Licenciatura em Engenharia Electrónica

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1 Licencitur em Engenhri Electrónic Circuitos Electrónicos Básicos Lbortório Montgens mplificdors de fonte comum, port comum e dreno comum IST2012

2 Objectivos Com este trblho pretendese que os lunos observem respost em frequênci de mplificdores com trnsístores MOS determinndo s frequêncis de corte de lt e bix frequênci. List de Mteril O equipmento utilizdo neste trblho inclui o equipmento disponibilizdo ns bncds do lbortório e os seguintes elementos de circuito:. Trnsístor BS170: V t =2V, A=32mAV 2 b. Resistêncis 2k 10k 27k 100k c. Condensdor 1 F (2), 47 F Not: Ns figurs 16 resistênci é resistênci intern d fonte de tensão. Preprção do Lbortório I. Dimensionmento d mlh de polrizção e nálise do desempenho com frequênci dos mplificdores 1. Montgem de fonte comum V CC C S Figur 1 Circuito mplificdor. V DD =20V, =27k =100k =2k = =10k = =1 F e C S =47 F. Considere o circuito d figur 1. Nests condições: 1. Clcule o ponto de funcionmento em repouso do circuito. 28

3 2. Clcule o gnho incrementl / no ponto de funcionmento em repouso clculdo em Recorrendo o método ds constntes de tempo de curtocircuito determine frequênci de corte de bix frequênci f L ssocid o gnho /. 4. Recorrendo o método ds constntes de tempo de circuito berto determine frequênci de corte de lt frequênci f H ssocid o gnho /. 2. Montgem de dreno comum VCC Figur 2 Circuito mplificdor de dreno comum. V DD =20V, =27k =100k =2k = =10k = =1 F e C S =47 F. Considere o circuito d figur 2. Nests condições: 1. Clcule o gnho incrementl / no ponto de funcionmento em repouso. 2. Recorrendo o método ds constntes de tempo de curtocircuito determine frequênci de corte de bix frequênci f L ssocid o gnho /. 3. Recorrendo o método ds constntes de tempo de circuito berto determine frequênci de corte de lt frequênci f H ssocid o gnho /. 38

4 3. Montgem de port comum VCC C S Figur 3 Circuito mplificdor de port comum. V DD =20V, =27k =100k =2k = =10k = =1 F e C S =47 F. Considere o circuito d figur 3. O ponto de funcionmento em repouso é igul o do circuito d figur 1 (Porquê?). Nests condições: 1. Clcule o gnho incrementl / no ponto de funcionmento em repouso. 2. Recorrendo o método ds constntes de tempo de curtocircuito determine frequênci de corte de bix frequênci f L ssocid o gnho /. 3. Recorrendo o método ds constntes de tempo de circuito berto determine frequênci de corte de lt frequênci f H ssocid o gnho /. II. Simulção No progrm SPICE introduz os esquems correspondentes os circuitos ds figurs 1 3 e: 1. Fç um nálise trnsitóri plicndo um sinl sinusoidl com um mplitude de 10mV e de frequênci 10kHz. Observe s tensões e e clcule o gnho de tensão. Obtenh os vlores correspondentes o ponto de funcionmento em repouso. 2. Fç nálise AC do circuito vrindo frequênci logritmicmente entre 10Hz e 100MHz, pr =10k Recorrendo os cursores do SPICE determine:. O gnho n bnd de pssgem. b. As frequêncis de corte de bix e de lt frequênci (f L, f H ). 48

