RELATÓRIO DE EXPERIEMENTOS Amplificador Diferencial, Amplificador Inversor e Amplificador Não-Inversor

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UFU – UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA 
FEELT – FACULDADE DE ENGENHARIA ELÉTRICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PRISCILA ALVES NUNES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO DE EXPERIEMENTOS 
Amplificador Diferencial, Amplificador Inversor e Amplificador Não-Inversor 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UBERLÂNDIA – MG 
2022 
1 
 
PRISCILA ALVES NUNES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO DE EXPERIEMENTOS 
Amplificador Diferencial, Amplificador Inversor e Amplificador Não-Inversor 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Relatório apresentado à Faculdade de Engenharia 
Elétrica da Universidade Federal de Uberlândia – UFU 
– como requisito parcial de aprovação na disciplina 
Experimental de Eletrônica Analógica II. 
Prof. Dr. Gustavo Brito de Lima 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UBERLÂNDIA – MG 
2022 
2 
 
SUMÁRIO 
1 INTRODUÇÃO .......................................................................................................... 3 
2 OBJETIVOS ............................................................................................................... 6 
3 EXPERIMENTO 01: AMPLIFICADOR DIFERENCIAL ................................... 7 
3.1 MONTAGEM EXPERIMENTAL ............................................................................... 7 
3.2 CÁLCULOS TEÓRICOS ............................................................................................ 8 
3.3 SIMULAÇÃO DO CIRCUITO.................................................................................. 11 
3.4 CONCLUSÃO............................................................................................................ 14 
4 EXPERIMENTO 02: AMPLIFICADOR INVERSOR E RESPOSTA EM 
FREQUÊNCIA ....................................................................................................................... 16 
4.1 MONTAGEM EXPERIMENTAL ............................................................................. 16 
4.2 CÁLCULOS TEÓRICOS .......................................................................................... 17 
4.3 SIMULAÇÃO DO CIRCUITO.................................................................................. 19 
4.4 CONCLUSÃO............................................................................................................ 23 
5 EXPERIMENTO 03: AMPLIFICADOR NÃO INVERSOR E SLEW-RATE .. 24 
5.1 MONTAGEM EXPERIMENTAL ............................................................................. 24 
5.2 CÁLCULOS TEÓRICOS .......................................................................................... 25 
5.3 ANÁLISE DO SLEW-RATE .................................................................................... 27 
5.4 SIMULAÇÃO ............................................................................................................ 27 
5.5 CONCLUSÃO............................................................................................................ 30 
6 REFERÊNCIAS ....................................................................................................... 31 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 
 
1 INTRODUÇÃO 
 Basicamente há dois tipos de amplificadores: amplificadores de pequenos sinais e 
amplificadores de potência (PINTO, 2011). 
 Enquanto os amplificadores de pequenos sinais atuam no estágio de pré-amplificação 
aumentando a amplitude do sinal, da ordem de mV, fornecido por uma fonte, como um 
microfone, por exemplo. Os amplificadores de potência têm como finalidade ampliar o sinal 
fornecido pelos pré-amplificadores o suficiente para concluir o objetivo do sistema, como fazer 
um alto-falante funcionar (PINTO, 2011). 
 Ademais os amplificadores de pequenos sinais atuam na região linear das curvas 
características e, portanto, a distorção do sinal é minimizada e, por operarem nessa região, 
também permitem realizar análises de seus transistores usando parâmetros com valores 
praticamente constantes (PINTO, 2011). 
 Desse modo, é possível compreender que amplificadores realizam operações com os 
sinais, como é caso da multiplicação do sinal para aumento do ganho. O termo amplificador 
operacional (amp-op) se refere, então, a um amplificador que realiza uma operação matemática 
com determinado sinal. Historicamente, os primeiros amp-ops foram usados em computadores 
analógicos, em que realizavam adição, subtração, multiplicação e assim por diante 
(MALVINO, 2016). 
 Em resumo, um amp-op típico é um amplificador CC com um ganho de tensão muito 
alto, elevada impedância de entrada e baixíssima impedância de saída. A frequência de ganho 
unitário é de 1 MHz a mais de 20 MHz, dependendo do circuito integrado (CI) em questão. Um 
CI amp-op é um bloco funcional completo, como apresentado na figura 1, com pinos externos, 
que por sua vez, são conectados a uma tensão de alimentação e a alguns componentes 
(BOYLESTAD, 2013). 
 
