Amplificador Diferencial

Prévia do material em texto

INSTITUTO FEDERAL DE CIÊNCA E TECNOLOGIA DE SÃO 
PAULO - Campus SJC 
Curso de Engenharia de Controle e Automação 
Relatório de Laboratório de Eletrônica Analógica II 
 
Nomes: 
 
 Amanda Razaboni 
 Bianca Oliveira 
 Reginaldo Berchior 
Experimento 07 Amplificador Diferencial Data: 14/06/2022 
 
1. Objetivo: 
 
1.1. Montagem de um circuito de amplificador diferencial. 
1.2. Teste do circuito amplificador diferencial. 
1.3. Medição de ganho diferencial e de modo comum. 
1.4. Calcular os parâmetros CC e CA de um Amp. Diferencial com polarização 
de emissor comum 
 
2. Materiais 
• Resistores 
2 x 47 Ω 
2 x 10 kΩ 
2 x 47 kΩ 
• Capacitores 
1 x 1,0 µF 
• Transistor 
1 x 2n3904 
3. Formulário: 
+𝑉𝐸𝐸 − 2𝐼𝐸𝑅𝑇 − 𝐼𝐸𝑅𝐸1 − 0.7 𝑉 − 𝐼𝐵𝑅𝐵1 = 0 1 
𝐼𝐵 
 
𝐼 
≅
 𝐼𝐸 2
 
𝛽𝐶𝐶 
 
= 
 𝑉𝐸𝐸−0,7 𝑉 3
 
𝐸 
𝑅𝐵1+𝑅
 +2𝑅 
𝛽𝐶𝐶 
 𝐴 = 𝐴 
𝐸1 𝑇 
 
 𝐴 
 
1 
( 
𝑅𝐶 
 
 
 
) = 
𝑅𝐶 4 
 
 
𝑉(𝐷) 𝑐𝑐 𝐶𝐵 = (
2
) 𝑅𝐸2 +𝑟𝑒(𝑄2) 2(𝑅𝐸2 +𝑟𝑒(𝑄2)) 
𝐴𝐶𝑀 ≅ 
 𝑅𝐶 5
 
2𝑅𝑇 
4. Procedimento 
 
4.1. Meça os resistores e anote na tabela 1 
4.2. Calcule os erros relativos 
4.3. A figura -1 apresenta um amplificador diferencial, com saída única e 
polarização emissor comum. Com exceção de VC, os paramentos CC 
para os transistores Q1 e Q2 são idênticos. Os transistores estão 
polarizados diretamente pelo valor negativo da tensão da fonte que está 
conectada ao resistor RT comum aos dois. Note que o resistor RT possui 
duas correntes de emissor fluindo por eles, contribuição de cada um dos 
transistores. Para se calcular os parâmetros CC para o circuito, o primeiro 
passo é escrever a equação da lei das tensões de Kirchoff, para o 
caminho apresentado na figura -1. Equação -1 
4.4. A corrente de base pode ser expressa em termos da corrente de emissor 
utilizando uma aproximação, conforme a equação 2. Substituindo-se 
equação 2 na equação 1 e isolando obtém-se a equação 3. 
4.5. Calcule IE para o circuito da figura 1 . Caso não saiba o CC, utilize o 
datasheet (Último caso considere o valor de 100). Anote os valores na 
tabela 2. 
4.6. Monte o circuito da figura -1. O gerador de funções deve estar desligado. 
Meça e registre na tabela 2 os valores de tensões. (valores devem estar 
próximos [medidos e calculados] considerando uma margem de 10%). 
4.7. Utilizando o valor calculado de IE, calcule re para os transistores. registre 
o valor na tabela -3. 
4.8. Calcule o ganho diferencial AV(d) do circuito. Um amplificador diferencial 
pode ser considerado como um amplificador coletor comum (Q1) 
comandando um amplificador base comum (Q2). O ponto A na figura -1 
representa a saída do amplificador coletor comum e a entrada do 
amplificador base comum. A tensão de base do transistor Q1 , Vb(Q1) é 
igual a VS. O ganho no ponto A é aproximadamente ½, então VA(CA) é 
calculada como 50 mVpp. O ganho diferencial é o produto do ganho do 
amplificador coletor comum e o amplificador base comum., como mostra 
a equação 4. 
4.9. O ganho de modo comum é dado pela equação 5. 
4.10. Ajuste o gerador para uma onda senoidal com amplitude de 100 
mVpp e frequência de 1 kHz. Utilize o osciloscópio para ajustar a 
frequência e amplitude do sinal. Meça a tensão de base de Q1 (Vb(Q1)) no 
ponto A, e a de Q2. Determine o ganho diferencial (AV(d)). O ganho total é 
dado pela razão da tensão de saída pela de entrada. Utilizando os dois 
canais do osciloscópio, observe a relação entre as fases das formas de 
ondas. Registre os resultados na tabela 3. 
4.11. Para a medição do ganho do modo comum, se faz necessário um 
sinal idêntico em ambos transistores. Para efetuar este passo remova o 
ponto B da referência (ground) e conecte ao gerador de função. Aumente 
VS para 1,0 Vpp e messa Vout. Entre o valor de ganho (ACM) na tabela 3. 
𝑨 
5. Questões: 
 
