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27 IF-UFRJ Elementos de Eletrônica Analógica Mestrado Profissional em Ensino de Física Prof. Antonio Carlos Santos Aula 10: Transistor como amplificador Este material foi baseado em livros e manuais existentes na literatura (vide referências) e na internet e foi confeccionado exclusivamente para uso como nota de aula para as práticas de Laboratório do Curso de Elementos de Eletrônica Analógica. Pela forma rápida que foi confeccionado, algumas partes foram extraídas quase verbatim de outros autores citados na lista de referências. Trata-se de um texto em processo de constante modificação. Por gentileza, me informe os erros que encontrar. Podemos colocar um transistor num circuito de diversas maneiras. Nesta aula vamos considerar apenas o exemplo de um circuito amplificador de tensão denominado emissor comum mostrado na figura abaixo. Relação VBE versus IB Cada uma das junções, EB ou BC, se considerada separadamente, se comporta como um diodo. Assim a relação IB e VBE pode ser representada com na figura abaixo 28 O gráfico acima mostra que pequenas variações em IB ocorrem para pequenas variações de VBE, para valores de VBE próximos ou pouco acima do limiar (~0,6 V). A relação VCE versus Ic A rigor, β (vide aulas anteriores) não é completamente independente de VCE e de IB. Assim podemos escrever IC =β(VCE, IB)IB, explicitando-se a dependência de β, ou α, em VCE e IB. Costuma-se representar esta dependência num gráfico IC versus VCE obtido fixando-se alguns valores de IB e levantando a variação de IC em função de VCE, como mostrado na figura abaixo. Reta de Carga A informação representada pelo gráfico das curvas características por si só não é suficiente para determinar para quais valores das diferenças de potencial entre coletor-emissor, emissor-base e base-coletor e das correntes no emissor, base e coletor, o circuito, que contém o transistor, vai operar. Precisamos também das leis gerais dos circuitos. A reta de carga passa pelos pontos Icc e Vcc, onde Icc =Vcc/(Rc+RE) pois, nesse tipo de polarização, na malha de saída encontramos, além de Rc, o resistor RE. Como a escolha do ponto de operação Q é importante, pois, sua má localização acarreta em distorções do sinal de saída, devemos fazer com que a tensão VCE no ponto Q seja, aproximadamente, a metade do valor Vcc.Nessa sistuação as variações do sinal de entrada provocarão uma variação de VCE, de tal forma a ter um ciclo completo dentro da região ativa do transistor. Um fato a ser observado é que o sinal de entrada não pode exceder a certos limites à nível de amplitude, pois, ultrapassaria a região ativa, distorcendo o sinal de saída,por isto, o circuito é chamado de amplificador de pequenos sinais. 29 Prática Material: Fonte 12 V Gerador de sinais Osciloscópio Transistor BC 548 (ou equivalente) Resistores: 100 Ω, 330Ω, 1,2 kΩ, 5,6 kΩ Capacitores: 100 µF/10V, e 1µF (dois) 1- Monte o circuito abaixo 2- Ajuste a tensão do gerador de sinais para 100 mVpp, onda senoidal. Varie a freqüência de acordo com o quadro abaixo. Vspp = tensão de saída pico-a-pico, medida no capacitor de 1 µF. f (kHz) 1 2 4 6 8 10 20 30 40 50 Vspp Av 3- Retire do circuito o capacitor de emissor. Ajuste a tensão do gerador de sinais para 100 mVpp, onda senoidal e freqüência 1 kHz. Meça e anote no quadro abaixo as tensões VEpp (tensão no emissor) e Vspp VEpp Vspp Av 4- Com os valores obtidos, construa a curva de resposta do amplificador A =A(f). 5- Determine na curva, a região onde a resposta é plana. 30 6- Compare o ganho obtido nos itens 2 e 3. Referencias [1] Laboratório de Eletricidade e Eletrônica , F. G. Capuano e M. A. M. Marino. Ed. Érica [2] Roteiros de Física Experimental IV (IF-UFRJ) ⇒⇒⇒⇒ Datas de entrega do relatório (no início da próxima aula)
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