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

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

Transistor Bipolar de Junção TBJ – Parte VI

Jadsonlee da Silva Sá

[email protected]/~jadsonlee.sa


Amplificador de Tensão

Ri (Resistência de entrada) Representa o fato de o amplificador drenar uma corrente de entrada da fonte de sinal.

Ro (Resistência de saída) Representa a variação de tensão de saída quando o amplificador precisa fornecer corrente a carga.

Ganho de tensão em circuito aberto.


Amplificador de Tensão

Fonte de sinal Carga

ii s

i s

Rv v

R R

Idealmente vi = vs e vo = Avo.vs

Lo vo i

L o

Rv A v

R R

i s iR R R i sv v

0L o oR R R o vo iv A v


Resistências em Paralelo

1 21 2

1 2

||R R

R R RR R

Se R1 >> R2, R2 controla R.


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.


Amplificador Emissor Comum Configuração mais utilizada.

Capacitor de

desvio

Capacitor de

acoplamento

Capacitor de

acoplamento

C – Sinais AC Curto circuito.

C – Sinais DC Circuito aberto.

C (alto) – Na faixa de μF à dezenas de μF.


Amplificador Emissor Comum Determinação das características do amplificador (resistência de entrada, ganho de tensão e resistência de saída) – Substituir o TBJ por um modelo de pequenos sinais.

|| ||i Bin B ib B

i B

v R rR R R R r

i R r

B inR r R r EscolhemosEscolhemos

BaixaBaixa


Amplificador Emissor Comum

i sigsig

rv v

r R

iv v 0( || || )o m C Lv g v r R R

0( || || )ov m C L

i

vA g r R R

v 0( || )vo m CA g r R

Ganho de tensão do amplificador

Ganho de tensão do amplificador em circuito

aberto



0 C vo m Cr R A g R

0sigv

||out C oR R r o C out Cr R R R

Em geralEm geralBaixaBaixa



Ganho total do amplificador – Gv ?

ov

sig

vG

v 0( || || )o m C Lv g v r R R i sig

sig

rv v

r R

iv v mg r ( || || )C L o

vsig

R R rG

r R



Ganho total do amplificador – Gv.

( || || )C L ov

sig

R R rG

r R

Se sigR r

Gv Altamente dependente de β.

Indesejável

Se sigR r

( || || )

( || || )

C L ov

v m C L o v

R R rG

r

G g R R r A



Ganho de corrente em curto-circuito Ais?

os mi g vCurto-circuitando RL.i i inv v i R

osis m in

i

iA g R

i || in B B inR R r R r R r

is mA g r

osis

i

iA

i

Ganho de corrente Ganho de corrente de emissor comumde emissor comum


Amplificador Emissor Comum Em resumo...

Proporciona ganhos de tensão e corrente elevados.

No entanto, a resistência de entrada é relativamente baixa e a resistência de saída é relativamente alto.


Amplificador Emissor Comum com RE

A inclusão de Re pode levar a mudanças significativas nas características do amplificador utilizado no projeto.



Qual modelo para pequenos sinais devemos utilizar?

Regra: sempre que houver uma resistência no emissor, o modelo T é mais conveniente de ser utilizado.ro foi omitido para simplificar a análise. Além disso, o efeito de ro é desprezível no desempenho deste amplificador.



||in B ibR R R iib

b

vR

i

1e

b

ii

e

ie

e

vi

r R

( 1)( )ib e eR r R

Se B ibR R

Rib controla Rin



Ganho de tensão do amplificador Av.

( || )

( || )o c C L

e C L

v i R R

i R R

e

( || )

Ro C L

vi e

v R RA

v r

e

ie

e

vi

r R

ov

i

vA

v



Ganho de tensão do amplificador em circuito aberto Avo.

eRC

voe

RA

r

e

( || )

RC L

ve

R RA

r

Obs.: Re reduz os ganhos de tensão se Rin for alta.



Resistência de saída Rout.

out CR R

0sigv



Ganho de corrente de curto-circuito Ais.

os ei i

ii

in

vi

R in e

isi

R iA

v

e

( || )

RB ib

ise

R RA

r

e

e

( 1)( R )

Re

ise

rA

r

osis

i

iA

i

B ibR R



Ganho global de tensão Gv.

oV

sig

vG

v

e

( || )

Rin C L

Vsig in e

R R RG

R R r

( || )o e C Lv i R R

ini sig

in sig

Rv v

R R

e( )i e ev i r R




e

( || )

Rin C L

Vsig in e

R R RG

R R r

||in B ibR R R Se B ibR R e( 1)( R )in ib eR R r

e

( || )

( 1)( R )C L

Vsig e

R RG

R r

1

Obs.: Gv é menor devido ao fator (β+1)Re. Mas, é menos sensível a β.


Amplificador Base Comum

Como Rsig ficará em série com o terminal emissor, o modelo T é o mais conveniente.

ro é desprezível.



Resistência de entrada Rin.

einR r

Normalmente, re está na faixa de ohms à dezenas de ohms. Logo, a Rin deste amplificador é baixa.



( || )o e C Lv i R R

Ganho de tensão do amplificador Av.

ov

i

vA

v

ie

e

vi

r

( || ) ( || )v C L m C Le

A R R g R Rr

É um amplificador não inversor.



( || )v m C LA g R R

Ganho de tensão em circuito aberto Avo.

vo m CA g R



Resistência de saída Rout.

out CR R



Ganho de corrente em curto-circuito Ais.

e eis

i e

i iA

i i

osis

i

iA

i

Ganho de corrente de base comum.Ganho de corrente de base comum.




i in e

sig sig in sig e

v R r

v R R R r

( || )C Lv

sig e

R RG

R r

oV

sig

vG

v ( || )o e C Lv i R R

ie

e

vi

r



Resumindo...

Resistência de entrada muito baixa re.

Resistência de saída relativamente alta RC.

Ganho de corrente próximo de 1 α.

Não é um bom amplificador de tensão devido a baixa resistência de entrada.

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