cap. 1 amplificadores diferenciais e de mÚltiplos estÁgios

65
TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES 1 CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

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CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS. Analisar a operação do amplificador diferencial Entender o significado de tensão de modo diferencial e de modo comum Determinar as características de pequenos sinais do amplificador diferencial - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES1

CAP. 1AMPLIFICADORES

DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

Page 2: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES2

OBJETIVOS• Analisar a operação do amplificador diferencial

• Entender o significado de tensão de modo diferencial e de modo comum

• Determinar as características de pequenos sinais do amplificador diferencial

• Analisar e projetar amplificadores diferenciais com cargas ativas

• Analisar e projetar amplificadores com múltiplos estágios

Page 3: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES3

INTRODUÇÃO

DIAGRAMA EM BLOCOS

CIRCUITO DE POLARIZAÇÃO

1O ESTÁGIO

(DIFERENCIAL)2O ESTÁGIO

ESTÁGIO DE SAÍDA

VI VO

Page 4: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES4

1.1 CIRCUITOS DE POLARIZAÇÃO

ESPELHO DE CORRENTE MOS

M1 sempre saturado

2

12

1SBPnREF VV

L

WkI

M2 saturado tGSO VVV

2

22

1SBPnO VV

L

WkI

1

2

LW

LW

I

I

REF

O

Page 5: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES5

Efeito de VO sobre IO

2

212

1 2

2 A

DSSBPnO V

VVV

L

WkI

2

11

2

A

GSO

REF

O

V

VV

LW

LW

I

I

O

Ao

O

OO I

Vr

I

VR 2

2

Page 6: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES6

Circuito guia de corrente CMOS

Page 7: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES7

Q2Q1

-VEE

IE1 IE2

IB1 IB2

IC1 IC2=IO

IREFVO

ESPELHO DE CORRENTE COM TBJ

IC1 VCB=0

VBE1QVBE1

IREF IC1

Q1 Q2

Q2 na região ativa

Efeito Early desprezível

IC1 = IC2=IC

IB1 = IB2=IB

21

1

REF

O

I

IPara >>11

REF

O

I

I

Page 8: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES8

Considerando o efeito Early

iC

vCE-VA

1/r0

VCEsat

A

CEVv

SC V

VeII T

BE

1

Q2Q1

-VEE

IE1 IE2

IB1 IB2

IC1 IC2=IO

IREFVO

A

BE

A

EEO

REF

O

VV

1

VVV

1

211

II

A

BEEEO

REF

O

V

VVV1

21

1

I

I

Page 9: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES9

Uma fonte de corrente simples

R

VBE

+

-

IREF

Q1 Q2

IO

VO

R

VV

V

VVI BECC

A

BEOO

1

21

1

R

VVI BECCREF

VCC

OAo IVr IO

Modelo equivalente CC, válido para Q2 na região ativa

Page 10: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES10

Circuitos guias de corrente

R

VVVVI BEEBEECCREF

21

Considerando todos os transistores idênticos e muito alto:

