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Eletrônica II Germano Maioli Penello gpenello@gmail. com http: //www. lee. eng. uerj. br/~germano/Eletronica II _ 2015 -1. html Aula 17 1

Amplificadores em cascata Em diversas situações, um amplificador de apenas um transistor não consegue satisfazer todos os requerimentos exigidos numa situação específica (resistência de entrada, resistência de saída e ganho). Para resolver este problema, amplificadores podem ser conectados em série para otimizar as características do amplificador como um todo. Exemplo calculado na aula 4 2

Amplificadores em cascata Calcule as características do seguinte amplificador b = 100 VBE = 0. 7 V 3

Amplificadores em cascata b = 100 VBE = 0. 7 V 1. Eliminar a fonte de sinal AC e determinar o ponto de operação DC 2. Calcular os parâmetros do modelo de sinais pequenos 3. Eliminar fontes DC (curto circuito em fontes de tensão e circuito aberto em fontes de corrente) 4. Substituir o BJT pelo modelo equivalente 5. Analisar o circuito resultante para calcular o ganho, resistência de entrada e resistência de saída. 4

Amplificador cascode Configuração fonte comum Se aumentarmos a resistência por um fator K sem alterar a corrente , aumentamos o ganho do circuito (esse bloco é chamado de buffer de corrente) 5

Amplificador cascode A corrente que passa por Q 2 é a mesma que passa por Q 1, mas a resistência vista na saída é alterada, alterando o ganho do circuito como um todo. 6

Amplificador cascode Vimos que: Base comum – Bom por ter largura de banda elevada, mas tem baixa impedância de entrada. Emissor comum – alta impedância de entrada implica em baixo ganho. Acoplamento dos dois gera um amplificador com moderadamente alta impedância de entrada, alta impedância de saída, alto ganho e boa resposta em frequência. Q 1 – emissor (fonte) comum Q 2 – base (porta) comum BJT Vantagens de acoplar os transistores na configuração cascode: • Melhor isolamento entre entrada e saída • Melhor ganho • Aumento de impedância de entrada • Aumento de impedância de saída • Melhor estabilidade • Aumento de largura de banda MOSFET 7

Amplificador cascode Configuração cascode Bi. CMOS NMOS como o dispositivo amplificador com BJT como um transistor cascode. NMOS utilizado para implementar um cascode duplo. 8

Amplificador cascode Determinar Rin, Rout e ganho 9

Amplificador cascode Rin = ? 10

Amplificador cascode Rin = Rout= ? 11

Amplificador cascode 12

Amplificador cascode 13

Amplificador cascode Simplificando Em outras palavras, se determinarmos Gm e Ro, estamos representando o circuito original 14

Amplificador cascode Dterminando Gm Ao dar um curto na carga, a corrente que passa no curto é Gmvi 15

Amplificador cascode Dterminando Gm Ao dar um curto na carga, a corrente que passa no curto é Gmvi 16

Amplificador cascode Dterminando Gm 17

Amplificador cascode Dterminando Gm 18

Amplificador cascode Dterminando Gm Resultado esperado. A corrente que passa no circuito depende basicamente de Q 1 E agora Ro nada mais é do que a resistência de saída que já calculamos. 19

Amplificador cascode Com isto, o ganho pode ser facilmente calculado 20

Amplificador cascode Caso e Deixando claro o aumento no ganho! 21

Amplificador cascode - Exemplo Corrente de saída de Q 1 é acoplado à entrada de Q 2 22

Amplificador cascode - Exemplo Corrente de saída de Q 1 é acoplado à entrada de Q 2 23

Amplificador cascode - Exemplo Corrente de saída de Q 1 é acoplado à entrada de Q 2 24

Amplificador cascode - Exemplo 25

Amplificador cascode - Exemplo 26

Amplificador cascode - Exemplo 27

Amplificador cascode - Exemplo Ganho de tensão é similar à configuração emissor comum. Melhor resposta em frequência. Veremos a partir a próxima aula a resposta em frequência dos amplificadores. 28