teoria_de_amplificadores

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

Eletrônica Analógica 2
- TE05122 -
Professor: Roberto M. Rodrigues (UFPA/ITEC/FEEB)
Teoria de amplificadores
Introdução
A eletrônica gira em torno de sistemas amplificados!
Tais sistemas dependem de um circuito, popularmente chamado AMPLIFICADOR
 K
Assim, é importante ter um conhecimento sólido sobre eles, tanto de uma forma geral quanto sobre os elementos ativos usados na sua síntese
Amplificação
Processo que visa reproduzir um sinal, mas elevando sua potência 
Pi
P0
Amplificador
Ganho do amplificador (fator constante)
 K
Ganho de tensão e de corrente
Por definição:
Casos particulares de amplificação:
“Amplificador”: bruxaria ou engenharia?
Não há quebra do princípio da conservação de energia!
Energia em estado bruto, moldada a imagem e semelhança do sinal de entrada!
Por que amplificar?
Sinais captados da natureza são muito fracos
Por que amplificar?
Sinais se degradam ao se propagarem
Por que amplificar?
Sinais indesejados (ruído) estão em toda parte. Deve-se diferencia-los dos sinais de interesse
Num sistema de telecom, a recepção deve ser capaz de distinguir entre o sinal e o ruído de fundo
Sem amplificação, não poderíamos...
... fazer ligações a longa distância
...enviar e receber sinais de planetas distantes 
Como era a vida antes dos amplificadores?
Dura... buscava-se concentrar o sinal gerado ou ter sistemas ultrassensíveis de recepção
Roberto Menezes (RMR) - incluir um histórico sobre os métodos de amplificação mecânica.
Amplificadores eletrônicos
Recebem sinais eletrônicos e os amplificam
Contruídos a partir de um componente ativo:
Transistor bipolar de junção (TBJ)
Transistor de efeito de campo (FET)
Válvula
Amplificador operacional
Abordagem usada no estudo de amplificadores
Estilo “Caixa-preta”: 
Não interessa como ele é implementado
Só interessa:
Relação entre entrada e saída
Relações entre os parâmetros terminais
A partir das relações, determina-se um modelo equivalente “visto” a partir dos terminais
Objetivos
Determinar o funcionamento sistêmico através de modelos equivalentes
Entender o relacionamento entre os amplificadores e os circuitos ligados a ele
Especificar amplificadores mediante certos requisitos (parâmetros), independente da sua implementação
Amplificadores IDEAIS
Como lidar com a realidade?
Amplificadores ideiais não existem!
Então porque caracteriza-los?
Ter uma “referência” para análise da realidade
Definindo o que seria o “mundo perfeito”, pode-se:
Avaliar o quão distante a realidade é do desejado
Achar formas de manejar a realidade para que se aproxime muito do ideal
Quais parâmetros definem um amplificador como sendo ideal?
Engenheiros buscam soluções factíveis, viáveis. Não perfeitas.
Um amplificador ideal é (ou tem)...
 K
Entrada
Saída
Entrada REPERCUTE na saída
Saída NÃO REPERCUTE na entrada (SEM REALIMENTAÇÃO)
“Unilateral”
O fluxo de sinal é somente da entrada para a saída
Um amplificador ideal é (ou tem)...
“Resposta linear”
Gera uma saída proporcional à entrada
Um amplificador ideal é (ou tem)...
...que se mantém constante para qualquer valor do sinal de entrada
“Faixa dinâmica infinita”
“Resposta linear”
Gera uma saída proporcional à entrada,...
Um amplificador ideal é (ou tem)...
...que se mantém constante para qualquer frequência do sinal de entrada
“Largura de banda infinita”
“Resposta linear”
Gera uma saída proporcional à entrada,...
Um amplificador ideal é (ou tem)...
 K
VS
V0
Não interfere no funcionamento de estágios anteriores nem sofre interferência de estágios posteriores