Figura 1 – Amplificador Operacional básico 
4 
 
 Um amplificador operacional possui vários níveis de operações, como demonstrado na 
Figura 2 para devolver um sinal de entrada de acordo com o objetivo pelo qual aquele sinal 
passará por aquele amp op (PINTO, 2011). 
 
Figura 2 - Estágios de um Amplificador Operacional 
 Os primeiros estágios são marcados, na maioria das vezes por amplificadores 
diferenciais (AD), que são um circuito com duas entradas nas quais são aplicadas tensões 𝑉1 e 
𝑉2 e uma saída 𝑉𝑜𝑢𝑡. É importante conhecer o amplificador (PINTO, 2011). 
 Em condições ideais 𝑉1 = 𝑉2 e, nesse caso, a tensão de saída será nula. Isso acontece 
porque o AD é um circuito que apresenta uma tensão de saída proporcional à diferença entre os 
dois terminais de entrada, rejeitando os sinais de entrada quando estes forem iguais. 
 Essa configuração de amplificador estabelece muitas das características de entrada do 
CI. O amplificador diferencial também pode ser configurado de maneira separada, sendo usado 
em circuitos de comunicação, instrumentação e controle industrial (PINTO, 2011). 
 Algumas dessas aplicações eletrônicas são: 
• Amplificadores lineares – é utilizado nos casos em que é necessário obter ganho 
estável independentemente da temperatura, tempo e mudanças no ganho de tensão em 
malha aberta, também é sua principal aplicação; 
• Amplificadores não lineares – amplificam o sinal apenas de um dos terminais de 
entrada – por exemplo, em retificadores de precisão. 
• Comparadores – Por apresentarem altíssimo ganho, possibilitam que a saída seja 
alterada de nível alto para baixo ou vice-versa, quando as tensões de entrada estão em 
valores próximos a décimos de mV. 
• Filtros – Permitem maior seletividade do filtro, pois é possível obter atenuações 
maiores que 20 dB/decada, impedância de entrada muito alta e de saída muito baixa, 
não havendo, portanto, necessidade de efetuar casamentos de impedância. Possibilidade 
de ganho de tensão. 
 Para o caso do presente relatório, como o circuito interno de um AO é de extrema 
complexidade, as análises serão feitas com base no circuito equivalente indicado na figura 1. 
De modo que, para as posteriores simulações, é necessário a compreensão dos seguintes 
conceitos. 
5 
 
• Resistência de entrada sem realimentação (𝑅𝑖) – É a resistência equivalente entre 
as duas entradas. No caso ideal é infinita; 
• Resistência de saída sem realimentação (𝑅𝑂) – É a resistência do equivalente 
Thévenin que uma carga (𝑅𝐿) “enxerga” quando ligada à saída. No caso ideal é 0 Ω; 
• Ganho de tensão em malha aberta (𝐴𝑣) – É o ganho de tensão CC em malha 
aberta. No caso ideal é infinito; 
 Outros parâmetros que não aparecem na figura 1, mas que são fundamentais para os 
experimentos são: 
• Largura de faixa – É a faixa de frequências para as quais o ganho é constante. 
No caso ideal é infinita; 
• Tensão de offset de entrada – É a diferença entre as 𝑉𝐵𝐸 dos transistores do 
primeiro par diferencial. Nocaso ideal essa diferença deveria ser zero; 
• Slew rate – Especificado em V/μs, esse parâmetro dá uma medida de quanto a 
saída responde a um degrau de tensão na entrada. No caso ideal é infinito; 
 
6 
 
2 OBJETIVOS 
 O objetivo geral deste relatório é realizar de maneira experimental as simulações 
propostas em roteiros, abordando e aplicando as teorias de circuitos e eletrônica envolvidos, de 
forma a avaliar os resultados obtidos em comparação aos cálculos teóricos. 
 Além de apresentar os esquemáticos dos circuitos, bem como os gráficos obtidos a fim 
de comparar com a variação desejada. 
 
7 
 
3 EXPERIMENTO 01: AMPLIFICADOR DIFERENCIAL 
3.1 MONTAGEM EXPERIMENTAL 
 Para este primeiro experimento, objetiva-se simular um circuito seguindo o padrão 
apresentado pelo circuito da figura 1 e confrontar os dados extraídos da simulação com os 
obtidos em cálculos teóricos. 
 
