Germano Maioli Penello Eletrônica II Germano Maioli Penello gpenello@gmail.com http://www.lee.eng.uerj.br/~germano/Eletronica II _ 2015-1.html Aula 18 1

Pauta (T3 e T4) 2 BRUNO SILVEIRA KRAUSE 200710532211 CAIO ROSCELLY BARROS FAGUNDES 201020412311 CAROLINA LAUREANO DA SILVA 201110312411 DANILO PEREIRA CALDERONI 200920378611 FELIPE ALMEIDA DA GRACA 200420392911 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 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 2

Pauta (T5 e T6) 3 3 ALINE DAMM DA SILVA FALCAO 201110358411 BERNARDO CARVALHO SILVA SANTOS 201120428811 FABRICIO BICHARA MOREIRA 201120586511 HELDER NERY FERREIRA 200620350811 ISABELE SIQUEIRA LIMA 201210072011 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 PAULO CESAR DOS SANTOS 201210073011 RENATO DOS SANTOS FREITAS JUNIOR 200910137111 VICTOR ARAUJO MARCONI 200810350011 VICTOR HUGO GUIMARAES COSTA 201210379611 VINICIUS PEIXOTO MEDINA 201220446411 ARTHUR REIS DE CARVALHO 201210071011 BRUNO ALVES GUIMARAES 201210077011 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 LEONARDO GONZAGA DA SILVA 201210076311 LUCIANA DE FREITAS MONTEIRO 200520396211 MARCOS VINICIUS PAIS BORSOI 200820381611 MARISOL BARROS DE ALMEIDA 201020407511 RAFAEL TAVARES LOPES 201210077211 RICARDO ALVES BARRETO 200420419111 WALBER LEMOS DOS SANTOS 201120421711 3 3

Coletor comum (seguidor de emissor) Necessidade de um voltage buffer?

Coletor comum (seguidor de emissor) Ganho de tensão total (Gv) vi = vsig Rin /(Rin + Rsig) Rin = (b + 1)(re + RL) Av = RL/(re + RL) Ganho total menor que 1! Ganho próximo de 1 quando (b + 1)RL >Rsig

Coletor comum (seguidor de emissor) Ganho de tensão total (Gv) Note que este resultado é o mesmo que a razão entre resistências em um divisor de tensão. Podemos desenhar um circuito equivalente que apresentaria o mesmo ganho. Como seria este circuito? ou Os dois apresentam o mesmo resultado! O ganho total é exatamente o mesmo.

Coletor comum (seguidor de emissor) Ganho de tensão total (Gv) Note que este resultado é o mesmo que a razão entre resistências em um divisor de tensão. Podemos desenhar um circuito equivalente que apresentaria o mesmo ganho. Como seria este circuito? O seguidor de emissor “reduz” Rsig por um fator (b+1) antes de apresentá-lo à carga (efeito de buffer)

Coletor comum (seguidor de emissor) Representação Thévenin RL   Rout = re + Rsig/(b+1) Mesmo resultado do slide 34 da aula 16

Coletor comum (seguidor de emissor) Note que Rout depende de Rsig e Rin depende de RL. Não é um amplificador unilateral.

Coletor comum (seguidor de emissor) Rin – alta Rout – baixa Gv – próximo de unitário Utilizado como voltage buffer

Resumo das configurações

Circuitos completos Qual o nome dado a esta configuração de amplificador? Base comum

Circuitos completos Qual o nome dado a esta configuração de amplificador? Emissor comum

Circuitos completos Qual o nome dado a esta configuração de amplificador? Coletor comum ou seguidor de emissor

Circuitos completos Qual o nome dado a esta configuração de amplificador? Emissor comum com Re

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 Vantagens de 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 Dterminando Gm Ao dar um curto na carga, a corrente que passa no curto é Gmvi

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

Amplificador cascode Dterminando 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.

Configuração Darlington Para se obter um alto ganho de corrente, a configuração Darlington pode ser utilizada. Também chamado de par Darlington

Configuração Darlington Para se obter um alto ganho de corrente, a configuração Darlington pode ser utilizada. Também chamado de par Darlington

Configuração Darlington Para se obter um alto ganho de corrente, a configuração Darlington pode ser utilizada. Também chamado de par Darlington

Configuração Darlington Para se obter um alto ganho de corrente, a configuração Darlington pode ser utilizada. Também chamado de par Darlington Se comporta como um único transistor com um alto ganho de corrente

Configuração Darlington Para se obter um alto ganho de corrente, a configuração Darlington pode ser utilizada. Também chamado de par Darlington Se comporta como um único transistor com um alto ganho de corrente Desvantagens VBE = VBE1 + VBE2  1,4V Manter o par na ativa