Unidade III

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Análise de Circuitos 
Eletrônicos
Material Teórico
Responsável pelo Conteúdo:
Prof. Esp. Elvis Luiz dos Santos
Revisão Textual:
Prof. Me. Claudio Brites
Amplificadores Transistorizados e Amplificadores Operacionais
• Introdução;
• Amplificador em Configuração Emissor Comum (EC);
• Amplificadores de Potência Classes A, B, AB, C, D;
• Dimensionamento Térmico;
• Amplificador Diferencial.
• Reconhecer os amplifi cadores e suas variantes.
OBJETIVO DE APRENDIZADO
Amplifi cadores Transistorizados
e Amplifi cadores Operacionais
Orientações de estudo
Para que o conteúdo desta Disciplina seja bem 
aproveitado e haja maior aplicabilidade na sua 
formação acadêmica e atuação profissional, siga 
algumas recomendações básicas: 
Assim:
Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte 
da sua rotina. Por exemplo, você poderá determinar um dia e 
horário fixos como seu “momento do estudo”;
Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar; lembre-se de que uma 
alimentação saudável pode proporcionar melhor aproveitamento do estudo;
No material de cada Unidade, há leituras indicadas e, entre elas, artigos científicos, livros, vídeos 
e sites para aprofundar os conhecimentos adquiridos ao longo da Unidade. Além disso, você tam-
bém encontrará sugestões de conteúdo extra no item Material Complementar, que ampliarão sua 
interpretação e auxiliarão no pleno entendimento dos temas abordados;
Após o contato com o conteúdo proposto, participe dos debates mediados em fóruns de discus-
são, pois irão auxiliar a verificar o quanto você absorveu de conhecimento, além de propiciar o 
contato com seus colegas e tutores, o que se apresenta como rico espaço de troca de ideias e de 
aprendizagem.
Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte 
Mantenha o foco! 
Evite se distrair com 
as redes sociais.
Mantenha o foco! 
Evite se distrair com 
as redes sociais.
Determine um 
horário fixo 
para estudar.
Aproveite as 
indicações 
de Material 
Complementar.
Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar; lembre-se de que uma 
Não se esqueça 
de se alimentar 
e de se manter 
hidratado.
Aproveite as 
Conserve seu 
material e local de 
estudos sempre 
organizados.
Procure manter 
contato com seus 
colegas e tutores 
para trocar ideias! 
Isso amplia a 
aprendizagem.
Seja original! 
Nunca plagie 
trabalhos.
UNIDADE Amplificadores Transistorizados e Amplificadores Operacionais
Introdução
Princípio de Funcionamento dos Amplificadores 
de Pequenos Sinais: Amplificadores de pequenos 
sinais com transistores bipolares
Das várias aplicações possíveis para um transistor, a mais utilizada e comum é a 
de amplificador de pequenos sinais. Esses amplificadores transistorizados possibili-
taram o surgimento do rádio e do gravador portáteis nos anos 1960 e 1970.
Conheceremos agora uma das possíveis configurações básicas do amplificador a 
transistor e suas características.
Amplificador em Configuração 
Emissor Comum (EC)
Na Figura 1, é mostrado o esquema eletrônico de um amplificador EC, ele pos-
sui esse nome pois o emissor é derivado para o terra, fato que também dá a ele o 
nome de amplificador com emissor aterrado. Quando aplicamos um sinal senoidal 
na base do transistor, produzimos consequentemente variações na corrente de base 
e, devido ao beta (ganho do transistor), teremos como resultado uma onda senoidal 
amplificada e de mesma frequência no coletor (saída do circuito amplificador). Essa 
corrente senoidal do coletor flui através da resistência de coletor e produz uma ten-
são de saída amplificada.
Figura 1 – Circuito amplificador emissor comum
Fonte: Acervo do Conteudista
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Como ocorre a flutuação do sinal CA (senoidal) na corrente do coletor, a tensão 
que aparece na saída também oscila senoidalmente em todo espectro da tensão 
quiescente. No semiciclo positivo do sinal de entrada, a IB aumenta, fazendo cres-
cer também a corrente no coletor, produzindo uma queda de tensão maior na da 
resistência de coletor. Dessa forma, a tensão de coletor diminui fazendo aparecer o 
primeiro semiciclo negativo na saída, da mesma forma o semiciclo negativo do sinal 
de entrada gera uma corrente menor no coletor e a queda de tensão no resistor de 
coletor diminui bruscamente, fazendo aparecer o semiciclo positivo na saída. Note 
então que o sinal de saída é 180º defasado do sinal de entrada.
