aulaEN014 - eletronica24h

2.3. Escreva as suas conclusões.

     Quando um transistor é polarizado,  uma tensão de polarização CC  é aplicada à base (VBE) e ao coletor (VCE). Quando um sinal é aplicado à entrada do amplificador a  tensão oscilará acima e abaixo de   V_BE, portanto existirá uma variação de tensão (DVBE)  ao redor do ponto quiescente o que provocará uma variação (DI_E) de corrente ao redor do valor quiescente.

Na Figura 3   define-se  a resistência incremental ou resistência dinâmica da junção base emissor como sendo:

r_e’  pode ser calculada aproximadamente por:

onde I_E é a corrente quiescente de emissor e 25 mV é uma constante a  temperatura de 25^ºC.

     A analise dos amplificadores de pequenos sinais que serão feitas a partir de agora usam o modelo simplificado chamado T  para determinar os principais parâmetros CA tais como ganho de tensão, impedância de entrada e impedância de saída. Comparado a outros modelos  requer pouco calculo e por isso mesmo é indicado. Os resultados não são muito diferentes.

Obs: A resistencia estatica é simplesmente a tensão CC dividida pela corrente CC, isto é, R=V/I

     Este modelo (circuito equivalente) é para freqüências baixas, pois não considera as capacitâncias parasitárias, isto é, as capacitancias parasitarias são consideradas em aberto, pois em geral aparecem em paralelo com o transistor. Observe a notação usada par representar um sinal:

i_c=ΔI_C=variação da corrente de coletor ao redor do ponto Q

i_b=ΔI_B=variação da corrente de base ao redor do ponto Q

v_be=ΔV_BE=variação da tensão  base emissor  ao redor do ponto Q

vce=ΔVCE=variação da tensão  de coletor ao redor do ponto Q

                          ( a )                                                              ( b )
Figura 4 -  Circuito equivalente do transistor para baixas frequencias ( a ) sinais de corrente e tensão em um transistor ( b ) Modelo simplificado para pequenos sinais

    A analise de um amplificador é dividida em duas partes: O circuito em CC e o circuito em CA. A resposta global no circuito, Figura 4,  é a superposição das respostas no circuito CC e circuito CA. A Figura 5 a seguir mostra um estagio amplificador emissor comum completo com os capacitores de acoplamento e desacoplamento e a indicação das tensões em alguns pontos. Observe que a tensão total é composta de uma parte CC e de uma parte CA.

      Para obter o circuito equivalente para CC, os capacitores deverão ser considerados como circuito aberto. As correntes e tensões presentes no circuitos são contínuas (ponto quiescente). Resulta o circuito da figura 6.  A analise deste circuito já foi feita quando o ponto quiescente (polarização) foi calculado.

     A analise CA é feita  inicialmente considerando o caso em que a resistência da fonte (Rs) de sinal é nula e a carga (R_L)  ligada na saída é infinita. A Figura 8  mostra o circuito nessas condições.

Observe que o  equivalente CC do circuito da Figura 8 é igual ao da Figura 6 e o circuito equivalente CA está indicado na Figura 9.

                                     ( a )                                                                                                  ( b )
Figura 9 - Circuito equivalente CA do circuito da Figura 8  ( a ) com transistor   ( b ) com circuito equivalente do transistor

Obs: No circuito equivalente CA  da Figura 9 o emissor está aterrado pois o capacitor CE é um curto circuito (se estiver dimensionado adequadamente). Os resistores R1 e R2 estão em paralelo pois a bateria é um curto circuito para variações (DV=0). Observar tambem   na Figura 9 que o sinal de entrada do gerador de sinais (Vg) é igual ao sinal aplicado na base (Ventr). Para esse circuito a impedância de entrada (Z_entr) que o gerador Vg "enxerga" é:

onde hfe é ganho de corrente CA (é o beta CA) que é diferente do beta CC. É um dos parametros do transistor no modelo H (hibrido).

O ganho de tensão entre a saída (Vsaida) e a entrada (Vg=Ventr) é dado por:

onde r_e^’   é a resistência incremental da junção base emissor definida anteriormente.

O sinal de menos na expressão do ganho indica defasagem de 180º entre  a entrada e a saída.

Para a analise CA circuito da Figura 8 pode  ser  usado o modelo da Figura 10 a seguir  para representar a entrada e a saída.

Z_entr=R₁//R₂//Z_entr(base) ,         Zentr(base)b.re’       Z _saida = Rc e o ganho

                                           ( a )                                                                                                 ( b )
Figura 10 - Circuito equivalente CA do circuito da Figura 9  ( b )  Circuito equivalente CA do circuito da Figura 9 simplificado

O  circuito da saida  é obtido aplicando Thevenin ao circuito da Figura 9b, na saída.

4.4. Escreva as suas conclusões.

      Observe  o amplificador EC da Figura 12. Neste amplificador existe uma resistência da fonte de sinal (que pode representar também a resistência de saída do estágio anterior), Rs, e uma carga (que pode representar a resistência de entrada do estágio seguinte), RL. Observe que o circuito em destaque é o mesmo analisado anteriormente, desta forma podemos usar o mesmo modelo da Figura 9, adicionando a carga (R_L) e a resistência  da fonte (R_S).

A impedância de entrada é calculada  da mesma forma que antes, mas a tensão na entrada (Ventr) agora é uma  parcela da tensão do gerador Vg (é um divisor de tensão).

Z_entr=R₁//R₂//Z_entr(base)    e   Z_entr(base) = b.r_e^’

Na  saída devido a carga, RL,  também tem  uma divisão de tensão,  e portanto a saída será dada por:

sendo

Como   

6.2. Inicie a simulação do circuito e meça a tensão de saída de pico a  pico (Vsaídapp) anote na tabela 4, em seguida calcule o ganho experimental,  Av(expp) por Vsaídapp/Vgpp.

como são dado V_g e R_S e é possivel  medir v_entr então Zentr   pode ser calculada. Obs: Não esquecer que Ventr é somente o sinal variando ao redor da tensão quiescente de base.