Resposta em Frequência de Amplificadores Aula 10 Prof. Nobuo Oki
Considerações Gerais (1) Polo Simples Efeito Miller Multiplicador do capacitor usando efeito Miller
Considerações Gerais (2) Aplicabilidade do Teorema de Miller Se o caminho do sinal entre X e Y é único e através da impedância Z, então o teorema de Miller não se aplica. O teorema de Miller é útil nos casos onde há uma impedância em paralelo com um caminho do sinal principal.
Associação de Pólos com Nós Quando não houver interação entre os polos, então pode-se associar um polo a cada nó. A função de transferência é dada por Quando houver interação isto não é válido.
Modelo a Pequenos Sinais do Transistor MOS considerando os Capacitores Parasitas As capacitâncias parasitas que ocorrem no transistor MOS são mostradas na figura abaixo. Podendo ser representada por O modelo a pequenos sinais torna-se
Exemplo de associação de polos com nós Exemplo: Calcule a função de transferência da configuração porta comum mostrada na figura abaixo, desprezando-s o efeito de modulação de comprimento de canal. Solução: Neste caso as capacitâncias que determinam os pólos estão conectadas na entrada X e na saída Y. No nó X, Cs=C GS1 +C SB1, resultando no pólo Similarmente, para o nó Y, C D =C DG +C DB, resultando no polo Resultando na função de transferência total dada por Obs. Caso seja considerado o efeito de modulação de comprimento de canal haverá uma interação através de r o o que invalida o método utilizado.
Resposta em Frequência do Estágio Fonte Comum (1) O estágio fonte comum possui uma impedância de entrada alta e fornece um ganho de tensão, requerendo tensões baixas para seu correto funcionamento. Assim é frequentemente utilizado em projetos analógicos e a análise de sua resposta em frequência é um parâmetro de interesse. Os polos do amplificador mostrado na figura acima, se for desprezado a interação entre a entrada e a saída, e for aplicado o teorema de Miller sobre C GD Para cálculo da função de transferência exata, utiliza-se o modelo acima
Resposta em Freqüência do Estágio Fonte Comum (2) Pode-se também calcular o zero desta função de transferência
Resposta em Freqüência do Estágio Fonte Comum (3) Em aplicações de alta freqüências, o cálculo da impedância de entrada também é importante. Podese utilizar o circuito da Figura abaixo, como uma aproximação de primeira ordem Na figura a) o circuito utilizado para determinar o impedância de entrada; na figura b) a forma de determinação da impedância de entrada; e na figura c) uma aproximação considerando C GD de valor alto. Pode-se então determinar a impedância de entrada, obtendo-se A impedância de entrada real é esta impedância em paralelo com 1/(C GS s).
Resposta em Freqüência do Estágio Dreno Comum ou Seguidor de Fonte(1) Os estágios dreno comum podem ser utilizados como deslocadores de nível ou buffers, afetando o comportamento em altas freqüências de todo o circuito. Considere o circuito mostrado abaixo Considerando o circuito a pequenos sinais mostrados na figura b) obtêm-se assumindo
Resposta em Freqüência do Estágio Dreno Comum ou Seguidor de Fonte(2) A impedância de entrada pode ser calculada com auxílio do circuito mostrado abaixo. Inicialmente desconsiderando C GD, tem-se Para baixas freqüências, (como o calculado com o efeito Miller) Para altas freqüências Para altas freqüências, a impedância total de entrada inclui C GD em paralelo com a combinação série de C GS e C L e uma resistência negativa igual a -g m /(C GS C L ω 2 ).
Resposta em Freqüência do Estágio Dreno Comum ou Seguidor de Fonte(3) A impedância de saída do seguidor de fonte é também um parâmetro de interesse. Se o efeito de corpo for desprezado e também C SB e C GD, obtêm-se o seguinte circuito equivalente para baixas freqüências. para altas freqüências. A impedância de saída é uma indutância dependente da impedância de fonte, RS!
Resposta em Freqüência do Estágio Dreno Comum ou Seguidor de Fonte (4) O comportamento indutivo da impedância de saída da configuração seguidor de fonte, pode causar oscilação no circuito quando acionado por uma onda quadrada, como mostra o circuito abaixo.
Resposta em Freqüência do Estágio Porta Comum A configuração porta comum pode ser analisada tendo sua saída e entrada isoladas se o efeito de modulação de comprimento de canal for desprezado. Assim, a sua função de transferência pode ser obtida como sendo Uma propriedade importante deste circuito é que ele não é afetado pelo efeito Miller, podendo trabalhar em altas freqüências. No entanto possui impedância baixa que pode ser dada por sendo
Resposta em Freqüência do Estágio Cascode (1) Se o estágio cascode é utilizado como uma fonte de corrente, o comportamento de sua impedância de saída com a freqüência é um parâmetro de interesse. Desprezando C GD1 e C Y, ela é dada por onde
Resposta em Freqüência do Par Diferencial (1) Calculando inicialmente a resposta em freqüência para sinais de modo comum, tem-se
Resposta em Freqüência do Par Diferencial (2) Obtendo-se Verificando-se uma dependência do ganho de modo comum com relação a freqüência. Assim se a fonte de alimentação possui ruído e há descasamento no circuito tem-se
Resposta em Freqüência do Par Diferencial (3) Considerando-se uma configuração com saída diferencial tem-se O comportamento em freqüência do circuito é determinado pelo polo dominante que é dado pela capacitância de carga C L e a resistência vista por ela, r o1 //r o2.
Resposta em Freqüência do Par Diferencial (4) Para o par diferencial com espelho de corrente como carga tem-se sendo e