unidade ii – amplificadores de pequeno sinal
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Prof. Raimundo Nonato das Mercês Machado
Unidade II – Amplificadores de Pequeno Sinal
� Introdução
2IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Depois que o transistor é polarizado com um ponto Q próximoa metade da reta de carga, pode-se aplicar um pequeno sinalna base. Isto produz flutuações na corrente do coletor demesma forma e freqüência.
� Se a amplitude do sinal for pequena, o transistor usarásomente uma pequena parte da reta de carga e a operaçãoserá linear. Caso contrario, as flutuação ao longo da reta decarga levarão o transistor à saturação e ao corte. Oamplificador não será mais linear.
Amplificadores de Pequeno Sinal
� Introdução
3IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Capacitores de Acoplamento e Derivação
Figura 1 Figura 2
� Capacitor de acoplamento
Amplificadores de Pequeno Sinal
� Introdução
4IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Capacitores de Acoplamento e Derivação
Figura 3 Figura 4
� Capacitor de derivação
Amplificadores de Pequeno Sinal
� Introdução
5IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Capacitores de Acoplamento e Derivação
RfC
...210π
≥
� Um acoplamento estabilizado é aquele em que a reatânciacapacitiva é um décimo da resistência vista pelo capacitor namenor freqüência a ser amplificada.
Equação 1
Amplificadores de Pequeno Sinal
� Circuito Amplificador
6IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Valores DC
Figura 5
Amplificadores de Pequeno Sinal
� Circuito Amplificador
7IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Valores AC
Figura 6
Amplificadores de Pequeno Sinal
� Circuito Amplificador
8IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Equivalente DC
Figura 7
Amplificadores de Pequeno Sinal
� Circuito Amplificador
9IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Equivalente AC
Figura 8
Amplificadores de Pequeno Sinal
� Circuito Amplificador
10IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Notação
� IE, IC e IB para correntes contínuas� VE, VC e VB para tensões contínuas� VBE, VCE e VCB para tensões contínuas entre terminais� ie, ic e ib para correntes alternadas� ve, vc e vb para tensões alternadas� vbe, vce e vcb para tensões alternadas entre terminais
Amplificadores de Pequeno Sinal
� Funcionamento para pequeno sinal
11IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Ponto de operação� Distorção para grande sinal
Figura 9
Amplificadores de Pequeno Sinal
� Funcionamento para pequeno sinal
12IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Ponto de operação� Definição para pequeno sinal
Figura 10
Amplificadores de Pequeno Sinal
� Funcionamento para pequeno sinal
13IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Ganho de corrente AC
Figura 11
Amplificadores de Pequeno Sinal
� Funcionamento para pequeno sinal
14IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Resistência AC do diodo emissor
Figura 12
Equação 2
Amplificadores de Pequeno Sinal
� Funcionamento para pequeno sinal
15IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Resistência AC do diodo emissor
Figura 13
Equação 3
Amplificadores de Pequeno Sinal
� Funcionamento para pequeno sinal
16IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Exercício 1� Qual o valor de r’e para os circuitos das figuras 14 a 16 ?
Figura 14
Amplificadores de Pequeno Sinal
� Funcionamento para pequeno sinal
17IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Exercício 1
Figura 15
Amplificadores de Pequeno Sinal
� Funcionamento para pequeno sinal
18IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Exercício 1
Figura 16
Amplificadores de Pequeno Sinal
� Modelo para pequeno sinal
19IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
Figura 17
Amplificadores de Pequeno Sinal
� Análise de amplificadores
20IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Amplificador com emissor aterrado� Parâmetros
� Ganho de tensão� Resistência de entrada� Resistência de saída
Figura 18
Amplificadores de Pequeno Sinal
� Análise de amplificadores
21IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Amplificador com emissor aterrado
Figura 19
� Exercício 2� No circuito da figura 19 o sinal AC
de entrada tem valor de pico e 1mV. Qual o valor de pico da tensãoAC de saída? (VCC = 10 V, R1 =10k, R2 = 2k2, RC = 3k6 e RE = 1k)
Amplificadores de Pequeno Sinal
� Análise de amplificadores
22IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Amplificador com emissor aterrado� Exercício 3
� O circuito da figura 20 tem hfe de 150 e vg de 1 mV. Qual o valorda tensão AC de saída?
Figura 20
Amplificadores de Pequeno Sinal
� Análise de amplificadores
23IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Amplificador com realimentação AC no emissor
Figura 21
Amplificadores de Pequeno Sinal
� Parâmetros� Ganho de tensão� Resistência de entrada� Resistência de saída
� Análise de amplificadores
24IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Amplificador com realimentação AC no emissor
Figura 22
Amplificadores de Pequeno Sinal
� Exercício 4� Calcular a tensão AC
de saída do circuitoda figura 22.
� Análise de amplificadores
25IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Amplificador com realimentação AC no emissor
Figura 23
Amplificadores de Pequeno Sinal
� Exercício 5� Se hfe é 150, qual a
tensão AC de saída docircuito da figura 23.
