Eletrônica II. Germano Maioli Penello. II _ html.

Transcrição

1 Eletrônica II Germano Maioli Penello II _ html Aula 18 1

2 Pauta (T3 e T4) BRUNO SILVEIRA KRAUSE ANA CAROLINA FRANCO ALVES BRUNO STRZODA AMBROSIO FERNANDO DE OLIVEIRA LIMA GISELE SILVA DE CARVALHO HAZIEL GOMES DA FONSECA HENRIQUE DE SOUZA SANTANA HUGO CARDOZO DA SILVA IURI COSTA MACHADO DOS SANTOS JESSICA BARBOSA DE SOUZA LEONARDO MOIZINHO PINHEIRO CAIO ROSCELLY BARROS FAGUNDES CAROLINA LAUREANO DA SILVA DANILO PEREIRA CALDERONI FELIPE ALMEIDA DA GRACA GABRIELLE CRISTINA DE SOUZA SILVA GUTEMBERG CARNEIRO NUNES HARLAN FERREIRA DE ALMEIDA HERNAN DE ALMEIDA PONTIGO LEONARDO RICARDO BERNARDES DA CONCEIçãO LUCAS MUNIZ TAUIL NAYARA VILLELA DE OLIVEIRA TAMYRES MAURO BOTELHO

3 Pauta (T5 e T6) ARTHUR REIS DE CARVALHO BRUNO ALVES GUIMARAES CLAREANA RANGEL DE OLIVEIRA DANIEL DE SOUZA PESSOA GUSTAVO OGG FERREIRA MORENO TAVARES ISRAEL BATISTA DOS SANTOS LEONARDO DA SILVA AMARAL LEONARDO GONZAGA DA SILVA LUCIANA DE FREITAS MONTEIRO MARCOS VINICIUS PAIS BORSOI MARISOL BARROS DE ALMEIDA RAFAEL TAVARES LOPES RICARDO ALVES BARRETO WALBER LEMOS DOS SANTOS ALINE DAMM DA SILVA FALCAO BERNARDO CARVALHO SILVA SANTOS FABRICIO BICHARA MOREIRA HELDER NERY FERREIRA ISABELE SIQUEIRA LIMA JOAO CARLOS GONCALVES MARTINHO JéSSICA RIBEIRO VENTURA LUCAS VENTURA ROMANO MATEUS LOPES FIGUEIREDO MONIQUE SOARES DE MORAES NATHALIA CRISTINA AZEVEDO VALADAO DE JESUS PAULO CESAR DOS SANTOS RENATO DOS SANTOS FREITAS JUNIOR VICTOR ARAUJO MARCONI VICTOR HUGO GUIMARAES COSTA VINICIUS PEIXOTO MEDINA

4 Coletor comum (seguidor de emissor) Necessidade de um voltage buffer? 4

5 Coletor comum (seguidor de emissor) Ganho de tensão total (G v ) v i = v sig R in /(R in + R sig ) R in = (β+ 1)(r e + R L ) A v = R L /(r e + R L ) Ganho total menor que 1! Ganho próximo de 1 quando (β+ 1)R L >R sig 5

6 Coletor comum (seguidor de emissor) Ganho de tensão total (G v ) Note que este resultado éo mesmo que a razão entre resistências em um divisor de tensão. Podemos desenhar um circuito equivalente que apresentaria o mesmo ganho. Como seria este circuito? ou Os dois apresentam o mesmo resultado! O ganho total é exatamente o mesmo. 6

7 Coletor comum (seguidor de emissor) Ganho de tensão total (G v ) Note que este resultado éo mesmo que a razão entre resistências em um divisor de tensão. Podemos desenhar um circuito equivalente que apresentaria o mesmo ganho. Como seria este circuito? O seguidor de emissor reduz R sig por um fator (β+1) antes de apresentá-lo à carga (efeito de buffer) 7

8 Coletor comum (seguidor de emissor) Representação Thévenin R L R out = r e + R sig /(β+1) Mesmo resultado do slide 34 da aula 16 8

9 Coletor comum (seguidor de emissor) Note que R out depende de R sig e R in depende de R L. Não é um amplificador unilateral. 9

10 Coletor comum (seguidor de emissor) R in alta R out baixa G v próximo de unitário Utilizado como voltage buffer 10

11 Resumo das configurações 11

12 Circuitos completos Qual o nome dado a esta configuração de amplificador? Base comum 12

13 Circuitos completos Qual o nome dado a esta configuração de amplificador? Emissor comum 13

14 Circuitos completos Qual o nome dado a esta configuração de amplificador? Coletor comum ou seguidor de emissor 14

15 Circuitos completos Qual o nome dado a esta configuração de amplificador? Emissor comum com R e 15

16 Amplificadores em cascata Em diversas situações, um amplificador de apenas um transistor não consegue satisfazer todos os requerimentos exigidos numa situação específica (resistência de entrada, resistência de saída e ganho). Para resolver este problema, amplificadores podem ser conectadosem série para otimizar as características do amplificador como um todo. Exemplo calculado na aula 4 16

