CEL099 - Cap.1 (2014)

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CEL099 –
ELETRÔNICA 
ANALÓGICA
Prof. Henrique A. C. Braga
Capítulo 1
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Introdução 
aos 
Amplificadores
Conteúdo
• Simbologia
• Transdutores
• Sinais Periódicos e Espectro de Frequências
• Sinal não-periódico
• Amplificador de Tensão Ideal
• Ganho Escalar e Decibéis
• Alimentação CC e Saturação
• Amplificador Real e Polarização
• Notação Adotada
• Modelos de Amplificadores
• Resposta em Frequência
• Redes de Constante de Tempo Simples (CTS)
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Simbologia
• Simbologia de fontes de sinal
• Forma de onda de sinal aleatório não-periódico
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Transdutores
• Fontes de sinal típicas (transdutores):
a) Microfone;
b) Antena;
c) Sensor de temperatura (LM35, termopar, junção p-n);
d) Fotoresistor ou fotocélula;
e) Captador (para instrumentos de corda);
f) Extensômetro (strain gauge);
g) etc.
• Obs.: Existem transdutores que convertem sinais elétricos em grandezas 
físicas (e. g. auto-falante, LED, motor etc.).
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Sinais Periódicos e Espectro de 
Frequências
• Sinais Periódicos
• Espectro Harmônico (onda quadrada)
Jean-Baptiste Joseph Fourier
1768 – 1830
(Série de Fourier)
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Sinal Não-Periódico
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Transformada de Fourier
Exemplo de app Android:
Sinal
Espectro
Amplificador de Tensão Ideal
• Simbologia:
• Característica entrada-saída 
(de transferência):
ݒoሺtሻ ൌ Aݒ ݒܫ(t)ݒoሺtሻ ൌ Aݒ ݒܫ(t)
• Comps. Semicondutores
• Capacitores
• Resistores
• Outros comps. Lineares
• Fontes CC
• Comps. Semicondutores
• Capacitores
• Resistores
• Outros comps. Lineares
• Fontes CC
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Ganho Escalar e Decibéis
• Para um dado amplificador podem ser computados os ganhos 
de tensão, corrente ou potência.
• Av é geralmente expresso no modo adimensional: [V/V] 
• Ganho de tensão ou corrente em decibéis (dB):
• Ganho de potência em decibéis:
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ܣݒ ݀ܤ ൌ 20 log ሺܣݒሻܣݒ ݀ܤ ൌ 20 log ሺܣݒሻ
ܣ݌ ݀ܤ ൌ 10 log ሺܣ݌ሻܣ݌ ݀ܤ ൌ 10 log ሺܣ݌ሻ
ܣ݅ ݀ܤ ൌ 20 log ሺܣ݅ሻܣ݅ ݀ܤ ൌ 20 log ሺܣ݅ሻ
Av: ganho ou fator de amplificação do amplificador.
Alimentação CC e Saturação
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Amplificador Real e Polarização
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ܣݒ ൌ
݀ݒ݋
݀ݒ݅ |ܳܣݒ ൌ
݀ݒ݋
݀ݒ݅ |ܳ
ݒܫ ݐ ൌ ݒ݅ ݐ ൅ ܸܫ
ݒܱ ݐ ൌ ݒ݋ ݐ ൅ ܸܱ
VI : Tensão de Polarização
Notação Adotada (neste curso)
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iC: denota o sinal completo ou seu valor instantâneo
ic: denota a parcela CA do sinal
IC: denota o valor médio do sinal
Ic: denota apenas a amplitude do sinal CA
“C” maiúsculo
“c” minúsculo
“C” maiúsculo
“c” minúsculo
Exemplo 1(Sedra: 1.2)
• Considere um amplificador real que possui a característica vO=10-10-11e40vI, 
sendo vI≥ 0 e vO ≥ 0,3V. Encontre os valores L+ e L_ e os valores correspondentes 
de vI. Calcule a tensão de polarização VI que resulte em VO=5V e o ganho de 
tensão neste ponto de operação.
• Solução:
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Observe que este amplificador é do tipo inversor,
ou seja, possui ganho negativo e inversão de fase
entre os sinais de entrada e saída.
Exemplo 1 (formas de onda PSIM)
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10mV
~ 2V
Amplificador: “math function”
Modelos de Amplificadores
• Amplificador de Tensão
• Regra do divisor de tensão:
• Ganho de tensão do modelo, Av:
• Ganho global de tensão, Gv: ܩݒ ≡ ௩௢௩௦ ൌ
௩௢
௩௜
௩௜
௩௦
ൌ ஺௩௢ ோ௅ோ௅ାோ௢
ோ௜
ோ௜ାோ௦
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ܣݒ ≡
ݒ݋
ݒ݅ ൌ ܣݒ݋
ܴܮ
ܴܮ ൅ ܴ݋
ݒ݋ ൌ ܣݒ݋ݒ݅
ܴܮ
ܴܮ ൅ ܴ݋
Observe que o ganho global é muito dependente dos divisores 
de tensão. Pense: “como obter ganhos mais elevados”?
Observe que o ganho global é muito dependente dos divisores 
de tensão. Pense: “como obter ganhos mais elevados”?
Os quatro tipos básicos
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Tensão:
Transcondutância: Transresistência:
Corrente:
Os Tipos Básicos (Resumo Geral)
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Exemplo 2 (Sedra: 1.3)
• Calcular o ganho global de tensão, Gv=vL/vs :
• Pela regra do divisor de tensão:
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ܩݒ ൌ
ݒܮ
ݒݏ ൌ
ݒܮ
ݒ݅3
ݒ݅3
ݒ݅2
ݒ݅2
ݒ݅1
ݒ݅1
ݒݏ ൌ ሺ0,909ሻሺ90,9ሻሺ9,9ሻሺ0,909ሻ ൌ 743,6 V/V
ܩݒdB ൌ 20 log 743,6 ൌ57,4 dB
E se a fonte (com sua impedância) 
fosse conectada diretamente à carga?
E se a fonte (com sua impedância) 
fosse conectada diretamente à carga?
Resposta em Frequência
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Redes de Constante de Tempo Simples - CTS
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Passa-baixas Passa-altas
ܶ ߱ ൌ ܸ݋ሺ߱ሻܸ݅ሺ߱ሻ
൏ ܶ ߱ ൌ ߶ሺ߱)
Observar: década, oitava, 3dB, ± 20 dB/dec, ± 6 db/oitava, ± 45 dB/dec
Tabela Geral –
(Resposta em 
Frequência de 
Redes CTS)
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