Figura 2 – Curva de carga
Fonte: Acervo do Conteudista
Podemos então afirmar que o gráfico da linha de carga CA (Figura 2) é o ponto 
Q (quiescente), pois a tensão de entrada produz variações na corrente de base, re-
sultando em variações senoidais em torno do ponto Q. 
Quando operamos com pequenos sinais, a oscilação de pico a pico na corrente 
de coletor deve ser menos de dez por cento da corrente quiescente do coletor para 
que seja possível manter distorções aceitáveis. 
Quando operamos com sinais muito grandes, o ponto de operação oscila, mais 
adiante, ao longo da linha de carga, o transistor entra em corte e saturação e isso 
provoca o ceifamento dos picos negativos e positivos do sinal (Figura 3), ocasionan-
do a distorção do sinal amplificado. 
Figura 3 – Exemplo de sinal senoidal distorcido
Fonte: Acervo do Conteudista
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UNIDADE Amplificadores Transistorizados e Amplificadores Operacionais
Ganho de Tensão 
O ganho de tensão de um amplificador é resultante da amplificação, quantas 
vezes o sinal de saída for maior do que o de entrada. 
V saídaAV
V entrada
=
Se por exemplo tivermos uma tensão de saída (V saída) de 100mV e uma tensão 
de entrada de 10mV (V entrada), então:
100AV   10
     10
= =
Teremos um ganho de tensão de 10X.
O ganho também pode ser calculado pela razão entre a resistência do coletor e 
a resistência do emissor.
Impedância de Entrada
Devemos entender a impedância de entrada como sendo a resistência que a en-
trada do amplificador oferece à fonte do sinal gerado se, por exemplo, tivermos um 
amplificador com impedância de entrada muito baixa (como sabemos, a corrente é 
inversamente proporcional à resistência; se a resistência de entrada é muito baixa, 
consumirá parte do sinal a ser amplificado), o sinal de entrada sofrerá uma atenua-
ção muito grande. Definimos a impedância de entrada (Zin) por :
VentradaZin   10
     I entrada
= =
Amplificadores de pequenos sinais com transistores de efeito de campo.
Podemos utilizar também os transistores do tipo efeito de campo ou JFET, esses 
transistores possuem impedâncias de entrada muito mais altas e correntes de en-
trada muito mais baixas do que os transistores comuns. O JFET é utilizado como 
amplificador na configuração da fonte (source) comum. Observando o esquema da 
Figura 4, podemos observar que o resistor R2 polariza o gate e C1 faz o acopla-
mento do sinal de entrada isolando o circuito das componentes DC de polarização, 
evitando ruídos de componentes DC. O R3 funciona como carga para o dreno 
(drain) e o capacitor C3 acopla o circuito à saída, isolando as componentes DC.
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Figura 4 – Amplifi cador com JFET
Fonte: Acervo do Conteudista
O capacitor C2 é utilizado para desacoplar a fonte (source) do FET, atuando 
sobre o ganho do JFET.
Amplificadores de Potência
Classes A, B, AB, C, D
No nosso dia a dia, já ouvimos falar na classe de operação dos amplificadores. 
Agora saberemos um pouco sobre como são classificados esses amplificadores.
Os amplificadores são divididos em classes, como vimos anteriormente. Tratare-
mos a partir daqui de algumas delas, como a classe A, classe B, AB, classe C e D. A 
classe de um amplificador não se refere à sua qualidade de reprodução sonora, re-
fere à configuração dos circuitos internos. Para facilitar o entendimento sobre essa 
matéria, trataremos de alguns termos técnicos utilizados na área de amplificadores:
• Ganho: é a relação entre o valor do sinal de saída dividido pelo valor do si-
nal de entrada. Por exemplo: se aplicarmos um sinal na entrada de um am-
plificador de 20mV e obtivermos um sinal de 20Vpp de saída, teremos:20(Vpp)/0,02(Vpp)=1000, teremos então um ganho de 1000X;
• Ganho em dB (Decibéis): representa um décimo da unidade Bell, o dB (deci-
bel) é uma unidade que expressa grandezas logarítmicas; 
• Ponto Quiescente (Q): é um ponto na curva de transferência do elemento 
ativo do quadripolo. Nesse ponto, o circuito se mantém polarizado e estabili-
zado, conhecido como ponto de repouso elétrico, que é proporcionado pelos 
componentes que polarizam o elemento ativo, como resistores, capacitores, 
indutores, diodos etc.;
• Rendimento (η): é o tanto de energia que saiu do sistema menos a energia que 
foi perdida para o ambiente, em forma de calor, luz, movimento;
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UNIDADE Amplificadores Transistorizados e Amplificadores Operacionais
• Potência elétrica: é a capacidade de um componente qualquer em produzir 
algum trabalho, seja ele convertendo corrente em luz, calor, movimento etc.;
• Quadripolos: é o nome técnico de um elemento que possui 2 terminais de 
entrada e dois terminais de saída. Os quadripolos se classificam em ativos 
e passivos; 
• Quadripolo ativo: o sinal que sai é igual ou maior do que o sinal que entrou, 
em amplitude; 
• Quadripolo passivo: o sinal que sai é menor do que o sinal que entrou, em 
amplitude, ou que sofreu atenuação em relação ao sinal de entrada; 
• Elemento ativo em um quadripolo: componente responsável pelo ganho ou 
pela atenuação do quadripolo. Como, por exemplo, os transistores, amplifica-
dores operacionais, amplificadores híbridos etc.;
Após conhecermos os termos básicos da área de amplificadores, trataremos das 
classes de operação e suas características; 
Amplificadores Classe A
Usados para amplificar os sinais de maneira simples e direta, foi a primeira con-
figuração utilizada nos amplificadores. O ponto de trabalho do transistor é configu-
rado para ficar no meio da curva de transferência, ponto quiescente (Q). Devido a 
essa característica, o amplificador está constantemente em operação e, por conse-
quência, utilizando parte da energia por ele consumida em forma de calor, levando 
a perdas por dissipação com rendimento por volta de 25 a 50%.