5 Trblho experimentl 1. Montgem de fonte comum Efectue montgem d figur 4. V CC C S RL CH1 CH2 OSC. Figur 4 Circuito mplificdor de fonte comum. V DD =20V, =27k =180k =2k =10k = =680nF e C S =22 F. Efectue s seguintes medids: 1. Vlores ds resistêncis Com o multímetro meç o vlor rel de tods s resistêncis do circuito. 2. Ponto de funcionmento em repouso Com o multímetro no modo DC meç s tensões contínus n fonte de tensão V CC e ns resistêncis,,,. A prtir dos vlores medidos clcule I D, V GS e V DS. 3. Medid d respost em frequênci do mplificdor Aplicndo um sinl sinusoidl de mplitude 10mV em, meç com o osciloscópio o vlor d tensão n síd, pr =10k, vrindo frequênci de cordo com o indicdo n tbel seguinte. Coloque o CH2 no modo AC. f(hz) (V) (V) 4. Medição com o osciloscópio d respost em frequênci Progrmndo o gerdor de funções pr fzer um vrrimento em frequênci (ver pêndice A), mntendo mplitude d sinusóide constnte, observse vrição do sinl com frequênci no osciloscópio. Meç s frequêncis f L e f H. 58

6 2. Montgem de dreno comum Efectue montgem d figur 5 prtindo d montgem d figur 4. Assim: 1. Retire cpcidde C S. 2. N figur 4 o circuito série constituído por e está ligdo entre o terminl de dreno e o terminl. Desligue o condensdor do terminl de dreno e ligueo o de fonte. V CC CH1 CH2 OSC. Figur 5 Circuito mplificdor de fonte comum. V DD =20V, =27k =180k =2k =10k = =680nF e C S =22 F. Efectue s seguintes medids: 1. Ponto de funcionmento em repouso Verifique que o ponto de funcionmento em repouso é semelhnte o d montgem de fonte comum. 2. Medid d respost em frequênci do mplificdor Aplicndo um sinl sinusoidl de mplitude 10mV em, meç com o osciloscópio o vlor d tensão n síd, pr =10k, vrindo frequênci de cordo com o indicdo n tbel seguinte. Coloque o CH2 no modo AC. f(hz) (V) (V) 3. Medição com o osciloscópio d respost em frequênci Progrmndo o gerdor de funções pr fzer um vrrimento em frequênci (ver pêndice A), mntendo mplitude d sinusóide constnte, observse vrição do sinl com frequênci no osciloscópio. Meç s frequêncis f L e f H. 68

7 3. Montgem de port comum Efectue montgem d figur 6 prtir d montgem d figur 5. Assim: 1. Desligue do terminl de fonte e ligueo de novo o terminl de dreno. 2. N figur 5 o circuito série constituído por e está ligdo entre o terminl de port e o terminl. Desligue o condensdor do terminl de port e ligueo o de fonte. 3. Ligue C S entre o terminl de port e o terminl. VCC C S CH1 CH2 OSC. Figur 6 Circuito mplificdor de port comum. V DD =20V, =27k =180k =2k =10k = =680nF e C S =22 F. Efectue s seguintes medids: 1. Ponto de funcionmento em repouso Verifique que o ponto de funcionmento em repouso é semelhnte o d montgem de fonte comum. 2. Medid d respost em frequênci do mplificdor Aplicndo um sinl sinusoidl de mplitude 10mV em, meç com o osciloscópio o vlor d tensão n síd, pr =10k, vrindo frequênci de cordo com o indicdo n tbel seguinte. Coloque o CH2 no modo AC. f(hz) (V) (V) 3. Medição com o osciloscópio d respost em frequênci Progrmndo o gerdor de funções pr fzer um vrrimento em frequênci (ver pêndice A), mntendo mplitude d sinusóide constnte, observse vrição do sinl com frequênci no osciloscópio. Meç s frequêncis f L e f H. 78

8 Conclusões Dos resultdos experimentis obtidos determine: 1. O gnho incrementl v 0 / ds montgens de fonte, port e dreno comum. Compre com os resultdos teóricos e de simulção. 2. Compre os vlores ds frequêncis de corte f L e f H de cd um ds montgens com os vlores teóricos e de simulção. 3. Compre os resultdos obtidos com s três montgens efectuds qunto o gnho de tensão / e à respost em frequênci. 88