“Sem carregamento”
Estágios são completamente isolados um dos outros!
Um amplificador ideal é (ou tem)...
Máxima eficiência ( =1). No popular: o sinal é preservado
“Sem carregamento”
Um amplificador ideal é (ou tem)...
Entrada é zero, mas a saída não é!
“Offset nulo”
Não gera sinal na saída na ausência de sinal na entrada
Cadeia de amplificação
Amplificador sempre está inserido numa cadeia que envolve uma fonte e uma carga!
Cadeia:
“fonte”: converte qualquer forma de energia em elétrica (fonte independente)
“amplificador”: recebe o sinal fornecido pela fonte e “aumenta a sua amplitude” (fonte dependente)
“carga”: absorve o sinal vindo do amplificador e o utiliza para alguma finalidade (por exemplo, gerar movimento) 
Exemplos da cadeia de amplificação
Bancada de laboratório:
Gerador de sinais
AMP.
Osciloscópio
Gerador
Carga
Sob a ótica do amplificador...
Exemplos da cadeia de amplificação
Impressão via bluetooth:
AMP.
Sob a ótica do amplificador...
Gerador
Carga
Exemplos da cadeia de amplificação
Caixa amplificada / sistema de som
Sob a ótica desse amplificador...
Gerador
Carga
sistema equivalente é utilizado em rádio difusão. O que muda é ter uma antena no lugar da caixa acústica
Exemplos da cadeia de amplificação
Transmissão optoeletrônica de som:
Sob a ótica do amplificador...
Gerador
Carga
Descrição genérica da cadeia de amplificação
Deve-se caracterizar do ponto de vista elétrico cada bloco da cadeia de amplificação
Assim, tem-se um modelo simplificado que é usado para determinar os parâmetros de interesse (e.g., ganho)
Caracterização da fonte
Caracterização da carga
Do ponto de vista elétrico, a propriedade que nos interessa é sua oposição a passagem de corrente...
...dado que o efeito que a carga gera sobre aquilo que ela se conecta é o efeito de carregamento
Caracterização do amplificador
Do ponto de vista elétrico, um amplificador é uma fonte DEPENDENTE, pois:
Só amplifica o que a fonte fornece a ele
A fonte pode fornecer corrente ou tensão
O amp. pode fornecer corrente ou tensão à carga
Tipos de amplificadores:
Fonte de tensão controlada por tensão (FTCT)
Fonte de tensão controlada por corrente (FTCC)
Fonte de corrente controlada por tensão (FCCT)
Fonte de corrente controlada por corrente (FCCC)
O que entrega na saída
O que acontece na entrada
Fonte de tensão controlada por tensão (FTCT)
Amplificador cuja tensão de saída é proporcional à tensão na entrada
Ganho efetivo de tensão
Ganho de tensão em malha aberta
Fonte de tensão controlada por tensão (FTCT)
Condições ideias ( =1):
Circuito de entrada:
Circuito de saída:
transferir integralmente vs à carga, com amp. total e sem distorção
Fonte de tensão controlada por tensão (FTCT)
Condições reais (efeito de carregamento):
Circuito de entrada:
Circuito de saída:
Fonte de tensão controlada por tensão (FTCT)
O que fazer para a situação real se aproximar da ideal?
Circuito de entrada:
Circuito de saída:
Amplificador cuja corrente de saída é proporcional à corrente na entrada
Fonte de corrente controlada por corrente (FCCC)
Ganho efetivo de corrente
Ganho de corrente em curto-circuito
Fonte de corrente controlada por corrente (FCCC)
Condições ideias (=1):
Circuito de entrada:
Circuito de saída:
transferir integralmente is à carga, com amp. total e sem distorção
Condições reais (efeito de carregamento):
Circuito de entrada:
Circuito de saída:
Fonte de corrente controlada por corrente (FCCC)
O que fazer para a situação real se aproximar da ideal?
Circuito de entrada:
Circuito de saída:
Fonte de corrente controlada por corrente (FCCC)
