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Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP
Transistor Bipolar de Junção TBJ – Parte V
Jadsonlee da Silva Sá
Jadsonlee.sa@univasf.edu.brwww.univasf.edu.br/~jadsonlee.sa
Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP
Operação em Pequeno Sinal e Modelos
TBJ como amplificador – Operação em pequeno sinal.
Sinal a ser amplificado.
BE
T
V
VC SI I e C
E
II
C
B
II
C CE CC C CV V V R I 0.4CBV
Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP
Operação em Pequeno Sinal e Modelos
TBJ como amplificador – Operação em pequeno sinal.
Aplicando vbe (< 10 mV), a tensão vBE torna-se,
BE BE bev V v
( )BE be beBE BE
T T T T
V v vv V
V V V VC S S Si I e I e I e e
be
T
v
VC Ci I e Se be Tv V 1 be
C CT
vi I
V
Aproximação para pequenos sinais.
Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP
Operação em Pequeno Sinal e Modelos
Com essa aproximação, a corrente total no coletor é dada por
CC C be
T
Ii I v
V
Corrente IC de polarização
Componente de sinal
c m bei g vC
mT
Ig
V
Transcondutância
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Operação em Pequeno Sinal e Modelos
Interpretação gráfica para gm – Inclinação da curva característica iC - vBE para iC = IC.
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Operação em Pequeno Sinal e Modelos
A corrente de base e a resistência de entrada da base.
CB
ii
C
C C beT
Ii I v
V C C
B beT
I Ii v
V
B B bi I i
Cb be
T
Ii v
V m
b be
gi v
A resistência de entrada para pequenos sinais entre a base e o emissor “olhando” para a base é definida como
be
b m
vr
i g
T
B
Vr
I
Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP
Operação em Pequeno Sinal e Modelos
A corrente de emissor e a resistência de entrada do emissor.
C C cE
i I ii
E E ei I i c C E
e be beT T
i I Ii v v
V V
A resistência de entrada para pequenos sinais entre a base e o emissor (resistência de emissor) “olhando” para o emissor é definida como
be Te
e E
v Vr
i I
1e
m m
rg g
Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP
Operação em Pequeno Sinal e Modelos
A relação entre rπ e re é dada pelas expressões seguintes
be b e ev i r i r ee
b
ir r
i
1 er r
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Operação em Pequeno Sinal e Modelos
O ganho de tensão.
TBJ excitado por um sinal vbe na base-emissor, teremos uma corrente ic = gmvbe.
TBJ Fonte de corrente.
O ganho de tensão Av desse amplificador é
C CC C Cv V R i ( ) ( )C CC C C c CC C C C cv V R I i V R I R i
C C C cv V R i ( )c C c m be C m C bev R i g v R g R v
cv m C
be
vA g R
v C C
vT
R IA
V
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Operação em Pequeno Sinal e Modelos
Separando o sinal e as quantidades CC.
Vimos que cada corrente e tensão no circuito amplificador são compostas por dois componentes:
Componente CC;
Componente do sinal.BE BE bev V v
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Operação em Pequeno Sinal e Modelos
O modelo π-híbrido.
(1 )
(1 )
1
be bee m be m
be be bee
e
v vi g v g r
r r
v v vi
rr r
( ) ( )m be m b m b
m be b
g v g i r g r i
g v i
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Operação em Pequeno Sinal e Modelos
O modelo T.(1 )
(1 ) 11 ( 1)
be beb m be m e
e e
be be beb
e e e
beb
v vi g v g r
r r
v v vi
r r r
vi
r
( ) ( )m be m e e m e e
m be e
g v g i r g r i
g v i
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Operação em Pequeno Sinal e Modelos
Aplicação dos modelos equivalentes para pequenos sinais.
O processo consiste nos seguintes passos:
1. Determine o ponto de operação CC – IC.
2. Calcule os valores dos parâmetros do modelo para pequenos sinais (gm, rπ e re).
3. Elimine as fontes de tensão CC por curtos e as fontes de corrente CC por um circuito aberto.
4. Substitua o TBJ por um de seus modelos equivalentes.
5. Análise o circuito para determinar as grandezas de interesse.
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Exemplo Determine o ganho de tensão do amplificador abaixo. Considere β = 100.
1. Determine o ponto de operação.
0,023 BI mA 2,3 CI mA 3,1 CV V
2. Determine os parâmetros para o modelo de pequenos sinais.
Te
E
Vr
I C
mT
Ig
V
m
rg
be iBB
rv v
r R
o m be Cv g v R o
vi
vA
v
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Operação em Pequeno Sinal e Modelos
Expandindo os modelos para pequenos sinais de forma a considerar o efeito Early.
Nos amplificadores com emissor aterrado, ro fica em paralelo com RC, a tensão de saída será.
A CE Ao
C C
V V Vr
I I
( // )o m be C ov g v R r
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Operação em Pequeno Sinal e Modelos
Resumindo....
Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP
Amplificadores TBJ de Estágio Simples
Existem basicamente três configurações para implementar amplificadores TBJ de estágio simples:
Emissor comum;
Base comum;
Coletor comum.
Estudaremos as três utilizando uma mesma estrutura básica com o mesmo arranjo de polarização.
Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP
Amplificadores TBJ de Estágio Simples
Estrutura básica.
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