Germano Maioli Penello Eletrônica II Germano Maioli Penello gpenello@gmail.com http://www.lee.eng.uerj.br/~germano/ Aula 17 1

Amplificadores em cascata Em diversas situações, um amplificador de apenas um transistor não consegue satisfazer todos os requerimentos exigidos numa situação específica (resistência de entrada, resistência de saída e ganho). Para resolver este problema, amplificadores podem ser conectados em série para otimizar as características do amplificador como um todo. Exemplo calculado na aula 4

Amplificadores em cascata Calcule as características do seguinte amplificador b = 100 VBE = 0.7V

Amplificadores em cascata b = 100 VBE = 0.7V 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.

Amplificador cascode Configuração fonte comum Se aumentarmos a resistência por um fator K sem alterar a corrente , aumentamos o ganho do circuito (esse bloco é chamado de buffer de corrente)

Amplificador cascode A corrente que passa por Q2 é a mesma que passa por Q1, mas a resistência vista na saída é alterada, alterando o ganho do circuito como um todo.

Amplificador cascode Vimos que: Base comum – Bom por ter largura de banda elevada, mas tem baixa impedância de entrada. Emissor comum – alta impedância de entrada implica em baixo ganho. Acoplamento dos dois gera um amplificador com moderadamente alta impedância de entrada, alta impedância de saída, alto ganho e boa resposta em frequência. Q1 – emissor (fonte) comum Q2 – base (porta) comum Caracterísitcas ao acoplar os transistores na configuração cascode: Melhor isolamento entre entrada e saída Melhor ganho Aumento de impedância de entrada Aumento de impedância de saída Melhor estabilidade Aumento de largura de banda MOSFET BJT

Amplificador cascode Configuração cascode BiCMOS NMOS como o dispositivo amplificador com BJT como um transistor cascode. NMOS utilizado para implementar um cascode duplo.

Amplificador cascode Determinar Rin, Rout e ganho

Amplificador cascode Rin = ?

Amplificador cascode Rin =  Rout= ?

Amplificador cascode

Amplificador cascode

Amplificador cascode Simplificando Em outras palavras, se determinarmos Gm e Ro, estamos representando o circuito original

Amplificador cascode Determinando Gm Ao dar um curto na carga, a corrente que passa no curto é Gmvi

Amplificador cascode Determinando Gm Ao dar um curto na carga, a corrente que passa no curto é Gmvi

Amplificador cascode Determinando Gm

Amplificador cascode Dterminando Gm

Amplificador cascode Dterminando Gm Resultado esperado. A corrente que passa no circuito depende basicamente de Q1 E agora Ro nada mais é do que a resistência de saída que já calculamos.

Amplificador cascode Com isto, o ganho pode ser facilmente calculado

Amplificador cascode Caso e Deixando claro o aumento no ganho!

Amplificador cascode - Exemplo Corrente de saída de Q1 é acoplado à entrada de Q2

Amplificador cascode - Exemplo Corrente de saída de Q1 é acoplado à entrada de Q2

Amplificador cascode - Exemplo Corrente de saída de Q1 é acoplado à entrada de Q2

Amplificador cascode - Exemplo

Amplificador cascode - Exemplo

Amplificador cascode - Exemplo

Amplificador cascode - Exemplo Ganho de tensão é similar à configuração emissor comum. Melhor resposta em frequência. Veremos a partir a próxima aula a resposta em frequência dos amplificadores.