Amplificador cuja corrente de saída é proporcional à tensão na entrada
Fonte de corrente controlada por tensão (FCCT)
Transcondutância efetiva
Transcondutância de curto-circuito
Condições ideias ( =1):
Circuito de entrada:
Circuito de saída:
Converter integralmente vs em corrente à carga, com amp. total e sem distorção
Fonte de corrente controlada por tensão (FCCT)
Condições reais (efeito de carregamento):
Circuito de entrada:
Circuito de saída:
Fonte de corrente controlada por tensão (FCCT)
O que fazer para a situação real se aproximar da ideal?
Circuito de entrada:
Circuito de saída:
Fonte de
corrente controlada por tensão (FCCT)
Amplificador cuja tensão de saída é proporcional à corrente na entrada
Fonte de tensão controlada por corrente (FTCC)
Transimpedância efetiva
Transimpedância de malha aberta
Condições ideias (para =1):
Circuito de entrada:
Circuito de saída:
Converter integralmente is em tensão à carga, com amp. total e sem distorção
Fonte de tensão controlada por corrente (FTCC)
Condições reais (efeito de carregamento):
Circuito de entrada:
Circuito de saída:
Fonte de tensão controlada por corrente (FTCC)
O que fazer para a situação real se aproximar da ideal?
Circuito de entrada:
Circuito de saída:
Fonte de tensão controlada por corrente (FTCC)
Resumo: amplificadores ideais
	Entrada	Saída	Fonte dependente	Tipo de amplificador	Ganho	unidade do ganho	Ri	R0
	V	V	FTCT	Amp. de tensão	Av	Adimensional	∞	0
	I	I	FCCC	Amp. de corrente	Ai	Adimensional	0	∞
	V	I	FCCT	Amp. de transcondutância	G	S	∞	∞
	I	V	FTCC	Amp. de transimpedância	R		0	0
Parâmetros de interesse de um amplificador real
Se não houvesse efeitos de carregamento:
Ganho “intrínseco”
Como há:
Ganho efetivo 
Impedância de entrada 
Impedância de saída
Obs: há outros, que não interessam nesse momento...
Máximo que se pode extrair do amplificador nas condições ideais
O que se extrai realmente, dado os efeitos de carregamento existentes no circuito
Equivalência entre modelos de amplificadores reais & exemplos de aplicação na prática
Uma só amplificador, várias formas de descreve-lo
FTCT
FTCT
FTCT
FTCT
Vejamos alguns exemplos...
De fonte de tensão para fonte de corrente
Achar o eq. Norton da fonte de tensão
De fonte de tensão para fonte de corrente
Achar o eq. Norton da fonte de tensão
De fonte de tensão para outra
descrever vi em termos de ii
]
De fonte de corrente para outra
descrever ii em termos de vi
Se há equivalência, posso usar qualquer modelo na descrição de um amp. na prática?
Sim e não...
Sim: porque a equivalência te permite isso :-)
Não: porque a interação da fonte e da carga com o amp. determina a característica do mesmo
Um mesmo amp. pode apresentar característica diferente para fonte e carga diferentes
Característica na entrada e na saída do amp. (na prática)
Controlado por....
Tensão:
Corrente:
Fonte de...
Tensão:
Corrente:
Qual amplificador se usaria?
Controle dos deflectores de um osciloscópio analógico:
Ponta de prova convencional
Defletor vertical
?
Gera 
tensão
Recebe 
tensão
Seja controlado por tensão
Fornecer tensão
amp. de tensão
(FTCT)
v0 = f(vi)
Qual amplificador se usaria?
Fotodiodo
Luz (informação)
Diodo laser
?
Gera 
corrente
Recebe 
corrente
Laser acomplando informação numa fibra:
Seja controlado por corrente
Fornecer corrente
amp. de corrente
(FCCC)
i0 = f(ii)
Qual amplificador se usaria?
Fotodiodo
Luz (informação)
Conversor A/D
?
Gera 
corrente
Recebe 
tensão
Fotodiodo recebe info que deve ser digitalizada:
Seja controlado por corrente
Fornecer tensão
amp. de transimpedância
(FTCC)
v0 = f(ii)
