Aula 5A transistores bipolares amplificadores

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EE530 Eletrônica Básica I
Prof. Fabiano Fruett
5A - Amplificadores Bipolares
• Conceitos Básicos
• Impedâncias de Entrada e Saída
• Análise de pequenos sinais
– Análise gráfica
• Arranjos de polarização
• Principais configurações
– Emissor comum
– Base comum
– Coletor Comum
• Inversor Lógico
Amplificador de áudio e perdas devido as 
impedâncias de entrada e saída
Circuito equivalente 
de entrada
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Medidas de impedâncias
x
x
x i
VR =
Impedância de entrada de um simples 
estágio amplificador (exemplo 1)
piri
v
x
x
=
3
Impedância de saída (exemplo 2)
oout rR =
Impedância “vista” do emissor (exemplo 3)
1
1
1
x
x
m
out
m
v
i g
r
R
g
pi
=
+
≈
Consideramos AV =∞
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Resumo das impedâncias “vistas” nos 
terminais de um transistor
Regra # 1: do ponto de vista da base, a impedância é rpi se 
o emissor está com aterramento (ac).
Regra # 2: do ponto de vista do coletor, a impedância é ro
se o emissor está com aterramento (ac). 
Regra # 3: do ponto de vista do emissor, a impedância é 
1/gm se a base está com aterramento (ac) e também 
desprezendo o efeito Early
Polarização
• Qual a importância da polarização na 
análise de um amplificador transistorizado?
5
9
Passo a passo do processo de análise para 
pequenos sinais através dos modelos
1. Determina-se o Ponto de Operação P.O. cc (IC).
2. Calcula-se os parâmetros de pequenos sinais 
gm = IC/VT, rpi = β/gm e re = VT/IE ≅ 1/gm.
3. Substitui-se as fontes cc de tensão por um curto-
circuito e as fontes cc de corrente por um circuito 
aberto.
4. Substitui-se o TBJ pelo modelo equivalente.
5. Analisa-se o circuito resultante para determinar as 
grandezas de interesse. 
Exemplificando a análise DC e de pequenos sinais
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Analise Gráfica cc e de sinal da base
Analise Gráfica cc e de sinal do coletor
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Efeito da localização do ponto de 
polarização na excursão máxima do sinal
Como localizar o ponto Q
para maximizar a excursão 
do sinal de saída?
Arranjos de polarização
Fonte DualDivisor resistivo e Fonte Simples
IE =
VBB − VBE
RE + RB/(β + 1) RE >>
RB
(β + 1)
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Arranjos de polarização
Fonte de correnteForma alternativa
( 1)
B
C
RR >> β +IE =
VCC − VBE
RC + RB/(β + 1)
Análise de Pequenos Sinais
Amplificador em Emissor Comum (EC)
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Emissor comum com resistência de emissor
Amplificador em emissor comum
Sem resistência de emissor Com resistência de emissor
Ri = rpi
o C
m C
s e
R g R
r
≅ − = −
v
v
o
i
o C
rA
r R
= −β ≅ −β
+
Ro = RC/ /ro
( 1)( )i e eR r R≅ β + +
( 1)( )
o C
s s e e
R
R r R
β
≅ −
+ β + +
v
v
o
i
b
iA
i
= ≅ −β
o CR R≅
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Efeito da inclusão de Re no amplificador EC
• 1. A resistência de entrada Ri aumenta de(1 + gmRe).
• 2. Para a mesma distorção não linear, podemos
aplicar um sinal (1 + gmRe) vezes maior.
• 3. O ganho de tensão é reduzido
• 4. O ganho de tensão é menos dependente do
valor de β (particularmente quando Rs é pequeno).
Base comum
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Base comum
Ri = re
 
Av ≡
vo
v s
=
αRC
Rs + re
Ai ≡
io
ii
=
−αie
−ie
= α
Ro = RC
Coletor comum
iR
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Coletor Comum (Seguidor de Emissor)
Ri = (β + 1) re + (ro //RL )[ ] Ri ≅ (β + 1)RL
( // ) 1
( // )
1
o L o
ss
e L o
R rA R
r R r
= = ≅
+ +β +
v
v
v
Seguidor de Emissor
Ro ≅ re +
Rs
β + 1
( 1) ( 1)o oi
b o L
i rA
i r R
= = β + ≅ β +
+
Exercício: Faça uma comparação das 
características dos amplificadores vistos 
anteriormente
Indique as configurações mais indicadas 
para trabalhar como fonte de corrente, fonte 
de tensão, amplificador de tensão e 
amplificador de corrente
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Inversor lógico básico 
Resistor Transistor Logic - RTL
Sedra Fig. 4.60
Transistor como inversor lógico
• Corte: Entrada baixa, iC nulo, vo=VCC, saída 
alta
• Ativo direto, Ganho EC ≅
• Saturação: Entrada alta, saída baixa em 
VCEsat ≅ 0.2 V
0
m C
I
v g R
v
= −
Modos de operação:
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Característica de transferência de tensão
Fig. 4.61
Iv
Ov
Sugestão de estudo
• Razavi, Cap. 5
• Sedra/Smith cap. 4 seções 4.9 até 4.11 e 
4.13 até 4.15
Exercícios e problemas correspondentes
Para saber mais:
Paul R. Gray e Robert G. Meyer, Analysis
and Design of Analog integrated Circuits, 
John Wiley & Sons
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FIM