TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES 1 CAP. 2 RESPOSTA EM FREQÜÊNCIA

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES1

CAP. 2

RESPOSTA EM FREQÜÊNCIA

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES2

MODELOS PARA ALTA FREQÜÊNCIA DE TRANSISTORES

Transistor Bipolar

gmvro

r v

+

-

rx

C

C

C

E

B

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES3

Freqüência de corte intrínseca

gmvro

r v

+

-

rx

C

C C

E

B

E

ib

ic

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES4

Transistor MOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES5

Transistor MOS – Circuito equivalente simplificado

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES6

Freqüência de corte intrínseca

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES7

2.1 PÓLOS, ZEROS E CURVAS DE BODE

Função de transferência

01

1

01

1)(bsbsb

asasasT

nn

nn

mm

mm

Coeficientes a, b são reaism nRaízes do denominador têm a parte real negativa (circuito estável)

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES8

Pólos e zeros

n

mm PsPsPs

ZsZsZsasT

21

21)(

Zi são os zeros de T(s)

Pi são os pólos de T(s)

Pólos e zeros reais as funções de transferência podem ser escritas como produto de funções de primeira ordem

0

01)(

s

asasT 0 é a localização do pólo

0 é a freqüência do pólo

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES9

Passa-baixas

0

0)(

s

asT

Ganho CC

Freqüência de –3dB

0

0

a

0

Passa-altas

0

1)(

s

sasT

Zero no infinito

Zero na origem

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES10

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES11

Exemplo 7.1 (Sedra)

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES12

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES13

Exemplo 7.2 (Sedra)

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES14

7.2 Função de Transferência do Amplificador

(log scale)

AM

L

H

F (j)HLF (j)

Mid-band Region

dBA

LHBW

HM

HLH

APGB

seBW

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES15

Função ganho A(s)

)()()( sFsFAsA HLM

FL (s) e FH (s) consideram a variação do ganho com a freqüência para as baixas e altas freqüências respectivamente.

)()(

)()(

sFAsA

sFAsA

HMH

LML

Ganho em baixas freqüências

Ganho em altas freqüências

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES16

Resposta em baixas freqüências

nulosounegativospositivos

positivos

sss

ssssF

Zi

Pi

PnPP

ZnZZL

L

L

,

)(21

21

Pólo dominante

1

1

)(

PL

PL s

ssF

Se não houver pólo dominante

22

21

22

21 ZZPPL

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES17

Exemplo 7.3 (Sedra))25)(100(

)10()(

ss

sssFL

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES18

Resposta em altas freqüências

initosounegativospositivos

positivos

sss

ssssF

Zi

Pi

PnPP

ZnZZH

L

L

inf,

111

111)(

11

21

Pólo dominante

1

1/1

1)(

PH

PH s

sF

Se não houver pólo dominante

22

21

22

21 /2/2/1/1

1

ZZPP

H

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES19

Exemplo 7.4 (Sedra)

)/s)(/s(

/s)s(FL 44

5

1041101

101

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES20

Método das constantes de tempo em circuito aberto para determinar H

H

H

H

H

nn

nn

H sbsbsb

sasasasF

2

21

221

1

1)(

HPnPP

b111

211

Mostra-se que:

Hn

iioi RCb

11

Ci são as capacitâncias do circuito equivalente e

Rio são as resistências vistas por cada capacitância com todas as outras em circuito aberto

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES21

Pólo dominante

11

1

P

b

Hn

iioi

H

RC1

1e

O método apresenta bons resultados mesmo se não há um pólo dominante. Porém todos os pólos devem ser reais

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES22

Método das constantes de tempo em curto circuito para determinar L

11

11)(

LL

LL

nn

nn

L ses

sdssF

LPnPPe 211

Mostra-se que:

Ln

i isi RCe

11

1

Ci são as capacitâncias do circuito equivalente e

Ris são as resistências vistas por cada capacitância com todas as outras em curto circuito

Pólo dominante

11 Pe

Hn

i isiH RC1

1então

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES23

2.3 Resposta em Baixas Freqüências dos Amplificadores Fonte Comum e Emissor Comum

Amplificador fonte comum

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES24

Circuito equivalente de pequenos sinais

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES25

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES26

Amplificador emissor comum

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES27

Circuito equivalente de pequenos sinais

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES28

2.4 Resposta em Altas Freqüências dos Amplificadores Fonte Comum e Emissor Comum

Amplificador fonte comum Modelo de pequenos sinais

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES29

Teorema de Miller

1 2

+ +

- -

V1 V2=K V1

Y I2I1

- -

Y1 Y2

+

V1V2=K V1

+

I1 I2

KYY

IVY

11

111

KYY

IVY

112

222

KYVVVYI 11211

Nó 1

KYVVVYI 112122

Nó 2

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES30

(1+gmR´L)

Aplicação do Teorema de Miller sobre Cgd

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES31

Circuito para determinação direta da função de transferência

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES32

Amplificador emissor comum Modelo de pequenos sinais

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES33

2.5 Resposta em Freqüência dos Amplificadores Base Comum, Porta Comum e Cascode

Amplificador base comum

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES34

Modelo de pequenos sinais

Redesenhando

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES35

Configuração Cascode

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES36

Modelo de pequenos sinais

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES37

2.6 Resposta Freqüência do Seguidor de Emissor e do Seguidor de Fonte

Seguidor de emissor Modelo de pequenos sinais

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES38

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES39

2.7 Cascata Coletor Comum Emissor Comum

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES40

Modelo de pequenos sinais

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES41

7.8 Resposta Freqüência do Amplificador Diferencial

Ganho diferencial Meio circuito diferencial

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES42

Modelo de pequenos sinaisEfeito de RE

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES43

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES44

Variação da CMRR com a freqüência

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES45