5. Lista de Exercícios - Amplificadores e Modelos TBJ

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Gilberto Felgueiras de Paiva
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1 5. Lista de Exercícis - Amplificadres e Mdels TBJ. Um TBJ tend β = 00 está plarizad cm uma crrente cc de cletr de ma. Calcule s valres de g m, r e e r π n pnt de plarizaçã. Respsta: 40 ma/; 25 Ω; 2,5 kω. 2. N circuit abaix, BE é ajustad para frnecer uma crrente de cletr cc de ma. Supnha que CC = 5, = 0 kω e β = 00. Calcule ganh de tensã v c /v be. Se v be = 0,005 sen ωt vlts, calcule v C (t) e i B (t). Respsta: -400 /; 5 2 sen ωt vlts; sen ωt µa. CC i C R B v C v i i B i E I 3. Determine ganh de tensã v c /v i para circuit d prblema anterir supnd β = 00, = 3 kω e R B = 00 kω. Respsta: -2,93 /. 4. N circuit abaix, determinar ganh de tensã e a máxima excursã de sinal de saída d circuit. Supnha que capacitr C tem valr infinit, u seja, age cm curt-circuit para as freqüências de interesse e circuit abert para sinais cc. Supnha β = = +0 R E = 0 kω v I Respsta: 84 /, ˆ = c, 84. v O = 5 kω - = -0

Se v be = 0,005 sen ωt vlts, calcule v C (t) e i B (t). Respsta: -400 /; 5 2 sen ωt vlts; 0 + 2 sen ωt µa. CC i C R B v C v i i B i E I 3.

2 5. O transistr da figura abaix está plarizad cm uma fnte de crrente cnstante I = ma, tend β = 00 e A = 00. (a) Calcule as tensões cc na base, emissr e cletr. (b) Determine g m, r π e r 0. (c) Se terminal Z fr cnectad a terra, X à fnte de sinal v s cm uma resistência R s = 2 kω e Y a uma resistência de carga de 8 kω, use mdel π-híbrid para desenhar circuit equivalente para pequens sinais d amplificadr (Observe que a fnte I deve ser substituída pr um circuit abert). Calcule ganh de tensã v y /v s. Se r 0 fr desprezada, qual err na estimativa d valr d ganh? Os capacitres devem ser cnsiderads cm curt-circuit para ca e circuit abert para cc kω Y Respsta: (a) 0, ; 0,8 ; 2 ; (b) 40mA/; 2,5 kω; 00 kω; (c) 77 /; +3,9 %. X 0 kω Z I = ma 6. Ache mdel equivalente π-híbrid d circuit a seguir, também cnhecid cm,, cnfiguraçã Darlingtn. Calcule valr equivalente r π e g m d mdel em funçã de r π e g m, d primeir transistr.,, gm Respsta: rπ = 2( β + )rπ, gm = C 2 C B Q 2 Q E

sinais d amplificadr (Observe que a fnte I deve ser substituída pr um circuit abert). Calcule ganh de tensã v y /v s. Se r 0 fr desprezada, qual err na estimativa d valr d ganh?

3 7. (Cncurs Perit Criminal 2002) Julgue erdadeir u Fals para cada item apresentad. Respnda s itens e 2 para esta lista. O circuit mstra um amplificadr a Transistr. Cnsidere que, para este transistr, β = h FE = h fe = 00 e que CC = 2, R = 30 kω, R 2 = 5 kω, = R L = 4 kω e R E = 3,3 kω. Cnsidere também que tds s capacitres d circuit têm capacitância tã alta que pdem ser cnsiderads em curt-circuit para as cmpnentes de frequência ds sinais que sã amplificads. Cm relaçã a este circuit, julgue s itens que se seguem:. Cas resistr de carga R L seja substituid pr um altfalante, e um sinal de entrada senidal cm frequência de 00 CC khz seja injetad na entrada v e, entã será gerad um sm senidal audível n alt-falante. R C 2 2. A cmpnente de plarizaçã (DC) d ptencial em relaçã C A a terra n nó A é mair que A impedância de entrada d circuit é igual a 45 kω. v R L v s 4. O ganh de tensã d amplificadr é igual a. e 5. Cas resistr R E seja substituid pr um fi (curt-circuit), R C 3 2 circuit resultante estará crretamente plarizad na regiã R ativa e apresentará mair estabilidade de sua crrente de E plarizaçã em relaçã a variações d valr de β. 8. (Cncurs EAOEAR 2009) - calcule as tensões CC na base, cletr e emissr d transistr. O valr aprximad d ganh de tensã A v = i / d +9 amplificadr da figura abaix é igual a: A) 3900 B) 40 4,7 kω 39 kω C) 39 D) 4 i 3,9 kω 330 Ω, kω

Cnsidere também que tds s capacitres d circuit têm capacitância tã alta que pdem ser cnsiderads em curt-circuit para as cmpnentes de frequência ds sinais que sã amplificads.

