Eletrônica Analógica II
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Eletrônica Analógica II


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Aluno: _____________________________________________
Eletrônica
II
A
n
a
l
ó
g
i
c
a
EElleettrrôônniiccaa AAnnaallóóggiiccaa IIII
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Capacitor de Acoplamento
Um capacitor de acoplamento acopla um ponto não aterrado a outro ponto não aterrado
(acoplar significa deixar passar somente o sinal ca, bloqueando a componente contínua).
, onde R = RTH + RL
Capacitor de Desvio
O capacitor de derivação acopla um ponto desaterrado a um ponto aterrado.
A resistência equivalente R = RG||RL é
a resistência de Thevenin vista pelo
capacitor.
2
C
2 XR
V
I TH
+
=
Freqüência Crítica (fc) \u2192 Xc = R Logo RCf2
1
C
=
pi
\u2192
RC2
1fC
pi
=
Se Xc = R \u2192 R
V
707,0
RR
V
I THTH
22
=
+
=
Alta Freqüência de Quina (fh): A resistência total deve ser no mínimo 10 vezes maior
que a reatância capacitiva. fh > 10fc
Se Xc< 0,1R \u2192 R
V
995,0
)R.1,0(R
V
I THTH
22
=
+
= (Acoplamento quase ideal)
Circuito Equivalente CC: Reduzimos a fonte ca a zero e abrimos todos os capacitores.
Circuito Equivalente CA: Reduzimos todas as fontes cc a zero e curto-circuitamos todos
os capacitores.
2
C
22
C
2
LTH XR
V
X)RR(
V
I THTH
+
=
++
=
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Operação em Pequeno Sinal
Quando polarizamos um transistor, aplicamos uma tensão de polarização CC (VBE) à
base. Quando um sinal é aplicado à entrada do amplificador a tensão oscilará acima e abaixo de
VBE, portanto existirá uma variação de tensão ao redor do ponto quiescente (\u2206VBE) o que
provocará uma variação (\u2206IE) de corrente ao redor do valor quiescente. Um amplificador é
chamado de pequeno sinais se a amplitude do sinal for suficientemente pequena de forma que a
operação do mesmo se dá na região linear da curva IE x VBE.
A Figura abaixo à esquerda mostra um sinal, \u2206VBE, aplicado na base e a resposta, \u2206IE.
Uma forma de reduzir a distorção observada no
gráfico abaixo é manter a tensão ca da base
pequena. Se o sinal for suficientemente pequeno, o
gráfico terá uma aparência linear.
Regra dos 10%
O sinal ca será considerado pequeno
quando a corrente ca de pico a pico for menor que
10% da corrente cc do emissor.
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Resistência ca do Diodo Emissor (r'e)
Beta CA (hfe):
b
c
b
c
i
i
I
I
=\u3b2\u2192
\u2206
\u2206
=\u3b2
Amplificador Emissor Comum: emissor está aterrado para ca.
Inversão de Fase: Semiciclo positivo de Vent \u2192 ib aumenta \u2192 ic aumenta \u2192 queda de tensão
em Rc aumenta \u2192 VCE diminui (semiciclo negativo).
Logo no amplificador emissor comum a saída está defasada de 180° em relação à entrada.
Impedância de Entrada da Base: 'e)base(ent
b
'
ee
b
b
)base(ent rzi
ri
i
vz \u3b2=\u2192==
Impedância de Entrada do Estágio: 'e21ent r//R//Rz \u3b2=
Utilizando os Parâmetros CA da Folha de Dados:
fe
ie'
e h
hr =
E
'
e
E
BE'
e I
mV25r
I
Vr =\u2192
\u2206
\u2206
=
Circuito Equivalente CA
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Amplificadores de Tensão
Resistência ca do Coletor (rc): rc = RC||RL
Os Valores rms e de Pico a Pico: 2v2v rmsPP =
Ganho de Tensão (Av):
entrada
saída
v v
vA =
'
ecbentrada rivv \u2245=
)faseinversãode(irv ccsaída \u2212=
ri
riA '
ec
cc
v \u2192
\u2212
= '
e
c
V r
rA \u2212=
Amplificador com Realimentação Parcial (Amplificador Linearizado): Para estabilizar o ganho
de tensão devemos deixar uma certa resistência sem ser desviada para ocasionar uma
realimentação negativa.
Ganho de Tensão:
'
ee
c
v rr
rA
+
\u2212
=
Trocando ganho por estabilidade:
Se re for maior que r'e, as variações de r'e serão
encobertas por re (reduzidas drasticamente).
