te 054 circuitos eletrÔnicos lineares 1 cap. 2 resposta em freqÜÊncia

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TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES 1 CAP. 2 RESPOSTA EM FREQÜÊNCIA

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Page 1: TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES 1 CAP. 2 RESPOSTA EM FREQÜÊNCIA

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES1

CAP. 2

RESPOSTA EM FREQÜÊNCIA

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TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES2

MODELOS PARA ALTA FREQÜÊNCIA DE TRANSISTORES

Transistor Bipolar

gmvro

r v

+

-

rx

C

C

C

E

B

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TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES3

Freqüência de corte intrínseca

gmvro

r v

+

-

rx

C

C C

E

B

E

ib

ic

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TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES4

Transistor MOS

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TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES5

Transistor MOS – Circuito equivalente simplificado

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TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES6

Freqüência de corte intrínseca

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TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES7

2.1 PÓLOS, ZEROS E CURVAS DE BODE

Função de transferência

01

1

01

1)(bsbsb

asasasT

nn

nn

mm

mm

Coeficientes a, b são reaism nRaízes do denominador têm a parte real negativa (circuito estável)

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TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES8

Pólos e zeros

n

mm PsPsPs

ZsZsZsasT

21

21)(

Zi são os zeros de T(s)

Pi são os pólos de T(s)

Pólos e zeros reais as funções de transferência podem ser escritas como produto de funções de primeira ordem

0

01)(

s

asasT 0 é a localização do pólo

0 é a freqüência do pólo

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TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES9

Passa-baixas

0

0)(

s

asT

Ganho CC

Freqüência de –3dB

0

0

a

0

Passa-altas

0

1)(

s

sasT

Zero no infinito

Zero na origem

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TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES10

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TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES11

Exemplo 7.1 (Sedra)

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TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES12

Page 13: TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES 1 CAP. 2 RESPOSTA EM FREQÜÊNCIA

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES13

Exemplo 7.2 (Sedra)

Page 14: TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES 1 CAP. 2 RESPOSTA EM FREQÜÊNCIA

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES14

7.2 Função de Transferência do Amplificador

(log scale)

AM

L

H

F (j)HLF (j)

Mid-band Region

dBA

LHBW

HM

HLH

APGB

seBW

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TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES15

Função ganho A(s)

)()()( sFsFAsA HLM

FL (s) e FH (s) consideram a variação do ganho com a freqüência para as baixas e altas freqüências respectivamente.

)()(

)()(

sFAsA

sFAsA

HMH

LML

Ganho em baixas freqüências

Ganho em altas freqüências

Page 16: TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES 1 CAP. 2 RESPOSTA EM FREQÜÊNCIA

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES16

Resposta em baixas freqüências

nulosounegativospositivos

positivos

sss

ssssF

Zi

Pi

PnPP

ZnZZL

L

L

,

)(21

21

Pólo dominante

1

1

)(

PL

PL s

ssF

Se não houver pólo dominante

22

21

22

21 ZZPPL

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TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES17

Exemplo 7.3 (Sedra))25)(100(

)10()(

ss

sssFL

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TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES18

Resposta em altas freqüências

initosounegativospositivos

positivos

sss

ssssF

Zi

Pi

PnPP

ZnZZH

L

L

inf,

111

111)(

11

21

Pólo dominante

1

1/1

1)(

PH

PH s

sF

Se não houver pólo dominante

22

21

22

21 /2/2/1/1

1

ZZPP

H

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TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES19

Exemplo 7.4 (Sedra)

)/s)(/s(

/s)s(FL 44

5

1041101

101

Page 20: TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES 1 CAP. 2 RESPOSTA EM FREQÜÊNCIA

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES20

Método das constantes de tempo em circuito aberto para determinar H

H

H

H

H

nn

nn

H sbsbsb

sasasasF

2

21

221

1

1)(

HPnPP

b111

211

Mostra-se que:

Hn

iioi RCb

11

Ci são as capacitâncias do circuito equivalente e

Rio são as resistências vistas por cada capacitância com todas as outras em circuito aberto

Page 21: TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES 1 CAP. 2 RESPOSTA EM FREQÜÊNCIA