4 9. (Cncurs ELETROBRÁS 2007) Devem ser feitas medidas em um transistr, de md que se btenham s parâmetrs d circuit equivalente híbrid incremental, caracterizad pelas funções: be = f(i b, ce ) e I c = f(i b, ce ) hie Os respectivs valres incrementais sã: vbe vce hfe.ib v be = tensã entre base e emissr; i b = crrente de base; hre.vce /he i c = crrente de cletr; v ce = tensã entre cletr e emissr É dad circuit equivalente híbrid h : A alternativa certa será medir parâmetr: (A) hie = vbe/ib, cm cletr em curt para a terra; (B) hfe = vbe/vce, cm a base em abert; (C) hie = vbe/ib, cm cletr em abert; (D) hre = vce/vbe, cm a base em curt para a terra; (E) he = vce/ic, cm cletr em curt para a terra. 0. (Prvã 2005) A figura apresenta circuit de um amplificadr transistrizad na cnfiguraçã emissr cmum. O mdel para pequens sinais em baixa frequência deste circuit está representad abaix, nde s parâmetrs têm s seguintes valres: R S = kω, R B = 2 kω, r π = 2 kω, r = 0 kω, = 5 kω, R L = 5 kω e g m = 00 ma/ Calcule: a) A resistência de entrada da base: R ib = v b /i b ; b) A resistência de entrada d amplificadr: R i = v s /i s ; c) A resistência de saída d cletr: R c = v c /i c ; d) A resistência de saída d amplificadr: R = v /i ; e) O ganh de tensã a circuit v abert: A va = vs RL= f) O ganh de crrente em curt-circuit: i A ic = is RL= 0 g) O ganh de tensã glbal: v A va = vf S S R S R S C R B R B2 CC Q NPN R E i s i b + i c i R B r π v π r ο R L g m.v π C 3 C 2 v s v b v c v v e R L

vce /he i c = crrente de cletr; v ce = tensã entre cletr e emissr É dad circuit equivalente híbrid h : A alternativa certa será medir parâmetr: (A) hie = vbe/ib, cm cletr em curt para a terra; (B)

5 . Um transistr NMOS tip enriqueciment cm t = 2 tem sua fnte aterrada e uma fnte cc de 3 cnectada na prta. Em que regiã de peraçã dispsitiv se encntra para (a) D = + 0,5? (b) D =? (c) D = 5. Respsta: (a) trid; (b) saturaçã; (c) saturaçã. 2. Se dispsitiv NMOS d exercíci anterir tiver um µ n C x = 20 µa/ 2, W = 00 µm e L = 0 µm, encntre valr da crrente de dren que resulta em cada um ds três cass (a), (b) e (c) especificads n exercíci anterir. Despreze a dependência de i D cm v DS na saturaçã. Respsta: (a) 75 µa, (b) 00 µa, (c) 00 µa. 3. Um transistr NMOS tip enriqueciment cm t = 2 cnduz uma crrente i D = ma quand v GS = v DS = 3. Desprezand a dependência de i D cm v DS na saturaçã, encntre valr de i D para v GS = 4 e v DS = 5. Calcule também valr da resistência dren-fnte r DS para pequens valres de v DS e v GS = 4. Respsta: 4 ma, 250 Ω. 4. (Prvã 2002) Para ser empregad cm amplificadr, Transistr de Efeit de Camp (FET) tip enriqueciment, cnstruíd cm tecnlgia MOS, deve perar na regiã de saturaçã. O circuit da figura apresenta um amplificadr cm MOSFET de canal N perand na regiã de saturaçã. Calcule: (a) a crrente de dren I D ; (b) a tensã entre a prta e a fnte ( GS ); (c) valr máxim R d para que transistr se mantenha perand na regiã de saturaçã. µ A Dads: t = ; k ' ' W n = 40 ; W = 250µm; L = 0µm e I ( ) 2 D = k n GS t 2 L M R d = 5k I D 6M + GS - MOSFET 5k Sergi Shimura utubr/204

Se dispsitiv NMOS d exercíci anterir tiver um µ n C x = 20 µa/ 2, W = 00 µm e L = 0 µm, encntre valr da crrente de dren que resulta em cada um ds três cass (a), (b) e (c) especificads n exercíci

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