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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO 
PRÓ-REITORIA DE GRADUAÇÃO 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIAS 
BACHARELADO EM ENGENHARIA ELÉTRICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
EDNARDO ÉDSON LUCENA E LIMA 
 
PROJETO DE UM AMPLIFICADOR DIFERENCIAL 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CARAÚBAS - RN 
2022
EDNARDO ÉDSON LUCENA E LIMA 
 
 
 
 
 
PROJETO DE UM AMPLIFICADOR DIFERENCIAL 
 
 
 
 
 
 
 
 
Relatório apresentado à disciplina de Laboratório 
de Circuitos Eletronicos 2 do Curso de Engenharia 
Elétrica da Universidade Federal Rural do Semi-
Árido, campus Caraúbas, como requisito para 
aprovação na referida disciplina. 
 
Docente: 
Prof. Dr. Francisco De Assis Brito Filho 
 
 
 
 
 
 
 
CARAÚBAS - RN 
2022
SUMÁRIO 
1 INTRODUÇÃO ......................................................................................... 4 
2 REFERENCIAL TEÓRICO .................................................................... 5 
3 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL .................................................. 6 
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES ............................................................ 7 
5 CONCLUSÕES .......................................................................................... 8 
5 REFERÊNCIAS ........................................................................................ 9 
 
 
Figuras: 
1 – Circuito Amplificador Diferencial 
2 – Análise DC 
3 – Análise AC 
4 – Análise Transiente da entrada de sinal 
5 – Análise Transiente da saída de sinal 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 
 
 
 
 
 
 
 
1 INTRODUÇÃO 
Este relatório apresenta o projeto de um amplificador diferencial utilizando 
transistores MOSFETs do tipo BS170. O objetivo é alcançar uma potência de saída de 
1mW, com uma alimentação VCC de 2V e um ganho de tensão de -10. A escolha dos 
MOSFETs BS170 se deve a suas vantagens em baixo consumo de energia e alta 
impedância de entrada, tornando o amplificador adequado para dispositivos de baixa 
potência e portáteis. O projeto inclui a explanação dos princípios teóricos, cálculos de 
componentes, simulações e testes práticos para verificar o desempenho e funcionalidade 
do amplificador proposto. O objetivo final é criar uma solução eficiente e robusta para 
amplificação diferencial, atendendo aos requisitos específicos e contribuindo para 
aplicações em sistemas sensíveis e de baixa potência. 
 
2 REFERENCIAL TEÓRICO 
O amplificador diferencial é um circuito amplificador que possui duas entradas e 
uma saída, sendo projetado para amplificar a diferença de tensão entre suas entradas. A 
utilização de transistores MOSFETs do tipo BS170 permite a implementação de um 
amplificador diferencial com características adequadas para aplicações em baixa potência 
e alta sensibilidade. 
Os transistores MOSFETs (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors) 
são dispositivos semicondutores que oferecem vantagens significativas em relação a 
outros tipos de transistores, como o baixo consumo de energia e a alta impedância de 
entrada. O MOSFET BS170, em particular, é conhecido por sua operação eficiente com 
baixas tensões de alimentação, tornando-o ideal para aplicações em dispositivos portáteis 
e alimentados por baterias. 
5 
 
No projeto do amplificador diferencial, é essencial atingir uma potência de saída 
de 1mW, um ganho de tensão de 10 e uma tensão de alimentação VCC de 2V. Para 
alcançar esses objetivos, é necessário selecionar cuidadosamente os valores dos 
componentes do circuito, como resistores, para garantir o ponto de polarização adequado 
e a linearidade do amplificador. 
A topologia diferencial do amplificador oferece vantagens significativas, pois 
proporciona uma excelente rejeição de ruídos comuns, aumentando a imunidade a 
interferências externas. Além disso, a amplificação diferencial é utilizada em várias 
aplicações, como amplificadores de áudio, transmissores e receptores de sinais, além de 
instrumentação de precisão. 
Ao longo deste relatório, serão detalhados os princípios teóricos que embasam o 
funcionamento do amplificador diferencial com MOSFETs do tipo BS170, bem como os 
cálculos e simulações necessários para alcançar os requisitos de potência, ganho e 
alimentação estabelecidos. O objetivo é proporcionar uma solução confiável e eficiente 
para amplificação diferencial, contribuindo para aplicações em sistemas de baixa potência 
e alta sensibilidade. 
 
3 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
Aqui descreveremos os passos para projetar e analisar o amplificador diferencial 
utilizando transistores MOSFETs do tipo BS170, a partir dos parâmetros definidos. 
 
