Projeto de um Amplificador Diferencial
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Projeto de um Amplificador Diferencial


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UNIVERSIDADE FEDERAL DO VALE DO SÃO FRANCISCO 
CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA 
DISCIPLINA: Projetos de Circuitos Analógicos 
PROFESSOR: Dr. Isnaldo José de Souza Coelho 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO DA PRÁTICA DA PRIMEIRA AVALIAÇÃO 
 
\u201cAMPLIFICADOR DIFERENCIAL\u201d 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Aluno: Audenor Júnior / Rodrigo Gonçalves 
Curso: Engenharia Elétrica 
Data: 20/03/2017 
 
 
Juazeiro-Bahia 
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SUMÁRIO 
 
 
1. OBJETIVOS .................................................................................................... 3 
2. INTRODUÇÃO TEÓRICA ............................................................................ 3 
3. MATERIAL UTILIZADO .............................................................................. 6 
4. PROCEDIEMNTO EXPERIMENTAL .......................................................... 6 
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES ................................................................... 8 
5.1. PARTE 1 \u2013 Placa Analógica AB41. ......................................................... 8 
5.1.1. Amplificador Diferencial com entradas CC (Tensões Offset) ........... 8 
5.1.2. Amplificador Diferencial com entradas CC (Diferença Output) ..... 12 
5.2. PARTE 2 \u2013 Placa Prototipagem (protoboard), .......................................... 22 
6. CONCLUSÕES ............................................................................................. 26 
7. REFERËNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .......................................................... 27 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1. OBJETIVOS 
 
Estudar e apresentar de forma didática a configuração Amplificador 
Diferencial. Buscando mostrar os efeitos causados pela assimetria dos TBJ\u2019s que 
o compõem e as formas de compensar ajustando a resistência do coletor, 
eliminando o offset e a distorção do sinal de saída. 
 
2. INTRODUÇÃO TEÓRICA 
 
Dois transistores podem ser praticamente idênticos em referimento as suas 
propriedades elétricas porque são fabricados em uma mesma pastilha em 
posições muito próximas, ocasionando um casamento perfeito no seu 
comportamento. Logo em um mesmo lote de fabricação todos os transistores são 
praticamente iguais. De acordo com o exposto anteriormente surgiu o Circuito 
Amplificador Diferencial, representado na Figura 01., que é uma configuração de 
uso extremamente comum em unidades de Circuitos Integrados (CI). 
 
Figura 01. Circuito amplificador diferencial básico. 
 
Esse circuito tem duas entradas e duas saídas e os emissores estão ligados 
entre si, portanto, uma série de combinações de sinais de entrada é possível: 
\u2022 Entrada Simples: Quando um sinal de entrada é aplicado a uma das entradas 
com a outra conectada ao terra. 
\u2022 Entrada Dupla: Quando dois sinais de entrada de polaridades opostas são 
aplicados as duas entradas. 
\u2022 Modo Comum: Quando o mesmo sinal de entrada é aplicado a ambas 
entradas. 
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A principal característica do amplificador diferencial é o ganho expressivo 
quando sinais opostos são aplicados às entradas, em comparação com o ganho 
muito pequeno resultante de entradas comuns. 
Existe um conjunto de razões que convencem a idealidade do seu uso, 
entre elas a de que a configuração exige poucos capacitores e resistores de grande 
valor o que simplifica bastante a sua fabricação segundo a técnica do circuito 
integrado. Com essa redução no número de componentes, o amplificador 
diferencial, se torna ideal para um processamento monolítico, o que explica sua 
escolha pela maioria dos fabricantes, como base dos circuitos integrados lineares. 
Outra vantagem é a sua versatilidade em termos de comportamento elétrico e por 
fim esses eles podem proporcionar amplificação linear, desde sinais de corrente 
continua, até sinais de frequências correspondentes a faixa de VHF. Logo eles se 
adaptam as mais diversas funções como multiplicadores de frequência, 
limitadoras de sinal, moduladores em amplitude e geradores de sinais. 
 
2.1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS: O Ganho Diferencial de Tensão. 
 
