O AMPLIFICADOR EMISSOR COMUM

UNIVERSIDADE DO VALE DO RIO DOS SINOS - UNISINOS UNIDADE ACADÊMICA DE GRADUAÇÃO

CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA

ELETRÔNICA II

AMPLIFICADOR EMISSOR COMUM

São Leopoldo, abril de 2018.

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1 INTRODUÇÃO

Esta experiência prática tem como objetivo a elaboração de um circuito amplificador emissor comum não-linearizado e linearizado, além de conhecer algumas características e limitações deste amplificador.

O conteúdo deste trabalho será composto por testes de laboratório junto com as medições pertinentes e comparação com valores calculados.

Os circuitos dados foram montados em protoboard e posteriormente analisamos os mesmos conforme procedimentos.

2 DESENVOLVIMENTO

2.1 Circuitos Amplificadores

2.1.1 Transistores

O transistor é um elemento controlado por corrente que possui um ganho intrínseco sendo um componente amplificador desde de sua concepção. Um dos elementos mais importantes e inovadores do século 20 que permitiu o avanço da tecnologia e da era da informática. Desde a amplificação de pequenos sinais para usos específicos até imensos amplificadores musicais, o transistor tem sido a base fundadora da eletrônica moderna.[pic 1]

Do funcionamento do transistor visto no semestre passado sabemos que o transistor pode ter diversas formas de polarização, sendo a polarização por divisor de tensão mais estável por manter fixo ou com oscilação controlada, o ponto quiescente do transistor. A amplificação de pequenos sinais utiliza-se desse conceito para embasar a polarização do transistor para a amplificação de sinais CA, que é feita adicionando os chamados capacitores de acoplamento, que eliminam o nível DC do sinal mantendo a polarização “fixa” do transistor. A corrente CC na base do transistor, provida pelo divisor de tensão é somada com uma componente da corrente CA do sinal de entrada. A variação na corrente da base produz um corrente amplificada no coletor a medida que a corrente de coletor é proporcional ao ganho do transistor (β) e iB (t) = β iC(t).

2.1.2 Capacitor de Acoplamento

[pic 2]

A conexão de circuitos amplificadores formam estágios de amplificação e eles são conectados através de capacitores, que são chamados de capacitores de acoplamento. Eles são utilizados para interconectar os circuitos sem alterar o ponto de Q da polarização do circuito, evitando que ruídos e distorções apareçam devido à má polarização. O capacitor elimina os sinais CC, permitindo que somente o sinal CA passe, o que faz sentido tendo em vista o comportamento do capacitor: circuito aberto em CC; curto-circuito em CA.

Os capacitores de acoplamento são importantes para que uma boa amplificação seja obtida. Deve se considerar que sua reatância, Xc seja pelo menos 10 vezes menor que a impedância de entrada considerando a frequência mais baixa do sinal de entrada.

2.1.3 Capacitor de Bypass

[pic 3]

O capacitor de by-pass, também chamado de capacitor de desvio é utilizado para criar um efeito de aterramento para os sinais CA. Da mesma forma que o capacitor de acoplamento o capacitor de desvio atua como um circuito aberto para CC e curto-circuito para CA, mantendo a tensão CC da polarização do transistor e aterrando o sinal CA, uma vez que a reatância do capacitor (Xc) será muito menor que a impedância de saída do amplificador de modo que toda a tensão de saída Vo fique sobre a carga, por isso o efeito de aterramento.[pic 4]

O dimensionamento do capacitor de desvio é feito considerando a menor frequência do sinal de entrada e deve ser pelo menos 10 vezes menor que a impedância de saída.

2.2 Circuito Proposto

O circuito amplificador utilizado é um amplificador emissor comum não linearizado e linearizado. A fonte de alimentação para o circuito de polarização do transistor é de 12Vcc.Os circuitos foram montados em protoboard no laboratório. Utilizamos um gerador de sinais para fornecer o sinal de entrada e um divisor de tensão para reduzir a tensão de pico para 5mV. Utilizamos o osciloscópio para visualizar os sinais de entrada e saída do circuito bem como suas amplitudes e frequências.

3. AMPLIFICADOR EMISSOR COMUM NÃO-LINEARIZADO

Foi aplicado uma tensão contínua de 12 volts para o circuito de polarização, foi utilizado um transistor do tipo 2N3904 (NPN) a carga inicial RL de 47 kΩ. O capacitor de bypass é de 100 μF e os capacitores de acoplamento são de 2,2 μF. O sinal de entrada foi ajustado, por meio de um divisor de tensão, para obtermos uma tensão com amplitude de 5 mV com frequência de 1kHz.

[pic 5][pic 6]

3.1 Cálculos Tabela I

Com base no circuito da Figura 01, seguem os cálculos das condições de polarização do transistor:

1. Tensão Vb:

[pic 7]

1. Tensão Ve:

[pic 8]

1. Tensão Vce:

[pic 9]

[pic 10]

[pic 11]

[pic 12]

1. Corrente de coletor Ic:

• Como já calculamos:

[pic 13]

• Corrente Ic máx:

[pic 14]

3.2 Reta de Carga DC

A partir dos valores calculados de Vce, Ic , sabendo a corrente máxima de coletor, podemos construir o gráfico da reta de carga, como segue abaixo:

[pic 15][pic 16]

3.3 Medições Efetuadas Tabela I

Os resultados dos valores de tensão medidos estão na tabela 01 e suas amplitudes foram descritas no valor de pico.

Bypass emissor	RL	Vb	Vc	Ve	V(RL)
Conectado	47k Ω	5 mV	800 mV	0,5 mV	0,8 V
Conectado	4k7 Ω	5 mV	410 mV	0,8 mV	0,48 V
Conectado	470 Ω	5 mV	90 mV	0,8 mV	0,08 V
Desconectado	470 Ω	5 mV	3 mV	5 mV	2,5 mV