Experiências Curso de Eletronica Basica

-1Curso de Eletrônica Geral Usando EWB 5.0 - Prof: Rômulo Oliveira Albuquerque Este curso foi todo executado executado no Electronics Workbench Workbench Versão 5.0 , podendo ser usado também a versão versão 5.12. Qualquer sugestão será bem aceita aceita . Favor envia-la por carta para : ETELG Av. Pereira Pereira Barreto 400 Centro São Bernardo do Campo CEP 09751-000 SP SP ou por E-mail para [email protected] ou [email protected] . Os seguintes livros se encontram encontram nas melhores livrarias livrarias ou pelo site da Editora Érica www.erica.com.br “Analise e Simulação Simulação de Circuitos no Computador – EWB5 “ , “ Analise de Circuitos em Corrente Continua “ , Analise de Circuitos em eletrônica. Corrente Alternada “ , Circuitos em Corrente Corrente Alternada “ . Aguardem novos cursos na área de eletrônica.

Curso de Eletrônica

Básica

Capítulo 1 – Diodo – Circuitos Circuitos com Diodos

1.

Diodo

Um diodo basicamente é uma junção junção PN. Quando polarizada diretamente, Fig01, Fig01, apresenta baixa resistência, podendo ser ser considerada uma chave chave fechada e quando polarizada polarizada reversamente alta resistência, resistência, Fig02, podendo ser considerada uma chave aberta. O símbolo do diodo está representado na Fig03. I ( alta ) P

I ( baixa) N

P

Fig01

Fig02

Fig02

N

Curso de Eletrônica Geral Usando EWB 5.0 - Prof: Rômulo Oliveira Albuquerque

-2-

Experiência 01 – Diodo Diodo semicondutor semicondutor

1. Ative o circuito circuito 1 da ExpEG01 ExpEG01 e meça meça a corren corrente te comparan comparando-a do-a com com o valor valor teóric teórico. o. 2. Ative o circuito 2 da ExpEG01 e meça a corrente , comparando-a com o valor teórico.

Circuito 1

Circuito 2

Polarização Direta : Valor Medido: _______ Valor Teórico Teórico : _______ Polarização Reversas : Valor medido : _______ Valor Teórico : _______

Retificador de Meia Onda

No circuito da Fig03 no semiciclo positivo o diodo diodo estará polarizado polarizado diretamente logo a tensão tensão na carga será igual igual 1a tensão da rede. No semiciclo negativo o diodo estará cortado logo a tensão na carga será nula resultando a forma de onda da Fig04. Canal A - entrada entrada

Canal B - carga carga

Fig03

Fig04


-3-

Experiência 02 – Retificador Meia - Onda

Abra o arquivo ExpEG02. Ative o circuito e anote as formas de onda de entrada e na carga V M Calcule o valor médio da tensão na carga por ; V DC em seguida usando um voltímetro para CC meça a tensão na =

π

carga . Anote os valores teórico e medido. Obs : VM = tensão de pico = VRMS.

VDC( Teórico ) = ________

2

no caso VRMS = 120V

VDC( Medido ) = ________

Tensão na carga

Experiência 03 – Retificador de Meia Onda com Filtro Capacitivo

No circuito da Experiência 02 coloque em paralelo com a carga um capacitor de 10 µ F. Anote a forma de onda , medindo o valor médio da tensão ( compare com o valor sem capacitor ). Meça o ripple ( coloque a chave de entrada em AC para medir o ripple ). Repita tudo com um capacitor de 100µ F.

ripple

Fig06

Fig05 Medidas C = 10µ F VDC (tensão média ) = __________

ripple = __________

-4-


C = 100µ F VDC (tensão média ) = __________

ripple = __________

Conclusões: ______________________________________________________________________________________

Experiência 04 - Retificador de Onda Completa

1. Com transformador com “Center Tap “ No circuito da Fig07 , no semiciclo positivo conduz o diodo D1 e D2 está aberto. No semiciclo negativo conduz D2 e D1 corta. A Fig 08 mostra as formas de onda no secundário do transformador e na carga. A tensão média na carga é dada por : V DC =

2.V M

n p

( 2 ) Usar relação espiras do primário para o secundário:n

= 10

s

π

1. Abra o arquivo ExpEG03.Localize o circuito da Fig07. Ative-o. A

A

B

B

Fig07

Fig08

2. Calcule a tensão média na carga usando a expressão ( 2 ) e anote. Meça a tensão média na carga usando um voltímetro DC e anote. VDC ( Teórico ) = ________ VDC( Medido ) = ________ 3. Anote as formas de onda nos pontos indicados


