Circuitos Multitransistores: Múltiplos Estágios e Compostos. Prof. Dr. Hamilton Klimach

Transcrição

1 DLT - - UFGS rcutos letrôncos NG rcutos Multtransstores: Múltplos stágos e ompostos Prof. Dr. Hamlton Klmac Múltplos stágos Um amplfcaor poe ser escrto atraés e suas ersas característcas, elétrcas, físcas, econômcas, etc, compono uma SPFAÇÃO TÉNA A especfcação elétrca poe ncorporar característcas como: Gano (A, A, AG ou A) mpeâncas e entraa e saía (característcas ressta e reata) Almentação (tensão ou corrente) onsumo e/ou renmento Potênca e saía xcursão e snal e saía Tpo e entraa (smples, múltplas, ferencal...) Níel e snal e entraa esposta em frequênca omportamento nâmco (S, tempo e resposta, establae relata...) Níel e ruío prouzo Tecnologa utlzaa (screto X ntegrao; TBJ X MOSFT) outros

2 Múltplos stágos Geralmente é mpossíel atener a toas as característcas exgas com apenas transstor Assm, faz-se uso e uma sequênca e estágos amplfcaores nterlgaos, caa um com característcas mas restrtas, que juntas atenam à especfcação As característcas mas relaconaas à saía, são prncpalmente etermnaas pelos estágos próxmos à saía (o, PL, consumo, excursão e saía...) As característcas mas relaconaas à entraa, são prncpalmente etermnaas pelos estágos próxmos à entraa (, níel e snal e entraa, ruío...) Algumas característcas são etermnaas pelo comportamento reuno e TODOS os estágos (gano, resposta em freq...) AMPL A A A N snal O L snal o = o n O L 3 Múltplos stágos aa um os estágos poe ser formao por: transstor compono uma as 3 confgurações báscas: mssor comum Base comum oletor comum mas e transstor, formano uma confguração composta: Darlngton Par ferencal Par complementar spelo e corrente Pus-pull ascoe Outras As confgurações compostas também poem ser analsaas com base nas 3 confgurações amplfcaoras báscas 4

3 Múltplos stágos Quano se efne as característcas e caa estágo, obsera-se: A compatblae e sua entraa com as característcas e saía o estágo anteror (mpeâncas, excursão e snal, etc) A compatblae e sua saía com as característcas e entraa o próxmo estágo (mpeâncas, excursão e snal, etc) O atenmento as característcas geras o amplfcaor completo stágo stágo stágo 3 o o o o3 A. A. 3 3 A 3. 3 o L Amplfcaor ompleto o o A. o L Para o moelo ao lao : o3 o o A A A 3 o A onfguração Darlngton Dos transstores são lgaos e moo a formar um transstor composto Objeto: aumento o gano e corrente ( F ) equalente 6 3

4 onfguração Darlngton Lgano-se TJBs como mostrao: F B F F F B F FB super-transstor (alto gano): F B F F B B alta potênca B baxa potênca / F 7 onfguração Darlngton Análse e Snal n out e ( e fe fe ) e ( ( fe e )( fe )( fe ) fe ) 8 4

5 Par Dferencal onções: Q Q Polarzação por fonte e corrente eal () esstores e coletor () êntcos 9 Par Dferencal Polarzação B = B = 0 B = B = = / = / O = O = -, = - B 0 5

6 6 Par Dferencal Polarzação B = B = M B = B = = / = / O = O = - = M - B onclusão:, e O nepenem o alor a tensão moocomum as bases Par Dferencal Granes Snas t B B t B B t B B t B t B t B t B S S e e e e e e e

7 7 3 Par Dferencal Granes Snas t B B t B B e e 4 Par Dferencal epresentação e Snas 0 0

8 Pequenos Snas Moo Dferencal e Par Dferencal Fontes fxas mortas Moelos lneares e Q e Q c e b be be o o be e b e b c c be e e e c b fe b fe b fe fe 5 Par Dferencal Pequenos Snas Moo Dferencal Fontes fxas mortas Moelos lneares e Q e Q A A A o o o o o e e e e fe fe fe 6 8

9 Par Dferencal Pequenos Snas Moo omum (eal) Fontes fxas mortas Moelos lneares e Q e Q Se a fonte e polarzação () for eal, o gano moo comum é zero : as saías o e o nepenem e 7 Par Dferencal Pequenos Snas Moo omum (real) Fontes fxas mortas Moelos lneares e Q e Q b e o o b e e e fe e fe c c fe fe b fe b b b fe fe 8 9

10 Par Dferencal Pequenos Snas Moo omum (real) Fontes fxas mortas Moelos lneares e Q e Q o fe AM A A M M o o A M o e e o o 0 fe fe 9 Par omplementar Assocação e transstores complementares: NPN+PNP ou NMOS+PMOS Objeto: Acoplamento com carga e baxa mpeânca Buffer e corrente (proê gano e corrente) Ambos transstores na confguração oletor omum (ou Dreno omum) Gano e tensão < ( ) Alto Gano e orrente Baxa mpeânca e saía. 0 0

