1 Eletrônica II Germano Maioli Penello II _ html Aula 17

Amplificadores em cascata 2 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 3 Calcule as características do seguinte amplificador  = 100 V BE = 0.7V

Amplificadores em cascata 4  = 100 V BE = 0.7V 1.Eliminar a fonte de sinal AC e determinar o ponto de operação DC 2.Calcular os parâmetros do modelo de sinais pequenos 3.Eliminar fontes DC (curto circuito em fontes de tensão e circuito aberto em fontes de corrente) 4.Substituir o BJT pelo modelo equivalente 5.Analisar o circuito resultante para calcular o ganho, resistência de entrada e resistência de saída.

Amplificador cascode 5 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) Configuração fonte comum

Amplificador cascode 6 A corrente que passa por Q 2 é a mesma que passa por Q 1, 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 MOSFET BJT 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 7

Amplificador cascode 8 Configuração cascode BiCMOS NMOS como o dispositivo amplificador com BJT como um transistor cascode. NMOS utilizado para implementar um cascode duplo.

Amplificador cascode Determinar R in, R out e ganho 9

Amplificador cascode R in = ? 10

Amplificador cascode R in =  R out = ? 11

Amplificador cascode 12

Amplificador cascode 13

Amplificador cascode 14 Simplificando Em outras palavras, se determinarmos G m e R o, estamos representando o circuito original

Amplificador cascode 15 Dterminando G m Ao dar um curto na carga, a corrente que passa no curto é G m v i

Amplificador cascode 16 Dterminando G m Ao dar um curto na carga, a corrente que passa no curto é G m v i

Amplificador cascode 17 Dterminando G m

Amplificador cascode 18 Dterminando G m

Amplificador cascode 19 Dterminando G m Resultado esperado. A corrente que passa no circuito depende basicamente de Q 1 E agora R o nada mais é do que a resistência de saída que já calculamos.

Amplificador cascode 20 Com isto, o ganho pode ser facilmente calculado

Amplificador cascode 21 Casoe Deixando claro o aumento no ganho!

Amplificador cascode - Exemplo 22 Corrente de saída de Q1 é acoplado à entrada de Q2

Amplificador cascode - Exemplo 23 Corrente de saída de Q1 é acoplado à entrada de Q2

Amplificador cascode - Exemplo 24 Corrente de saída de Q1 é acoplado à entrada de Q2

Amplificador cascode - Exemplo 25

Amplificador cascode - Exemplo 26

Amplificador cascode - Exemplo 27

Amplificador cascode - Exemplo 28 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.