Impedância de Entrada da Base: )rr(z
i
)rr(i
i
vz 'ee)base(ent
b
'
eee
b
b
)base(ent +\u3b2=\u2192+==
\u25a0 Ganho mais estável, distorção devido à não linearidade do diodo base-emissor é
menor.
Modelo T
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Estágios em Cascata:
A corrente ca no primeiro
coletor tem vários caminhos para
circulação, através da resistência
Rc do primeiro estágio (3,6K\u2126), dos
resistores de polarização do
segundo estágio (10K\u2126 e 2,2K\u2126) e
para dentro da base do segundo
transistor (zent(base)).
Circuito equivalente ca do segundo estágio:
zent(base) = 2,27KQ (impedância de
entrada de base do 2o estágio)
Calculamos o ganho de tensão do
primeiro estágio (A1) e depois calculamos o
ganho de tensão do segundo estágio (A2).
O ganho total será dado por: A = A1 . A2
Impedância de Saída: importante porque interage com o resistor de carga para
determinar a tensão ca na carga.
A impedância de saída é também chamada
de impedância Thevenin. Ao lado vemos o
circuito equivalente para o lado da saída do
amplificador EC. O resistor de carga foi
desconectado porque estamos aplicando o
teorema de Thevenin no circuito.
A tensão Thevenin na saída é dada por: Vth = \u3b2 ib Rc = ic Rc
Para obter a impedância de Thevenin, devemos reduzir a fonte de corrente a zero
(circuito aberto).
Logo rth= Rc
Quanto maior for RL em relação à Rc, maior será a tensão de saída.
Modelo do Transistor:
Onde:
e
c
V r
rA \u2212=
Ze = R1 || R2 || Ze(base)
Zs = Rc
Ve = tensão de entrada
Vs = tensão de saída
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Amplificador Base Comum
Modelo T
Impedância de Entrada: 'eent
'
eEent rzr//Rz \u2245\u2192=
Tensão de Saída: ccsaída Riv =
Tensão de Entrada: 'eeent riv =
Ganho de Tensão: '
e
C
'
ee
Cc
entrada
saída
v r
RAv
ri
Ri
v
vA =\u2192==
Impedância de Saída: Csaída Rz =
\u25a0 Uma das razões pelas quais o amplificador BC não é tão usado quanto um
amplificador EC é sua baixa impedância de entrada. Por isso o amplificador BC não é muito usado
em baixas freqüências. Ele é usado principalmente em aplicações de altas freqüências (acima de
10MHz), onde as fontes de baixa impedância são comuns.
Amplificador Coletor Comum (Seguidor de Emissor)
Impedância de Entrada da Base:
Impedância de Entrada do Estágio:
Ganho de Tensão (Av):
)rr(
rA
)rr(i
riA
v
vA '
ee
e
V'
eee
ee
V
entrada
saída
v
+
=\u2192
+
=\u2192=
)rr(z
i
)rr(i
i
vz 'ee)base(ent
b
'
eee
b
b
)base(ent +\u3b2=\u2192+==
)rr(//R//Rz 'ee21ent +\u3b2=
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Impedância de Saída: Aplicando o teorema de Thevenin a partir da base no Modelo T
temos:
Rth= R1II R2II RG
G21
G
21entth R)R//R(
V)R//R(vv
+
==
Somando-se as tensões da malha temos:
Vent = (R1 // R2 // RG)ib + r'e ie + RE ie
Como ib = ic / \u3b2
\u3b2++= /)R//R//R(rR
vi
G21
'
eE
ent
e
O resistor de emissor, RE é acionado por uma fonte ca com uma impedância Thevenin de:
\u3b2+=
)R//R//R(rr G21'eth
Então:
\u3b2+=
)R//R//R(rr G21'esaída
\u25a0 Assim como um amplificador linearizado, o seguidor de emissor também usa
realimentação negativa. A resistência de realimentação é igual à resistência total do emissor.
Sendo a realimentação negativa muito forte, o ganho de tensão é bastante estável, quase não
existe distorção e a impedância de entrada da base é muito alta e a impedância de saída é muito
baixa.
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AMPLIFICADORES DE POTÊNCIA
DEFINIÇÕES E TIPOS DE AMPLIFICADORES
Um amplificador recebe um sinal de um determinado transdutor ou outra fonte de
entrada, e fornece uma versão amplificada desse sinal para um dispositivo de saída ou outro
estágio amplificador. Um sinal de um transdutor na entrada é geralmente pequeno (alguns
milivolts de um tape-deck ou CD, ou alguns microvolts de uma antena) e precisa ser amplificado o
suficiente para acionar um dispositivo de saída (alto-falante ou outro dispositivo de potência). Em
amplificadores de pequenos sinais, os fatores principais são, via