Transcript circuito equivalente em CA para pequenos sinais

Transistor como Amplificador
ICQ
vBE
VCQ
vBE
Amplificadores de Pequenos Sinais
O que é pequeno sinal?
Dizemos queResistência
o sinal de Incremental
entrada é pequeno
se ao variar ao redor do ponto
da Junção Base Emissor
Q isso acontecer em um trecho da curva que aproximamente uma reta.
v

V
b
BE
r


be

I
i
E
e
O valor de
rbe representa a derivada (inclinação no ponto Q).
25
mV
r

be
I
E
IE a corrente quiescente de emissor.
V
BE
T
I

I
.(
e

1
)
r be 
E
O
V
1
dI E
d V BE
Modelo Simplificado do Transistor em CA
Em CA significa que os valores de correntes e tensões considerados serão as
variações ao redor do ponto Q
Amplificador Emissor Comum
Capacitores de
acoplamento
Estagio anterior
Circuito completo
Amplificador
Capacitor de
desacoplamento
Estagio posterior ou carga
A Analise
=
+
Circuito equivalente
em CA
Circuito equivalente
em CC
Circuito equivalente em CC
O circuito equivalente em CC é obtido abrindo os capacitores do circuito,
os valores de correntes e tensões resultantes serão os valores quiescentes
Circuito equivalente em CA
Para obter o circuito equivalente em CA (equivalente para variações) os
capacitores são considerados curto circuito (∆V=0), isto é não existe variação
de tensão neles).
Da mesma forma as fontes de tensão CC são substituídas por um curto circuito
pois não existe variação de tensão nos seus terminais (∆V=0).
Os Capacitores de Acoplamento
Capacitores de acoplamento acoplam dois pontos não aterrados
X C  R T
Para um bom acoplamento
C 
10
2 . .f .R T
RT é a soma das resistências em serie com e f a menor frequencia de operação
do circuito
1
2Vpp
2
Se Xc=0 a amplitude do sinal
Em 2 depende da relação entre
Rs e RL
1Vpp
Exemplo: Dimensionar C
X C  20 K ou
C 
X C  2K
ou
1
2 . . 10 . 2 . 10
3
3

1
2 . . 1000 .C
10
 2000
6
4 . 10
6
 0 . 08  F
A determinação da amplitude do sinal pode ser obtida considerando o circuito
equivalente em CA
vl 
10K
10K  10K
.2V  1V PP
Exercício Proposto:
1. Dimensionar C se a frequencia do gerador pode variar entre 20Hz e 20KHz
2. Dimensionar C e desenhar as formas de onda nos pontos 1 e 2 para que o
Acoplamento entre os pontos 1 e 2 seja adequado.
9K
2Vpico/500Hz
1K
4V
Capacitor de Desacoplamento
Capacitor de desacoplamento ou bypass, pode ser considerado um capacitor
de acoplamento também, a diferença é que no primeiro caso o capacitor
acopla dois pontos não aterrados
Se XC<< Rs//RL a tensão CA no ponto B é zero e a tensão CC é dada pela
Relação entre Rs e RL
Amplificador Emissor Comum sem Realimentação
vs
i entr
vs
Zentr=impedância de entrada do amplificador =
ientr
Zentr(b)= impedância de entrada na base=
v entr ( B )
ib
Ganho de tensão entre a saída e a base=
AV 
v saida
v entr ( B )
Circuito Equivalente em CA
Ganho de Tensão
AV 
v saida
v entr ( b )
v saida   R C .i c
v entr(B)  r be .i c
AV 
v saida
vs

 R C .i c
rbe .i c

RC
rbe
Impedância de Entrada
Z entr
Z entr ( B )
Z entr ( B ) 
v entr ( B )
ib
Zentr= R1//R2//rbe.β

rbe .i e
ib

rbe . .i b
ib
 rbe .
Impedância de saída
Z saida  Rc
Amplificador Emissor Comum sem Realimentação
ientr
1. Para o circuito determinar: a)impedância de entrada (Zentr)
b) impedância de saída (Zsaida)
c) ganho de tensão (AV)
d) Vsaida se o gerador de entrada VS=10mVp
Dados: β=200 considerar todos os capacitores com XC=0
2. Idem exercício 1
Amplificador Emissor Comum com Realimentação
Se capacitor CE for retirado, alem da realimentação em CC o circuito terá
realimentação negativa CA através de RE A realimentação negativa em CA
diminuirá o ganho, tornando-o estável, e aumenta a impedância de entrada
Circuito Equivalente em CA
Ganho de Tensão
AV 
v saida
v entr(b)
v entr ( B )  ( rbe  R E ). ie  ( rbe  R E ). ic
v saida   R C .i c
Portanto o ganho é calculado por:
AV 
v saida
vs

V saida

v entr(B)
AV 
v saida
vs
 R C .i c
(r be  R E ).i c

RC
RE

RC
r be  R E
se RE>>rbe
Portanto o ganho fica estável !!!
A impedância de entrada olhando na base é calculada por
Z entr ( B ) 
v entr ( B )

( rbe  R E ). ie
ib
ib
A impedância de entrada do circuito:
Z entr  R1 // R 2 // Z entr ( B )

( rbe  R E ).  .ib
ib
 ( rbe  R E ). 
A impedância de saída é determinada como no circuito sem realimentação:
Onde Rc é a impedância de saída
E Av
O Circuito pode então ser representado pelo circuito equivalente:
Onde Av é dado por:
AV 
v saida
vs
 
RC
RE
Exercício: Determinar a amplitude do sinal de Vsaída
Dados: R1=12K R2=2K2
Vs=2Vpp/1KHz/senoidal
RC=820
RE=220
β=200 VCC=12V
Exercício: Determinar a amplitude do sinal de Vsaída
Exercício: Determinar a amplitude do sinal de Vsaída
Exercício: Determinar a amplitude do sinal de Vsaída
Amplificador Coletor Comum – Seguidor de Emissor
Ganho de Tensão
AV 
v saida
v entr(B)

RE
R E  r be
1
Impedância de Entrada
Impedância de Saída
Z entr(B)  (r be  R E ). β
Z saida  R E //( rbe 
RS
1 
)
O circuito é usado nos estágios de saída de um amplificador devido a
Sua baixa impedância de saída e alta impedância de entrada. É usado
tambem na construção do regulador serie.