Relatório de Projetos de Amplificadores JFETs: Fonte Comum e Base Comum

Lab ECE Dispositivos Eletrˆonicos Amplificadores JFETs 1 Common Source Source comum A partir de um transistor JFET BF245 2N3458 ou equivalente projete no simulador Multisim Proteus QUCS um circuito amplificador fonte comum com as seguintes caracteristicas Tensao de alimentacao de 10 V Valores de resistores comerciais Ganho de tensao mınimo de 5 em 1 kHz Corrente quiescente de dreno de aproximadamente 20 mA Relatorio Apresente no relatorio os seguintes pontos usando figuras e dados exportados do simulador Bias VGSq e posicao do ponto quiescente no Load Line Ganho de tensao para sinal de entrada de 10Hz 1 kHz e 1 MHz Estime Zin e Zout usando pequenos sinais Apresente amplitude maxima de entrada possıvel de ser usada DICA use recursos de FFT quando comecar a distorcao significa que chegou no maximo Apresente em 1 kHz a queda do ganho de tensao ao conectar uma carga de 100 Ω 2 Amplificador Gate Comum Com base o circuito anterior faca modificacoes para operar como amplificador base comum Relatorio Apresente no relatorio os seguintes pontos usando figuras e dados exportados do simulador Ganho de tensao para sinal de entrada de 10Hz 1 kHz e 1 MHz Estime Zin e Zout usando pequenos sinais Apresente amplitude maxima de entrada possıvel de ser usada DICA use recursos de FFT quando comecar a distorcao significa que chegou no maximo Apresente em 1 kHz a queda do ganho de tensao ao conectar uma carga de 100 Ω cMarcelo Perotoni 2020 Lab ECE Dispositivos Eletrônicos Amplificadores JFETs Victor Silva Nascimento RA 21080616 Abril de 2022 1 Common Source O amplificador projetado foi montado e simulado no LTspice XVII e é mos trado na figura 1 O JFET utilizado foi o 2N5432 as resistências de dreno e fonte foram escolhidas com base na corrente quiescente de dreno desejada e na curva IDS VDS conforme figura 2 o ponto Q é a intersecção entre a reta branca e a curva vermelha Através do capacitor C3 e da resistência R2 polarizase propriamente o JFET Os capacitores C1 e C2 têm a função de não deixar passar sinal DC Para obter a resistência de 200Ω R3 é possível utilizar dois resistores de 100Ω em série Figura 1 Amplificador de fonte comum projetado 1 Figura 2 Ponto quiescente do amplificador Utilizando a diretiva op no LTspice obtémse o ponto de operação DC do circuito conforme figura 3 em que é possível verificar a tensão de polarização V g Vs 07V e a corrente quiescente de dreno IdJ1 198mA O ganho de tensão para entradas de 10Hz 1kHz e 1MHz é mostrado na figura 4 Para 10Hz temse um ganho de aproximadamente 3dB ao passo que para 1kHz e 1MHz o ganho é de aproximadamente 14dB equivalente a uma razão de 501 de ganho Realizando a FFT para tensões de entrada de 1mV 10mV 100mV e 1V obtémse o resultado mostrado na figura 5 de onde é possível apontar que a partir de 100mV a saída começa a apresentar distorções significativas Com 1V especificamente é possível observar claramente no gráfico da esquerda da figura 5 a distorção ocorrida Conectando uma carga de 100Ω é possível observar uma queda do ganho de tensão de aproximadamente 24dB como indica a figura 6 As resistências de entrada e saída a partir do modelo de pequeno sinais são mostradas na figura 7 2 Figura 3 Ponto de operação DC do amplificador Figura 4 Diagrama de Bode do amplificador 3 Figura 5 FFT da tensão de saída Figura 6 Ganho de tensão com carga de 100Ω 4 Figura 7 Resistências de entrada e saída 2 Common Gate Aterrando o gate do JFET e colocando a entrada na fonte do mesmo obtém se o circuito mostrado na figura 8 Figura 8 Amplificador de gate comum projetado O ganho de tensão de acordo com o diagrama de Bode mostrado na figura 9 é de 39dB para 10Hz e aproximadamente 26dB para 1kHz e 1MHz É relevante notar que esses valores representam na verdade uma atenuação no sinal de tensão 5 Figura 9 Diagrama de Bode do amplificador Utilizando a FFT da mesma forma que foi feito para o common source porém com amplitudes de entrada de 10mV 100mV 1V e 5V obtémse o resultado mostrado na figura 10 de onde é possível indicar que a partir de 5V o sinal começa a apresentar distorções significativas Conectando a carga de 100Ω o amplificador apresenta queda de ganho de tensão de aproximadamente 24dB conforme aponta a figura 11 As resistências de entrada e saída a partir do modelo de pequeno sinais são mostradas na figura 12 6 Figura 10 FFT da tensão de saída Figura 11 Ganho de tensão com carga de 100Ω 7 Figura 12 Resistências de entrada e saída 8