Figura 3 - Circuito de um Amplificador Diferencial 
Deste modo, para realizar essa tarefa foram utilizados os seguintes componentes: 
2 transistores do tipo NPN ordinários; 
2 resistores de 6,5 kΩ; 
1 resistor de 5,6 kΩ; 
1 Fonte de alimentação simétrica. 
Logo, utilizando o software Multisim e os componentes listados, foi possível desenhar o 
circuito de um amplificador diferencial, apresentado na figura 4. 
8 
 
 
Figura 4 - Circuito Utilizado no Experimento 
3.2 CÁLCULOS TEÓRICOS 
 No que diz respeito a análise teórica de um amplificador diferencial, é necessário dividi-
la em duas partes: análise CC e análise CA. 
 Para a análise em regime de corrente contínua (CC), primeiro é preciso aterrar as fontes 
de tensão alternada nas entradas dos amplificadores e assim realizar os cálculos com base no 
circuito resultante, como demonstrado pela figura 5. 
 
Figura 5 – Circuito com fontes aterradas 
9 
 
 Assim, considerando o circuito da figura 5 e tomando a tensão base-emissor para ambos 
os transistores como sendo VBE = 0,7 V além da corrente de base como sendo nula, é possível 
encontrar a corrente IT que percorre o resistor Re utilizando análise de malhas, ou seja; 
−VBE − VRe − Vee = 0 
−0,7 − ( Re ∗ IT) − (−12) = 0 
−0,7 − ( 5,6 k ∗ IT) + 12 = 0 
Logo 
IT =
12 − 0,7
5,6 k
 
IT = 2,01 mA 
 De posse de IT calcula-se agora a corrente de emissor, uma vez que ao considerar IB 
como nula tem-se que IE = IC. 
Portanto, como 
IC = IE =
IT
2
 
IC = IE =
2,01 mA
2
 
IC = IE = 1,005 mA 
 Seguindo a análise, por meio das quedas de tensão nos resistores RC1 e RC2 , os quais 
possuem mesmo valor de resistência, calcula-se as tensões de saída, onde: 
Vout2 + VRC2 − Vcc = 0 
Vout1 = Vout2 = Vcc − VRC2 
Vout1 = Vout2 = 12 − (RC2 ∗ IC) 
Vout1 = Vout2 = 12 − (6,5 k ∗ 1,005 m) 
Vout1 = Vout2 = 5,46 V 
 Desse modo, é possível agora realizar a análise em regime de corrente alternada (CA). 
Para isso, o roteiro elucida que deve ser realizada uma análise para saída simples (Vout2) e saída 
diferencial (Vout2 − Vout1), ambos a partir de uma entrada simples, como demonstrado pelo 
circuito apresentado na figura 6. 
10 
 
 
Figura 6 – Circuito para análise CA 
 Considerando, primeiramente, a análise para uma entrada simples e saída simples. 
Tem-se o ganho do circuito (Av) dado por 
Av =
RC
2rE
′ 
 Sendo necessário calcular a resistência CA do emissor rE
′ , onde 
rE
′ =
25 mV
IE
 
 Assim, como IE = 1,005 mA, tem-se que 
rE
′ = 24,87 Ω 
 Logo, o ganho será 
Av =
6,5 k
2 ∗ 24,87
 
Av = 130,65 
 Já a tensão de saída pode ser calculada utilizando o ganho do circuito, visto que 
Vout = Av ∗ Vin 
 Logo, 
Vout = 130,65 ∗ 10 m 
Vout = 1,306 V 
11 
 
 Por fim, visto que na análise CC obteve-se um sinal de saída com valor de Vout = 5,46 V 
enquanto pela análise CA tem-se o sinal amplificado em 130,65 vezes. Espera-se que os valores 
de tensões de pico sejam dados por 
Vp1 = −1,306 + 5,46 = 4,154 V 
Vp2 = 1,306 + 5,46 = 6,766 V 
 Agora, considerando, a análise para uma entrada simples e saída diferencial, tem-se o 
ganho do circuito (Av) é dado por 
Av =
RC
rE
′ 
 Onde a resistência CA do emissor rE
′ também é dada por 
rE
′ =
25 mV
IE
 
 Assim, como IE = 1,005 mA, tem-se que 
rE
′ = 24,87 Ω 
 Logo, o ganho será 
Av =
6,5 k
24,87
 
