância entre os dois elementos. Assim é preciso a-justar eletricamente os dois com o meio C .

    Considerando o transistor devidamente polarizado podemos dizerque este apresenta característica resistiva das junções muito pe-quenas, e portando desprezível. Porém não se pode dizer o mesmoda impedância, ou seja:

    21

  • 8/17/2019 Eletronic a an a Logic A

    22/28

    O ideal será Z1 >> Z 2 posto que se Z1 é muito elevado, as corren-

    tes de entrada são muito baixas (base). Conforme as circunstân-cias, dependendo da configuração adotada, podemos ajustar C para“nivelar ” .

    As impedâncias de A e B sofrerão aquilo que chamamos no jargão

    técnico de “Casamento de Impedância ” .

    2) Cross OverNa prática é comum termos a seguinte ocorrência:

    Que é uma distorção, diferença no sinal (Cross-over) e que e-xige compensação. A presença de perdas inerentes ao próprio pro-cesso de equilíbrio de cargas nas junções acarreta um atraso nastransições quando a DDP passa do semi-ciclo positivo para o nega-tivo e vice-versa. Casos semelhantes são registrados em sistemasdigitais onde as transições não são, nunca, instantâneas.

    Cuja técnica de eliminação chamamos de “Debounce ”

    3) Causa Provável:

    má escolha do transistor ou dos estágiosInsuficiência do componente

    4) Classes de operaçãoO que determina o tipo de classe de operação de um amplifica-

    dor, é o modo como os transistores do estágio de saída operam, natentativa de se obter maior linearidade e/ou rendimento. A seguir,apresentaremos os princípios básicos e principais característicasde algumas dessas classes de operação. Existem outras classes quesão utilizadas em circuitos de alta freqüência (RF) ou controlesde potência, mas não serão tratadas neste texto.

    22

  • 8/17/2019 Eletronic a an a Logic A

    23/28

    Classe ACertamente a classe que apresenta melhor característica de li-

    nearidade entre todas, mas também é a que tem menor rendimentoque, idealmente, não passa de 25% (10%, típico). Isso se deve aofato de que os transistores de saída estão sempre em condução poisexiste uma corrente de polarização, constante, com valor no mínimoigual à máxima corrente de carga.

    Polarização do estágio de saída

    Onde:IC – Corrente de polarizaçãoIP – Máxima corrente na carga, sendo que IC ≥ IP

    Classe BAo contrário da Classe A, não existe corrente de polarização

    nos transistores de saída o que faz aumentar bastante o rendimentodo circuito, idealmente 78,5% (50%, típico). Os transistores pas-sam a conduzir apenas quando são excitados pelo sinal de entrada.No entanto, é necessário um par complementar de transistores, poiscada um fica responsável por um semi-ciclo do sinal de saída.

    Configuração complementar.

    23

    Idealmente, os dois transistores são idênticos, ou seja, per-feitamente "casados" e estão no limite do corte, o que na práticanão acontece. No entanto, durante a transição da operação de umtransistor para outro há uma interrupção do sinal de saída pois o

    nível do sinal de entrada não é suficientemente grande para por os

  • 8/17/2019 Eletronic a an a Logic A

    24/28

    transistores em condução. Ocorre a distorção de cross-over. Paragrandes níveis de sinais (grandes potências) esta distorção é re-lativamente pequena pois o sinal passa a ser muito maior que o ní-vel das harmônicas geradas; mas à medida que os níveis vão baixan-do (do sinal), a diferença também diminui fazendo com que a dis-torção passe a ser relevante.

    Classe ABA classe AB é uma classe de operação intermediária à classe A e

    B onde, com uma pequena polarização do estágio de saída, tem-sealto rendimento (classe B) e boa linearidade (classe A). Basica-mente, o modo de operação desta classe é o mesmo da classe B (parcomplementar).

    Configuração complementar, com polarização

    Agora foi introduzida uma tensão de polarização nas bases dostransistores, VBIAS . Essa tensão de polarização, VBIAS , tem ordem degrandeza igual à tensão base/emissor, VBE , do transistor, que ago-ra, passa a ficar na "eminência de condução", não necessitandomais de uma parcela do sinal de entrada para fazê-lo. Desta for-ma, a corrente que circula pelos transistores de saída, na ausên-cia de sinal, é bastante pequena, se comparada à que circula nostransistores de saída do classe A. Ultimamente, esta classe de o-peração tem sido largamente empregada em amplificadores contínuos.

    Classe DOs amplificadores classe D também são conhecidos como "amplifi-

    cadores chaveados" e isso se deve ao fato de que os transistoresde saída não operam continuamente, como vimos até agora, e sim co-mo "chaves", comutando a tensão de alimentação (+ e – VCC ) à carga.