Qual amplificador se usaria?
Som
?
Gera 
tensão
Recebe 
corrente
Vu-meter mostrando nível de som na caixa: 
Seja controlado por tensão
Fornecer corrente
amp. de transcondutância
(FCCT)
i0 = f(vi)
Mic de eletreto
Vu meter de LEDs
Exercício #1
Um amplificador com impedância de entrada de 100 kΩ é excitado por uma fonte independente com resistência interna de 10 kΩ. A saída do amplificador tem uma impedância de saída de 1 kΩ e está conectada a uma carga de 10 kΩ. Então:
Modele a cadeia de amplificação com o modelo mais adequado para a situação
Assumindo que 
(Exercício do curso da Madras)
Exercício #2
Necessita-se de um amplificador de tensão (FTCT) para amplificar o sinal de saída de um receptor de comunicação que produz uma tensão de = 20 mV, com uma impedância interna = 1,5 kΩ. O amplificador não pode drenar mais do que 1 A deste receptor. A tensão deseja na saída do amplificador é ≥ 10 V. Essa tensão será fornecida a uma carga com resistência = 15 kΩ. A variação na tensão na saída do amplificador quando a carga é desconectada deve ser menor que 0,5%. Determine os parâmetros que este amplificador deve ter ()
(Exercício 2.4, Rashid – adaptado)
Exercício #3
Quando uma carga = 1,5 kΩ é conectada a saída de um amplificador de tensão (FTCT), a tensão de saída cai de 15% do seu valor máximo. Qual é o valor da impedância de saída do amplificador?
(Exercício 2.6, da seção 2.3 dos exercícios do final do capítulo / Rashid – adaptado). Resposta: ~264 Ohms
Exercício #4
O amplificador de corrente (FCCC) abaixo tem um ganho de corrente = 100, uma impedância de entrada = 50 Ω, uma impedância de saída = 22 kΩ. A carga conectada a sua saída é = 150 Ω . A fonte fornece uma corrente = 50 mA e tem uma resistência interna = 100 kΩ. Calcule a corrente de saída 
Exercício #5
Necessita-se de um amplificador para amplificar o sinal fornecido por um transdutor que produz uma tensão vs = 10 mV com uma resistência interna Rs = 2,5 kΩ. A resistência da carga RL varia de 2 kΩ a 10 kΩ. A tensão de saída desejada é vo = 5 V. O amplificador não pode drenar mais do que 1 µA do transdutor. A variação na tensão de saída quando a carga é desconectada (RL = ∞) deve ser menor do que 0,5%. Determine as especificações que tal amplificador deve ter.
(Exercício 2.8, Rashid – adaptado) 
Exercício #6
Necessita-se de um amplificador de transcondutância (FCCT) para registrar a tensão de pico do sinal (veja figura abaixo). O leitor analógico, que é alimentado pelo amplificador, precisa de 10 mA para sofrer uma deflexão de 1 cm, e deve sofrer uma deflexão de 10 cm  2% para uma tensão de pico de 100 V. A impedância interna do leitor varia de 100 Ω a 500 Ω. A frequência de é fs = 1 kHz.
Defina o valor do capacitor C do detector de pico
Determine as especificações do amplificador
Exercício #7
Necessita-se de um amplificador que forneça um ganho de tensão efetivo de 100  1,5%. A impedância de saída da fonte é de 500 Ω a 5 kΩ, e a resistência da carga é de 5 kΩ a 20 kΩ. Projete o amplificador
Cascateamento de amplificadores (múltiplos estágios)
Um só amp. pode não fornecer o desempenho requerido:
Ganho
Casamento de impedância (máx. eficiência/transferência de potência)
Solução: cascatear amplificadores
Múltiplos estágios
arranjar objetos, que podem ser iguais ou diferentes, em série ou sequencialmente.
Av
Av1
Av2
Av3
Um só amp. pode não fornecer o desempenho requerido:
Ganho
Casamento de impedância (máx. eficiência/transferência de potência)
Solução: cascatear amplificadores
Múltiplos estágios
Av
Av1
Av2
1
Primeiro protótipo (1914)
Desenvolvido por Lee De Forest
