Amplificadores CA com TBJ - Modelo CA para Pequenos Sinais

Dispositivos de Circuitos Eletrônicos Aula 6 Prof Landulfo Silveira Jr landulfojuniorulifecombr Assunto da aula 7 e 8 AMPLIFICADORES CA COM TBJ Modelo CA para pequenos sinais Modelo re resistência CA do diodo baseemissor do TBJ Impedâncias de entrada e saída Zi e Zo e ganhos de tensão e corrente Av e Ai Amplificador CA Os transistores podem ser empregados para amplificar sinais de corrente alternada CA como por exemplo amplificadores de áudio Modelo do TBJ para sinais CA Circuito CC CA Lembrando que capacitores possuem reatância capacitiva resistência que depende da frequência XC 12πfC Para f 0 Hz sinal CC XC Ω comportase como aberto Equivalente CA Fixase todas as fontes de tensão CC em zero e substituias por um curto circuito equivalente as fontes de tensão tem resistência interna zero Substituise todos os capacitores por um curtocircuito equivalente capacitores tem impedância baixa no circuito CA Calculase os valores de resistências equivalentes caso apareçam Redesenhase o circuito de uma maneira mais conveniente Equivalente CA redesenhando o circuito Parâmetros importantes Zi Zo Av Ai i i i I V Z sensor i s i i R Z Z V V Impedância de entrada Zi Impedância de saída Zo o o o I V Z sensor o o R V V I Caso as fontes Vi e Vo tenham resistência interna Ganhos de tensão Av i o v V V A fonte i i v v s fonte i s i v s i i o s o v fonte i s i i R Z Z A A V R Z Z V A V V V V V V A R Z Z V V S S Como Ganho que leva em consideração a resistência interna da fonte Vi Ganhos de corrente Ai i o i I I A L i v i i L o i o i L o o i i i R Z A Z V R V I I A R V I Z V I Como Modelo re do transistor Base Comum Emissor Comum Diodo BaseEmissor apresenta uma resistência dinâmica re quando oscila em torno do ponto Q Curva do diodo Id x Vd re é a resistência dinâmica do diodo da junção BaseEmissor em torno do ponto de operação VBE x IC E e I r 26mV d d d d d I r dI dV r 26mV Configuração Emissor Comum o Z e L e b L b v e b L c i i L o i o v r R r I I R A r I R I Z I R I V V A b b i b c i o i I I A I I I I A e i b e b i b e e b be i i i r Z I I r Z I r I I V I V Z Lembrando Impedância de fontes Fonte de tensão Z 0 Fonte de corente Z β podem existir dois valores βCC hFE βCA hfe Caso haja uma impedância de saída do transistor ro o o r Z Esta impedância de saída muitas vezes aparece na Folha de Dados como hoe Transistor 2N3903 hoe r 1 Configuração Base Comum e i Z r o Z e L e e L e v e e L c i e L o i o v r R r I I R A r I R I Z I R I V V A 1 i e e e c i o i A I I I I I I A Exemplo 1 No circuito emissor comum abaixo calcular Zi Zo Av e Ai Considere os cálculos sem e com ro Modelo re 2 Análise CA Zi e Zo sem considerar o valor de ro Solução 1 Análise CC importante para determinar o ponto de operação de fato necessitase do IE pois este é usado na obtenção de re 10 7 10 42 2610 mV 26 2 4 mA 2410 100 24μA 10 470 70 12 3 3 6 3 E e B C E B BE CC B I r βI I I R V V I 1 07k 47010 10010 7 3 e B i r R Z 3k C o R Z 4 Análise CA Zo Av e Ai considerando o valor de ro Solução 3 Análise CA Av e Ai sem considerar o valor de ro 280 7 10 3 10 3 e C i o v r R V V A 100 iA k 82 5010 3 10 3 3 C o o R r Z 264 7 10 10 82 3 e C o i o v r R r V V A 94 10 3 264 1 0710 3 3 L i v i o i R Z A I I A Exemplo 2 No circuito base comum abaixo calcular Zi Zo Av e Ai Modelo re 2 Análise CA Zi e Zo Solução 1 Análise CC determinar o ponto de operação e o valor de re 20 10 31 2610 mV 26 31 mA 10 1 70 2 3 3 3 E e E BE EE E I r R V V I 19 6 1 10 20 3 e E i r R Z 5k C o R Z notar que está praticamente igual ao valor de re Solução 3 Análise CA Av e Ai 250 20 5 10 3 e C i o v r R V V A 1 98 0 i i o i A Ie Ie Ie Ic I I A Exercício 1 Projeto de um circuito com resistor de emissor e cálculos CA Projete um circuito amplificador com resistor no emissor conforme figura abaixo que esteja operando no centro da reta de carga Calcule os valores de Zi Zo Av e Ai A carga é o resistor de coletor e vale RC 120 Ω Utilize o transistor BC548C esse transistor possui ganhos hFE e hfe diferentes Datasheet BC548C Exercício 2 No projeto do slide anterior recalcule os parâmetros CA Zi Zo Av e Ai considerando que o capacitor C3 não foi incluído na montagem do circuito Modelo re Pósaula estudo de assuntos discutidos na aula e preparação para os assuntos das próximas aulas Projetar um amplificador de áudio que utilize dois transistores em cascata A carga vale 100 Ω e está conectada ao coletor do 2º transistor Calcule os ganhos de tensão e de corrente Utilize um transistor com β 150 tanto CC quanto CA e considere os transistores estão polarizados no centro da reta de carga Reler os capítulos 7 8 e 9 Modelagem e Análise do TBJ e FET para Pequenos Sinais do livro BOYLESTAD Robert L NASHELSKY Louis Dispositivos eletrônicos e teoria de circuitos 8ª edição São Paulo Editora Pearson PrenticeHall 2004 pdf disponível no Ulife material complementar A 11ª edição está disponível em Minha Biblioteca Obrigado pela presença Boa semana a todos Abraços