Av = 261,2 
 Assim, a tensão de saída para este caso é 
Vout = 261,2 ∗ 10 m 
Vout = 2,612 V 
 Ao considerar a saída diferencial, o sinal terá nível CC em 0 V, pois a parcela CC do 
sinal de saída será subtraído e resultará em um valor nulo; já para parte CA o sinal será 
amplificado em 231,3 vezes. Assim, espera-se que a forma de onda resultante possua valores 
variando entre −2,612 e 2,612 𝑉. 
3.3 SIMULAÇÃO DO CIRCUITO 
 Após a finalização dos cálculos teóricos, realizou-se a simulação do mesmo circuito, no 
software Multisim com o objetivo de confrontar os dados obtidos. 
 Dessa forma, para a parte de análise CC do circuito, os valores obtidos em simulação 
estão apresentados no circuito da figura 7. 
12 
 
 
Figura 7 – Simulação CC 
 Já para a análise CA do circuito, avaliar as formas de ondas resultantes da simulação se 
fez a proposta mais adequada para extrair os dados necessários para saída simples (Vout1 e 
Vout2) e saída diferencial (Vout2 − Vout1) . 
 Assim, na figura 8 é possível visualizar as formas de ondas obtidas por meio da 
simulação do circuito em questão. 
 
Figura 8 - Formas de Onda obtidas na Simulação CA 
 
13 
 
 Nota-se pela figura a comprovação da defasagem em 180° entre o sinal de saída 
Vout1 e o sinal de saída Vout2. 
 
Figura 9 – Tensões de Pico Vout1 e Vout2 em ondas defasadas em 180º 
 
Figura 10 - Valor de Pico para Vout = Vout2 − Vout1 
 Com os dados obtidos e apresentados figuras anteriores com os auxilio dos cursores e 
apresentados nas tabelas na parte inferior das mesmas, é possível calcular os ganhos de tensão 
para cada caso solicitado no roteiro. 
 Para a saída simples Vout é necessário primeiro subtrair o valor de tensão CC do valor 
de tensão Vout2 e, assim o ganho é dado por 
A =
Vout
Vin
=
(6,7810 − 5,5494 V)
9,9814 m
= 123,38 
 Já para a saída diferencial, tem-se que, 
14 
 
A =
Vdif
Vin
=
2,4587
9,9814 m
= 246,26 
 
Figura 11 – Formas de onda das Tensões Vin, Vout2 e Vdif 
 
 Por fim, com o auxílio da figura 11, comprova-se que para a saída diferencial 
não há presença de offset de tensão. 
3.4 CONCLUSÃO 
 Para fazer uma comparação entre os valores calculados e os valores simulados, foram 
construídas tabelas a fim de facilitar a visualização dos dados e possibilitar o cálculo dos erros 
percentuais. A tabela 1 apresenta uma comparação dos resultados da análise CC, enquanto a 
tabela 2 apresenta uma comparação entre os valores obtidos na análise CA, considerando os 
casos de saída simples e saída diferencial. 
Tensões Correntes 
Vout1 Vout2 IT IE 
Teórico 5,46 V 5,46 V 2,01 mA 1,005 mA 
Simulado 5,5494 V 5,5494 V 2,0046 mA 1,0023 mA 
Erro 1.61% 1.61% 0,26% 0,26% 
Tabela 1 - Comparação para os Valores Obtidos em análise CC 
 
15 
 
Saída Simples Saída Diferencial 
Av Vp+ Vp− Av Vp+ Vp− 
Teórico 130,65 6,766 V 4,154 V 261,2 2,612 V −2,612 V 
Simulado 123,38 6,7810 V 4,3230 V 246,26 2,4587 V −2,4587 V 
Erro 5,89% 0,22% 3,90% 6,06% 6,23% 6,23% 
Tabela 2 - Comparação para os Valores Obtidos em análise CA 
 Finalmente, ao comparar-se os resultados obtidos e apresentados nas tabelas anteriores, 
conclui-se que os resultados estão condizentes, uma vez que o erro percentual não ultrapassa 
6,23%, um bom valor ao se considerar uma margem ordinária de 10%. 
 Ressalta se que, embora existam pequenas diferenças entre os valores obtidos, as 
mesmas são resultado de aproximações e simplificações de cálculo, bem como divergências 
entre os modelos de analise teórica e computacional, assim como precisão no manuseio dos 
cursores dos gráficos. 
16 
 
4 EXPERIMENTO 02: AMPLIFICADOR INVERSOR E RESPOSTA EM 
FREQUÊNCIA 
4.1 MONTAGEM EXPERIMENTAL 
 Para estesegundo experimento, objetiva-se simular um circuito seguindo o padrão 
apresentado pelo circuito da figura 12 e confrontar os dados extraídos da simulação com os 
obtidos em cálculos teóricos. 
 
