Aula_Teorica_27_e_28

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19/12/2013
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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.
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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:
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Figura 1 Figura 2
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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
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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
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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.
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Figura 4
Análise para Pequenos Sinais
� Polarização por Divisor de Tensão
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Figura 5
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Análise para Pequenos Sinais
� Polarização por Divisor de Tensão
� A substituição pelo circuito re equivalente resulta no circuito da figura 6.
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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
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Figura 6
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Análise para Pequenos Sinais
� Polarização por Divisor de Tensão
� Av : Como RC e ro estão em paralelo:
� Para ro ≥ 10RC
� Relação de fase:180º
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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:
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Figura 6
Semelhante à polarização fixa, 
tendo R’ em lugar de RB.
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Análise para Pequenos Sinais
� Configuração EC com polarização do emissor
� O resistor RE não é ‘bypassado’ pelo capacitor.
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Figura 7
Análise para Pequenos Sinais
� Configuração EC com polarização do emissor
� Com o modelo re e desconsiderando ro.
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Figura 7
Figura 8
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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)
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Figura 8
Análise para Pequenos Sinais
� Configuração EC com polarização do emissor
� Av: Ganho de tensão
� Substituindo
� Substituindo 
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Figura 8
Relação de fase: 180o
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Análise para Pequenos Sinais
� Configuração EC com polarização do emissor
� Ai: Ganho de corrente: 
� Aplicando divisor de corrente para a entrada
� Sendo:
� Assim,
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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
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Análise para Pequenos Sinais
� Configuração Seguidor de Emissor
� Substituição por modelo re
� Impedância de entrada Zi :
� Impedância de saída Zo :
� Substituindo Zb
� Aproximações:
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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
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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.
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Figura 12
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Análise para Pequenos Sinais
� Configuração Base Comum
� Zi : 
� Zo :
� Av: 
� Ai: Supondo RE >> re
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Figura 13
Relação de fase:
Vo e Vi estão em fase.