17 Amplificadores em cascata Calcule as características do seguinte amplificador β= 100 V BE = 0.7V 17

18 Amplificadores em cascata β= 100 V BE = 0.7V 1. Eliminar a fonte de sinal AC e determinar o ponto de operação DC 2. Calcular os parâmetros do modelo de sinais pequenos 3. Eliminar fontes DC (curto circuito em fontes de tensão e circuito aberto em fontes de corrente) 4. Substituir o BJT pelo modelo equivalente 5. Analisar o circuito resultante para calcular o ganho, resistência de entrada e resistência de saída. 18

19 Amplificador cascode Configuração fonte comum Se aumentarmos a resistência por um fator K sem alterar a corrente, aumentamos o ganho do circuito (esse bloco échamado de buffer de corrente) 19

20 Amplificador cascode A corrente que passa por Q 2 éa mesma que passa por Q 1, mas a resistência vista na saída éalterada, alterando o ganho do circuito como um todo. 20

21 Vimos que: Amplificador cascode Base comum Bom por ter largura de banda elevada, mas tem baixa impedância de entrada. Emissor comum alta impedância de entrada implica em baixo ganho. Acoplamento dos dois gera um amplificador com moderadamente altaimpedância de entrada, alta impedância de saída, alto ganho e boa resposta em frequência. Q1 emissor (fonte) comum Q2 base (porta) comum BJT Vantagens de acoplar os transistores na configuração cascode: Melhor isolamento entre entrada e saída Melhor ganho Aumento de impedância de entrada Aumento de impedância de saída Melhor estabilidade Aumento de largura de banda MOSFET 21

22 Amplificador cascode Configuração cascode BiCMOS NMOS como o dispositivo amplificador com BJT como um transistor cascode. NMOS utilizado para implementar um cascode duplo. 22

23 Amplificador cascode Determinar R in, R out e ganho 23

24 Amplificador cascode R in =? 24

25 Amplificador cascode R in = R out =? 25

26 Amplificador cascode 26

27 Amplificador cascode 27

28 Amplificador cascode Simplificando Em outras palavras, se determinarmos G m e R o, estamos representando o circuito original 28

29 Amplificador cascode Dterminando G m Ao dar um curto na carga, a corrente que passa no curto ég m v i 29

30 Amplificador cascode Dterminando G m Ao dar um curto na carga, a corrente que passa no curto ég m v i 30

31 Amplificador cascode Dterminando G m 31

32 Amplificador cascode Dterminando G m 32

33 Amplificador cascode Dterminando G m Resultado esperado. A corrente que passa no circuito depende basicamente de Q 1 E agora R o nada mais édo que a resistência de saída que jácalculamos. 33

34 Amplificador cascode Com isto, o ganho pode ser facilmente calculado 34

35 Amplificador cascode Caso e Deixando claro o aumento no ganho! 35

36 Amplificador cascode -Exemplo Corrente de saída de Q1 éacoplado àentrada de Q2 36

37 Amplificador cascode -Exemplo Corrente de saída de Q1 éacoplado àentrada de Q2 37

38 Amplificador cascode -Exemplo Corrente de saída de Q1 éacoplado àentrada de Q2 38

39 Amplificador cascode -Exemplo 39

40 Amplificador cascode -Exemplo 40

41 Amplificador cascode -Exemplo 41

42 Amplificador cascode -Exemplo Ganho de tensão é similar à configuração emissor comum. Melhor resposta em frequência. Veremos a partir a próxima aula a resposta em frequência dos amplificadores. 42

43 Configuração Darlington Para se obter um alto ganho de corrente, a configuração Darlington pode ser utilizada. Também chamado de par Darlington 43

44 Configuração Darlington Para se obter um alto ganho de corrente, a configuração Darlington pode ser utilizada. Também chamado de par Darlington 44

45 Configuração Darlington Para se obter um alto ganho de corrente, a configuração Darlington pode ser utilizada. Também chamado de par Darlington 45

46 Configuração Darlington Para se obter um alto ganho de corrente, a configuração Darlington pode ser utilizada. Também chamado de par Darlington Se comporta como um único transistor com um alto ganho de corrente 46

47 Configuração Darlington Para se obter um alto ganho de corrente, a configuração Darlington pode ser utilizada. Também chamado de par Darlington Se comporta como um único transistor com um alto ganho de corrente Desvantagens V BE = V BE1 + V BE2 1,4V Manter o par na saturação 47