    24

  • 8/17/2019 Eletronic a an a Logic A

    25/28

    Princípio

    À primeira vista o funcionamento destes amplificadores pode pa-recer um tanto quanto complexo, mas o princípio é simples:

    O sinal de entrada (áudio, representado pela senóide) é cons-tantemente comparado com uma referência (portadora, onda triangu-lar) com freqüência muitas vezes maior que a máxima freqüência

    contida no sinal de áudio (20 kHz, teórico). O resultado é uma on-da quadrada cuja a largura do pulso varia proporcionalmente à am-plitude do sinal de entrada, áudio. Esse sinal (onda quadrada) éaplicado ao estágio de potência (transistores como "chaves") quepor sua vez o envia à carga através de um filtro passa-baixas, querecuperará a "forma" original do sinal.

    Esse é o princípio da "Modulação por Largura de Pulso" – PWM -P ulse W idth Modulation .

    Princípio PWM

    Essa classe de operação tem um rendimento bastante alto, quefica na casa dos 90% (típico), mas não tem a qualidade de baixadistorção, relativa, que um amplificador contínuo (classe A e AB)tem.

    25

  • 8/17/2019 Eletronic a an a Logic A

    26/28

    Classe G

    Essa classe de operação une a "linearidade" inerente aos ampli-ficadores classe A com o maior rendimento dos amplificadores clas-se AB. Como?

    Sabemos que um amplificador classe A é o que apresenta melhorcaracterística de linearidade mas também é o que tem menor rendi-mento, e isso faz com que esta configuração seja praticamente in-viável em grandes potências; já o amplificador classe AB não temcaracterística de linearidade tão boa quanto ao amplificador clas-se A mas, em contra partida, tem maior rendimento.

    O amplificador classe G, então, utiliza um estágio classe A pa-ra baixos níveis de sinais (baixas potências) e acrescenta um es-tágio classe AB quando esses níveis ultrapassam um determinado li-miar (grandes potências), determinado por + e – VCC1 , aproveitandoo que cada uma das classes oferece de melhor.

    Princípio do amplific ador classe G

    Amplificadores classe G têm rendimento na casa dos 70% (típi-co).

    Classe H

    26

    Essa classe de operação tem um princípio bastante parecido como da classe G (aumentar o rendimento em amplificadores contínuos)só que ao invés de ter dois tipos de classes (A e AB) trabalhando

    com diferentes potências, o estágio de saída opera em classe AB,

  • 8/17/2019 Eletronic a an a Logic A

    27/28

    mas com diferentes níveis de tensão de alimentação. Assim, em bai-xas potências, atua uma fonte de alimentação com tensão mais baixado que a fonte que atua em potências mais altas, ou seja, existeum "chaveamento" da tensão de alimentação do estágio de saída. Es-se "chaveamento" ocorre toda vez que o sinal de áudio ultrapassaum certo limiar, determinado em projeto.

    Princípio do amplific ador classe H

    Uma deficiência desta classe de operação é o fato de que, emaltas freqüências, a velocidade do "chaveamento" fica comprometi-da, devida à tecnologia dos componentes (ainda não são suficiente-mente rápidos), fazendo com que apareçam maiores níveis de distor-ção, relativamente aos de baixa freqüência.

    Em contrapartida, amplificadores classe H têm maior rendimentoque amplificadores classe A, B e AB, e se igualam aos amplificado-res classe G.

    Classe IEssa classe de operação une a "linearidade" da classe A com a

    eficiência da classe D.Já vimos que amplificadores classe A são a melhor opção para

    boa linearidade e os amplificadores classe D para alto rendimento;mas uma classe opera em modo contínuo e outra em modo "chaveado"!?

    O sinal de áudio é aplicado simultaneamente ao amplificadorclasse A e ao classe D; o classe A fornece potência à carga (alto-falante) e o classe D fornece a alimentação ao classe A.

    27

  • 8/17/2019 Eletronic a an a Logic A

    28/28

    Desta forma, a tensão (fonte) fornecida ao estágio de saídaclasse A será sempre só, e somente só, o necessário para garantirque o sinal de áudio (potência) seja perfeitamente entregue à car-ga; ainda, é necessário um "resíduo" de tensão (Voffset) nos tran-sistores para que estes fiquem sempre na região de operação contí-nua.

    Princípio do amplificador cl asse I

    O rendimento desta classe de operação fica entre 70% e 80% (tí-pico) o que, por analogia, seria um amplificador classe A com ren-dimento igual ao classe G ou H!

    28