AULA 10- Amplificador Diferencial ou Par Diferencialdaelt.ct.utfpr.edu.br/elisanm/Eletronica2/AulaET10...Sendo idênticos os transístores, como a soma das correntes de emissor é

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AULA 10- Amplificador Diferencial

ou

Par Diferencial

UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ

DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA

ELETRÔNICA 2– ET74BC

Prof.ª Elisabete Nakoneczny Moraes

Curitiba, 18 de outubro 2016.

INTRODUÇÃO

18 Out 16 Aula 10 - Amp Diferencial - Introdução 2

Antonio Pertence Apêndice ABoylestad seção 12.9Sedra, cap 6Malvino, cap 17

O Amplificador Diferencial é um circuito eletrônico capaz de receber dois sinais ao mesmo tempo e fornecer uma saída com o resultado que será a diferença amplificada destes sinais.

É desejável que os transistores tenham

características muito próximas.

http://www.ti.com/lit/an/sloa054e/sloa054e.pdfhttp://www.ti.com/lit/an/slyt165/slyt165.pdf

http://www.ti.com/lit/an/sloa054e/sloa054e.pdf

http://www.ti.com/lit/an/slyt165/slyt165.pdf

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POLARIZAÇÃO DC


+Vcc

-VEE

Rc Rc

Re

Vo1 Vo2

IE

Ic=IE/2

Ic=IE/2

Cálculo de níveis de tensão DC para que o componente opere na condição desejada:

1. Chave eletrônicaa) Saturação onb) Corte off

2. Amplificador: nesta condição pequenas variações de VbeIbresultam em grande da tensão Vce Ic

+Vcc

-VEE

Rc Rc

Re

Vo1 Vo2

POLARIZAÇÃO DC –Ex Boylestad 12.8


IE

Ic=IE/2

Ic=IE/2

Determine as tensões e correntes DC do circuito, supondo RC =3k9, RE=3k3 e Vcc=VEE=9V

33

)9(7,021

kR

VVI

e

E

Análise por nós:

a) Cálculo de IE:

c) Cálculo VCVo1=Vo2=Vc

VkmVc

VcRIVcc CC

1,493.25,19

mAk

IE 5,233

7,09

b) Cálculo IC:

mAI

I EC 25,1

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OPERAÇÃO AC: SINAIS DE ENTRADA


Terminação Simples: é quando um sinal é aplicado numa entrada e a outra é conectada ao GND.

Terminação Dupla ou Diferencial: é quando dois sinais de polaridades opostas são aplicados nas entradas;

Modo Comum: é quando um mesmo sinal, podendo ser também de mesmo potencial e de defasagem 0º entre si, é aplicado nas entradas.

REVISÃO:MODELO ELÉTRICO DO TJB(Modelo matemático do diodo)


Sedra, seção 4.2

)1( T

D

V

V

SD eII

Onde:• ID = corrente no diodo (A)

• IS = corrente de saturação (A)

• VD = tensão no diodo (V)

+ pol. direta

- pol. reversa

• = coeficiente de emissão.

Função de VD que também depende do material: 1 ≤ ≤ 2.

• VT = tensão térmica (V) 25mV/ 26mV.

MODELO

BC II

Fator de escala

ir

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REVISÃO: MODELO ELÉTRICO DO TJB


TV

vBE

SC eIi

irTV

vBE

SCB e

Iii

TV

vBE

SCE e

Iii

CORRENTES DE COLETOR NO MODO DIFERENCIAL


TD vv

EEC

e

Ii

1

2,1

Sendo idênticos os transístores, como a soma das correntes de emissor é constante, quando se varia a tensão diferencial , a corrente transfere-se de um para o outro transistor. Essa variação das correntes em função da tensão diferencial é representada a seguir:

A expressão das correntes pode ser dada por:

21 BEBED vvv

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GANHO DE TENSÃO AC TERMINAÇÃO SIMPLES


1Vi

VoAv

Determinação do Ganho: através da superposição dos efeitos de Vi1 e Vi2

Créditos: Prof. Marcello Bellodi – PUC/SP

EQUIVALENTE AC TERMINAÇÃO SIMPLES


Considerando que os TJB’s são idênticos:

E que RE seja muito elevado, tem-se:


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GANHO DE TENSÃO TERMINAÇÃO SIMPLES

18 Out 16 Aula 10 - Amp Diferencial - Introdução 11Créditos: Prof. Marcello Bellodi – PUC/SP

EXEMPLO Boylestad 12.19 p. 395


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GANHO DE TENSÃO AC TERMINAÇÃO DUPLA


Por superposição, resulta em uma análise semelhante à terminação simples


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GANHO DE TENSÃO AC MODO COMUM


EQUIVALENTE AC MODO COMUM


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CONTEXTUALIZAÇÃO DO MODO COMUM


Componentes de entrada em modo comum: sinal cuja origem é a mesma fonte. O ganho de modo comum é dado por:

2

)( VV

Vc

2

)( 11 VVVc

+Vcc

-VccV1

+Vcc

-Vcc2

1V

21V

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18 Out 16 Aula 10 - Amp Diferencial - Introdução 19http://www.smar.com/brasil/artigostecnicos/artigo.asp?id=166

Ruído

2

)( 11 VVVc

Ruído

Ruído

Ruído

Ruído: sinal proveniente de uma mesma fonte!!



Rejeição de Modo Comum RRMC (CMRR – Common Mode Rejection Ratio) expressa a capacidade do AmOp em rejeitar os sinais em modo comum. O ganho de modo comum é dado por:

2

)(

VV

VA O

c

c

d

A

ARRMC

Quanto maior a RRMC maior é a proximidade com o amplificador ideal.

Equação Fundamental:

ccddO

cdO

VAVAV

VVAVVAV

2

)()(

Onde:Vd tensão modo diferencialVc tensão modo comumAd ganho diferencialAc ganho modo comum

Busca-se que o par diferencial (idealmente) responda a sinais diferenciais (i.e., a diferença das tensões de entrada) e rejeite o modo comum, i.e., não reage a sinais idênticos.

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USO DE FONTE DE CORRENTE (FC) CONSTANTE


O amplificador diferencial deve apresentar um ganho diferencial elevado (Ad), que deve ser muito superior ao ganho em modo comum (Ac).A melhora desta condição pode ser feita analisando a expressão do ganho em modo comum:

Esta equação indica que quanto maior o valor do RE, menor é o Ac.

Uma solução para obter este efeito é a substituição do RE por uma fonte de corrente constante que resulta em um substancial aumento da resistência de emissor para a referência, tendo em vista que uma FC é substituída por um circuito aberto na análise da impedância equivalente.

*Bom amplificador diferencial deve possuir Ad>>Ac

*A razão de rejeição em modo comum = Ad/Ac pode ser melhorada reduzindo-se Ac.

USO DA FONTE DE CORRENTE CONSTANTE


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EXERCÍCIO Boylestad 12.21


Calcule o ganho em modo comum:

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