Germano Maioli Penello Eletrônica II Germano Maioli Penello gpenello@gmail.com http://www.lee.eng.uerj.br/~germano/ Aula 21 – Confira as outras aulas dos períodos passados (esta equivale a aula 24 do período 2015/1) 1
Resposta em alta frequência Modelos melhorados! MOSFET BJT
Resposta em alta frequência Utilizando os modelos apresentados, podemos estimar a performance em alta frequência de circuitos com BJT e MOSFET. Desejamos determinar a frequência (fH) em que o ganho cai 3dB abaixo do valor obtido para as frequências intermediárias.
Resposta em alta frequência Fonte comum Ganho em frequências intermediárias
Resposta em alta frequência Fonte comum Desejamos encontrar fH! Para isso, podemos considerar igd muito pequeno (Ainda estamos próximos da banda intermediária)
Resposta em alta frequência Fonte comum A corrente igd aparece devido à presença de Cgd. Desta maneira, podemos substituir Cgd por uma capacitância equivalente entre a porta e o terra caso esta Ceq tenha uma corrente exatamente igual a igd.
Resposta em alta frequência Fonte comum Cgd faz com que apareça uma Ceq elevada na entrada do amplificador! Efeito conhecido como efeito Miller! (1+gmRL||RD||ro) é conhecido como multiplicador Miller
Resposta em alta frequência Fonte comum O circuito a ser desenhado é simplificado e sua análise é mais simples.
Resposta em alta frequência Fonte comum
Resposta em alta frequência Fonte comum
Resposta em alta frequência Fonte comum Passa alta ou passa baixa?
Resposta em alta frequência Fonte comum Passa baixa! Qual a frequência de corte?
Resposta em alta frequência Fonte comum Novamente caimos em um circuito RC simples e a frequência de corte está associada aos resistores e capacitores deste circuito! Toda essa conta não é necessária para apenas a determinação da frequência de corte. Podemos novamente analisar quais as resistências e capacitâncias acopladas no trecho do circuito.
Resposta em alta frequência Fonte comum Qual a frequência de corte do trecho do circuito da entrada? Simplificar o circuito para um circuito RC simples!
Resposta em alta frequência Fonte comum
Resposta em alta frequência Fonte comum Qual a frequência de corte deste circuito?
Resposta em alta frequência Fonte comum Qual a frequência de corte deste circuito? Exatamente o mesmo resultado obtido anteriormente!
Resposta em alta frequência Fonte comum Recapitulando A capacitância Cgd é pequena, mas sua influência em altas frequências é grande por causa do fator multiplicativo (1+gmR`L) – efeito Miller: Cin (C´ em nossas contas) é alta baixa fH Para aumentar a frequência de operação devemos reduzir o efeito Miller (lembrem-se da configuração cascode); Fizemos uma aproximação de que igd é desprezível! Essa análise é simplificada e serve para mostrar a importância do efeito Miller na análise em altas frequências.
Exemplo
Efeito Miller Usamos o efeito Miller quando substituímos o capacitor Cgd pela Ceq. Veremos agora o teorema em mais detalhes
Efeito (Teorema) Miller Analisaremos apenas a parte de interesse num circuito. Neste trecho, sabemos relacionar a tensão V2 com V1 Desejamos substituir a impedância Z por duas impedâncias ligadas ao terra que não alterem o circuito acoplado à impedância Z
Teorema Miller
Efeito (Teorema) Miller
Efeito (Teorema) Miller
Efeito (Teorema) Miller O teorema mostra que a impedância Z pode ser substituída por duas impedâncias: Z1 conectada entre o ponto 1 e o terra e Z2 entre o ponto 2 e o terra, onde Este resultado é obtido analisando a corrente que passa por Z. Note que para a entrada e a saída, não houve modificação da corrente.
Efeito (Teorema) Miller Uma outra forma de visualizar o teorema de Miller pode ser feita com os seguintes passos:
Efeito (Teorema) Miller Uma outra forma de visualizar o teorema de Miller pode ser feita com os seguintes passos:
Efeito (Teorema) Miller Uma outra forma de visualizar o teorema de Miller pode ser feita com os seguintes passos:
Efeito (Teorema) Miller Uma outra forma de visualizar o teorema de Miller pode ser feita com os seguintes passos:
Efeito (Teorema) Miller O teorema mostra que a impedância Z pode ser substituída por duas impedâncias: Z1 conectada entre o ponto 1 e o terra e Z2 entre o ponto 2 e o terra, onde Dúvida: por que na aula passada não calculamos Z2?
Resposta em alta frequência Qual é esta configuração?
Resposta em alta frequência Emissor comum Como simplificar este circuito para um circuito mais simples?
Resposta em alta frequência Emissor comum Como simplificar este circuito para um circuito mais simples?
Resposta em alta frequência Emissor comum Como simplificar este circuito para um circuito mais simples?
Resposta em alta frequência Emissor comum
Resposta em alta frequência Emissor comum Simplificar ainda mais o circuito utilizando o teorema de Miller Qual a relação entre V1 (VB´) e V2 (VC) deste circuito?
Resposta em alta frequência Emissor comum Simplificar ainda mais o circuito utilizando o teorema de Miller Qual a relação entre V1 (VB´) e V2 (VC) deste circuito?
Resposta em alta frequência Emissor comum Simplificar ainda mais o circuito utilizando o teorema de Miller Qual a relação entre V1 (VB´) e V2 (VC) deste circuito?
Resposta em alta frequência Emissor comum Simplificar ainda mais o circuito utilizando o teorema de Miller Qual a relação entre V1 (VB´) e V2 (VC) deste circuito? Precisamos calcular o outro capacitor que se apresenta na saída?
Resposta em alta frequência Emissor comum Simplificar ainda mais o circuito utilizando o teorema de Miller Qual a relação entre V1 (VB´) e V2 (VC) deste circuito? Precisamos calcular o outro capacitor que se apresenta na saída? Desprezaremos o efeito desta corrente frente a gmVp
Resposta em alta frequência Emissor comum Simplificar ainda mais o circuito utilizando o teorema de Miller
Resposta em alta frequência Emissor comum Resultado similar ao obtido na configuração fonte comum. Qual é a constante de tempo e a frequência de corte deste circuito?
Resposta em alta frequência Emissor comum Passa alta ou passa baixa?
Resposta em alta frequência Emissor comum Passa baixa
Exercício