Amplificador Discreto de Alta Frequência

UNIVERSIDADE DO ESTADO DO AMAZONAS – UEA

ESCOLA SUPERIOR DE TECNOLOGIA – EST

Eletrônica Analógica III

Amplificador Discreto em Alta Frequência

MANAUS – AM

2019

BEATRIZ CORREIA SANTOS

JESSAMINE MARIA DE LIMA

NAVID PORTELA SALEHI

Eletrônica Analógica III

Amplificador Discreto em Alta Frequência

MANAUS – AM

2019

Sumário

1. Objetivos 4

2. Fundamentação Teórica 5

2.1. Polarização do Transistor 5

2.2. O Transistor BJT como Amplificador de Pequenos Sinais 6

2.3. Modelagem do Transistor BJT 6

2.4. Modelo AC do Circuito do Transistor BJT 6

2.5. Capacitores de Acoplamento e By-Pass 7

2.6. Modelo AC de Amplificação em Alta Frequência 7

3. Procedimento Experimental 8

3.1. Materiais Utilizados 8

3.2. Procedimento Experimental 8

4. Cálculos 9

5. Simulação 14

6. Resultados 18

Conclusão 19

 

Objetivos

Objetivo Geral

Projetar um Amplificador Discreto em Alta Frequência, na Configuração Emissor Comum, com fL = 50Hz, fH = 1Mhz e AV = 9.

Objetivos Específicos

Explanar os fundamentos da teoria dos componentes utilizados;

Extrair equações a respeito do funcionamento;

Calcular os valores dos componentes adequados para o circuito;

Projetar no software para comprovar o funcionamento;

Montar um circuito físico e utilizá-lo na prática.

 

Fundamentação Teórica

Polarização do Transistor

Figura 1. Configuração Emissor Comum.

A polarização do transistor é feita por divisor de tensão na base. Usando Thévenin para o circuito à esquerda do terminal da base pode ser determinado do seguinte modo:

RTh: a fonte de tensão é substituída por um curto-circuito equivalente, portanto:

R_Th= R_1∥ R_2

Aplicando a regra do divisor de tensão, temos:

E_Th=V_(R_2 )=(R_2∙V_CC)/(R_1+R_2 )

IBQ pode ser determinada primeiramente pela aplicação da Lei das Tensões de Kirchhoff no sentido horário, para a malha indicada:

E_Th-I_B⋅R_Th-V_BE-I_E⋅R_E=0

A substituição de IE = (β + 1) x IB e o cálculo de IB resultam em:

I_B=(E_Th-V_BE)/(R_Th+(β+1) R_E )

Uma vez que IB é conhecido, as quantidades restantes do circuito podem ser determinadas do mesmo modo que para a configuração de polarização do emissor. Isto é:

V_CE=V_CC-I_C (R_c+R_E )

O Transistor BJT como Amplificador de Pequenos Sinais

O amplificador de pequenos sinais refere-se à amplificação de pequenas amplitudes, limitado dentro dos parâmetros e curvas do transistor em análise. A base para a análise do transistor como amplificador de pequenos sinais é o uso de circuitos equivalentes (modelos) que representem o transistor do domínio AC senoidal. É de grande valia que amplificadores a transistor para pequenos sinais possam ser considerados lineares, permitindo o uso do teorema da superposição, e assim isolar a análise DC (polarização) da análise AC (amplificação).

Modelagem do Transistor BJT

Modelo de transistor: combinação de elementos de circuito que aproximam melhor o funcionamento real do transistor sob condições de operação específica.

Modelos de transistores mais adotados:

Modelo re do transistor (modelo de Ebers-Moll);

Modelo com parâmetros híbridos (h) do transistor;

Modelo exponencial (não-linear) em  ou T.

Modelo re derivado das condições do ponto de operação do transistor, sendo os parâmetros determinados para qualquer ponto de operação na região ativa da curva da saída do transistor.

Modelo híbrido: Modelo mais popular adotado pelos fabricantes para aplicações em alta frequência, sendo os parâmetros híbridos definidos para uma região particular de operação indicada nas folhas de dados.

Modelo AC do Circuito do Transistor BJT

Considerando o circuito abaixo para exemplificar a forma de obtenção dos modelos DC e AC do amplificador.

Figura 2. Circuito Amplificador EC.

Capacitores de Acoplamento e By-Pass

Capacitor de acoplamento: faz a passagem do sinal AC de um ponto a outro do circuito ou entre circuitos, sem perda significativa do sinal e sem a interferência do sinal DC. São projetados para apresentar uma reatância bem pequena na frequência de operação do circuito, com isso não promovendo atenuação apreciável do sinal. A reatância capacitiva XC precisa ser bem menor que a resistência equivalente em série.

Capacitor de desvio: semelhante ao capacitor de acoplamento,