3.1 Materiais necessários: 
2 - Transistores MOSFETs do tipo BS170 
2 - Resistores e capacitores necessários para a configuração do amplificador 
1 - Fonte de alimentação com tensão de 2V 
2 - Geradores de sinais. 
 
3.2 Seleção dos Componentes 
Para calcular os valores dos resistores e capacitores necessários para polarizar o 
transistor MOSFET e garantir o ganho desejado e a linearidade do amplificador, foram 
utilizadas as equações adequadas para a configuração FC (fonte comum), na análise DC 
6 
 
de polarização bem como na análise AC, alem de datasheets do transistor BS170 para 
obter os valores corretos. 
Corrente de Dreno (polarização): 
IDD = 
𝑃
𝑉𝐶𝐶
= 
1𝑚𝑊
2𝑉
= 0,5𝑚𝐴 
 
Transresistência: 
𝑟𝑒 =
26𝑚𝑉
𝐼𝐷𝐷
2⁄
= 
26𝑚𝑉
0,25𝑚𝐴
= 104Ω 
 Transcondutância: 
𝑔𝑚 =
1
𝑟𝑒
= 9,61x10−3Ω−1 
 Redistencia de Dreno (polarização): 
𝑅𝐷 =
|𝐴𝑉|
𝑔𝑚
= 
10
9,61x10−3Ω−1
= 1040Ω 
 
3.3 Montagem do circuito 
No software Multisin montar o amplificador diferencial utilizando os transistores 
BS170 e os componentes selecionados. 
7 
 
 
Figura 1 
 
 
 
 
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES 
Após o procedimento experimental para o projeto do amplificador diferencial com 
os BS170, foram obtidos resultados significativos que nos permitem avaliar o 
desempenho e a eficiência do circuito projetado. A seguir apresentaremos os dados 
referente à análise AC, DC e Transiente do amplificador. Essas informações são cruciais 
para compreender a viabilidade e o potencial do circuito proposto em aplicações práticas, 
bem como identificar possíveis melhorias ou aperfeiçoamentos para futuras 
implementações. 
A análise DC tem como objetivo examinar o comportamento do amplificador 
diferencial em condições estáticas, ou seja, quando não há variação na frequência do sinal 
de entrada. 
8 
 
 
Figura 2 
 A análise DC é crucial para definir os valores adequados dos componentes de 
polarização, garantindo que o amplificador funcione de forma estável e com o ganho de 
tensão desejado. Observa-se que os valores na entrada (Gate) dos transistores tem seu 
valor zerado, isso se da devido a ligação direta com uma fonte de alimentação AC (ou 
gerador de sinal). 
 A análise AC é realizada para examinar o comportamento do amplificador 
diferencial em resposta a variações de frequência do sinal de entrada. Nessa análise, o 
circuito é submetido a sinais de entrada de diferentes frequências e a resposta em 
frequência é analisada. O intervalo definido foi de 900Hz ate 2kHz, tendo assim uma 
margrm boa para análise. 
 
Figura 3 
 
Por fim à análise transiente é utilizada para examinar o comportamento dinâmico 
do amplificador diferencial em resposta a mudanças abruptas no sinal de entrada. Nessa 
9 
 
análise, o circuito é submetido a um sinal de entrada que varia no tempo, e o 
comportamento da saída é observado à medida que o circuito se adapta a essas variações. 
A análise transiente é importante para verificar a resposta do amplificador a transições de 
estado, sua estabilidade e a presença de eventuais oscilações ou distorções transitórias. 
 
Figura 4 
 
10 
 
 
Figura 5 
5 CONCLUSÕES 
Com base nos resultados obtidos, é possível afirmar que o amplificador diferencial 
projetado possui potencial para contribuir de formasignificativa em sistemas que 
requerem amplificação de sinais com precisão e rejeição de ruídos comuns. No entanto, 
é importante destacar que sempre há espaço para aprimoramentos contínuos e 
otimizações no projeto, considerando fatores como a minimização de distorções, a 
melhoria da linearidade e a redução de consumo de energia. 
Os resultados obtidos por meio das análises DC, AC e Transiente demonstram que 
para os parâmetros de Vcc=2v, Av= -10 e P=1mW, o transistor BS107 atingiu todas as 
necessidades, assim como está explicito em seu Datasheet. 
 
6 REFERÊNCIAS 
Boylestad, Robert L. Dispositivos Eletrônicos / Robert L. Boylestad. - 9. ed. - São 
Paulo: Pearson Prentice Hall, 2006. 
PHILIPS. BS107 Datasheet. Disponível em: https://pdf1.alldatasheetpt.com/datasheet-
pdf/view/16633/PHILIPS/BS107.html. Acesso em: 26 de julho de 2023. 
 
 
11