Amplificadores de pequenos sinais na configuração Emissor Comum

Amplificadores de pequenos sinais na configuração Emissor Comum

(Parte 1 de 2)

Goiânia-GO ELETRÔNICA ANALÓGICA

Prof. Msc. Eduardo J. Nogueira Página 1

Amplificadores de pequenos sinais na configuração Emissor Comum.

Para darmos inicio a nosso analise AC, necessitamos encontrar IE ≅ ICQ. Encontrando VB:

vo vin

RL 5k

Amplificador na configuração Emissor Comum

VE vin

Goiânia-GO ELETRÔNICA ANALÓGICA

Prof. Msc. Eduardo J. Nogueira Página 2

Encontrando IE ≅IC quiescente:

Calculando a resistência AC do emissor ( r’e ), também chamada de resistência dinâmica de emissor.

Como os capacitores separam o sinal AC do DC a impedância da fonte de sinal e o resistor de emissor deixam de existir (para o sinal AC) havendo assim uma pequena impedância interna do emissor do transistor chamada de r’e (lê-se r linha e).

O r’e pode ser calculado através da seguinte equação:

Mas de onde surgiu este valor de 25,7mV? Vamos à dedução matemática. re = ( K.T ) /q onde: K = constante de Boltzmann = 1,38 x 10-23 joule/kelvin

T = temperatura em Kelvin q = carga do elétron 1,6x10-19 Coulomb

Como a maioria dos projetos e feita para operar a uma temperatura de 25° C (aproximadamente 298K) teremos:

Tendo o valor de r’e, podemos calcular o ganho do estágio.

Calculando o ganho de tensão (Av)

Pela lei de Ohm podemos dizer que: vin = ie. r’e

Como ie ≅ ic vo ≅ ie.R3

Goiânia-GO ELETRÔNICA ANALÓGICA

Prof. Msc. Eduardo J. Nogueira Página 3

Sabemos que ganho AV = saida /entrada, dai: AV = vo /vin AV = ie.R3 / ie.r’e

Então AV = R3/ r’e. Essa conclusão é verdadeira exceto pela inversão de fase que ocorrerá no circuito, então devemos fazer:

Então no nosso circuito exemplo Av = - 4700Ω / 21,16Ω Av = - 2,1 (adimensional) Obs: Esse é o ganho de tensão sem carga. Existindo uma carga RL, o ganho de tensão será Avl = - (R3//RL) / r’e

O ganho é negativo devido à inversão de fase.

Não se esqueça: em toda configuração emissor comum haverá inversão de fase.

Durante o semiciclo positivo da tensão de entrada, a corrente de base aumenta, fazendo crescer a corrente de coletor, produzindo uma queda de tensão no resistor de coletor (R3); assim, diminuindo a tensão no coletor e obtendo assim o primeiro semiciclo negativo. Reciprocamente, no semiciclo negativo da tensão de entrada, flui uma corrente menor na base, diminuindo também a corrente de coletor, e a queda de tensão sobre o resistor de coletor (R3) diminui, aumentando a tensão do coletor e produzindo o semiciclo positivo.

Calculando a impedância vista a partir da base Suponhamos que nosso transistor tenha β = 400. Pela lei de ohm temos vin = Zinb . ib

Então:

Zinb = vin / ib Como vin = ie.r’e e ie = β.ib, então :

Goiânia-GO ELETRÔNICA ANALÓGICA

Prof. Msc. Eduardo J. Nogueira Página 4 vin = β.ib.r’e Entao Z de entrada vista da base (Zinb) pode ser simplificada

Zinb = β.ib.r’e / Ibase. daí :

Agora que encontramos a impedância de base podemos encontrar a impedância de entrada do circuito (Zin). Calculando a impedâncias de entrada e saída do circuito:

Como o R4 não existe para o sinal AC teremos como impedância de entrada Zin impedâncias em paralelo. Veja representação:

Assim, a impedância de entrada do amplificador emissor comum pode ser dado por :

vin

RL 5k

Amplificador na configuração Emissor Comum vin

Equivalente AC

Impedância de entrada m p e d â n cia de s a i d a

Goiânia-GO ELETRÔNICA ANALÓGICA

Prof. Msc. Eduardo J. Nogueira Página 5

A impedância de saída será somente o resistor de coletor R3, assim: Zo = R3=4700Ω

Considerações sobre a fonte que fornece o sinal a ser amplificado

Até o momento consideramos que existe uma fonte de sinal da qual é obtida a tensão de entrada vin.

Porém nada mencionamos sobre a impedância interna dessa fonte, que na maioria dos casos não pode ser desprezada. No esquema abaixo, a fonte gera uma tensão vg e tem uma resistência interna RG. Se a fonte estiver sem carga, teremos em seus terminais uma tensão vl = vg. Havendo carga conectada vl será sempre menor que vg, pois haverá corrente circulando, o que produz queda de tensão em RG.

Sem carga Com carga

(Parte 1 de 2)

Comentários