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES21

Pólo dominante

11

1

P

b

Hn

iioi

H

RC1

1e

O método apresenta bons resultados mesmo se não há um pólo dominante. Porém todos os pólos devem ser reais

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TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES22

Método das constantes de tempo em curto circuito para determinar L

11

11)(

LL

LL

nn

nn

L ses

sdssF

LPnPPe 211

Mostra-se que:

Ln

i isi RCe

11

1

Ci são as capacitâncias do circuito equivalente e

Ris são as resistências vistas por cada capacitância com todas as outras em curto circuito

Pólo dominante

11 Pe

Hn

i isiH RC1

1então

Page 23: TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES 1 CAP. 2 RESPOSTA EM FREQÜÊNCIA

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES23

2.3 Resposta em Baixas Freqüências dos Amplificadores Fonte Comum e Emissor Comum

Amplificador fonte comum

Page 24: TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES 1 CAP. 2 RESPOSTA EM FREQÜÊNCIA

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES24

Circuito equivalente de pequenos sinais

Page 25: TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES 1 CAP. 2 RESPOSTA EM FREQÜÊNCIA

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES25

Page 26: TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES 1 CAP. 2 RESPOSTA EM FREQÜÊNCIA

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES26

Amplificador emissor comum

Page 27: TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES 1 CAP. 2 RESPOSTA EM FREQÜÊNCIA

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES27

Circuito equivalente de pequenos sinais

Page 28: TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES 1 CAP. 2 RESPOSTA EM FREQÜÊNCIA

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES28

2.4 Resposta em Altas Freqüências dos Amplificadores Fonte Comum e Emissor Comum

Amplificador fonte comum Modelo de pequenos sinais

Page 29: TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES 1 CAP. 2 RESPOSTA EM FREQÜÊNCIA

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES29

Teorema de Miller

1 2

+ +

- -

V1 V2=K V1

Y I2I1

- -

Y1 Y2

+

V1V2=K V1

+

I1 I2

KYY

IVY

11

111

KYY

IVY

112

222

KYVVVYI 11211

Nó 1

KYVVVYI 112122

Nó 2

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TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES30

(1+gmR´L)

Aplicação do Teorema de Miller sobre Cgd

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TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES31

Circuito para determinação direta da função de transferência

Page 32: TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES 1 CAP. 2 RESPOSTA EM FREQÜÊNCIA

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES32

Amplificador emissor comum Modelo de pequenos sinais

Page 33: TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES 1 CAP. 2 RESPOSTA EM FREQÜÊNCIA

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES33

2.5 Resposta em Freqüência dos Amplificadores Base Comum, Porta Comum e Cascode

Amplificador base comum

Page 34: TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES 1 CAP. 2 RESPOSTA EM FREQÜÊNCIA

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES34

Modelo de pequenos sinais

Redesenhando

Page 35: TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES 1 CAP. 2 RESPOSTA EM FREQÜÊNCIA

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES35

Configuração Cascode

Page 36: TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES 1 CAP. 2 RESPOSTA EM FREQÜÊNCIA

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES36

Modelo de pequenos sinais

Page 37: TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES 1 CAP. 2 RESPOSTA EM FREQÜÊNCIA

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES37

2.6 Resposta Freqüência do Seguidor de Emissor e do Seguidor de Fonte

Seguidor de emissor Modelo de pequenos sinais

Page 38: TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES 1 CAP. 2 RESPOSTA EM FREQÜÊNCIA

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES38

Page 39: TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES 1 CAP. 2 RESPOSTA EM FREQÜÊNCIA

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES39

2.7 Cascata Coletor Comum Emissor Comum

Page 40: TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES 1 CAP. 2 RESPOSTA EM FREQÜÊNCIA

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES40

Modelo de pequenos sinais

Page 41: TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES 1 CAP. 2 RESPOSTA EM FREQÜÊNCIA

TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES41

7.8 Resposta Freqüência do Amplificador Diferencial

Ganho diferencial Meio circuito diferencial

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TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES42

Modelo de pequenos sinaisEfeito de RE

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TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES43

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TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES44

Variação da CMRR com a freqüência

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TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES45