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Germano Maioli Penello
Eletrônica II Germano Maioli Penello Aula 17 1
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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
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Amplificadores em cascata
Calcule as características do seguinte amplificador b = 100 VBE = 0.7V
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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.
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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)
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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.
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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
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Amplificador cascode Configuração cascode BiCMOS
NMOS como o dispositivo amplificador com BJT como um transistor cascode. NMOS utilizado para implementar um cascode duplo.
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Amplificador cascode Determinar Rin, Rout e ganho
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Amplificador cascode Rin = ?
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Amplificador cascode Rin = Rout= ?
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Amplificador cascode
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Amplificador cascode
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Amplificador cascode Simplificando
Em outras palavras, se determinarmos Gm e Ro, estamos representando o circuito original
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Amplificador cascode Determinando Gm
Ao dar um curto na carga, a corrente que passa no curto é Gmvi
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Amplificador cascode Determinando Gm
Ao dar um curto na carga, a corrente que passa no curto é Gmvi
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Amplificador cascode Determinando Gm
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Amplificador cascode Dterminando Gm
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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.
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Amplificador cascode Com isto, o ganho pode ser facilmente calculado
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Amplificador cascode Caso e Deixando claro o aumento no ganho!
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Amplificador cascode - Exemplo
Corrente de saída de Q1 é acoplado à entrada de Q2
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Amplificador cascode - Exemplo
Corrente de saída de Q1 é acoplado à entrada de Q2
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Amplificador cascode - Exemplo
Corrente de saída de Q1 é acoplado à entrada de Q2
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Amplificador cascode - Exemplo
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Amplificador cascode - Exemplo
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Amplificador cascode - Exemplo
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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.
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