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Amplificadores transistorizados J. Ferreira do Nascimento Centro Universitário Uninter Pap – Recife (Boa Viagem) - Rua Ribeiro de Brito, nº 830, lojas nº 10 e 11, no Bairro de Boa Viagem - CEP: 51.021-310 - Recife/PE – Brasil E-mail: jaime.desenvolvimento@hotmail.com Resumo Projetar um amplificador classe A, e verificar sua resposta em frequência. Palavras chave: {Amplificador, Emissor comum, Transistor, Classe A} Introdução Uma vasta gama de transdutores estão presente em nosso dia a dia, mas para poder trabalhar com o sinal gerado por estes dispositivos, é necessário uma prévia amplificação destes sinais, o transistor é o componente dotado desta capacidade, pois com um pequeno sinal de entrada, podemos conseguir tensões e correntes aumentadas na saída, permitindo assim que uma cópia quase fiel do sinal original seja entregue na saída com níveis de tensão e correntes mais confortáveis para o processamento da informação. . Procedimento Experimental Para a realização destes experimentos foram utilizados os kits MyLab Edison e MyLab Boole fornecidos pela Uninter, os circuitos foram montados em protoboard. Para aferir os valores de tensão foi utilizado um multímetro digital, e para análise dos sinais foi utilizado um osciloscópio. A figura 1 mostra o circuito de um amplificador montado em protoboard, alimentado com uma fonte de tensão DC de 15V. Um amplificador de corrente TDA2050 foi utilizado para aplicar uma senoide na entrada do circuito amplificador, a senoide é gerada por um software online Tone Generator. Para a realização do gráfico que demonstra a resposta em frequência foi utilizado o excel. Circuito Amplificador de sinal. (Foto 1) Procedimento Experimental Projetar a etapa de entrada para ter um ganho Av = -2. Adotar os resistores necessários e calcular os outros em função deles. Para resistores calculados adotar resistores de valores comercial mais próximo. Sugestão adotar Re = 1k e R2 = 10k Circuito do Amplificador transistorizado. (Figura 1) Reta de Carga. (Figura 2) VCE [V] VBE [V] IC [mA] IE [mA] IB [uA] Calculado 7,5 0,7 2,35 2,35 8 Real 7,3 0,6 2,4 2,4 8 Ponto de operação do transistor Tabela 1 15V Vcc Q1 BC 337 1kΩ Re 2k2Ω Rc R2 10kΩ R1 39kΩ Q 0 2,35 4,7 0 7,5 15 Ic [ m A ] Vce [V] Reta de carga Calculo dos resistores: Av = -2 Hfe = 300 Vbe = 0,7V Vcc = 15V Re = 1k -> sugestão R2 = 10k -> sugestão Calculo de Rc: Para um ganho de Av=-2 temos que Av=-Rc/Re Rc = Av*Re = 2k Adotando um valor comercial Rc = 2k2 Calculo de Vce: Vce = Vcc/2 Vce = 7.5V Corrente de Coletor: Vcc= Rc*Ic + Vce + Ie*Re Como Ic = Ie Ic = 2.34mA Tensão do Resistor de emissor: Vre = Re*Ic Vre = 2.34V Tensão do resistor R2: Vr2= Vre+Vbe Vr2 = 3V Corrente de Base: IB = Ic/hfe IB = 8uA Corrente de Ir2: Ir2 = Vr2/R2 Ir2 = 300uA Resistor R1: R1 = (Vcc – Vr2) / (Ir2+IB) R1 = 39k O Transistor como Amplificador Amplificador transistorizado com capacitores e fonte AC conectada Figura 3 Análise e Resultados A montagem prática atendeu aos resultados previamente calculados. O ponto de operação do transistor ficou firme e o circuito apresentou um ganho Av = -2, como pode ser visto na figura 4, o sinal verde de saída está defasado em 180 graus e amplificado com um ganho de 2. Sinal de entrada em amarelo, Saída amplificada em verde. Figura 4 15V Vcc Q1 BC 337 1kΩ Re 2k2Ω Rc R2 10kΩ R1 39kΩ C1 10µF C2 10µF V1 1mVpk 1kHz 0° Vo A tabela 2 mostra a relação entre o valor do ganho calculado e o ganho real do circuito, podemos ver que existe uma proximidade muito grande entre o valor ideal e o real. AVcalculado –(RC/RE) AVmedido Vo/Vi 2,2 2 Relação entre valores reais e calculado do ganho da etapa amplificadora Tabela 2 O teste de resposta em frequência mostrou que o circuito amplificador opera com uma frequência de corte inferior fl ≈ 6, por limitação do gerador de sinal, não foi possível determinar frequência de corte superior fH, O resultado está descrito na figura 5 Resposta em frequência do amplificador Figura 5 fl 0 0,5 1 1,5 2 2,5 1 10 100 1000 10000 A v f(Hz) Resposta em frequencia Conclusão O experimento prático do amplificador transistorizado teve resultados satisfatório quando comparado com a teoria estudada na rota de aprendizagem, o osciloscópio atendeu as necessidades do projeto, e se mostrou muito útil análise de sinais, o gerador se sinais apresentou algumas limitações. O resistor de base R1 com valor de 39k não tem no kit fornecido, então foi necessário associar outros valores para chegar neste valor de 39k. Referencias http://onlinetonegenerator.com/ http://br.mouser.com/MultiSimBlue/
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