-5-

4. Coloque um capacitor de 10µ F em paralelo com a carga como na fig09 e meça a tensão média na carga. Anote. Meça o ripple de pico a pico. Obs : O circuito com o capacitor está no arquivo ExpEG04. Abra-o e o ative. Anote as formas de onda faça as medidas e anote. Ripple

0 Fig10 Fig09

Medidas com C=10µ F VDC (tensão média ) = __________

ripple = __________

Troque o capacitor de 10µ F por um de 100µ F, anote a forma de onda na carga e meça a tensão média e o ripple. Anote. Medidas com C=100µ F VDC (tensão média ) = __________

ripple = __________

Conclusões:_________________________________________________________________________________________

Experiência 05 – Retificador de Onda Completa

2. Em ponte Uma ponte retificadora consiste de 4 diodos ligados como na Fig11. No semiciclo positivo conduzem os diodos D1 e D3, Fig12. No semiciclo negativo conduzem D2 e D4, Fig13.A forma de onda na carga é a mesma do retificador com “center tap“. A principal vantagem deste retificador é que não necessita de transformador e a tensão inversa de pico em cada diodo é igual à tensão de pico da tensão alternada que alimenta o retificador.

-6-


Fig11

Fig13

Fig12

Obs: No EWB já existe uma ponte, não sendo necessário , portanto, montar com 4 diodos. Na prática também é possível construir uma ponte com quatro diodos ou comprar a ponte pronta. Abra o arquivo ExpEG05, ative o circuito da Fig11. Anote a forma de onda na carga e meça a tensão contínua na carga usando um voltímetro para CC. Tensão na carga Calculado: VDC =_________ Medido: VDC = ____________

Experiência 06 – Dobrador de tensão

1. Dobrador de meia onda Abra o arquivo ExpEG06, meça a tensão de saída e compare com o valor teórico. Tensão de saída: Medida: ________ Teórica : _______

Fig14 2. Dobrador de onda completa. Abra o arquivo ExpEG06, meça a tensão de saída e compare com o valor teórico. Tensão de saída: Medida: ________ Teórica : _______

-7-


Fig15

Experiência 07 – Grampeador Negativo

Abra o arquivo ExpEG07. Ative o circuito anotando as formas de onda nos pontos A e B. B

A

000

Fig17 Fig16

Experiência 08 – Grampeador Positivo.

Abra o arquivo ExpEG08. Ative o circuito anotando as formas de onda nos pontos A e B. A

Fig18 Fig18

Fig19

B

-8-


Diodo Zener

É um diodo que funciona com polarização reversa. Quando polarizado com uma tensão reversa de valor VZ , se a corrente for maior que um valor IZmin e menor que IZmáx a tensão nos seus terminais será aproximadamente constante, independentemente da corrente. U I VZ I

U

IZmin Fig21 IZmáx Fig20

Experiência 09 – Regulador Zener sem carga

1. Abra o arquivo ExpEG09, localize o circuito da Fig22, ative-o. Varie o potenciômetro ( p/ variar pressione R ou Ctrl + R ) entre os valores máximo e mínimo. Anote na tabela os valores medidos de VZener e de Iz para cada valor de R V. Obs: o Zener tem una tensão nominal de 6,2V. R V Min. Máx

Tensão no Zener (V) Corrente no Zener (mA)

Fig23

Fig22

-9-


Experiência 10 – Regulador Zener com carga

No circuito da Fig22 a corrente no Zener é igual à corrente fornecida pelo gerador . Com carga, Fig24, a corrente fornecida pelo gerador se divide ; uma parte irá para o Zener e outra para a carga, devendo a corrente no Zener permanecer dentro dos limites ( IZmin a IZmáx ) para que tensão de saída permaneça aproximadamente constante e igual a aproximadamente 6,2V mesmo que a carga varie ( dentro de certos limites ). Abra o arquivo ExpEG10. Ative-o. Varie E ( mude o valor do gerador dando duplo clique no ícone do mesmo e mudando o seu valor ) de acordo com a tabela, anotando na mesma os valores de V saída , IS , IZ e Isaída .

E(V) 14 16 18 20 22 24 26

IS(mA) IZ(mA) IL(mA) Vsaída(V)

Fig26 Fig25

Experiência 11 - Regulador Zener Prático

Na prática a tensão não regulada que alimenta um Zener vem de um retificador com filtro, como na Fig27. O circuito da Fig27 é basicamente igual ao da Fig25 com a diferença que a tensão que é aplicada na entrada é obtida de um retificador de onda completa e filtrada. A tensão de saída será de aproximadamente 6,2V, mesmo que a carga varie, como já visto na Experiência 10. Meça a tensão de saída para todos os valores de R L da tabela.