REF

REF

REF

II

II

III

3

2

4

3

21

Page 11: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES11

1.2 AMPLIFICADOR CASCODE

AMPLIFICADOR CASCODE MOS

Modelo de pequenos sinais

Page 12: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES12

Modelo de pequenos sinais para determinação de Ro

Page 13: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES13

AMPLIFICADOR CASCODE TBJ

Ex.: Determinar a resistência de saída

Page 14: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES14

AMPLIFICADOR “FOLDED” CASCODE

Page 15: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES15

1.3 CONFIGURAÇÃO DARLINGTON

Mostre que D = 1 2

Page 16: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES16

Seguidor de tensão usando a Configuração Darlington

Fonte I para garantir 1 elevado

Page 17: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES17

1.4 CONFIGURAÇÃO CC-BC e DC-GC

Análise

Coletor comum – base comum

Page 18: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES18

Dreno comum – porta comum

Análise

Page 19: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES19

Espelho cascode MOS

1.5 Circuitos Melhorados de Espelhos de Corrente

Page 20: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES20

Espelho de corrente com compensação da corrente de base

EREF II

21

2

1

Eo II1

221

1

REF

O

I

I

221

1

REF

O

I

I

Page 21: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES21

Espelho de corrente de Wilson

Q2 Q1

IREF

Q3

IO

221

12

REF

O

I

I

221

1

REF

O

I

I

A vantagem deste espelho de corrente é sua maior resistência de saída RO

2o

O

rR

Problema: erro devido ao efeito Early

BECE

BECE

VV

VV

22

1

Page 22: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES22

Espelho de corrente de Wilson melhorado

Q1Q2

Q3Q4

IOIREF

VBE

VBEVBE

+ +

+

- -

-

BECECE VVV 21

Page 23: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES23

Fonte de corrente de Widlar

OEBE2BE1 IRVV

S

O2

S

REFT1

I

Iln

I

Iln

TBE

BE

VV

VV

O

REFTO I

IVIR ln2

Page 24: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES24

Exemplo:VCC=10V;IO=10A

a) Fonte de corrente simplesAssumindo VBE=0.6V

b)Fonte de corrente de WidlarEscolhendo IREF=1mA

11.5KΩ10

10ln

A1025mV

R

9.3KΩ1

0.710R

3

2

1

Q1 Q2

VBE2+-

VBE1-

+R2

R1I1 IO

VCC

Q1 Q2

R

VBE

+

-

IREF

Q1 Q2

IO

VO

k940μ10

6010R

A

.

Page 25: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES25

rv

gmv

r

o

RE

+

-- vx

Resistência de saída da fonte de corrente de Widlar

oEmEO

E

oE

m

x

xO

Emmx

oE

mx

rRgRR

R

rR

g

i

vR

vR

gvgi

rvR

gvv

1

1

1

1

1

oEmO rRgR )1(

Page 26: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES26

1.6 PAR DIFERENCIAL

CONSIDERAÇÕES

•Fonte de corrente ideal

•Transistores e resistores casados

•Transistores na região ativa

•Resistência de saída do TBJ infinita

Page 27: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES27

TENSÃO DE MODO COMUM

Page 28: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES28

OPERAÇÃO COM GRANDES SINAIS

Page 29: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES29

vE

Análise de grandes sinais TEB VvvSE e

Ii 1

1 TEB VvvS

E eI

i 22

T

B

T

B

T

E

V

v

V

v

V

v

SEE eee

IiiI

21

21

TBB

TBB

VvvE

VvvE

eI

ieI

i

21

12

1

1

2

1

Page 30: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES30

CARACTERÍSTICA DE TRANSFERÊNCIA

1

Page 31: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES31

1.6.2 PAR DIFERENCIAL COM TRANSISTOR MOS

Q1 Q2

Q1 e Q2 saturadosFonte de corrente idealVA

)1(2121 idGSGSGG vvvvv

)2(2

1 2)2(1)2(1 tGSnD Vv

L

Wki

)3(21 Iii DD

Page 32: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES32

Combinando as equações 1, 2 e 3 e considerando que no ponto quiescente

2

)2(1

21

22

tGS

idid

tGSD VV

vv

VV

IIi

GSGSGSDD VvvI

ii 2121 2

tem-se

Page 33: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES33

Característica de transferência normalizada do par diferencial MOS

Page 34: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES34

1.6.3 OPERAÇÃO COM PEQUENOS SINAIS

Page 35: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES35

Page 36: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES36

SEPARAÇÃO DO AMPLIFICADOR DIFERENCIAL EM DUAS METADES

Page 37: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES37

2

vid

RC

iR=0

RC

r1v

+

- 1mvg

r+

2v-

R

vO1

+

- vO2

+-

2mvg 2

vid

CIRCUITO EQUIVALENTE DE PEQUENOS SINAIS

22 21od

ood

o

vv

vv

21 oood vvv

Page 38: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES38

RC2

vod+

-1mvg

1v

+

-

r2

vid

Cmid

odd Rg

V

VA

TT

Cm V

I

V

Ig

2

Análise de pequenos sinais

Ganho de modo diferencial

Obs.: Se a saída tomada for simples o ganho diferencial será:

Cmid

od Rg

V

VA

2

11

Page 39: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES39

icm

ocmcm V

VA Ganho de modo comum

vc1=vc2=vocm

vicmvicm

RCRC

Q1 Q2

R

-VEE

VCC

I

VCC

RC RC

-VEE -VEE

2R 2R

vc1vc2

I/2 I/2

Page 40: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES40

Meio circuito equivalente AC para análise de modo-comum

R

R

Rg

RgA

v

vA

C

m

Cmcm

icm

ocmcm

21121

r v

gmv

RC

2R

+

--

+

-

vocmvicm

Page 41: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES41

CMRR: razão de rejeição de modo comum

cm

ddB

mo

mcm

d

A

ACMRR

RgRgA

ACMRR

log20

1121

2

1

Os sinais de entrada contêm usualmente uma componente de modo diferencial e uma de modo comum

icmcmiddo

icm

id

vAvAv

vvv

vvv

221

21

Page 42: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES42

Resistência de entrada de modo diferencial

ri

vR

icmvb

idid 2

0

Resistência de entrada de modo comum

122

1

20

Rri

vR

idvb

icmicm

As correntes de pequenos sinais que fluem quando tensões diferenciais e de modo comum são aplicadas são

icm

icm

id

idb

icm

icm

id

idb

R

v

R

vi

R

v

R

vi

2

1

Page 43: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES43

Ricm

Rid

Ricm

1 21 2

Ricm/2 R(O+1)

~ Rid/2 ~ Rid/2= r

Circuito equivalente de pequenos sinais para entrada de um amplificador diferencial diferencial

Modelo Modelo T

Page 44: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES44

RCRC

Q1 Q2

+VCC

+ vo -

vs

RS

RE RE

R I

Exemplo

VCC = 15 VRC = 10 kRE = 150 R = 200kI = 1 mA

Page 45: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES45

+VDD

vo1 vo2

+ -vod

RD

Q1 Q 2

-VSS

I

v2v1

RD

1.6.4 OPERAÇÃO COM PEQUENOS SINAIS DO AMP. DIF. MOS

Page 46: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES46

Operação em pequenos sinais do amp. dif. MOS

2

)2(1

21

22

tGS

idid

tGSD VV

vv

VV

IIi

tGSid VVv

2

22)2(1id

tGSD

v

VV

IIi

2id

md

vgi

Page 47: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES47

Ganho de modo diferencial

Dmid

odd Rg

v

vA

vid

2

RD

Vod/2

Q1

Considerando saída simples: Dmid

odd Rg

v

vA

2

1

Vod/2

+

-gmvid/2 RD

Vid/2+

-

Page 48: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES48

Ganho de modo comum (considerando saída simples)

vic

RD

2 R

R

RA Dcm 2

Vocm

+

-

gmvgs RDVicm

2R

+

-

Page 49: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES49

CMRR (considerando saída simples)

RgCMRR m

Resistência de entrada de modo diferencial

idR

Resistência de entrada de modo comum

icmR

Page 50: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES50

1.6.5 CARACTERÍSTICAS NÃO IDEAIS DO AMPLIFICADOR DIFERENCIAL

Tensão de offset (VOS)

-VEE

VOS

+

-

RC2RC1

Q2Q1

VCC

0V

-VEE

RC1 RC2VOD +-

Q1 Q2

VCC

I I

VOS é a tensão que deve ser aplicada à entrada de modo que a tensão na saída seja igual a zero