3 estágios de amplificação, cada um com ganho de 5
Ganho total: 125
Cascateamento de estágios idênticos
Cascateando FTCTs
Condições ideais:
“super” FTCT
Cascateando FCCCs
Condições ideais:
“super” FCCC
Cascateando FCCTs
FCCT
FCCT
Eficiência nula!
Uma fonte de corrente em aberto!
Cascateando FTCCs
FTCC
FTCC
Eficiência nula!
Uma fonte de tensão em curto!
Peraí...a corrente não seria máxima na entrada do 2o estágio?
Sim, mas só por um pequeníssimo tempo; não se sustenta, pois a fonte queimaria
Resumindo
Só se pode cascatear estágios sequenciais de FTCT e FCCC!
Só tem um detalhe nessa história...
Teorema fundamental para o cascateamento de estágios idênticos
Para que o conjunto forneça algum ganho, os estágios tem que fornecer tanto ganho de corrente quanto de tensão
Cascateamento de estágios diferentes
Cascateando um FTCT com um FCCC
FTCT
FCCC
Eficiência nula!
Uma fonte de tensão em curto!
Cascateando um FCCC com um FTCT
Eficiência nula!
FCCC
FTCT
Uma fonte de corrente em aberto!
Cascateando um FCCT com um FTCC
Máxima eficiência!
FTCT
Vin
V0
FCCT
FTCC
Olhando os dois
amplificadores como uma coisa só, teremos....
Cascateando um FTCC com um FCCT
Máxima eficiência!
FTCC
FCCT
FCCC
Iin
I0
Olhando os dois amplificadores como uma coisa só, teremos....
Resumindo
FTCC e FCCT são amplificadores universais! A partir do cascateamento deles gera-se os outros dois
Analogia: universalidade da porta lógica NOR
Exercício #8
Um amplificador de transcondutância é cascateado a um de transimpedância, como mostrado na figura abaixo. Os parâmetros do circuito são: Rs = 5 kΩ, Ri1 = 50 kΩ, Ro1 = 200 Ω, Zmo = 10 kV⁄A, Ri2 = 1 MΩ, Ro2 = 100 kΩ, RL = 1 kΩ, e Gms = 20 mA⁄V. Calcule
a) O ganho de tensão efetivo Av = vo ⁄ vs, 
b) O ganho de corrente efetivo Ai = io ⁄ ii e 
c) O ganho de potência Ap = PL ⁄ Pi
(Exercício 2.37, Rashid – adaptado). Resposta: -3,96
Exercício #9
Dado uma fonte de 10 mV e 500  de impedância de entrada:
Caso essa fonte fosse conectada diretamente a um alto-falante de 10 , quanto de potência seria fornecido ao mesmo?
Caso um engenheiro quisesse fornecer uma potência MAIOR que 4mW ao alto-falante, qual dos amplificadores abaixo ou cascateamento dos mesmos deveria ser usado entre a fonte e a carga? Justifique a sua resposta com cálculos E explicações pautadas na teoria de amplificadores.
Como expressar de forma conveniente o ganho de um amplificador?
Histórico
A Bell labs estava em busca de uma unidade de medida para quantificar as perdas de potência sonora no seu sistema telefônico. Mas teria que ser uma que cobrisse uma faixa bem larga de diferenças de potência sonora. 
Como o ouvido responde a pressão sonora de forma logarítimica, o uso de uma escala logarítmica corresponderia a forma como o ouvido humano percebe o som. 
Daí, criaram uma medida chamada “unidade de transmissão” (tu), igual a 10*log10[variação de potência]. Ela foi escolhida porque é aproximadamente a menor atenuação de potência detectável por um ouvinte qualquer. 
Posteriormente, essa medida foi rebatizada como “decibel”, pois é um décimo da unidade bel, dada em homenagem a A. Graham Bell
Decibel (dB)
Unidade logarítmica relativa que permite quantificar a relação entre duas grandezas
Definição:
A partir do valor em dB, pode-se achar o valor linear aplicando as propriedades do log:
Decibel para tensão
Tabela de conversão
Obs1: Alguns valores que devemos sabe “de cor”
Obs2: Valor negativo em dB indica o dual da razão para dB positivo
Obs3: Valor em dB para tensão é o dobro daquele para potência, para a mesma razão
Decibel: Porque usar?
