Transistor como amplificador de tensão, funcionamento e sua análise

Prévia do material em texto

@malu.eng 
 
Um amplificador é um bloco genérico que possui uma entrada com uma tensão pequena, e uma saída com um 
valor maior. Um exemplo de sinal de entrada seria um sensor, que normalmente possui valores bem pequenos. 
 
Características de um amplificador 
❖ Ganho de tensão 
 Essa é a principal característica de um amplificador; 
 Fórmula  𝑨 = 
𝑽𝒐
𝑽𝒊𝒏
 
❖ Impedância de entrada (Zin) 
 Possui influência no processo de ampliação, já que a resistência implícita do gerador forma um 
divisor de tensão com essa resistência; 
 Idealmente o valor precisa ser muito alto para que toda a tensão do gerador seja aplicada na 
tensão de entrada; 
❖ Impedância de saída (Zo) 
 Precisa ser muito baixa para que toda a tensão gerada na saída chegue até a carga; 
 
Nessa análise é utilizado a configuração do amplificador emissor comum. Esse modelo é caracterizado pela 
polarização com divisor de tensão no transistor para a alimentação em corrente continua, e a colocação dos 
capacitores para realizar o trabalho em relação a parte de corrente alternada do circuito. 
@malu.eng 
 
 
O objetivo do seu funcionamento é provocar uma perturbação na polarização de corrente continua. Esse tipo 
de amplificador só serve para amplificar sinal de corrente alternada. 
Funcionamento dos capacitores 
❖ Corrente continua  Chave aberta, depois de carregado ele não permite mais a passagem da corrente; 
❖ Corrente alternada  Chave fechada, quando se tem uma frequência ou capacitância alta a impedância 
é muito pequena e com isso podemos considerar a existência de um curto; 
❖ Função dos capacitores no sistema 
 Os capacitores C1 e C2 tem como função fazer o acoplamento do sinal amplificado; 
 O capacitor CE serve para dar estabilidade para o sistema, pois ele desvia a perturbação de 
corrente alternada direto para a terra; 
Analise com um osciloscópio 
❖ Tensão de entrada  Sinal de tensão com uma amplitude limitada; 
❖ Ponto na base do transistor  Sinal de corrente continua e em cima vai ter um pequeno sinal 
alternado, que é amplificado pelo transistor em razão do seu β; 
❖ Ponto no coletor  Sinal de corrente continua e em cima um sinal de corrente alternada amplificado; 
❖ Tensão de saída  Apenas existe um sinal de corrente alternada ampliado, isso acontece por causa do 
capacitor que bloqueio o sinal de corrente continua; 
❖ Tensão no resistor do emissor  Apenas um valor continuo; 
Limitações do amplificador 
❖ Distorção no sinal 
 As relações de tensão e de corrente não são lineares, possuindo uma relação exponencial que 
normalmente é aproximada para uma linear; 
@malu.eng 
 
 A distorção pode fazer com que a senoide tenha uma amplitude maior para um lado do que 
para outro; 
 Para evitar uma distorção normalmente evita-se trabalhar com sinais de tensão muito 
grandes; 
 A perturbação precisa ser menor que 10% do valor de polarização; 
❖ Saturação na saída 
 Isso é dado pelo próprio funcionamento do circuito; 
 Existe um valor de tensão Vcc que limita a máxima variação de tensão de saída; 
Análise do circuito 
❖ Para fazer a análise do circuito é necessário dividir a mesma em duas partes diferentes: 
 Análise CC  Preocupa-se com a polarização; 
 Análise CA  Procura entender o sinal de perturbação superposto a polarização; 
❖ A notação dos cálculos possui a seguinte regra 
 Notação em maiúsculo  Valores CC; 
 Notação em minúsculo  Valores CA; 
Análise CC 
❖ As fontes de tensão CA são iguais a zero; 
❖ Os capacitores são considerados chaves abertas; 
❖ O circuito resultante CC é o circuito de polarização do transistor; 
Análise CA 
❖ As fontes de tensão CC são iguais a zero; 
❖ Os capacitores são considerados chaves fechadas; 
❖ Utilize o modelo abaixo para fazer o circuito resultante: 
@malu.eng 
 
 
❖ Após fazer o novo circuito é necessário substituir o transistor por um circuito equivalente, existe dois 
modelos para isso: 
 Modelo п  O resistor está na base; 
 
 Modelo T  O resistor está no emissor; 
 
❖ Por fim temos como resultado um circuito que pode ser analisado; 
❖ Os valores a serem calculados são: Impedância de saída, impedância de entrada e o ganho; 
❖ Exemplo de um circuito resultante: 
 
 Nesse circuito temos uma fonte de corrente em paralelo com um resistor, isso é o equivalente 
Norton de um circuito que pode ser transformado em um equivalente de thévenin para 
facilitar a análise; 
@malu.eng 
 
 Para o resistor da saída ter o aproveitamento máximo ele vai ser igual ao Rc, isso é explicado 
no modelo de thévenin; 
 O ganho desse circuito fica independe do β; 
 
SEDRA, Adel; SMITH, Kenneth C. Microeletrˆonica. 5ed. Prentice Hall, 2007. ISBN9788576050223