Figura 12 - Amplificador Inversor 
 Deste modo, para realizar essa tarefa foram utilizados os seguintes componentes: 
1 Amplificador Operacional comum do Multisim; 
3 resistores de 10 kΩ; 
1 resistor de 1 MΩ; 
 Logo, utilizando o software Multisim e os componentes listados, foi possível desenhar 
o circuito de um amplificador diferencial, apresentado na figura 13. 
 
Figura 13 - Circuito montado de um Amplificador Inversor 
17 
 
4.2 CÁLCULOS TEÓRICOS 
 Para a análise desse circuito, será adotado o modelo ideal. Dessa forma, é possível 
considerar um curto virtual entre os terminais de entradas do amplificador operacional (AO), 
ou seja, 0V, conforme a figura 14. 
 
Figura 14 – Análise das tensões e correntes 
Logo a análise para o circuito ideal acima poderá ser da seguinte forma: 
VR1 = Vin 
R1 ∗ Iin = Vin 
VRf = −Vout 
Rf ∗ Iin = −Vout 
Assim, para o ganho, tem-se que 
Av =
Vout
Vin
= −
Rf
R1
 
Ou seja, o ganho do circuito é 
Av =
1MΩ
10 kΩ
= −100 
Ainda com base na análise, é possível determinar a corrente sobre os resistores R1 e Rf. 
IR1 = IRf = IIn =
Vin
R1
=
20 mV
10 KΩ
= 2 µA 
 
Por fim, para encontrar a tensão de saída e seu valor de pico é necessário primeiro avaliar se a 
resposta em frequência desse circuito está dentro dos parâmetros. Assim, considerando que se 
18 
 
trata de um AO comum, sua frequência de ganho unitário corresponde a funity = 1MHz e, uma 
vez que: 
Av ∗ 𝑓c = 𝑓unity 
 A frequência de corte será 
100 ∗ 𝑓c = 1 MHz 
𝑓c = 10 kHz 
 Portanto, a frequência de 10 kHz está dentro do esperado para a banda passante, 
confirmando o ganho de 100. 
 Dessa forma, foi possível calcular a tensão de saída utilizando o ganho encontrado e a 
tensão da fonte, onde 
Vout = Av ∗ Vin 
Vout = −100 ∗ 20 m 
Vout = −2 V 
 Logo, a tensão de saída será de 2V e invertida em relação à entrada, visto que essa é a 
função desse AO. 
 Já para analisar melhor a resposta em frequência desse AO, o ganho em dB foi 
calculado, possibilitando o desenho do gráfico de resposta. 
 Assim, considerando que o ganho permanece constante até quase fc = 10 𝑘𝐻𝑧, onde 
nota-se uma queda de 3 𝑑𝐵, e posteriormente um decaimento a uma taxa de 20 𝑑𝐵 por década 
até funity = 1 MHz. Logo, 
Av(dB) = 20 log (
Vout
Vin
) 
Av(dB) = 20 log (
2
20m
) = 40 dB 
 Para o gráfico, utilizou a base disponível no roteiro da atividade, assim 
 
Figura 15 - Gráfico da resposta em frequência 
19 
 
 Dessa maneira, é possível também calcular as tensões de pico na saída para as 
frequências solicitadas, seguindo a relação 𝑉𝑜𝑢𝑡 = −𝐴𝑣 ∗ 𝑉𝑖𝑛, conforme apresentado na tabela 
3 e, utilizando a conversão do ganho com a fórmula 
𝐴 = 10
𝐴 𝑣
20 
Frequência do Sinal de Entrada (amplitude de 20mV) 
100 Hz 1 kHz 10 kHz 100 kHz 1 MHz 
Tensão de Saída 
𝑉𝑜𝑢𝑡(𝑉) 
2 2 1,41 0,2 0,02 
Ganho Av(dB) 
Av(dB) = 20 log (
Vout
Vin
) 
40 40 37 20 0 
Tabela 3 – Dados calculados 
4.3 SIMULAÇÃO DO CIRCUITO 
Com o auxílio do software multisim, o circuito foi montado e a simulação realizada, a partir 
das configurações para o AO apresentadas na figura 16: 
 