Figura 5 – Amplificador em configuração Classe A e sua curva característica
Amplificador Classe B
Os amplificadores classe B têm como característica principal converter as per-
das por aquecimento em energia útil. O transistor é polarizado de modo que só 
conduzam o semiciclo positivo ou negativo, dependendo da polarização do sinal na 
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entrada. Dessa forma, só trabalha 50% do tempo, tendo maior eficiência energética 
do que o amplificador classe A, mas com péssima fidelidade sonora e rendimento 
por volta de 75%.
Figura 6 – Exemplo de Amplifi cador Classe B e sua curva característica
Amplificador Classe C
O amplificador surgiu da necessidade de implementação dos grandes transmisso-
res de telegrafia. O transistor é polarizado de tal forma que somente uma parte do 
semiciclo é efetivamente utilizado. Assim, praticamente toda a potência se converte 
em energia, mas também sem fidelidade sonora. Por isso é muito utilizado para 
amplificar sinais de RF para transmissores. Seu rendimento é por volta de 90%.
Figura 7 – Amplifi cador Classe C com sua curva característica
Amplificador classe D
Os amplificadores classe D são conhecidos como amplificadores digitais ou 
PWM (Pulse Width Modulation). Seus transistores trabalham digitalmente, ou seja, 
no corte (nível 0) ou na saturação (nível 1). O sinal de áudio injetado na entrada 
passa por um circuito comparador que chaveia os transistores, gerando uma forma 
de onda quadrada. Devido a esse tipo de chaveamento, não existem perdas por 
dissipação de calor e o rendimento chega próximo a 100%. 
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UNIDADE Amplificadores Transistorizados e Amplificadores Operacionais
Figura 8 – Amplificador Classe D
Classe AB 
O amplificador classe AB surgiu para atender a uma clientela mais sofisticada e exi-
gente que gosta de um som com alta fidelidade de frequência e potência elevada. Os 
amplificadores classe AB são a soma das duas primeiras classes e B, utilizando uma 
configuração tipo push-pull onde temos dois transistores operando em contra-fase.
Figura 9 – Amplificador Classe AB
Dimensionamento Térmico
A circulação de corrente elétrica por qualquer componente provoca uma dissipa-
ção de potência P=VxI. Essa potência dissipada converte-se em calor (efeito Joule). 
As relações entre potência e energia são indicadas a seguir: 
1 W = 0,239 cal/s
1 W.s = 1 J 
1 cal = 4,187 J
Os dispositivos transistores atuais são normalmente de silício, o que possui tem-
peratura de fusão superior a 1400 °C. Mas se olharmos o manual do componente, 
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podemos verificar que a máxima temperatura de operação da junção fica em torno 
de 150 °C. Isso porque a temperatura interna determina a quantidade de portado-
res livres, o que é responsável pela corrente de fuga que existe quando o dispositivo 
deveria estar bloqueado, ou seja, quanto maior a temperatura na junção, maior a 
fuga no transistor e, por consequência, a queima do componente.
Então, lembre-se que, quando projetamos ou reparamos um amplificador, é de 
extrema importância verificar os sistemas de dissipação de calor empregados no 
sistema. A dissipação de calor pode ocorrer de duas formas:
• Dissipação por Convecção – É a que ocorre pela movimentação do ar na 
região onde se encontra o dissipador de calor. A dissipação pode ser melho-
rada alterando o desenho do dissipador, deixando-o em posição horizontal ou 
vertical, de modo a facilitar o fluxo do ar ou forçando passagem do ar pelo 
dissipador por ventilação forçada;
• Dissipação por Radiação – Na dissipação de calor por radiação, a energia 
é transportada por ondas eletromagnéticas. A única forma de se alterar o au-
mento da eficiência é alterando a emissividade.