R L (Ω ) 1000 500 200 100 50

IZ(mA)

Fig28

Fig27

IL(mA)

VL(V)


- 10 -

Diodo Emissor de Luz ( LED )

Um LED é basicamente uma junção PN, que tem uma abertura , e que ao ser polarizada diretamente emite radiação que pode visível ( vermelha, verde, amarelo ) ou não ( infravermelho ). Os LED’s são usados para sinalização, substituindo na maioria das vezes com grande vantagem as lâmpadas incandescentes. Os LED’s infravermelho ( IR ) são usados principalmente em sistemas de alarme e em controle remoto. Os LED são usados na construção de displays de 7 segmentos, onde cada segmento é um LED. Entrando com uma informação binária, por exemplo 2, teremos no display o nº 2.Os displays podem ser do tipo catodo comum ( acende com tensão) ou anodo comum ( acendem com 0V ).

Experiência 12 Diodo Emissor de Luz ( LED )

Abra o arquivo ExpEG12 e localize os circuito das Figuras 29 e 30. Ative-o observando o comportamento dos LED’s bem como as correntes que passam por eles. 1. LED com polarização direta Verifique o funcionamento abrindo e fechando a chave C

2. LED com polarização reversa Verifique o funcionamento com a chave aberta e fechada

Fig29 Experiência 13 - Display de 7 segmentos catodo comum

Fig30

Abra o arquivo ExpEG13 e localize o circuito da Fig31. No circuito temos um Decoder ( 7447 ) BCD para 7 segmentos alimentando um display cátodo comum . As entradas BCD são obtidas com 4 chaves DCBA ( D é MSB e A o LSB). Cada um dos LED’s ( a,b,c,d,e,f,g ) são segmentos que formarão o nº. no display experimente algumas entradas como 0,1, 2 etc. e observe o que acontece com os LED’s. Obs: Para ligar cada chave pressione a letra correspondente no teclado. Para cima entra com nível “1”, para baixo com nível “0”.


- 11 -

Fig31

Tabela verdade do Decodificador 7447 Inputs Outputs __ ___ __ ___ No LT RBID C B ABI/RBO | a b c d e f g ----|----|-----|-----------|--------|-------------0 |1 | 1 | 0000 | 1 |1111110 1 |1 | X | 0001 | 1 |0110000 2 |1 | X | 0010 | 1 |1101101 3 |1 | X | 0011 | 1 |1111001 ----|----|---- |-----------|--------|-------------4 |1 | X | 0100 | 1 |0110011 5 |1 | X | 0101 | 1 |1011011 6 |1 | X | 0110 | 1 |0011110 7 |1 | X | 0111 | 1 |1110000 ----|----|-----|-----------|-------|-------------8 |1 | X | 1000 | 1 |1111111 9 |1 | X | 1001 | 1 |1110011 10 | 1 | X | 1 0 1 0 | 1 | 0 0 0 1 1 0 1 11 | 1 | X | 1 0 1 1 | 1 | 0 0 1 1 0 0 1 ----|----|-----|-----------|--------|-------------12 | 1 | X | 1 1 0 0 | 1 | 0 1 0 0 0 1 1 13 | 1 | X | 1 1 0 1 | 1 | 1 0 0 1 0 1 1 14 | 1 | X | 1 1 1 0 | 1 | 0 0 0 1 1 1 1 15 | 1 | X | 1 1 1 1 | 1 | 0 0 0 0 0 0 0 ----|----|-----|-----------|--------|-------------BI | X | X | X X X X | 0 | 0 0 0 0 0 0 0 RBI | 1 | 0 | 0 0 0 0 | 0 | 0 0 0 0 0 0 0 LT | 0 | X | X X X X | 1 | 1 1 1 1 1 1 1 Fig32

__ BI = Entrada , ativa em zero ____ RBI = active-low ripple-blanking input ___ LT = active-low lamp-test input Notes: 1. The blanking input (BI) must be open or held at a high logic level when output functions 0 through 15 are desired. The ripple-blanking input (RBI) must be open or high if blanking of a decimal zero is not desired. 2. When a low logic level is applied to the blanking input, all segment outputs are off regardless of any other input level. 3. To place the device in lamp-test mode, RBO must be high when LT is low. This forces all lamps on.


- 12 -

Capitulo 2 - Transistor Bipolar

Construção básica e principios de funcionamento

Existem dois tipos básicos de transistores de acordo com o tipo de dopagem de cada terminal ( base , coletor e emissor ), NPN e PNP.