d

ODOS A

VV

Page 51: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES51

VOS é devida ao descasamento nos resistores e nos transistores

2

2

2

1

CCC

CCC

RRR

RRR

ANÁLISE

1) Descasamento nos resistores e transistores casados

22

22

2

1

CCCCC

CCCCC

RR

IVV

RR

IVV

CCCOD RI

VVV 212

Cm

C

d

ODOS Rg

RI

A

VV

2

C

CTOS R

RVV

Page 52: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES52

2) Descasamento nos transistores e resistores casados

2

2

2

1

SSS

SSS

III

III

S

SE

S

SE

I

III

I

III

21

2

21

2

2

1

CS

SOD R

I

IIV

2

S

STOS I

IVV

22

22

S

S

C

CTOS

S

ST

C

CTOS

I

I

R

RVV

I

IV

R

RVV

Page 53: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES53

Correntes de polarização de offset de entrada

1

221

I

II BB Perfeitamente simétrico

21 BBOS III

22 21

Corrente de offset

Descasamento em

21

1

1

22

1

1

2

21

1

1

22

1

1

2

2

1

III

III

B

B

12

IIOS

Page 54: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES54

Correntes de polarização IB

BOS

BBB

II

IIII

12221

Exercício: Para um amplificador diferencial com TBJ utilizando

transistores com =100, com casamento máximo de 10%, e

casamento de áreas de 10% ou melhor, e resistores de coletor

com casamento de 2% ou melhor, encontre os valores de VOS, IB e

IOS. A corrente de polarização CC é de 100 mA.

Page 55: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES55

Tensão de offset

+VDD

vo1vo2

+ -vod

RD2

Q1 Q2

-VSS

I

RD1

Descasamento em RD, W/L e Vt

2

2

2

1

DDD

DDD

RRR

RRR

1. Descasamento em RD

DOD RI

V 2

Dividindo pelo ganho gmRD

D

DtGSOS R

RVVV

2

Page 56: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES56

2. Descasamento em W/L

2

2

2

1

LW

L

W

L

W

LW

L

W

L

W

LW

LWII

LW

LWII

D

D

21

2

21

2

1

1

LW

LWVVV tGSOS

2

3. Descasamento em Vt

2

2

2

1

ttt

ttt

VVV

VVV

tGS

ttGSnD

tGS

ttGSnD

VV

VVV

L

WkI

VV

VVV

L

WkI

12

1

12

1

22

21

tGS

t

VV

VII

2

tOS VV

Page 57: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES57

Exemplo 6.3 – Sedra Smith (p. 484)

Page 58: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES58

1.7 O AMPLIFICADOR DIFERENCIAL COM CARGA ATIVA

Q1 Q2 e Q3 Q4

Vo é tal que Q2 e Q4

operam na região ativa

IB desprezível

2vID

2vIDI

-VEE

Q1

Q4

Q2

Q3

VCC

+

- VOiC2iC1

iOiC3

iC4

22

22

2

1

idmC

idmC

vg

Ii

vg

Ii

idmCCO

CCC

vgiii

iii

24

431

mid

om g

v

iG Transcondutância em curto-circuito

Page 59: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES59

Ganho de tensão em circuito aberto

Modelo para pequenos sinais

+

-

Vid

Gm vid

RO vO

+

-

Ri

omid

o RGv

v

42 ooo rrR

Tm

pAno V

Ig

I

Vr

2

2)(

)4(2

ApAnT

vo

VVV

A11

1

Page 60: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES60

Amplificador diferencial CMOS com carga ativa

VSS

VG1

I

M4

M1 M2VG2

iD1 iD2

+ +- -

M3

iO

VDD+

- Gmvd

vO

RO

vid

mid

om g

v

iG

omid

ov RG

v

vA

42 ooo rrR

Page 61: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES61

Amplificador diferencial cascode

r3 v3 gm3v3ro3

ro1

+

-vx

ix

33 oo rR

3333 11 omoo rrgrR

Page 62: CAP. 1 AMPLIFICADORES DIFERENCIAIS E DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES62

Amplificador diferencial cascode com carga ativa espelho de Wilson

Exercício:

Para o amplificador da figura determine Ri, Gm, Ro e o ganho de tensão em circuito aberto.

Dados: I = 0,2 mA = 200VA= 100 V

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TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES63

1.8 AMPLIFICADOR OPERACIONAL BIPOLAR

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TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES64

Exemplo 6.3 – Sedra Smith (p. 484)

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TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES65

1.9 AMPLIFICADOR OPERACIONAL CMOS