Transforma-se produtos e divisões em somas e subtrações
Aumenta a faixa dinâmica de uma tela de tamanho fixo, podendo comparar valores de várias ordens de magnitude
Por isso é muito usado na engenharia, que lida com números extremamente grandes e pequenos
Decibel: Porque usar?
Aplica-se facilmente ao ganho de estágios em cascata:
Av1
Av2
Av3
Aplicando as propriedades do log:
Exercício#10
A potência na entrada de um amplificador é 1 W enquanto que na saída é 10 W. Calcule o ganho de potência em dB?
Encontre a razão de potência para um ganho de potência de 20 dB
Exercício#11
Qual a amplificação total?
Estando em dB, bastar fazer a soma algébrica dos valores em dB!
Sabemos que num casteamento de estágios, haverá o produtos dos ganhos de cada estágio (valor absoluto)
Ganho total: - 0,7 + 12 -7 + 23 = +27,3 dB
Exercício#12
O valor total em dB significa uma amplificação de quantas vezes em relação a potência de entrada?
Ganho total: - 0,7 + 12 -7 + 23 = +27,3 dB
Jeito “burro” (formal):
Jeito esperto:
+27,3 dB = 10 + 10 + 3 + 3 + 1 + 0,3
+27,3 dB = 10 x 10 x 2 x 2 x 1,26 x 1,06 ≈ 534
Exercício#13
Um amplificador com de 40 W de saída é conectado a um alto-falante de 10 Ω.
Calcule a potência de entrada se o ganho de potência é 25 dB
Calcule a tensão de entrada se o ganho de tensão é 40 dB
Exercício#14
Um avião emite sinais de rádio com uma potência de 1mW, que chegam à antena do aeroporto enfraquecidos de 58 dB. Dado que o sistema de recepção do aeroporto amplifica o sinal antena para 2 W, qual o ganho do sistema antena + amplificador, em dB e valor absoluto?
Teoria de quadripolos
rmrod (r) - colocar um slide inicial para falar de onde veem essa teoria.
Introdução
Um par de terminais nos quais a corrente pode entrar ou sair em um circuito é chamado porta
Genericamente, um circuito pode ter n portas
Circuito de 1 porta
Circuito de 2 porta (quadripolo)
Sistema de uma porta
Associado à porta, temos uma corrente e uma tensão
Vi
Ii
Vi
Ii
“Forço” uma tensão 
gera uma corrente 
“Forço” uma corrente 
gera uma tensão 
estímulo: 
parâmetro 
independente
resposta: 
parâmetro 
dependente
Modelagem por quadripolos
Caracteriza-se o dispositivo ao determinar as RELAÇÕES entre as grandezas terminais
Abordagem: toma-se 2 grandezas como variáveis independentes enquanto as outras serão combinações lineares das duas primeiras:
Parâmetros de Impedância (Z)
Relaciona as tensões terminais com as correntes terminais
Nomenclatura padrão dos parâmetros
Porta onde o sinal é injetado
Porta onde o sinal é coletado
Correspondência entre as nomenclaturas
Determinando os parâmetros de Impedância (Z)
Determinando os parâmetros de Impedância (Z)
Parâmetros de Impedância (Z)
Impedância de entrada
Impedância de saída
Impedância de transferência da porta 1 para a porta 2
Impedância de transferência da porta 2 para a porta 1
Parâmetros de Admitância (Y)
Relaciona as correntes terminais com as tensões terminais
Determinando os parâmetros de Admitância (Y)
Determinando os parâmetros de Admitância (Y)
Parâmetros de Admitância (Y)
Admitância de entrada
Admitância de saída
Admitância de transferência da porta 1 para a porta 2
Admitância de transferência da porta 2 para a porta 1
Parâmetros híbridos (h)
Relaciona a tensão de entrada e a corrente de saída com a corrente de entrada e tensão de saída
Parâmetros híbridos reversos (g)
Relaciona a corrente de entrada e tensão de saída com a tensão de entrada e a corrente de saída com
Conjuntos de parâmetros aplicados a amplificadores ideais
Parâmetros Z
Descrição matemática:
Circuito equivalente:
