Aula 22: O Transistor como Amplificador (p , p )

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1 Aula 22: O ransistor como Amplificador (p , p ) ª 17/05 20ª 20/05 21ª 31/05 22ª 03/06 23ª 07/06 24ª 14/06 25ª 17/06 PSI 3321 Eletrônica Programação para a erceira Proa Estruturas e símbolos dos transistores bipolares de junção, definição dos modos de operação (corte, atio, saturação) do BJ, operação do transistor npn no modo atio (polarização e distribuição de portadores minoritários). Equações das correntes no transistor (definição do ganho de corrente em emissor comum - β - e do ganho de corrente em base comum - α), modelos de circuitos equialentes para grandes sinais do transistor npn operando no modo atio, exercícios. Análise cc de circuitos com transistores, exercícios selecionados: 5.1, 5.4, O BJ como amplificador para pequenos sinais (as condições c.c., a corrente de coletor e a transcondutância) A corrente de base e a resistência de entrada da base, a resistência de entrada do emissor. Ganho de tensão, Exemplo 5.38, modelos equialentes (modelos -híbrido e ) Aplicação dos modelos equialentes para pequenos sinais, Efeito Early. O amplificador emissor comum (E) - Exercício 5.43 Aula de Exercícios 3 a. Semana de Proas (20/06 a 24/06/2016) Data: 22/06/2016 (quarta feira) Horário: 13:10h às 15:10h Sedra, ap. 5 p Sedra, ap. 5 p Sedra, ap. 5 p Sedra, ap. 5, p ; p Sedra, ap. 5, p Sedra, ap. 5 p

2 22ª Aula: Amplificadores com BJ riando Modelos para Pequenos Sinais para o BJ Ao final desta aula ocê deerá estar apto a: - Explicar como os modelos de transistores BJ para pequenos sinais são criados - riar modelos para pequenos sinais do BJ - Determinar ganhos de tensão para pequenos sinais em circuitos simples que empreguem transistor BJ 90 Adequando Modelos Alguns modelos para o ransistor NPN na região atia i i E I S e / BE V BE / V I / e S F I SE BE / V i I / e i F S F F E modo atio 91 2

3 Um ransistor npn Real B E 92 Incluindo a Assimetria do ransistor npn Real no modelo para grandes sinais modo atio (j BE dir pol j B re pol) modo inerso (j BE re pol j B dir pol) se tornando um emissor se tornando um coletor 93 3

4 O modelo de Ers-Moll (EM-npn) Este é o modelo do SPIE!!! Exercício: Qual o Modelo EM-pnp??? Modelo para grandes sinais para todas as regiões! 94 Alguns modelos para o ransistor NPN na região atia Modelos (npn) para grandes sinais na região atia! A escolha de um deles é por coneniência 95 4

5 O ransistor BJ como Amplificador 96 riando um Modelo para Pequenos Sinais para o ransistor BJ região atia na forma linearizada : i I g m V BE V BE BE 97 5

6 riando um Modelo para Pequenos Sinais para o ransistor BJ: A transcondutância Entrada: BE VBE Saída: i I ic BE / V i I e S i I e I e e I e ( V )/ V VBE / V / V / V S S Expandindo e BE / V emsérie de aylor: 2 / V e 1 2 V 2V 2 / V i Ie I 1 2 V 2V 2 i I 1 se ou 2 2 V V 2V V 10mV 98 riando um Modelo para Pequenos Sinais para o ransistor BJ: A transcondutância Entrada: BE VBE Saída: i I ic BE / V i I Se i I 1 Se 10mV V i I i I I I V I I i I e ic V V c 1 V ic I g ouseja, i g V m c m 99 6

7 riando um Modelo para Pequenos Sinais para o ransistor BJ: A transcondutância Bipolar Pequenos Sinais 10mV ic gm riando um Modelo para Pequenos Sinais para o ransistor BJ: A transcondutância I gm V i g c m na forma linearizada : I i I V V BE BE 101 7

8 Aula passada: O Modelo para Pequenos Sinais para o ransistor BJ Região atia (npn) p/ Grandes Sinais! BE 0, 7V ie i ib I IB IE 1 VBE / V I I e S Região atia (npn) p/ Pequenos Sinais BJ npn 10mV 07, V 102 Exemplo 5.14: Desejamos analisar o circuito abaixo para determinar seu ganho de tensão. Suponha = 100 Estratégia de análise: 1. Determine o ponto de operação cc do BJ e em particular o alor da corrente cc de coletor, I 2. alcule os alores dos parâmetros do modelo para pequenos sinais: g m = I /V 3. Elimine as fontes cc substituindo cada fonte cc de tensão por um curto-circuito e cada fonte cc de corrente por um circuito arto. 4. Substitua o BJ por um dos seus modelos equialentes. Embora qualquer um dos modelos possa ser utilizado, um deles dee ser mais coneniente dependendo do circuito a ser analisado. 5. Analise o circuito resultante para determinar as grandezas de interesse (por exemplo, ganho de tensão, resistência de entrada)

9 Exemplo 5.14: Desejamos analisar o circuito abaixo para determinar seu ganho de tensão. Suponha = Determine o ponto de operação cc do BJ e em particular o alor da corrente cc de coletor, I 0 07, V I E 3 0, 7V IB 23A 100k I I A 2, 3mA B V V R I 10V 2, 3m3k 3, 1V E V Na atia? V 31, V; V 07, V; V 0V B E 2. alcule os alores dos parâmetros do modelo para pequenos sinais: g m = I /V I 23, m ma gm 92mS 92 V 25m V 104 Exemplo 5.14: Desejamos analisar o circuito abaixo para determinar seu ganho de tensão. Suponha = Elimine as fontes cc substituindo cada fonte cc de tensão por um curtocircuito e cada fonte cc de corrente por um circuito arto. I 4. Substitua o BJ por um dos seus modelos equialentes. Embora qualquer um dos modelos possa ser utilizado, um deles dee ser mais coneniente dependendo do circuito a ser analisado. Bipolar Pequenos Sinais V E 10mV 07, V

10 Exemplo 5.14: Desejamos analisar o circuito abaixo para determinar seu ganho de tensão. Suponha = Analise o circuito resultante para determinar as grandezas de interesse (por exemplo, ganho de tensão, resistência de entrada). I V E 07, V O gm R i 0 A g R O arga m i arga A g R 92m3k 276V V arga m