Relatório Eletrônica B: Estudo do Amplificador Emissor Comum, Provas de Engenharia Elétrica

Baixe Relatório Eletrônica B: Estudo do Amplificador Emissor Comum e outras Provas em PDF para Engenharia Elétrica, somente na Docsity! UNIVERSIDADE TECNOLÓGICAS FEDERAL DO PARANÁ CURSO DE ENGENHARIA DE COMPUTAÇÃO ANDRE LUCAS SILVA LUIS FELIPE BENEDITO RUANI LAZAROTTO VAGNER MARTINELLO ELETRÔNICA B RELATÓRIO EXPERIMENTAL 1 ESTUDO DO AMPLIFICADOR EMISSOR COMUM PATO BRANCO 2011 1. Objetivos Verificar a operação dos amplificadores a pequeno sinal tipo emissor comum, avaliando a impedância de entrada, de saída e o ganho de tensão desse amplificador. 2. Materiais Utilizados - Matriz de contato; - Fios condutores; - Multímetro; - Osciloscópio; - Gerador de Função; - 1 Resistor 10KΩ ½ W; - 1 Resistor 2,2KΩ ½ W; - 1 Resistor 1KΩ ½ W; - 1 Resistor 3,9KΩ ½ W; - 2 Capacitor 10µF 25V; - 1 Capacitor 1000µF 25V; - 1 Transistor BC 548; 3. Procedimentos Inicialmente, para análise CC do circuito amplificador emissor comum, montamos o circuito representado pela Figura 1, o qual representa o circuito amplificador com divisor de tensão na base, sem os capacitores e o sinal senoidal na entrada que caracterizam um circuito amplificador emissor comum. Figura 1: Circuito amplificador emissor comum para análise CC. Após a montagem do circuito, medimos através de um multímetro, tanto a corrente IBQ quanto a corrente ICQ de operação do circuito em regime CC, e também coletamos a tensão VCE sobre os terminais do transistor de forma que o multímetro era implementado como os amperímetros e o voltímetro representado na Figura 1. Os valores medidos estão dispostos na Tabela 1: Tabela 1: Dados de Polarização. IBQ ICQ VCE 3,650µA 1,183mA 4,350V 10kΩ 3.9kΩ 1kΩ2.2kΩ VCC 10V Vce 4.217 V + - Icq 1.181m A + - Ibq 2.220u A + - BC548C Contudo, como a tensão sobre o emissor é zero, a curva característica idealmente é linear em zero volt, entretanto observa-se através da Figura 7 que o sinal coletado apresenta alguns ruídos que fazem com que o sinal apresente pequenas variações, porém desprezíveis para análise em questão: Figura 7: Tensão VE no emissor. Após a coleta de todas as tensões, disponibilizamos os valores na Tabela 2 para maior compreensão dos resultados obtidos: Tabela 2: Valores Quiescentes. VIN VB VC VE VOUT 10,80mV 10,80mV 1,56V ≈0V 1,56V Posteriormente, fizemos alguns testes, adicionando alguns resistores em locais específicos no circuito amplificador a fim de analisar seu funcionamento. De inicio, adicionamos um resistor de 1KΩ entre o gerador de funções e o capacitor de entrada do circuito amplificador emissor comum, obtendo o circuito representado pela Figura 8: Figura 8: Circuito amplificador emissor comum com resistor 1KΩ na entrada. 10kΩ 3.9kΩ 1kΩ2.2kΩ VCC 10V BC548 10µF 10µF 1000µF XSC1 A B Ext Trig + + _ _ + _ 10mVpk 1kHz 0° 1kΩ Com o osciloscópio monitorando o sinal de entrada VIN e o sinal na base VB, obtemos as curvas apresentadas através da Figura 9: Figura 9: Monitoramento do sinal na base. Teoricamente, ao adicionar o resistor de 1KΩ na entrada do circuito, a tensão de base é decrementada pela metade. Porém, é fácil verificar através da Figura 9 que, na prática, ao adicionar o resistor de 1KΩ, a tensão na base, representada pela curva azul, diminui aproximadamente 4 vezes em relação a tensão na base, representado anteriormente pela Figura 5. O fato de diminuir a tensão na base ao adicionar o resistor na entrada do circuito é devido o aumento da impedância de entrada do mesmo, sendo que quanto maior o valor do resistor utilizado na entrada, menor se torna a tensão na base. Além disso aumenta-se o ganho de corrente no circuito, uma vez que este ganho pode ser obtido através da equação abaixo: Eq.1 Outra verificação é feita retirando o resistor adicionado anteriormente e adicionando um resistor de carga com valor de 3,9KΩ entre a saída e a referência do circuito: Figura 10: Circuito amplificador emissor comum com resistor de carga de 3,9KΩ. 10kΩ 3.9kΩ 1kΩ2.2kΩ VCC 10V BC548 10µF 10µF 1000µF XSC1 A B Ext Trig + + _ _ + _ 10mVpk 1kHz 0° 3.9kΩ Agora, para o sinal de saída sobre o resistor de carga adicionado, a curva obtida através do osciloscópio é apresentada pela Figura 11 abaixo: Figura 11: Monitoramento do sinal de tensão sobre o resistor de carga. Comparando o sinal de saída sobre o resistor de carga com o sinal de saída do circuito representado pela Figura 3, quando o mesmo ainda não possuía um circuito resistivo na saída, percebemos que a tensão na saída é aumentada aumentando a impedância de saída, ou seja, o ganho de tensão aumenta quando também se aumenta a impedância de saída do circuito conforme a equação a seguir: Eq.2 Ao final da prática aumentamos lentamente a saída do gerador de função até obter uma distorção na saída do circuito. Figura 12: Distorção na saída do circuito causada pelo aumento gradual da tensão de entrada. Note através da Figura 12 que aumentando a tensão de entrada no circuito o transistor começa apresentar uma desconformidade com seu funcionamento, ou seja, os valores de operação do dispositivo são atingidos e o sinal obtido na saída apresenta um corte (limitação) no ciclo negativo. A partir dos dados obtidos, calculamos as impedâncias de entrada e saída do circuito, bem como os ganhos de tensão, de corrente e de potência e ainda a fase do Anexo I Anexo II