Analise e Simulação de Estágios de Saída Push-Pull com Transistores MOS e Bipolares - LTSpice

Exercício06 Estágio de saída PushPull com transistores MOS e bipolares 1 O circuito na Fig1 é formado por dois transistores MOS CD4007 complementares que compõem uma estrutura conhecida como pushpull Este circuito é normalmente utilizado como estágio de saída porque atribui baixa resistência de saída ao circuito a que se conecta Faça as seguintes simulações LTSpice deste circuito Com Ro470Ω2 varie Ve no intervalo 5V a 5V e registre a correspondente tensão sobre o resistor Ro Altere o valor de Ro para 10KΩ repita a simulação e registre o novo resultado Mantendo Ro10KΩ atribua à tensão Ve uma onda senoidal com amplitude de 4V pico offset zero e frequência de 1KHz e registre a forma de onda na saída Explique os resultados obtidos nos itens anteriores com base no funcionamento dos transistores 2 Substitua os transistores MOS no circuito da Fig1 por transistores bipolares tal como mostra a Fig2 e repita as simulações que foram feitas com o circuito anterior Compare e justifique os resultados obtidos 3 No circuito da Fig3 que é construído com três componentes CD4007 o transistor M4 opera como fonte de corrente constante pois sua tensão VGS é constante conforme definida pelo divisor de tensão R1R2 Deste modo os transistores M3 e M4 implementam um amplificador de tensão tipo source comum com carga ativa Os transistores Q1 e Q2 conforme conectados fazem com que as variações da tensão em S sejam reproduzidas na saída do circuito Vo suprindo a corrente da carga Ro praticamente sem alterar as características de ganho do amplificador M3M4 Nestas condições Faça uma simulação do circuito atribuindo à tensão Ve uma forma de onda triangular com amplitude de 1Vpp e frequência de 1KHz e ajuste a tensão de offset deste sinal para que o ponto de operação de S fique próximo de zero Com Ro100KΩ2 registre as formas de onda de VS e Vo após o ajuste Justifique o resultado Mantendo Ro100KΩ2 faça uma estimativa do ganho de tensão do amplificador M3M4 e compare com o valor teórico que deve ser calculado e o cálculo deste ganho deve ser mostrado no relatório Altere o valor de Ro para 47KΩ2 e registre as formas de onda de VS e de Vo Explique por que a amplitude de Vo se altera com a mudança de Ro 4 O circuito da Fig4 é formado por transistores do circuito integrado cd4007 tendo os seguintes valores para as correntes de polarização Is1200uA e Is2100uA As tensões de alimentação são Vdd8V e Vss8V Em LTSpice Atribua um símbolo hierárquico para este circuito e conecteo a um estágio de saída PushPull formado por transistores bipolares NPNBC547 e PNPBC557 Simule este novo circuito considerando que Ve tensão aplicada no gate de M1 é uma senóide com amplitude de 5mV de pico offset nulo e frequência de 1KHz e determine usando resultados da simulação cujo tipo deve ser determinado por você qual é o ganho de malha aberta de tensão do circuito EN2720 UFABC 12 dividor de tensão R1R2 Deste modo os transistores M3 e M4 implementam um amplificador de tensão tipo source comum com carga ativa Os transistores Q1 e Q2 conforme conectados fazem com que as variações da tensão em S sejam reproduzidas na saída do circuito Vo suprindo a corrente da carga Ro praticamente sem alterar as características de ganho do amplificador M3M4 Nestas condições Faça uma simulação do circuito atribuindo à tensão Ve uma forma de onda triangular com amplitude de 1Vpp e frequência de 1KHz e ajuste a tensão de offset deste sinal para que o ponto de operação de S fique próximo de zero Com Ro100KΩ2 registre as formas de onda de VS e Vo após o ajuste Justifique o resultado Mantendo Ro100KΩ2 faça uma estimativa do ganho de tensão do amplificador M3M4 e compare com o valor teórico que deve ser calculado e o cálculo deste ganho deve ser mostrado no relatório Altere o valor de Ro para 47KΩ2 e registre as formas de onda de VS e de Vo Explique por que a amplitude de Vo se altera com a mudança de Ro 4 O circuito da Fig4 é formado por transistores do circuito integrado cd4007 tendo os seguintes valores para as correntes de polarização Is1200uA e Is2100uA As tensões de alimentação são Vdd8V e Vss8V Em LTSpice Atribua um símbolo hierárquico para este circuito e conecteo a um estágio de saída PushPull formado por transistores bipolares NPNBC547 e PNPBC557 Simule este novo circuito considerando que Ve tensão aplicada no gate de M1 é uma senóide com amplitude de 5mV de pico offset nulo e frequência de 1KHz e determine usando resultados da simulação cujo tipo deve ser determinado por você qual é o ganho de malha aberta de tensão do circuito