Analisar a operação do amplificador diferencial. Entender o significado de tensão de modo diferencial e de modo comum

Transcrição

1 LTÔN NLÓG PLNO D NNO MTL D POO 3 PÁGN DO POFO: rtal/profssors/raimundo/ OBJTO nalisar a opração do amplificador difrncial ntndr o significado d tnsão d modo difrncial d modo comum Dtrminar as caractrísticas d pqunos sinais do amplificador difrncial nalisar amplificadors difrnciais como part intgrant dos mplificadors Opracionais

2 . mplificadors Difrnciais O mplificador Difrncial é um circuito ltrônico capaz d rcbr dois sinais ao msmo tmpo forncr uma saída com o rsultado qu srá a difrnça amplificada dsts sinais. O par difrncial (idalmnt) rspond a sinais difrnciais (i.., a difrnça das tnsõs d ntrada) rjita o modo comum, i.., não rag a sinais idênticos. TÍT Trminação impls: é quando um sinal é aplicado numa ntrada a outra é conctada ao trra; Trminação Dupla: é quando dois sinais d polaridads opostas são aplicados nas ntradas; Modo omum: é quando um msmo sinal, podndo sr também m d msmo potncial d dfasagm 0º 0 ntr si, é aplicado nas ntradas.

3 P DFNL ONDÇÕ Font d corrnt idal Transistors rsistors casados Transistors na rgião atia sistência d saída do TJB infinita TÍT D TNFÊN α 3

4 P DFNL OM TNTO MO Q Q Q Q saturados Font d corrnt idal G G G G id () i W k n L ( ) () D() G() t i D id (3) ombinando as quaçõs, 3 considrando qu no ponto quiscnt tms i D() i D id G G ( ) id id ± G t G t G 4

5 ÇÃO D ONT ndo idênticos os transistors, como a soma das corrnts d missor é constant, quando s aria a tnsão difrncial D B B, a corrnt transfrs d um para o outro transstor. Obs.: basta uma ntrada difrncial d crca d ±00 m para qu um dos transistors tom praticamnt toda a corrnt. JFT MOFT: quação d transfrência é a msma dos JFTs, mbora s scra, habitualmnt, com a forma: 5

6 POLZÇÃO D Polarização D: as ntradas com um potncial d 0. mbos os missors stão conctados ao rsistor, sndo st o motio qu faz com qu a corrnt sja constant. os transistors form prfitamnt iguais, a ONT m cada missor srá a msma (iguais) à mtad da corrnt. T T nális d malha: B 0 ( B ) fito do sistor d Bas na corrnt d cauda ( B ) /. B 6

7 X. POLZÇÃO D Quais as corrnts tnsõs idais na figura abaixo: ( B ) 0 (5 0) m.7,5k ada coltor tm tnsão quiscnt: 5 (m ).(5kΩ) 0 OLUÇÃO OMPLT 7

8 calculando as corrnts tnsõs para sgunda aproximação, na figura abaixo: (5 0,7) 0, 953m.7,5k 5 (0,953m).(5kΩ) 0, 4 NÁL grand, corrnt d cauda é quas constant quando um pquno sinal é insrido. ntrada não inrsora! 8

9 NÁL PQUNO N dra NÁL PQUNO N Duas Mtads dra 9

10 NÁL PQUNO N quialnt id π r π O O gm π gm π r π π id i 0 o od o od od o o NÁL PQUNO N Ganho d modo difrncial id r π π g m π od d g m T od id g α T m r r aída m trminação simpls d o gm id r 0

11 NÁL Trminação simpls Malino i. out c i. r i. r i. r i c >> r r a aída Difrncial r GNHO D TNÃO DO MP. DF. Font: Malino,, ol. Obs.: r

12 xmplo: Dtrminar a tnsão d saída a impdância d ntrada s 300. nális dc: NÁL PQUNO N Ganho d modo comum cm ocm icm c c Q Q icm icm / / c c ocm Font: dra

13 NÁL Modlo quialnt: Modo comum icm r π π g m π ocm cm cm ocm icm gm gm α Font: dra NÁL azão d rjição ao modo comum M d gm cm o g m r M db 0log inais contm usualmnt uma componnt difrncial outra m modo comum: d cm id icm o d id cm icm Font: dra 3

14 sistência d ntrada d modo difrncial NÁL id i id b icm 0 r h r π i sistência d ntrada d modo comum icm i icm b id 0 [ r π ( ) ] s corrnts d pqunos sinais qu flum quando tnsõs difrnciais d modo comum são aplicadas são i b i b id id id id icm icm icm icm NÁL ltrnatiamnt: Modo comum Font: Malino 4

15 NÁL ltrnatiamnt: Modo comum Font: Malino x.: Qual é o ganho d tnsão m modo comum? Qual a tnsão d saída? Font: Malino cm out.mω α 0,5.MΩ 0,5.(m ) 0,5m 5

16 OUT TÍT NÃO D Tnsão d offst ( O ) OD Q Q O Q Q O é a tnsão qu d sr aplicada à ntrada d modo qu a tnsão na saída sja igual a zro O OD d O é dida ao dscasamnto nos rsistors nos transistors NÁL ) Dscasamnto nos rsistors transistors casados OD O α OD d α ( ) g m α α O T 6

17 7 ) Dscasamnto nos transistors rsistors casados OD α T O T O T T O orrnts d polarização d offst d ntrada B B Prfitamnt simétrico B B O orrnt d offst Dscasamnto m B B ( ) O

18 B orrnts d polarização B ( ) O B B B PLHO D ONT: Font d orrnt ntgração d fonts d corrnts (splhos) para aumntar o M cargas atias, minimizando rros d dscasamntos. 8

19 PLHO D ONT: Font d orrnt G T FONT D ONT PLHO D ONT B 0 F O O F Q Q B B BQ B Q Q Q na rgião atia fito arly dsprzíl B B B O F O F Para >> 9

20 onsidrando o fito arly B T i /r 0 sat F Q Q O O O F O B B B O O B F Uma font d corrnt simpls F O O F B Q Q B O O B B Modlo quialnt, álido para Q na rgião atia O ro O 0

21 ircuitos guias d corrnt F B B onsidrando todos os transistors idênticos muito alto: F F F ONFGUÇÃO DLNGTON Mostr qu D Font para garantir lado

22 splho d corrnt d Wilson F Q 3 Q Q O O ( ) F O F F MLHODO: O antagm dst splho d corrnt é sua maior rsistência d saída O ro O Problma: rro dido ao fito arly B B Q 4 Q B B B B Q 3 Q xmplo: 0; O 0µ a) Font d corrnt simpls ssumindo B 0.6 b)font d corrnt d Widlar scolhndo F m F O O O Q Q B Q Q B B Q Q kΩ 0µ KΩ 3 5m 0 ln.5kω 0µ 0

23 3 r π π g m π r o x sistência d saída da font d corrnt d Widlar ( ) o m O o m x x O m m x o m x r g r g i g g i r g π π π π o m O r g ) ( xmplo 6.3 dra mith (p. 484)

24 PO HOJ... É Ó! 4