5.1. Utilizando os ganhos medidos (diferencial e modo comum), calcule o 
CMRR (Razão de rejeição modo comum) para o amplificador diferencial. 
Apresente o resultado em decibéis. 
𝑪𝑴𝑹𝑹 = 𝟐𝟎 𝑳𝑶𝑮 (
𝑨𝑽(𝑫)⁄ ) 
𝑪𝑴 
5.2. No item 4.3 quando se utilizou a leia das tensões de Kirchoff para se 
determinar a corrente de emissor (equação 1) aparece o termo 2 IE. 
Explique a razão para tal. 
5.3. No item 4.8, foi afirmado que o ganho de tensão no ponto A é 
aproximadamente ½. Explique 
5.4. Estime o valor da tensão no ponto A no caso da base de Q2 estar aberta. 
 
Tabelas 
Tabela -1 
 
 
 
 
 
 
 
 
Como esse experimento esá sendo feito inicialmente pelo software TINA, os 
valores apresentam erro relativo 0, uma vez que os componentes são 
considerados ideais. 
 
 
 
Resistor Valor Listado Valor medido Erro Relativo (%) 
RB1 47 kΩ 47 kΩ 0 
RB2 47 kΩ 47 kΩ 0 
RE1 47 Ω 47 Ω 0 
RE2 47 Ω 47 Ω 0 
RC 10 kΩ 10 kΩ 0 
RT 10 kΩ 10 kΩ 0 
 
Tabela – 2 
 
Parâmetro CC Calculado Medido 
Q1 Q2 
VA 11 V 10,9 V 
VB - -219,48 mV -221,63 mV 
VE - 856,46 mV 858,89 mV 
IE – Q1 581,59 uA 
IB -4,67 uA 
VC(Q2) 6,75 V 6,75 V 
Tabela -3 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Como o ganho foi calculado e os valores são ideias, não é necessário medir. 
O Mesmo vale para tensão, conforme demonstrado pelas imagens do 
osciloscópio abaixo. 
Não conseguimos identificar Vv (d) no circuito, uma vez que não foi possível 
determinar esse parâmetro. 
 
Osciloscópio para Va 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Parâmetro CA Valor calculado Valor Medido 
Vb(Q1) 100 mVpp 100 mVpp 
re 42 ohm 
ACM 0,5 - 
VA(AC) 50 mVpp 50 mVpp 
Vv(d) - - 
 
 
 
Osciloscópio para Vb 
 
 
 
Circuito 
 
 
 
 
Figura -1 Circuito Amplificador diferencial