Figura 16 - Dados de configuração para o AO 
20 
 
 
Figura 17 - formas de onda para as tensões de entrada e saída 
 
Figura 18 - tensão de pico para a tensão de saída 
 
𝑉 𝑝
𝑜𝑢𝑡
1,9992 + 1,9979
2
= 1,99 𝑉 
 
21 
 
 
Figura 19 - tensão de pico para a tensão de entrada 
 
𝑉𝑝
𝑖𝑛
=
20,004 𝑚 + 20,045 𝑚
2
= 20,02 𝑚𝑉 
Desse modo, o ganho para o circuito de acordo com a simulação é dado por 
𝐴𝑣 =
−𝑉𝑜𝑢𝑡
𝑉𝑖𝑛
=
1,99
20,02 𝑚
= −99,40 
A simulação também confirma a igualdade entre as correntes, como demonstra a figura 20. 
 
Figura 20 - Corrente do Circuito 
 
Na imagem a seguir, é possível identificar o ganho para a frequência de corte. 
22 
 
 
Figura 21 - Ganho para a frequência de corte 
Sendo os ganhos em dB apresentados na figura 
 
Figura 22 – Resposta em frequência do circuito 
 Por meio das relações 
𝑉𝑜𝑢𝑡 = −𝐴𝑣 ∗ 𝑉𝑖𝑛 
𝐴 = 10
𝐴 𝑣
20 
 Tem-se, portanto, os seguintes resultados apresentados para a simulação 
Frequência do Sinal de Entrada (amplitude de 20mV) 
100 Hz 1 kHz 10 kHz 100 kHz 1 MHz 
Tensão de Saída 
𝑉𝑜𝑢𝑡(𝑉) 
2 1,99 1,40 0,19 0,0198 
Ganho Av(dB) 
Av(dB) = 20 log (
Vout
Vin
) 
39,995 39,951 36,935 19,854 0 
Tabela 4 – Dados obtidos com a simulação 
23 
 
4.4 CONCLUSÃO 
 É possível identificar que os valores estão dentro do esperado de acordo com os cálculos 
teóricos. A corrente do circuito calculada era de 2 µA, enquanto a obtida na simulação foi de 
1,873 µA, resultando em um erro percentual 6,35%. 
 Já para melhor visualização e compreensão dos outros valores, construiu-se as seguintes 
tabelas. 
Frequência do Sinal de Entrada (amplitude de 20mV) 
100 Hz 1 kHz 10 kHz 100 kHz 1 MHz 
Tensão de Saída Teórica 
𝑉𝑜𝑢𝑡(𝑉) 
2 2 1,41 0,2 0,02 
Tensão de Saída Experimental 
𝑉𝑜𝑢𝑡(𝑉) 
2 1,99 1,40 0,19 0,0198 
Erro Percentual (%) 0 0,50 0,71 5.26 1.01 
Tabela 5 – Análise das tensões obtidas 
 
Frequência do Sinal de Entrada (amplitude de 20mV) 
100 Hz 1 kHz 10 kHz 100 kHz 1 MHz 
Ganho Av(dB) Teórico 
Av(dB) = 20 log (
Vout
Vin
) 
40 40 37 20 0 
Ganho Av(dB) Simulado 
Av(dB) = 20 log (
Vout
Vin
) 
39,995 39,951 36,935 19,854 0 
Erro Percentual (%) 0,01 0,12 0,17 0,73 0 
Tabela 6 – Análise dos ganhos obtidos 
 
 Dessa forma, conclui-se que os valores obtidos são satisfatórios e condizentes com os 
cálculos realizados. Uma vez que algumas mínimas divergências tão estão ligadas ao manuseio 
dos cursores do simulador. 
24 
 
5 EXPERIMENTO 03: AMPLIFICADOR NÃO INVERSOR E SLEW-RATE 
5.1 MONTAGEM EXPERIMENTAL 
 Para este último experimento, objetiva-se simular um circuito seguindo conforme o 
apresentado na figura 18 e confrontar os dados extraídos da simulação com os obtidos em 
cálculos teóricos. 
 
