aula 11- amplificador de múltiplos estágios 4 tipos de acoplamento eletrÔnicos 25 out 16 aula 11...

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AULA 11- Amplificador de Múltiplos Estágios

UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ

DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA

ELETRÔNICA 2– ET74BC

Prof.ª Elisabete Nakoneczny Moraes

Curitiba, 25 de outubro 2016.

AMPLIFICADOR MULTIESTÁGIOS

25 Out 16 Aula 11 - Amp Muli-estágios 2

Trata da criação de circuitos amplificadores mais complexos, e que normalmente resultam em um maior ganho, podendo ser de tensão ou de corrente. Em amplificadores de múltiplos estágios, a entrada de um estágio é a saída do próximo.

Da mesma forma, o estágio de saída deve possuir baixa impedância de saída, para que a maior parte da tensão fique na carga e não nos transistores. Outro cuidado bastante importante é o de manter todos os transistores na região ativa, sem um transistor comprometer o outro.

Sedra cap 6Boylestad 12

. . .AMP DIF AMP

NÍVEL DC=0V

Rin = alta Rout= baixa

PUSHPULL

Além disso, para que se mantenha o máximo de tensão nos estágios, o estágio de entrada deve possuir alta impedância.

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AMPLIFICADOR MULTIESTÁGIOS


Um simples estágio amplificador, normalmente não é suficiente nas aplicações em aparelhos receptores, transmissores e outros equipamentos eletrônicos. Um ganho mais elevado é obtido pelo acoplamento de vários estágios amplificadores.

http://aviacaomarte.com.br/wp-content/uploads/2015/04/08-Amplificadores-transistorizados.pdf

Para que haja a máxima transferência de sinal, o estágio de entrada deve ter a impedância equilibrada com a da fonte de sinal (microfone, antena); e o estágio final deve ter a impedância equilibrada com a da carga( fone, alto-falante, linha de transmissão).Da mesma forma, a impedância de saída de um estágio deve estar “casada” com a

impedância de entrada do estágio seguinte.

CIRCUITO DE POLARIZAÇÃO

1º ESTÁGIO: elevada impedância

de entrada

2º ESTÁGIO:

mudança de nível (amplificação)

3º ESTÁGIO:

baixa impedância de saída

ACOPLAMENTO ELETRÔNICO


Créditos:1) http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/almanaque-tecnologico/190-a/7608-acoplamento-330-alm4032) http://www.eng.uokufa.edu.iq/staff/alikassim/lectures/CH-4.pdf

Para que haja uma correta transferência do sinal de um para outro circuito é preciso que as características de saída de um se casem com as características de entrada da outra. Isso significa que deve haver um casamento de impedâncias entre os dois circuitos.

As maneiras como isso pode ser feita, quando tratamos de sinais eletrônicos (baixa ou alta frequência) pode variar, existindo para essa finalidade os seguintes acoplamentos:

a) Diretob) Darlingtonc) RCd) Transformadore) Ótico

Acoplar um circuito a outro é fazer sua ligação de tal modo que o sinal possa passar de um para o outro.

Rf=0 e R1=

R1=

Rf= 0 SEGUIDOR DE TENSÃOVin=Vout

inout

in

f

Vv

VR

R

1

1

http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/almanaque-tecnologico/190-a/7608-acoplamento-330-alm403

http://www.eng.uokufa.edu.iq/staff/alikassim/lectures/CH-4.pdf

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TIPOS DE ACOPLAMENTO ELETRÔNICOS


Esta célula é estável para mudanças de temperatura, devido ao arranjo NPN e PNP cujos efeitos são opostos.

a) Direto

Utiliza a conexão de transistores complementares, em que a saída primeiro estágio atua como entrada do segundo transistor.



b) Darlington

Nesse acoplamento o sinal aplicado à base do primeiro transistor é retirado de seu emissor e aplicado à base do segundo transistor.Os dois coletores são interligados. Na configuração Darlington, os ganhos dos transistores ficam multiplicados.Por exemplo, se um transistor tem ganho 50 e o outro 100, temos um ganho total de 50 x 100 = 5 000. Nesta configuração pode-se amplificar também correntes contínuas.

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Este circuito é empregado em circuitos amplificadores de áudio e RF. Nele, o resistor polariza o primeiro transistor e o capacitor deixa passar para a etapa seguinte apenas os sinais a serem amplificados, bloqueando a corrente contínua de polarização.

Ganho diminui em baixas frequências devido ao aumento das reatâncias capacitivas (CC, CS, CE).

Nas altas frequências, a queda no ganho é devido as capacitâncias parasitárias.

