Germano Maioli Penello Eletrônica II Germano Maioli Penello gpenello@gmail.com http://www.lee.eng.uerj.br/~germano/Eletronica II _ 2015-1.html Aula 10

Pauta (T3 e T4) Danilo Calderoni Felipe Almeida BRUNO SILVEIRA KRAUSE 200710532211 CAIO ROSCELLY BARROS FAGUNDES 201020412311 CAROLINA LAUREANO DA SILVA 201110312411 GABRIELLE CRISTINA DE SOUZA SILVA 201110256211 GUTEMBERG CARNEIRO NUNES 201410074911 HARLAN FERREIRA DE ALMEIDA 201120421111 HERNAN DE ALMEIDA PONTIGO 201210380211 LEONARDO RICARDO BERNARDES DA CONCEIçãO 200910229111 LUCAS MUNIZ TAUIL 201210073911 NAYARA VILLELA DE OLIVEIRA 201110062111 TAMYRES MAURO BOTELHO 200820512211 Danilo Calderoni Felipe Almeida ANA CAROLINA FRANCO ALVES 200910169711 BRUNO STRZODA AMBROSIO 201110060611 FERNANDO DE OLIVEIRA LIMA 201210070411 GISELE SILVA DE CARVALHO 200920386311 HAZIEL GOMES DA FONSECA 200910105311 HENRIQUE DE SOUZA SANTANA 201420535011 HUGO CARDOZO DA SILVA 201110313311 IURI COSTA MACHADO DOS SANTOS 201120586611 JESSICA BARBOSA DE SOUZA 201210068011 LEONARDO MOIZINHO PINHEIRO 200920545211

Pauta (T5 e T6) Rafael Tavares Victor Guimarães Leonardo Paulo Isabele ALINE DAMM DA SILVA FALCAO 201110358411 BERNARDO CARVALHO SILVA SANTOS 201120428811 FABRICIO BICHARA MOREIRA 201120586511 JOAO CARLOS GONCALVES MARTINHO 201110065111 JéSSICA RIBEIRO VENTURA 201220446811 LUCAS VENTURA ROMANO 200920382111 MATEUS LOPES FIGUEIREDO 201220690611 MONIQUE SOARES DE MORAES 201010069511 NATHALIA CRISTINA AZEVEDO VALADAO DE JESUS 201020411911 RENATO DOS SANTOS FREITAS JUNIOR 200910137111 VICTOR ARAUJO MARCONI 200810350011 VINICIUS PEIXOTO MEDINA 201220446411 Rafael Tavares Victor Guimarães Leonardo Paulo CLAREANA RANGEL DE OLIVEIRA 201220450911 DANIEL DE SOUZA PESSOA 201220452011 GUSTAVO OGG FERREIRA MORENO TAVARES 201220447211 ISRAEL BATISTA DOS SANTOS 201220453911 LEONARDO DA SILVA AMARAL 201220446111 LUCIANA DE FREITAS MONTEIRO 200520396211 MARCOS VINICIUS PAIS BORSOI 200820381611 MARISOL BARROS DE ALMEIDA 201020407511 RICARDO ALVES BARRETO 200420419111 WALBER LEMOS DOS SANTOS 20112042171 Isabele Helder

Configuração de amplificadores As três configurações básicas: Fonte comum Porta comum Dreno comum

Amplificador de porta comum Lembrem que aqui só estamos analisando o circuito dentro da aproximação de pequenos sinais! Consideramos que a determinação do ponto de operação DC (ponto quiescente) já foi realizada.

Amplificador de dreno comum Também chamado de seguidor de tensão Veremos que esta configuração é importante tanto na amplificação de sinais pequenos como em circuitos que necessitam entregar altas potências na carga. A configuração de dreno comum também é conhecida como seguidor de tensão.

Amplificador de dreno comum Também chamado de seguidor de tensão Desejamos conectar um sinal de intensidade razoável que possui uma alta resistência interna (Rsig) a uma carga de 1kW. Uma solução para este problema seria a seguinte: Ao utilizar um amplificador de ganho 1 (!!), com alta resistência de entrada e baixa resistência de saída, podemos acoplar o sinal à carga sem perdas severas.

Exercício da última aula Analisar a configuração de dreno comum Este exemplo foi analisado utilizando tanto o modelo T quanto o modelo p-híbrido

Resumo das configurações

Resumo das configurações Fonte comum – realiza maior parte do ganho em um circuito amplificador Fonte comum com Rs – melhoria de desempenho às custas de redução de ganho Porta comum – Baixa impedância de entrada. Utilizado em amplificadores de alta frequência. Dreno comum – Seguidor de tensão. Utiilzado como buffer de tensão no acoplamento entre alta resistência de saída a uma carga com baixa resistência.

Polarização de transistores A polarização serve para definir a corrente ID estável e garantir uma tensão VDS que mantenha o transistor em saturação para todos os sinais esperados na entrada. Nesta aula, veremos diferentes maneiras de polarizar um transistor.

Polarização com VGS fixo Sabendo que Uma primeira maneira de polarizar o transistor seria fixando o valor de VGS Com isso, fixamos a corrente que passa entre o dreno e a fonte do transistor. É uma boa idéia?

Polarização com VGS fixo Sabendo que Uma primeira maneira de polarizar o transistor seria fixando o valor de VGS Com isso, fixamos a corrente que passa entre o dreno e a fonte do transistor. Os valores de mn, Cox, Vt e W/L variam significativamente em componentes discretos. O mesmo fabricante pode produzir o mesmo componente com valores diferentes.

