Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
19/12/2013 1 Análise C.A. (pequenos sinais) de amplificadores TBJ Universidade Estadual de Feira de Santana Departamento de Tecnologia Área de Eletrônica e Sistemas Prof.: João Bosco Gertrudes e-mail: jbosco@ecomp.uefs.br; jbosco@dsce.fee.unicamp.br Atendimento em sala: terças e quintas das 14:30h as 15:30h TEC 500 – Circuitos Elétricos e Eletrônicos 2013.1 Análise para Pequenos Sinais � Introdução � O modelo re será o modelo principal a ser utilizado, contudo, o efeito da impedância de saída é examinado. � Não serão considerados os efeitos de RL e Rs. � Resumo: � 1. Curto-circuitar as fontes de tensão; � 2. Substituir os capacitores por curto-circuito; � 3. Fazer o equivalente dos elementos em paralelo; � 4. Redesenhar o circuito. 2 19/12/2013 2 Análise para Pequenos Sinais � Configuração emissor-comum com polarização fixa � O sinal de entrada Vi é aplicado na base. � a saída Vo está no coletor. � A corrente de entrada, Ii, não é a de base. � Io é a corrente de coletor. 3Figura 1 Análise para Pequenos Sinais � Configuração emissor-comum com polarização fixa � Fazendo a remoção de VCC e a substituição dos capacitores por curto-circuito equivalente: 4 Figura 1 Figura 2 19/12/2013 3 Análise para Pequenos Sinais � Configuração emissor-comum com polarização fixa � Substituindo o transistor pelo modelo re: � O próximo passo é substituir β, re e ro. � O β é obtido da folha de dados ou de um instrumento de teste para o transistor. � O parâmetro re é obtido por meio da análise cc. � O ro é obtido das folhas de especificação ou curvas características. 5Figura 3 Figura 2 Análise para Pequenos Sinais � Configuração emissor-comum com polarização fixa � Zi : A figura 3 revela que Zi = RB||βre � Que pode ser aproximado, se RB ≥ 10βre Zi ≅ βre � Zo : Quando Vi = 0, Ii = Ib = 0, resultando em um circuito aberto para a fonte de corrente. Zo = RC||ro � Se ro ≥ 10RC, Zo ≅ RC 6Figura 3 19/12/2013 4 Análise para Pequenos Sinais � Configuração emissor-comum com polarização fixa � Av: Como ro e RC estão em paralelo Vo = - βIb (RC||ro) � Mas � Logo, � Para ro ≥ 10RC 7Figura 3 Análise para Pequenos Sinais � Configuração emissor-comum com polarização fixa � Ai : Aplicando-se divisor de corrente para os circuitos de entrada e saída. � Se ro ≥ 10RC e RB ≥ 10βre � Para verificação: 8Figura 3 19/12/2013 5 Análise para Pequenos Sinais � Configuração emissor-comum com polarização fixa � O sinal negativo em Av diz que há um deslocamento de fase de 180 º. 9 Figura 4 Análise para Pequenos Sinais � Polarização por Divisor de Tensão 10 Figura 5 19/12/2013 6 Análise para Pequenos Sinais � Polarização por Divisor de Tensão � A substituição pelo circuito re equivalente resulta no circuito da figura 6. 11 Figura 5 Figura 6 Análise para Pequenos Sinais � Polarização por Divisor de Tensão � Zi : da figura 6 temos que Zi = R’ || βre � Zo : com Vi = 0, resulta em Ib = 0, e βIb = 0: Zo = RC||ro � Se ro ≥ 10RC, Zo ≅ RC 12 Figura 6 19/12/2013 7 Análise para Pequenos Sinais � Polarização por Divisor de Tensão � Av : Como RC e ro estão em paralelo: � Para ro ≥ 10RC � Relação de fase:180º 13 Figura 6 Sendo: Análise para Pequenos Sinais � Polarização por Divisor de Tensão � Ai : : Aplicando-se divisor de corrente para os circuitos de entrada e saída. � Se ro ≥ 10RC e R’ ≥ 10βre � Para verificação: 14 Figura 6 Semelhante à polarização fixa, tendo R’ em lugar de RB. 19/12/2013 8 Análise para Pequenos Sinais � Configuração EC com polarização do emissor � O resistor RE não é ‘bypassado’ pelo capacitor. 15 Figura 7 Análise para Pequenos Sinais � Configuração EC com polarização do emissor � Com o modelo re e desconsiderando ro. 16 Figura 7 Figura 8 19/12/2013 9 Análise para Pequenos Sinais � Configuração EC com polarização do emissor � Aplicando a lei de Kirchhoff das tensões à malha de entrada: � A impedância de entrada do transistor é: � Como β >> 1 � Como RE >> re � Zi : � Impedância de saída Zo : ( Vi ajustado para 0, Ib = 0 e βIb substituído por circuito aberto) 17 Figura 8 Análise para Pequenos Sinais � Configuração EC com polarização do emissor � Av: Ganho de tensão � Substituindo � Substituindo 18 Figura 8 Relação de fase: 180o 19/12/2013 10 Análise para Pequenos Sinais � Configuração EC com polarização do emissor � Ai: Ganho de corrente: � Aplicando divisor de corrente para a entrada � Sendo: � Assim, 19 Figura 8 Análise para Pequenos Sinais � Configuração Seguidor de Emissor � Quando a saída é tirada do terminal do emissor, o circuito é chamado seguidor de emissor. � Nessa configuração a tensão de saída é um pouco menor que a entrada, devido a queda de base-emissor. Porém a aproximação Av ≅ 1 é adequada. � Vo segue Vi (mesma fase). � Como o coletor será aterrado na análise ca, tem-se uma configuração coletor-comum � Configuração aplicada para Casamento de impedância, pois apresenta alta impedância de entrada e baixa impedância de saída. Resultando num efeito de carga casada com a impedância da fonte para a máxima transferência de potência. 20Figura 9 19/12/2013 11 Análise para Pequenos Sinais � Configuração Seguidor de Emissor � Substituição por modelo re � Impedância de entrada Zi : � Impedância de saída Zo : � Substituindo Zb � Aproximações: 21 Figura 9 Figura 10 ⇒ Análise para Pequenos Sinais � Configuração Seguidor de Emissor � Um circuito para a equação de Ie pode ser representado pela figura 11: � Para se determinar Zo, Vi é ajustado para zero. Assim: Zo = RE || re � RE é geralmente muito maior que re, pode-se aplicar a seguinte aproximação : Zo ≅ re � Av: Aplicando divisor de tensão à figura 11: � Como RE >> re : � Relação de Fase: Vo e Vi estão em fase. 22Figura 11 19/12/2013 12 Análise para Pequenos Sinais � Configuração Seguidor de Emissor � Ai: Da figura 10: � sendo � Outra opção: 23Figura 10 Análise para Pequenos Sinais � Configuração Base Comum � ↓ Zi , ↑Zo, Ai < 1, ↑ Av , ro é ignorada quando comparada ao resistor RC em paralelo. 24 Figura 12 19/12/2013 13 Análise para Pequenos Sinais � Configuração Base Comum � Zi : � Zo : � Av: � Ai: Supondo RE >> re 25 Figura 13 Relação de fase: Vo e Vi estão em fase.
Compartilhar