Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP Transistor Bipolar de Junção TBJ – Parte V Jadsonlee

Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP

Transistor Bipolar de Junção TBJ – Parte V

Jadsonlee da Silva Sá

[email protected]/~jadsonlee.sa


Operação em Pequeno Sinal e Modelos

TBJ como amplificador – Operação em pequeno sinal.

Sinal a ser amplificado.

BE

T

V

VC SI I e C

E

II

C

B

II

C CE CC C CV V V R I 0.4CBV



TBJ como amplificador – Operação em pequeno sinal.

Aplicando vbe (< 10 mV), a tensão vBE torna-se,

BE BE bev V v

( )BE be beBE BE

T T T T

V v vv V

V V V VC S S Si I e I e I e e

be

T

v

VC Ci I e Se be Tv V 1 be

C CT

vi I

V

Aproximação para pequenos sinais.



Com essa aproximação, a corrente total no coletor é dada por

CC C be

T

Ii I v

V

Corrente IC de polarização

Componente de sinal

c m bei g vC

mT

Ig

V

Transcondutância



Interpretação gráfica para gm – Inclinação da curva característica iC - vBE para iC = IC.



A corrente de base e a resistência de entrada da base.

CB

ii

C

C C beT

Ii I v

V C C

B beT

I Ii v

V

B B bi I i

Cb be

T

Ii v

V m

b be

gi v

A resistência de entrada para pequenos sinais entre a base e o emissor “olhando” para a base é definida como

be

b m

vr

i g

T

B

Vr

I



A corrente de emissor e a resistência de entrada do emissor.

C C cE

i I ii

E E ei I i c C E

e be beT T

i I Ii v v

V V

A resistência de entrada para pequenos sinais entre a base e o emissor (resistência de emissor) “olhando” para o emissor é definida como

be Te

e E

v Vr

i I

1e

m m

rg g



A relação entre rπ e re é dada pelas expressões seguintes

be b e ev i r i r ee

b

ir r

i

1 er r



O ganho de tensão.

TBJ excitado por um sinal vbe na base-emissor, teremos uma corrente ic = gmvbe.

TBJ Fonte de corrente.

O ganho de tensão Av desse amplificador é

C CC C Cv V R i ( ) ( )C CC C C c CC C C C cv V R I i V R I R i

C C C cv V R i ( )c C c m be C m C bev R i g v R g R v

cv m C

be

vA g R

v C C

vT

R IA

V



Separando o sinal e as quantidades CC.

Vimos que cada corrente e tensão no circuito amplificador são compostas por dois componentes:

Componente CC;

Componente do sinal.BE BE bev V v



O modelo π-híbrido.

(1 )

(1 )

1

be bee m be m

be be bee

e

v vi g v g r

r r

v v vi

rr r

( ) ( )m be m b m b

m be b

g v g i r g r i

g v i



O modelo T.(1 )

(1 ) 11 ( 1)

be beb m be m e

e e

be be beb

e e e

beb

v vi g v g r

r r

v v vi

r r r

vi

r

( ) ( )m be m e e m e e

m be e

g v g i r g r i

g v i



Aplicação dos modelos equivalentes para pequenos sinais.

O processo consiste nos seguintes passos:

1. Determine o ponto de operação CC – IC.

2. Calcule os valores dos parâmetros do modelo para pequenos sinais (gm, rπ e re).

3. Elimine as fontes de tensão CC por curtos e as fontes de corrente CC por um circuito aberto.

4. Substitua o TBJ por um de seus modelos equivalentes.

5. Análise o circuito para determinar as grandezas de interesse.


Exemplo Determine o ganho de tensão do amplificador abaixo. Considere β = 100.

1. Determine o ponto de operação.

0,023 BI mA 2,3 CI mA 3,1 CV V

2. Determine os parâmetros para o modelo de pequenos sinais.

Te

E

Vr

I C

mT

Ig

V

m

rg

be iBB

rv v

r R

o m be Cv g v R o

vi

vA

v



Expandindo os modelos para pequenos sinais de forma a considerar o efeito Early.

Nos amplificadores com emissor aterrado, ro fica em paralelo com RC, a tensão de saída será.

A CE Ao

C C

V V Vr

I I

( // )o m be C ov g v R r



Resumindo....


Amplificadores TBJ de Estágio Simples

Existem basicamente três configurações para implementar amplificadores TBJ de estágio simples:

Emissor comum;

Base comum;

Coletor comum.

Estudaremos as três utilizando uma mesma estrutura básica com o mesmo arranjo de polarização.


Amplificadores TBJ de Estágio Simples

Estrutura básica.

Documents

Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP Transistor Bipolar de Junção TBJ – Parte V Jadsonlee