� Análise de amplificadores
26IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Estágios em cascata
Figura 24
Amplificadores de Pequeno Sinal
� Análise de amplificadores
27IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Exercício 6� Se cada transistor tem hfe de 150, qual a tensão AC de saída do
circuito da figura 25.
Figura 25
Amplificadores de Pequeno Sinal
� Estágios em cascata
� Análise de amplificadores
28IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Amplificador coletor comum (Seguidor de emissor)
Figura 26
Amplificadores de Pequeno Sinal
� Análise de amplificadores
29IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Amplificador coletor comum (Seguidor de emissor)
Figura 27 Figura 28
Amplificadores de Pequeno Sinal
� Parâmetros� Ganho de tensão
� Análise de amplificadores
30IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Amplificador coletor comum (Seguidor de emissor)
Figura 29
� Exercício7� Calcular o ganho de tensão
para o circuito da figura 29.Se a tensão AC de entradafor de 1 V, qual a tensão desaída?
Amplificadores de Pequeno Sinal
� Análise de amplificadores
31IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Amplificador coletor comum (Seguidor de emissor)
Figura 30
Amplificadores de Pequeno Sinal
� Parâmetros� Resistência de entrada� Resistência de saída
� Análise de amplificadores
32IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Amplificador coletor comum (Seguidor de emissor)� Exercício 8
� Na figura 31 uma fonte AC de 100 mVrms com impedância desaída de 3k6 aciona um seguidor de emissor. Se hfe é de 100,qual a tensão AC de saída?
Figura 31
Amplificadores de Pequeno Sinal
� Análise de amplificadores
33IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Amplificador coletor comum (Seguidor de emissor)� Exercício 9
� Qual a tensão de saída para o circuito da figura 32 se a tensãodo gerador AC é 2 mV?
Figura 32
Amplificadores de Pequeno Sinal
� Análise de amplificadores
34IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Amplificador coletor comum (Seguidor de emissor)� Amplificador Darlington
Figura 33
Amplificadores de Pequeno Sinal
� Análise de amplificadores
35IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Amplificador coletor comum (Seguidor de emissor)
Figura 33
� Exercício 10� Uma fonte de 1 Vrms com
impedância de 3k6 aciona oamplificador Darlington dafigura 34. Se β = βCC = 100para os dois transistores, quala tensão AC de saída?
Amplificadores de Pequeno Sinal
� Análise de amplificadores
36IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Amplificador coletor comum (Seguidor de emissor)
Figura 35
� Seguidor Zener
Amplificadores de Pequeno Sinal
� Análise de amplificadores
37IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Amplificador coletor comum (Seguidor de emissor)
Figura 36
� Seguidor Zener� Regulador série
Amplificadores de Pequeno Sinal
� Análise de amplificadores
38IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Amplificador coletor comum (Seguidor de emissor)
Figura 37
� Exercício 11� Na figura 37 o transistor de passagem tem βCC de 80. Calcular a
corrente que passa através do diodo zener.
� Exercício 12� Qual a potencia dissipada no
transistor do circuito da figura37? Se RZ = 7 e βCC = 100, quala impedância de saída que oresistor de carga vê?
Amplificadores de Pequeno Sinal
� Análise de amplificadores
39IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Amplificador base comum
Figura 38
Amplificadores de Pequeno Sinal
� Análise de amplificadores
40IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Amplificador base comum
Figura 39
� Exercício 13� Qual a tensão AC de saída no circuito da figura 39?
Amplificadores de Pequeno Sinal
� Análise de amplificadores com FET
41IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Transcondutância
Figura 40
Figura 41
Equação 4 Equação 5
Equação 6
Amplificadores de Pequeno Sinal
� Análise de amplificadores com FET
42IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Modelo do FET para pequeno sinal
Figura 42
Amplificadores de Pequeno Sinal
� Análise de amplificadores com FET
43IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Amplificador fonte comum
Figura 43
� Parâmetros� Ganho de tensão� Resistência de entrada� Resistência de saída
Amplificadores de Pequeno Sinal
� Análise de amplificadores com FET
44IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Amplificador fonte comum
Figura 44
� Exercício 14� Se gm = 2000 μS para o JFET da figura 44, qual a tensão de
saída?
Amplificadores de Pequeno Sinal
� Análise de amplificadores com FET
45IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Amplificador fonte comum com realimentação na fonte
Figura 45
Amplificadores de Pequeno Sinal
� Análise de amplificadores com FET
46IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Amplificador fonte comum com realimentação na fonte� Exercício 15
� Se for usada uma resistência de realimentação de 1k na fonte docircuito da figura 44, qual a tensão de saída?
Amplificadores de Pequeno Sinal
� Análise de amplificadores com FET
47IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Amplificador dreno comum (seguidor de fonte)
Figura 46
Amplificadores de Pequeno Sinal
� Análise de amplificadores com FET
48IFPA-Prof. Raimundo Nonato Machado
� Amplificador dreno comum (seguidor de fonte)
Figura 47
� Exercício 16� O JFET da figura 47 tem gm de 2500 μS. Se vi for 5 mV, qual a
tensão de saída?
Amplificadores de Pequeno Sinal