Amplificador Diferencial
O circuito do amplificador diferencial entrega uma tensão CC diferencial de sa-
ída (Vod) que, por sua vez, é igual à tensão CC diferencial de entrada (Vid), só que 
multiplicada por ganho (A). Esse tipo de amplificador é encontrado em formato de 
CI (circuito integrado) com os códigos: CA 3000 e MC 1733. Aplicações práticas 
para esse amplificador podem ser encontrada nos manuais dos fabricantes.
Figura 10 – Símbolo do amplifi cador diferencial
Figura 11 – Amplifi cador diferencial com componentes discretos
Fonte: Wikimedia Commons
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UNIDADE Amplificadores Transistorizados e Amplificadores Operacionais
Observando o esquema do Amplificador Diferencial, podemos observar que a 
tensão diferencial de saída é dada pela diferença de potencial entre os terminais 3 e 
4 de saída e a tensão diferencial de entrada, que é dada pela diferença de potencial 
entre os terminais 2 e 1 de entrada.
Amplificador Operacional ideal versus real:
Tabela 1
Parâmetro Op-Amp Ideal Op-Amp Real
Ganho de tensão diferencial ∞ 105 - 109
Ganho de largura de banda (Hz) ∞ 1-20 MHz
Resistência de entrada (R) ∞ 166-1012Ω
Resistência de saída (R) 0 100-1000Ω
Figura 12 – Comparativo entre o AO real e Ideal
O amplificador operacional (AO) é um bloco analógico de baixo custo que tem 
como características principais: ganho elevado; entrada na forma diferencial; baixa 
impedância de saída e alta impedância de entrada; emprega realimentação para 
determinar a relação entre a entrada e a saída (ganho).
O AO foi desenvolvido para realizar “operações matemáticas” com sinais elé-
tricos em computadores analógicos. É amplamente utilizado em amplificadores, 
circuitos comparadores, osciladores, filtros, condicionadores para sensores, mostra-
dores e retentores (sample & hold) e conversores ADC e DAC.
O AO possui dois terminais de entrada V+ e V-(diferencial), um terminal de saída 
Vout, dois terminais de alimentação Vs+ e Vs-(simétrica).
Figura 13 – Simbologia do AO Figura 14 – Alimentação simétrica do AO
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O amplificador operacional ideal tem as seguintes características:
• Ganho diferencial infinito (Ad); 
• Impedância de entrada infinita (Ri); 
• Impedância de saídazero (Ro).
Já o amplificador operacional real apresenta:
• Ganho diferencial alto (Ad: 20.000 a 1.000.000);
• Impedância de entrada alta (Ri: 50 kΩ a 5 MΩ);
• Impedância de saída baixa (Ro: 10 Ω a 200 Ω).
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UNIDADE Amplificadores Transistorizados e Amplificadores Operacionais
Material Complementar
Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade:
 Livros
Eletrônica Aplicada
CRUZ, Eduardo Cesar Alves; CHOUERI JR., Solomão. Eletrônica aplicada. 2. ed. 
São Paulo: Érica, 2012.
Laboratório de Eletricidade e Eletrônica
CAPUANO, F. G.; MARINO, M. A. M. Laboratório de Eletricidade e Eletrônica. 
24. Ed. São Paulo: Érica, 2007.
Eletrônica Analógica Básica
DUARTE, Marcelo de Almeida. Eletrônica analógica básica. 1. ed. Rio de Janeiro: 
LTC, 2017.
 Vídeos
História do Transistor
https://youtu.be/Xsv03w9YJqI
Transistor: Como Funciona
https://youtu.be/0kgT66tE7N4
Eletrônica - Semicondutores
https://youtu.be/HmvppRT9nm4
Semicondutores e Semicondutor Intrínseco
https://youtu.be/snLCgz7W22Y
 Leitura
Classes de Operação dos Amplificadores de Áudio 
https://bit.ly/2GGWqpU
Matéria sobre Transistores de Papel 
https://bit.ly/2KUDj0y
Derating of Schottky Diodes
https://bit.ly/2UTsHEc
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Referências
CAPUANO, F. G.; MARINO, M. A. M. Laboratório de Eletricidade e Eletrônica. 
24. ed. São Paulo: Erica, 2007.
Duarte, Marcelo de Almeida. Eletrônica analógica básica. 1. ed. Rio de Janeiro: 
LTC, 2017.
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