Figura 23 - Circuito de um Amplificador Não Inversor 
 
Deste modo, para realizar essa tarefa foram utilizados os seguintes componentes: 
1 Amplificador Operacional com terminais de alimentação, disponível no software de 
simulação; 
Software de simulação computacional Multisim; 
2 resistores de 1 kΩ; 
Logo, utilizando o software Multisim e os componentes listados, foi possível desenhar o 
circuito de um amplificador não inversor, apresentado na figura x e configurações apresentados 
na figura 24. 
25 
 
 
Figura 24 – Amplificador Não Inversor 
 
Figura 25 - Configurações do Amplificador Não Inversor 
5.2 CÁLCULOS TEÓRICOS 
 Com o circuito montado, o primeiro passo agora é encontrar o ganho do mesmo: 
𝐴𝑣 = 1 +
𝑅2
𝑅1
= 1 +
1𝑘
1𝑘
= 2 
26 
 
 Esse ganho em escala dB é dado por 
𝐴 = 20 log(2) = 6 𝑑𝐵 
 Por fim, para finalizar essa parte e desenhar o gráfico da resposta em frequência desse 
circuito é necessário encontrar a frequência de corte 𝑓𝑐, considerando 𝑓𝑢𝑛𝑖𝑡𝑦 como a largura de 
banda (BW) de 1M utilizada na configuração do AO. 
𝐴 ∗ 𝑓𝑐 = 𝑓𝑢𝑛𝑖𝑡𝑦 
2 ∗ 𝑓𝑐 = 1𝑀 
500 𝑘𝐻𝑧 
 Desse modo, tem-se que 𝑓𝑐 = 500 𝑘𝐻𝑧, ou seja, o ganho permanecerá constante até que 
atinja este valor perdendo 3 dB e, posteriormente irá decair 20db/década até que atinja 
𝑓𝑢𝑛𝑖𝑡𝑦. Portanto, o gráfico do ganho em função da frequência está apresentado na figura a 
seguir. 
 
Figura 26 - resposta em frequência do Circuito 
 Visto que a frequência da tensão de entrada de 1 kHz e de 50kHz são menores que a 
frequência de corte de 500 kHz, espera-se que a saída do circuito, para ambas as frequências, 
seja dada por 
𝑉𝑜𝑢𝑡 = 𝐴𝑣 ∗ 𝑉𝑖𝑛 
𝑉𝑜𝑢𝑡 = 2 ∗ 5 
𝑉𝑜𝑢𝑡 = 10 𝑉 
 
 Agora, para encontrar a corrente do circuito é possível considerar um curto virtual entre 
os terminais de entrada do AO. Logo, acorrente que passa pelo resistor 𝑅2 é a mesma que passa 
por 𝑅1, permitindo que a seguinte análise seja feita: 
27 
 
𝐼𝑅2 = 𝐼𝑅1 =
𝑉𝑖𝑛
𝑅1
=
5
1𝑘
= 5 𝑚𝐴 
5.3 ANÁLISE DO SLEW-RATE 
 Os valores calculados no item 5.2 não consideraram o slew-rate (SR) na tensão de saída, 
o qual se refere ao ganho máximo que um sinal de saída pode apresentar sem que haja distorções 
nesse sinal e, é dado em V/s. Os SRs dados estão em V/s, entretanto, é mais comum utilizar o 
SR em V/µs. 
 Portanto, para o SR de 1V/s que é igual a 1MV/µs tem-se que 
2 ∗ 𝜋 ∗ 𝑓𝑚á𝑥 ∗ 𝑉𝑝 < 𝑆𝑅 
2 ∗ 𝜋 ∗ 𝑓𝑚á𝑥 ∗ 10 < 1𝑀 
𝑓𝑚á𝑥 <
1𝑀
2 ∗ 𝜋 ∗ 10
 
𝑓𝑚á𝑥 < 16 𝑘𝐻𝑧 
 Já para o SR de 5V/s = 5V/µ s tem-se que 
2 ∗ 𝜋 ∗ 𝑓𝑚á𝑥 ∗ 𝑉𝑝 < 𝑆𝑅 
2 ∗ 𝜋 ∗ 𝑓𝑚á𝑥 ∗ 10 < 5𝑀 
𝑓𝑚á𝑥 <
5𝑀
2 ∗ 𝜋 ∗ 10
 
𝑓𝑚á𝑥 < 80 𝑘𝐻𝑧 
 É possível então analisar que o valor obtido com a tensão de saída em 𝑓 = 50 kHz está 
incorreto, pois ele é superior ao limite de 16 kHz para que o sinal não apresente distorções. Já 
para a frequência de 1 kHz o valor obtido é adequado, pois 1 kHz < 80 kHz. 
5.4 SIMULAÇÃO 
 Desse modo, após os cálculos teóricos, o circuito foi simulado no software Multisim 
para comparar os resultados obtidos. 
28 
 
 Para a frequência de 1 kHz, as formas de onda de entrada (em verde) e saída (em azul) 
seguem na figura 27. 
 
