Germano Maioli Penello

Apresentação em tema: "Germano Maioli Penello"— Transcrição da apresentação:

1 Germano Maioli Penello
Eletrônica II Germano Maioli Penello Aula 13 1

2 BJT como amplificador BJT tem que estar na região ativa (fonte de corrente controlada por tensão) Corrente ic em função de vBE Claramente não linear (relação exponencial) Desejamos um amplificador de tensão. Como fazer para que uma fonte de corrente seja transformada em uma fonte de tensão? Já fizemos algo similar com o MOSFET!

3 BJT como amplificador linear
Superpondo AC e DC: O amplificador só será linear se o sinal de entrada tiver uma pequena amplitude.

4 BJT como amplificador linear
Ganho de sinal pequeno Inclinação da reta no ponto Q

5 BJT como amplificador linear
Ganho de sinal pequeno Ganho negativo! 5

6 BJT como amplificador linear
Ganho de sinal pequeno Ganho negativo! Ganho é dado pela razão entre a queda de tensão em Rc e a tensão térmica. Ainda não estamos nomeando as configurações dos amplificadores, mas baseado no que aprendemos no MOSFET, qual é o nome desta configuração?

7 Aproximação de sinal pequeno
Análise DC: Incluindo fonte de tensão AC: Aproximação de sinal pequeno: Se vbe << Vt, podemos simplificar a exponencial por uma série de potência (série de taylor)

8 Aproximação de sinal pequeno
A aproximação só é válida quando vbe << Vt. Para fins práticos, à temperatura ambiente (Vt ~ 25mV)  vbe < 10mV. Dentro desta aproximação: A corrente é composta de uma componente DC e uma componente AC Analisando a componente AC:  Onde: Chamamos gm de transcondutância

9 Transcondutância A transcondutância do BJT é proporcional à corrente IC Para que a transcondutância seja previsível, precisamos de IC estável (ponto quiescente estável)! E também temperatura estável. Segmento linear na curva exponencial IC ~ 1mA  gm ~ 40 mA/V (transcondutância maior que do MOSFET)

10 iB e resistência de entrada na base
Resistência vista pela fonte de sinal AC: A resistência é a razão entre o sinal aplicado e a corrente Calculando a corrente ib, determinamos a resistência de entrada na base Só estamos interessados na corrente de sinal portanto

11 iB e resistência de entrada na base
Resistência vista pela fonte de sinal AC: A resistência é a razão entre o sinal aplicado e a corrente rp é proporcional a b e inversamente proporcional à corrente de base IB (consequentemente à corrente de polarização IC)

12 iE e resistência de entrada no emissor
Resistência vista pela fonte de sinal AC: A resistência é a razão entre o sinal aplicado e a corrente Calculando a corrente ie, determinamos a resistência de entrada no emissor Novamente, estamos interessados apenas na corrente de sinal Portanto,

13 iE e resistência de entrada no emissor
Resistência vista pela fonte de sinal AC: A resistência é a razão entre o sinal aplicado e a corrente Relação entre re e rp 

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15 Ganho de tensão Já calculamos o ganho de tensão a partir de uma relação matemática Agora, mostraremos como a aproximação de sinal pequeno obtém o mesmo ganho.

16 Ganho de tensão Já calculamos o ganho de tensão a partir de uma relação matemática Agora, mostraremos como a aproximação de sinal pequeno obtém o mesmo ganho.

17 Ganho de tensão Já calculamos o ganho de tensão a partir de uma relação matemática Agora, mostraremos como a aproximação de sinal pequeno obtém o mesmo ganho.

18 Ganho de tensão Já calculamos o ganho de tensão a partir de uma relação matemática Agora, mostraremos como a aproximação de sinal pequeno obtém o mesmo ganho.

19 Ganho de tensão Já calculamos o ganho de tensão a partir de uma relação matemática Agora, mostraremos como a aproximação de sinal pequeno obtém o mesmo ganho. Mesmo resultado do slide 7

20 Separando análises DC e AC
Ao observarmos as equações já na aproximação de sinais pequenos, podemos perceber que a tensão e corrente instantâneas são compostas da soma dos termos AC e DC. vBE = VBE + vbe , vCE = VCE + vce , iC = IC + ic , etc. Com isto, podemos fazer as análises DC e AC separadamente. Análise DC Análise AC

21 Modelo de circuito equivalente para sinais pequenos
Modelo p-híbrido simples Fonte de corrente controlada por tensão com a resistência de entrada olhando pela base.

22 Modelo de circuito equivalente para sinais pequenos
Modelo p-híbrido simples Fonte de corrente controlada por tensão com a resistência de entrada olhando pela base. Fonte de corrente controlada por corrente com a resistência de entrada olhando pela base.

23 Modelo de circuito equivalente para sinais pequenos
Modelo T Fonte de corrente controlada por tensão com a resistência de entrada olhando pelo emissor.

24 Modelo de circuito equivalente para sinais pequenos
Modelo T Fonte de corrente controlada por tensão com a resistência de entrada olhando pelo emissor. Fonte de corrente controlada por corrente com a resistência de entrada olhando pelo emissor.

25 Passo a passo para análise de circuitos
Eliminar a fonte de sinal AC e determinar o ponto de operação DC Calcular os parâmetros do modelo de sinais pequenos Eliminar fontes DC (curto circuito em fontes de tensão e circuito aberto em fontes de corrente) Substituir o BJT pelo modelo equivalente Analisar o circuito resultante para calcular o ganho, resistência de entrada e resistência de saída.

26 Exercício

27 Exercício Eliminar a fonte de sinal AC e determinar o ponto de operação DC. Região ativa? Calcular os parâmetros do modelo de sinais pequenos Eliminar fontes DC (curto circuito em fontes de tensão e circuito aberto em fontes de corrente) Substituir o BJT pelo modelo equivalente Analisar o circuito resultante para calcular o ganho, resistência de entrada e resistência de saída.

28 Exercício

29 Exercício

30 Exercício

31 Exercício

32 Exercício Eliminar a fonte de sinal AC e determinar o ponto de operação DC. Região ativa? Calcular os parâmetros do modelo de sinais pequenos Eliminar fontes DC (curto circuito em fontes de tensão e circuito aberto em fontes de corrente) Substituir o BJT pelo modelo equivalente Analisar o circuito resultante para calcular o ganho, resistência de entrada e resistência de saída.

33 Exercício

34 Exercício

35 Exercício

36 Exercício Se fizermos vbe max = 10 mV, o transistor se mantém na região ativa? Lembre-se que vbe max = 10 mV era a condição para podermos fazer a aproximação de sinais pequenos (vbe << Vt). Qual a amplitude do sinal vi nesta condição?

37 Exercício Qual a amplitude do sinal vi? Qual o vo correspondente?

38 Exercício Qual a amplitude do sinal vi? Qual o vo correspondente?
O transistor ainda está na região ativa em todo instante?

39 Exercício Ativa B ~0,4V ~0,3V Sat E

40 Exercício Ativa B ~0,4V ~0,3V Sat E