Condições ideais:
Tipo de amplificador ideal:
Parâmetros Y
Descrição matemática:
Circuito equivalente:
Condições ideais:
Tipo de amplificador ideal:
Parâmetros h
Descrição matemática:
Circuito equivalente:
Condições ideais:
Tipo de amplificador ideal:
Parâmetros g
Descrição matemática:
Circuito equivalente:
Condições ideais:
Tipo de amplificador ideal:
Modelagem por quadripolos para amplificadores (Resumo)
Parâmetros Z: descreve unicamente FTCC
Parâmetros Y: descreve unicamente FCCT
Modelagem por quadripolos para amplificadores (Resumo)
Parâmetros h: descreve unicamente FCCC
Parâmetros g: descreve unicamente FTCT
Obrigado!
Fotodiodo
Dinâmica: converte flutuações de luz em de corrente
Trabalha com polarização reversa
Luz externa aumenta a concentração de portadores minoritários
A corrente reversa é controlada por incidência de luz na junção
Junção PN exposta
A trabalha com polarização reversa que fornece energia aos portadores minoritários, mas não aumenta a sua concentração.
Energia luminosa externa aumente a concentração de portadores minoritários, alterando a condutividade do material. Assim, controla-se o nível de corrente reversa através da incidência de luz na junção, que devido ao encapsulamento especial fica exposta. 
Conversor analógico-digital (ADC)
Dinâmica: Sinal de entrada é comparado com vários níveis pré-definidos. Saída dos comparadores define um código de saída
A trabalha com polarização reversa que fornece energia aos portadores minoritários, mas não aumenta a sua concentração.
Energia luminosa externa aumente a concentração de portadores minoritários, alterando
a condutividade do material. Assim, controla-se o nível de corrente reversa através da incidência de luz na junção, que devido ao encapsulamento especial fica exposta. 
Comparador
Analogia:
+
-
Va
Vb
S
Se Va > Vb 
Se Vb > Va 
S = “alto”
S = “baixo”
Um amplificador operacional pode se comportar como um comparador. Ele tem 2 portas: uma chamada “não inversora” (+) e outra chamada “inversora” (–). A saída do comparador estará em nível baixo ou alto dependendo de qual nível de tensão nas portas de entrada for maior. Se a tensão na porta “+” for MAIOR que a tensão na porta “-”, então a saída ficará em nível alto. Se for o contrário, a saída ficará em nível baixo. Isso não é algo novo para nós, pois um multímetro na função voltímetro funciona do mesmo jeito: se a ponteira vermelha estiver num potencial MAIOR que o potencial da preta, ele mostrará “+ V volts”. Se for o contrário, ele mostrará “- V volts”.
Codificador
Converte informação compreensível ao ser humano para linguagem de máquina
Codificador 4 para 2 com prioridade
Q0
Q1
	D3	D2	D1	D0	Q1	Q0
	0	0	0	0	X	X
	0	0	0	1	0	0
	0	0	1	X	0	1
	0	1	X	X	1	0
	1	X	X	X	1	1
D0
D1
D2
D3
LSB
MSB
Tabela-verdade:
Se mais de uma entrada for estiver ativa, atribui-se um código a entrada mais significativo.
https://slideplayer.com/slide/15233146/
Osciloscópio analógico
Dinâmica: mede tensões via uma ponta de prova e as apresenta adequadamente numa tela
Defletores horizontais: comportamento dinâmico da medida
Defletores verticais: variações de amplitude do sinal 
Defletor vertical
Tensão entre os terminais controla o feixe de elétrons 
0 V
Diodo laser
Dinâmica: junção PN, estimulada por corrente, para gerar luz monocromática, coerente e colimada 
Microfone de eletreto
Dinâmica: ondas mecânicas variam a condutividade de uma folha de eletreto, variando a tensão sobre ele 
Vu meter (indicador de volume)
Dinâmica: indica visualmente os picos de pressão sonora 
L
S
L
SL
P
P
R
n
RR
h
=
=
+
 