CC= coletor comum CS= source comum CE= emissor comum

c) RC



d) TransformadorOs sinais passam de um enrolamento para outro através de indução, enquanto que a polarização dos elementos ativos das etapas (transistores, etc.) é feita pelos enrolamentos. Este tipo de acoplamento garante um total isolamento entre as etapas.

Ganho diminui em baixas frequências devido a reatância indutiva (XL = 2πfL), levando a um “curto” da entrada.Em altas frequências, a capacitância parasitária entre as espiras do transformador leva

a uma redução do ganho.

A desvantagem está no custo do transformador que é um componente volumoso e caro.

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e) Ótico

Um tipo de acoplamento que está se tornando bastante útil, quando se deseja um

isolamento perfeito entre as etapas de um circuito é o que faz uso de acopladores

ópticos.

Esses acopladores são formados por um diodo emissor infravermelho (LED) e um

foto-sensor,

POLARIZAÇÃO DC ATRAVÉS FONTES DE CORRENTE


Uma fonte de corrente é um circuito que gera uma corrente constante obtida a partir de uma fonte de tensão.

Os circuitos alimentados por fonte de corrente apresentam algumas vantagens especialmente na implementação integrada.

Não existem fontes de corrente ideais, existem circuitos cujo comportamento se aproxima destas com mais ou menos fidelidade.

Resistência infinita.

Corrente definida em um ramo, qualquer que seja a diferença de potencial entre os dois nós.

Tipos:a)Fontes de corrente constantes

b) Fontes de corrente dependentes:1. Controladas por tensão (VCCS = voltage controlled current source )2. Controladas por corrente (CCCS = current controlled current source )

São construídas com dispositivos cujo funcionamento em uma dada região mais se aproxima de uma fonte ideal.

Sedra, seção 6.4

Ri=

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FONTE DE CORRENTE (FC) A JFET (transistor de efeito de campo) Boylestad p.389


FC CONSTANTE A TJB (Boylestad p.389/390)


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ESPELHO DE CORRENTE (Boylestad p.390)


Apropriado para a fabricação de CI’s uma vez que requer que os transistores tenham as mesmos Vbe’s e β’s.

IB1 IB2

EE

B

III

1 1

BEBBE

BCBCE

IIIII

IImasIII

21 BBEX IIII Como Q1=Q2

E

EX

III

2

22

EEEX

IIII

Mas β+2 β

EE

X II

I

ESPELHO DE CORRENTE (Boylestad p.390)


A corrente constante fornecida no coletor de Q2 reflete a corrente de Q1 uma vez que:

A corrente “Ix” é refletida em Q2.

Então:

x

BECCX

R

VVI

II X

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ESPELHO DE CORRENTE – outros arranjos (Boylestad p.392)


De Wilson: Impedância de saída mais alta que no circuito anterior.

CIRCUITOS GUIAS DE CORRENTE


A corrente de polarização para um circuito integrado é gerada em um local e reproduzida em outros locais a fim de polarizar os vários estágios amplificadores do CI.

Sedra, seção 6.4, p. 476

IrefI4

I3

I2

I1

Considerando todos os TJB’s idênticos e com β elevado, o que implica em correntes desprezíveis na base:

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CONFIGURAÇÕES COMPOSTAS: TJB, FET, MOS


a)Cascata b)Cascode c)Darlington d)Par realimentado e)Espelho de corrente f) Par diferencial

a) CASCATA: é uma série de acoplamentos de estágios em que a saída de um estágio representa a entrada do estágio seguinte. O ganho total é o produto dos ganhos dos estágios precedentes.

b) CASCODE: possui um transistor acima do outro. Esta configuração provê uma elevada impedância de entrada com baixo ganho de tensão.

CONFIGURAÇÕES COMPOSTAS: TJB, FET, MOS


a)Cascata b)Cascode c)Par realimentado d) Darlington e)Espelho de corrente f) Par diferencial

a) CASCATA: é uma série de acoplamentos de estágios em que a saída de um estágio representa a entrada do estágio seguinte. O ganho total é o produto dos ganhos dos estágios precedentes.

b) CASCODE: possui um transistor acima do outro. Esta configuração provê uma elevada impedância de entrada com baixo ganho de tensão.

c) PAR REALIMENTADO: emprega um TJB PNP para excitar um NPN. Atuam como um PNP em que o ganho é o produto dos ganhos individuais.

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CONEXÃO CASCATA TJB com acoplamento RC


CONEXÃO CASCATA FET com acoplamento RC


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CONEXÃO CASCODE


EXERCÍCIO


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EXERCÍCIO


EXERCÍCIO


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EXERCÍCIO


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