Relatório de Eletrônica 2

UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO

CENTRO DE TECNOLOGIA E GEOCIÊNCIAS

DEPARTAMENTO DE ELETRÔNICA E SISTEMAS

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LABORATÓRIO I – POLARIZAÇÃO E ANÁLISE EM PEQUENOS SINAIS

Docente responsável:

Raul Almeida

Aluno:

Rerison Sousa Leuthier

Recife, 17 de Abril de 2015.

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Resumo

Neste relatório constam os resultados simulados, teóricos e práticos e a implementação em laboratório do circuito proposto, explorando a configuração Darlington. Seguidos da apresentação de teoria, são mostrados os esboços de circuito utilizados em simulação, além de resultados teóricos , e os resultados obtidos por ocasião da prática.

1. Objetivo

Nesta prática temos que estudar a polarização no circuito Darlington de modo que o mesmo opere na Região Ativa, e avaliar o  ganho, impedância de entrada e impedância de saída em pequenos sinais. Também são exploradas na prática a limitação do modelo de pequenos sinais e a resposta em baixa frequência.

1. Teoria

2.1 Diagrama do circuito

A Figura 1 ilustra o circuito a ser explorado. Os valores dos componentes (resistores e capacitores – valores comerciais) a serem utilizados encontram-se explicitados depois da figura. Neste circuito pôde-se obter uma polarização boa e também uma excursão boa do sinal de saída, a partir dos referidos valores adotados.

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Figura 1: Circuito a ser construído.

Resistências: R1 = 20kΩ, R2 = 10kΩ, RC = 3.3kΩ, RE = 1.8kΩ / Capacitâncias: Cb = CE = 100µF;

Abaixo explicaremos como foram obtidos os valores acima e permitir ao leitor checar que os valores simulados e práticos estão de acordo com os teóricos (calculados), temos:

ANÁLISE DC: perceba que a fonte de sinal Vi conectada ao capacitor Cb foi curto-Circuitada. Os capacitores externos Cb e CE foram também curto-circuitados.

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Figura 2: circuito proposto com capacitores e fonte de tensão independente abertos na análise DC.

Abaixo, seguem valores encontrados na polarização do circuito. Foi utilizada a regra prática de (1/3) de Vcc esboçada no livro e o arranjo clássico de polarização - com divisor resistivo de tensão na base de Q2 e fonte de alimentação simples - (ver páginas 437 e 438 do Sedra, cap. 5, 5°ed, em inglês).

Pela regra de 1/3 de Vcc verificamos uma queda de tensão de 1/3 de Vcc em RC, o que nos leva a Vc = 6.66V, para uma corrente de coletor Ic = 1mA.

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Com mais 1/3 de Vcc de queda deve-se ter 3.33V na entrada do transistor Q2. Havendo duas quedas de cerca de 0.7V da base para o emissor de cada um dos transistores associados, tem-se um total de 1,4V de queda e assim, Ve = 1,93V.

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Com um valor de β = 100 (o valor adotado está de acordo com as especificações dos transistores), teremos um α de aproximadamente / +1) = 0.99.[pic 9][pic 10]

Neste circuito, a corrente de base deve ser bem pequena e sabendo que , teremos RE de cerca de 1.93kΩ.[pic 11]

Na atividade em laboratório foi utilizado o valor 1.8k, por não encontrar o resistor obtido foi utilizado 2 resistores de 3.3kΩ em paralelo em série com 1 resistor de 220Ω.

Abaixo alguns valores inerentes à prática:

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Os transistores que formam a configuração Darlington possuem o mesmo β, pois são iguais.

ANÁLISE AC: feita usando o modelo π-híbrido com os coletores dos dois TBJ’s conectados.

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Figura 3: circuito proposto com capacitores curto-circuitados na análise AC.

Considerando Ic1 e Ic2 aproximadamente igual a Ie1 e Ie2, pelo Circuito da figura 1, percebe-se que a impedância de saida Rout = RC = 3,3 kΩ e a impedância de entrada é dado por:

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Logo: [pic 22]

Rout = 3,7[pic 23]

        Para calcular o ganho, calcula-se:

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        Sabendo que:

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        Usando (2) e (3) em (1) é obtido:

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 -48.1152 V/V[pic 28]

        2.2 Resultados obtidos

           2.2.1 Simulação

Os diagramas de circuito simulados via software Proteus encontram-se na Figura 4 e na Figura 5 a seguir:

Figura 4: Com  Capacitor CE

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Figura 5:  Sem Capacitor CE[pic 30].

Na Figura 6 é possível examinar os resultados obtidos na simulação (utilizando o Proteus). O sinal de cor AMARELO é o sinal de entrada e o sinal de cor AZUL é o sinal de saída.