A tensão de sinal na saída de saída de um amplificador diferencial pode 
ser tomada tanto diferencialmente, ou seja, entre os dois coletores, ou como saída 
simples, apenas entre o coletor e o terra. 
\ud835\udc34\ud835\udc51 =
\ud835\udc63\ud835\udc501\u2212\ud835\udc63\ud835\udc502
\ud835\udc63\ud835\udc51
= \ud835\udc54\ud835\udc5a\ud835\udc45\ud835\udc36 ou \ud835\udc34\ud835\udc51 =
\ud835\udc63\ud835\udc501
\ud835\udc63\ud835\udc51
= 
1
2
\ud835\udc54\ud835\udc5a\ud835\udc45\ud835\udc36(saída simples) (1) 
 
2.1 POLARIZAÇÃO EM CIRCUITOS INTEGRADOS COM TBJ. 
 
Espelhos de corrente básico: 
 
 O espelho de corrente básico é o projeto mais simples entre os circuitos 
de fonte de corrente, consiste entre dois transistores casados \ud835\udc441 e \ud835\udc442, com bases e 
emissores acoplados, logo possuem o mesmo \ud835\udc63\ud835\udc4f\ud835\udc52, e o transistor \ud835\udc441, está 
conectado como um diodo, pois sua base foi ligada curto-circuitando com seu 
coletor. 
5 
 
 
Figura 02. Espelho de corrente simples. 
 
IO
IREF
= 
1
1+2 \u3b2\u2044
 (Relação do ganho de corrente do espelho) (2) 
 
IREF = I =
VCC+VEE\u22120.7 V
R
 (Corrente de referência de entrada para o espelho) (3) 
 
Espelhos de corrente de Wilson: 
 
Circuito alternativo de espelho que obtém uma maior compensação da 
corrente de base e uma maior resistência de saída. 
 
 
Figura 03. Espelho de corrente simples. 
 
IO
IREF
\u2245 
1
1+2
\u3b22\u2044
 (Relação do ganho de corrente do espelho) (4) 
 
\ud835\udc3c\ud835\udc45\ud835\udc38\ud835\udc39 = 
\ud835\udc49\ud835\udc36\ud835\udc36+\ud835\udc49\ud835\udc38\ud835\udc38\u22121.4\ud835\udc49
\ud835\udc45\ud835\udc45\ud835\udc38\ud835\udc39
 (Corrente de referência de entrada para o espelho) (5) 
6 
 
3. MATERIAL UTILIZADO 
 
\u2022 Placa Analógica AB41; 
\u2022 Fontes DC de alimentação (+12, -12 e +5) V; 
\u2022 Gerador de Funções 
\u2022 Osciloscópio; 
\u2022 Multímetros Digitais; 
\u2022 Cabos Conectores; 
\u2022 Protoboard; 
\u2022 Resistores; 
\u2022 Transistores Bipolares de Junção (TBJ´s) BC337; 
\u2022 Amplificador Operacional LM324N. 
 
4. PROCEDIEMNTO EXPERIMENTAL 
 
O experimento proposto foi dividido em duas partes. A PARTE I foi 
subdividida em três etapas e foi realizada utilizando a Placa Analógica AB41, 
ilustrada na Figura 04 e a PARTE II foi realizada em apenas uma etapa 
utilizando a Placa de Prototipagem (protoboard), ilustrada na Figura 05. 
 
 
Figura 04. Placa Analógica AB41. 
 
 
Figura 05. Placa de Prototipagem (protoboard). 
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Antes de iniciar a PARTE I, alimentamos a Placa Analógica AB41 com 
tensões CC externas de +12 V, -12 V e +5 V nos locais indicados na placa. Em 
seguida, iniciou-se a primeira etapa conectando as entradas \u201cAC/DC\u201d aos 
grounds respectivos para que fosse detectada, com o Multímetro Digital, a tensão 
offset no terminal \u201cOutput 2\u201d variando o Potenciômetro P1. A tensão de saída 
(offset) no terminal \u201cOutput 1\u201d também foi medida. 
Em seguida, desaterrou-se as entradas \u201cAC/DC\u201d e ajustou-se os valores de tensão 
\u201cDC out1\u201d e \u201cDC out2\u201d para 0,7 e 0,8 V respectivamente e conectou-as as suas 
respectivas entradas DC. Mediu-se assim a tensão CC de saída entre os terminais 
\u201cOutput 2\u201d e \u201cOutput 1\u201d mantendo o Potenciômetro P1 constante e variando o 
potenciômetro P3 e vice e versa. 
Na segunda etapa da PARTE I, utilizando o Gerador de Funções, foi 
gerada uma forma de onda senoidal de 50 mVPP com uma frequência de 1 kHz e 
conectou-a ao terminal \u201cAC/DC input 1\u201d. O terminal \u201cAC/DC input 2 foi 
aterrado. Com o Potenciômetro P1 girado totalmente em sentido anti-horário, ou 
seja, com as resistências dos coletores iguais, foi medida e traçada a forma de 
onda de saída entre os terminais \u201cOutput 2\u201d e \u201cOutput 1\u201d utilizando o 
Osciloscópio. Todo o procedimento descrito anteriormente foi realizado 
novamente de forma inversa, trocando \u201cAC/DC input 1\u201d por \u201cAC/DC input 2\u201d e 
girando