Polarização com VG fixo e com Rs Esta é uma excelente alternativa de polarização. Dispositivos diferentes têm ID similares

Polarização com VG fixo e com Rs Esta é uma excelente alternativa de polarização. Se VG é muito maior que VGS, a corrente ID é majoritariamente determinada pelos valores de VG e RS. Para melhorar, RS fornece uma realimentação negativa, estabilizando ID. ID  VGS (estamos fixando VG)  ID Variação repentina de ID faz com que ID tente voltar à situação de equilíbrio Dispositivos diferentes têm ID similares 15

Polarização com VG fixo e com Rs Implementação prática Com apenas uma fonte de tensão (com o capacitor acoplando o sinal) Com duas fontes de tensão (sem o capacitor acoplando o sinal) Por realimentar o sistema negativamente, o resistor RS é chamado de resistência de degeneração

Polarização com resistor entre o dreno e a porta Esta é uma maneira simples e eficiente de polarizar o transistor (RG ~ MW) VGS = VDS (lembre-se que IG = 0)

Polarização com resistor entre o dreno e a porta Esta é uma maneira simples e eficiente de polarizar o transistor (RG ~ MW) VGS = VDS (lembre-se que IG = 0) Similar à equação do slide 15 ( ) Realimentação negativa! Se a corrente ID aumenta por algum motivo, VGS diminui. Se VGS diminui, a corrente ID diminui.

Polarização com uma fonte de corrente constante Esta é a maneira mais eficaz de polarizar um transitor. RG (~MW) é usado como um aterramento DC e apresenta uma alta resistência ao sinal de entrada acoplado capacitivamente à porta. RD estabelece a tensão no dreno que determina a varredura do sinal de saída mantendo o transistor na saturação.

Polarização com uma fonte de corrente constante Como construir uma fonte de corrente constante?

Polarização com uma fonte de corrente constante Como construir uma fonte de corrente constante? Q1 está em saturação (VGS = VDS) Dado os parâmetros do transistor, podemos selecionar R para obter uma corrente de referência IREF desejada.

Polarização com uma fonte de corrente constante Como construir uma fonte de corrente constante? Q2 tem o mesmo VGS de Q1. Considerando que ele está na saturação: A corrente I é a corrente constante desejada. A corrente I está relacionada com IREF pela razão de aspecto dos transistores. Este circuito é chamado de espelho de corrente. Muito usado em projetos MOS de CI.

Polarização com uma fonte de corrente constante

Polarização com uma fonte de corrente constante

Polarização com uma fonte de corrente constante

Polarização com uma fonte de corrente constante

Polarização com uma fonte de corrente constante

Polarização com uma fonte de corrente constante

Polarização com uma fonte de corrente constante

Polarização com uma fonte de corrente constante 30 30

Polarização com uma fonte de corrente constante

Polarização com uma fonte de corrente constante

Polarização com uma fonte de corrente constante

Polarização com uma fonte de corrente constante Resultado aproximado! Não estamos considerando a variação de sinal na entrada.

Amplificadores com MOSFETs Circuitos de componentes discretos Agora analisaremos circuitos completos de amplificadores com componentes discretos MOS. É importante ressaltar que os MOSFETs são utilizados majoritariamente em circuitos integrados, não em circuitos discretos.

Circuitos completos Até o momento no curso, analisamos separadamente o circuito DC com MOSFET. Depois, analisamos a simplificação dos circuitos dentro da aproximação de sinal pequeno. Por fim, mostramos os circuitos de polarização. Agora, apresentaremos os circuitos completos dos amplificadores.

Amplificador de fonte comum Circuito completo de um amplificador de fonte comum utilizando polarização com corrente constante. Agora já temos todas as ferramentas para analisar este circuito.

Amplificador de fonte comum Para que serve CS neste circuito? Aterramento de sinal! Também chamado de capacitor de bypass Para que serve Cc1 neste circuito? Capacitor de acoplamento. Deixa passar a frequência de interesse enquanto bloqueia DC. Para que serve Cc2 neste circuito? Dúvida: E se quiséssemos analisar a o funcionamento do circuito com relação à frequência? Capacitor de acoplamento. Deixa passar a frequência de interesse enquanto bloqueia DC.

Amplificador de fonte comum Acabamos de fazer a análise DC deste circuito! Agora faremos a análise o sinal. Qual o modelo a se utilizar?

Amplificador de fonte comum Acabamos de fazer a análise DC deste circuito! Agora faremos a análise o sinal. Qual o modelo a se utilizar?

Amplificador de fonte comum Ro = RD||ro Ganho negativo

Amplificador de fonte comum Ro = RD||ro Ganho negativo Divisor de tensão na entrada Divisor de corrente na saída

Amplificador de fonte comum com Rs A diferença é que agora incluímos Rs no circuito anterior.

Amplificador de fonte comum com Rs Já analisamos este circuito anteriormente (aula 08). A única diferença é que ele agora tem a resistência RG. Isto muda a resistência de entrada Rin (Rin = RG) e altera o ganho de tensão total.

Amplificador de porta comum Qual o circuito DC a ser analisado? Qual o modelo de circuito de pequenos sinais que utilizamos?

Amplificador de porta comum Exatamente o mesmo resultado que obtivemos na aula 09! Confira.

Amplificador de dreno comum

Amplificador de dreno comum Seguidor de tensão Agora existe RG na entrada. Rin não é mais infinita afetando o ganho de tensão total.