I
i
 
I
0
 
+ 
V
0
 
– 
+ 
V
i
 
– 
FONTE AMPLIFICADOR CARGA 
 (
+
V
0
–
) (
I
0
) (
CARGA
) (
AMPLIFICADOR
) (
FONTE
) (
+
V
i
–
) (
I
i
)
Norton: I
S
= V
S 
/R
S
Fonte
De tensãoIdealRealDe correnteRealIdeal
V
S
R
S
= 0R
S
V
S
I
S
R
P
= 
I
S
R
P
Thevenin: V
S 
= I
S
R
S
Norton: IS= VS /RS
VS
RS= 0
RS
VS
IS
RP= 
IS
RP
Thevenin: VS = ISRS
Fonte
De tensão
De corrente
Ideal
Real
Real
Ideal
/
RG
/
ZY
()()
efetivorequerido
vv
AA
<
()
00
requerido
ZZ
<
()
Trequerido
vv
AA
=
()
Trequerido
vv
AA
=
3()
00
requerido
ZZ
=
 
 
I
i
 
I
0
 
+ 
V
0
 
– 
+ 
V
i
 
– 
AMPLIFICADOR 
 (
+
V
0
–
) (
I
0
) (
AMPLIFICADOR
) (
+
V
i
–
) (
I
i
)
nm
X
 
0
1
2
21
2
=
=
I
Z
I
V
0
1
1
11
2
=
=
I
Z
I
V
 
0
2
=
I
0
2
1
12
1
=
=
I
Z
I
V
0
2
2
22
1
=
=
I
Z
I
V
 
0
1
=
I
=
=
=
0
1
2
21
2
I
Z
I
V
=
=
=
0
2
2
22
1
I
Z
I
V
=
=
=
0
2
1
12
1
I
Z
I
V
=
=
=
0
1
1
11
2
I
Z
I
V
0
1
2
21
2
=
=
V
y
V
I
0
1
1
11
2
=
=
V
y
V
I
0
=
 
 
I
1
 
 
 
 
 
 
 
I
2
 
 
 
 
I
2 
 
 
I
2 
� EMBED Word.Picture.8 ���
_1174933638.doc
I2
 
 
 
� EMBED Word.Picture.8 ���
I1
 
_1176735852.doc
0
2
2
22
1
=
=
V
y
V
I
0
2
1
12
1
=
=
V
y
V
I
 
 
 
I
2
 
 
 
 
=
0
 
 
� EMBED Word.Picture.8 ���
_1174932539.doc
I2
 
=
=
=
0
1
2
21
2
V
y
V
I
=
=
=
0
1
1
11
2
V
y
V
I
=
=
=
0
2
1
12
1
V
y
V
I
=
=
=
0
2
2
22
1
V
y
V
I
0
000
iiir
fi
VhIhV
IhIhV
=+
=+
0
000
iiir
fi
IgVgI
VgVgI
=+
=+