11 Par omplementar Problema: aa transstor necessta e uma tensão mínma e entraa (B e B) para entrar em conução Uma zona-morta ocorre na saía, causano a storção e cross-oer ssa storção poe ser mnmzaa atraés a nclusão e elementos que forneçam uma pré-polarzação aos transstores (resstor, oos, etc) Par omplementar clo Posto T Q Q 4 3 n 5 L Q = Q o = - T o = - clo Negato 3 Q Ajusta-se uma para crcular uma pequena corrente quescente em T e T. 4 e 5: meloram a establae e ponto quescente (baxo alor para reuzr o)

12 Amplfcaor e Áuo 4W@8Ω Projeto Fnal a Dscplna 3 Amplfcaor e Áuo: 60W@8Ω/90W@4Ω Tecncal ata: Output power: (KHz snewae) 60 W 8 Om 90W 4 Om Senstty: MS nput for 58W output Frequency response: 30Hz to 0KHz -B Total armonc KHz: W 0.003% 0W 0.006% 0W 0.0% 40W 0.03% 60W 0.08% Total armonc storton@0khz: W 0.005% 0W 0.0% 0W 0.03% 40W 0.06% 60W 0.09% 4

13 Amplfcaor e Áuo: 60W@8Ω/90W@4Ω Part Lst: Q,Q,Q4 MPSA mA NPN Transstors Q3,Q5 B mA NPN Transstors Q6 MJ mA NPN Transstor Q7 MJ mA PNP Transstor Q8 FP A N-annel Hexfet Transstor Q9 FP A P-annel Hexfet Transstor 47K /4W esstor 4K7 /4W esstor 3 K /4W esstor 4 K /4W esstor 5,,3 330 /4W esstors 6 K5 /4W esstor 7 5K /4W esstor 8 33K /4W esstor 9 50K /4W esstor /W Trmmer ermet 39 /4W esstor 4,5 33.5W esstors 6 0.5W esstor 7 5W esstor (wrewoun) 470nF 63 Polyester apactor 470pF 63 Polystyrene or ceramc apactor 3 47µF 63 lectrolytc apactor 4,8,9, 00nF 63 Polyester apactors 5 0pF 63 Polystyrene or ceramc apactor 6 µf 63 Polyester apactor 7,0 00µF 63 lectrolytc apactors D N A Doe D 5mm. e LD 5 spelo e orrente rcuto composto por um ramo e controle e ersos ramos-espelo Objeto: reprouzr uma corrente em ersas partes e um crcuto 6 3

14 spelo e orrente Q é lgao como oo e estabelece um B que é função e F Q é polarzao com o mesmo B Necessta que os transstores tenam comportamento êntco = B=B 7 spelo e orrente omo B = B, resulta = F, nepenente o que esteja lgao ao coletor e Q O espelamento somente funcona se Q for manto na regão ATA ste crcuto poe ser enteno como uma fonte e corrente controlaa por corrente 8 4

15 spelo e orrente mplementação sem fonte e corrente F = ( - B )/ 9 spelo e orrente eproução e uma corrente em áros pontos Se QF Q Q QN : = = N F 30 5

16 spelo e orrente Geração e correntes múltplas postas e negatas: F F F ( F ) B B 3 spelo e orrente om MOSFTs: Q e Q4 autopolarzaos D GS k ' p W L D GS DD tp D F F 3 6

17 spelo e orrente xercíco: alcule a tensão sobre os resstores onsere B=B=0,6 esposta : F ,8 3,76,88 3,76,88,88mA 33 Par Dferencal com spelo e orrente como arga arga Ata spelo e orrente om c o A A be fe b c om L o L o e carga ata : L be e L e e fe L e (sem espelo): fe 34 7

18 xemplo: Amplfcaor Operaconal onsere: fe = β= 00 B=B=0,7 oe = 0 alcule: Polarzação Potênca sspaa Gano ferencal Gano moo comum, e o BQ e BQ 35 xemplo: Amplfcaor Operaconal rcuto e polarzação (suponoentraas aterraas) : DD 9 5 0,5mA 3 6 B B 4 ( 0,5mA 0,5mA, 4,3 ma 9,3 DD B 6, 4 0 B ) 4,3 9 0,7 0,7 ma 36 8

19 9 37 xemplo: Amplfcaor Operaconal mw P P P mw P mw P ma ma ma ma DD T DD DD DD DD B O DD B DD B 6,5 35 7,5 9 8,5 0,0 5 ) ( 0, xemplo: Amplfcaor Operaconal Polarzação

20 Amplfcaor Operaconal LM08 39 Amplfcaor Operaconal 74 Farcl ua

21 Amplfcaor Operaconal 74 4 Amplfcaor Operaconal MOS 4

22 AmpOp MOS: L76 43