Figura 27 – Fomas de onda para 1 kHz. 
 Pela imagem é possível perceber que a tensão de saída não está defasada em relação a 
tensão de entrada como esperado para o circuito. Ademais, tem-se que o valor da tensão de pico 
para a saída é de, aproximadamente, 9,95V. por fim, para o ganho, então, tem-se que 
𝐴𝑣 =
9,95
5,01
= 1,99 = 5,98 𝑑𝐵 
 Vale ressaltar que o ganho igual a 3 dB é igual a 1,41 em valor absoluto. 
 E o gráfico da resposta em frequência é apresentado na figura 28. 
 
Figura 28 – Resposta em Frequência do circuito 
 Já para a frequência de 50 kHz, as formas de onda de entrada (em verde) e saída (em 
azul), estão apresentadas na figura. 
29 
 
 
Figura 29 - Fomas de onda para 50 kHz. 
 É possível perceber pelo gráfico que a forma de onda está distorcida e apresentando 
valor de pico inferior ao esperado, visto que, nesse caso o AO não suporta essa variação do 
sinal tão rápida em uma frequência de 50 kHz. 
 Para resolver esse problema é possível alterar tensão de saída de entrada, alterando o 
ganho, de forma que a frequência de Slew-Rate seja maior que a frequência desejada; ou 
escolher um AO em que a frequência de Slew-Rate seja maior que a frequência desejada 
 Logo, substituindo o AO por um outro com SR = 5 𝑉/𝜇𝑠, encontra-se a frequência 
máxima de 80 𝑘𝐻𝑧 e uma nova forma de onda, sem distorções e condizente com o esperado, 
conforme a figura 30. 
 
Figura 30 – Formas de onda após ajuste do AO 
30 
 
5.5 CONCLUSÃO 
 Para fazer uma comparação mais visual entre os valores calculados e os valores 
simulados, foram construídas as tabelas apresentadas a seguir. 
Primeiro, para os valores de tensão encontrados, tem-se: 
𝑉𝑖𝑛 𝑉𝑜𝑢𝑡 
SR = 1MV/µs 
Teórico 5 10 
Simulado 5 4,75 
Erro (%) 0 110 
𝑉𝑖𝑛 𝑉𝑜𝑢𝑡 
SR = 5MV/µs 
Teórico 5 10 
Simulado 4,99 9,99 
Erro (%) 0,10 0,10 
Tabela 7 – Análise dos Valores para cada SR 
Já para os valores do ganho tem-se 
 
Frequência do sinal de entrada 
 1 kHz 50 kHz 500 kHz 
Ganho 
(dB) 
Teórico 6 6 3 
Simulado 6,02 5,98 2,98 
Erro (%) 0,33 0,33 0,67 
Tabela 8 – Análise dos valores de ganho 
 Após a observação dos dados das tabelas anteriores, nota-se que os erros eram mínimos, 
com única exceção do caso em que a frequência máxima suportada pela AO foi ultrapassada, 
como discutido anteriormente, por isso tamanho erro superior a 100%. 
 Todavia, os outros valores encontrados satisfizeram os objetivos da simulação e 
permitiram concluir que o experimento foi satisfatório, bem como a importância de realizar a 
análise da influência do slew rate no circuito. 
31 
 
6 REFERÊNCIAS 
 BOYLESTAD, R. L.; NASHELSKY, L. Dispositivos eletrônicos e teoria de circuitos; 
tradução: Sônia Midori Yamamoto; revisão técnica Alceu Ferreira Alves. – 11 ed. – São Paulo: 
Pearson Education do Brasil, 2013. 
 
 MALVINO, A.; BATES, D. J. Eletrônica, volume 2; tradução: Antonio Pertence Jr. – 
8 ed. – Porto Alegre: AMGH, 2016. 
 PINTO, L. F. T.; SUZUKI, J.; Eletrônica: eletrônica analógica, volume 2. Coleção 
Técnica Interativa. Série Eletrônica. São Paulo: Fundação Padre Anchieta, 2011.