E

P

N

P

C Símbolo ⇒

B E

N

P

N

C

Símbolo ⇒ Fig33

B = Base E = Emissor C = Coletor Cada uma das regiões do transistor tem uma característica. 1. A base é a mais estreita e menos dopada das três ( é extremamente fina !! ). 2. O emissor que emitirá os portadores de carga ( elétrons no caso de transistor NPN ou lacunas no caso de transistor PNP ) é a mais dopada das três ( maior concentração de impureza ). 3. O coletor é a mais extensa , pois ai é que será dissipado potência. De uma forma bem simplificada expliquemos como um transistor funciona: Consideremos um transistor NPN ( para o outro basta inverter o sentido das tensões e correntes ). Em polarização normal ( como amplificador ) a junção base emissor é polarizada diretamente e a junção base coletor é polarizada reversamente. Na Fig34 os elétrons são emitidos no emissor já que a junção base emissor está polarizada diretamente. Os elétrons atingem a base, como ela é muito fina e pouco dopada, a maior parte consegue atingir o coletor onde são acelerados pelo campo elétrico ai existente, apenas alguns poucos elétrons ( 1% ou menos ) conseguem se recombinar com as lacunas da base, formando a corrente de base. Na Fig34 o sentido das correntes externas é o convencional. A configuração da Fig34 é chamada de base comum. Ligação Base Comum

N

P

N

- 13 -


E

N

P B

IE

N

C IC

IB

Fig34 Valem as seguintes relações em um transistor: IE = IC + IB

α =

I C I E

são os ganhos de corrente nas configurações

emissor comum e base comum respectivamente. Outra forma de representar uma conexão de transistor é a emissor comum, Fig35.

Ligação Emissor Comum

R C C IC N

IB

VCC

B N

P

R B VBB

E IE

B

Fig35 Para essa configuração chamada emissor comum define-se o ganho de corrente como sendo :

β =

I C I B

Os esquemas das figuras 35 e 34 são representados pelos seus esquemas elétricos correspondentes indicados na Fig36

Amplificador Base Comum

Amplificador Emissor Comum

IC IC IE

VCE

IB IB

IE


(a)

- 14 -

(b)

Fig36

Curvas Características de Coletor ( configuração emissor comum )

Ë um gráfico que relaciona corrente de coletor com tensão entre coletor e emissor tendo como parâmetro a corrente de base. Na Fig36b equacionando o circuito de coletor resulta: VCC = R C.IC + VCE que é a equação de uma reta, a qual é chamada de “ Reta de Carga “, sendo representada no plano I CxVCE que é um conjunto de curvas chamadas de curvas características de coletor. Para desenhar essa reta só precisamos de dois pontos: 1º Ponto: Fazendo IC =0 obtemos VCE =VCC que fisicamente representa o corte. 2º Ponto : Fazendo VCE = 0 obtemos IC =VCC/R C que fisicamente representa a saturação.

IC

saturação 40 µ A Reta de carga

30 µ A

V CC RC

20 µ A IB=10µ A

Fig37 VCE

IB =0 VCC

corte

Na Fig37 o ponto de operação ou ponto quiescente estará sempre em cima da reta de carga. Os limites da reta de carga são o corte, quando IB =0 e a saturação quando V CE =0 . Entre esses dois pontos o transistor operará como amplificador, isto é , a relação entre IC e IB será dada por IC = β .IB. Experiência 14 – Transistor na região ativa

Abra o arquivo ExpEG14. Ative o circuito da Fig38, ajustando o potenciômetro par que a tensão VCE seja aproximadamente 6V ( região ativa ). Anote o valor de IB e IC calculando em seguida a relação IC/IB = β . Anote o resultado na tabela. Repita para os outros valores de VCE . Entre no modelo ( duplo clique no símbolo ) , vá em Editar e confira o valor especificado ( Coeficiente de ganho de corrente direto ) para o β .

- 15 -


VCE(V) IB(µ A IC(mA) ) 6 8 4

Fig38

β

Experiência 15 – Transistor no corte e saturação

Abra o arquivo ExpEG15. Localize o circuito da Fig39. Para o circuito da Fig39 estime os valores das correntes de base e de coletor com a chave C na posição A e B. Coloque os valores na tabela 1. Ative o circuito e com a chave na posição A meça as correntes IB e IC. Anote na tabela 2. Com a chave em B meça as correntes I B e IC. Anote os valores na tabela 2. Valores Estimados Chave em A IB( µ A) IC(mA)

Chave em B VCE(V)

IB( µ A) IC(mA)

Tabela 1 VCE(V)

Valores Medidos Chave em A IB( µ A) IC(mA)

Chave em B VCE(V)

IB( µ A) IC(mA)

VCE(V)

Tabela 2

Fig39

Circuitos de Polarização

Polarizar um transistor significa estabelecer as tensões e correntes contínuas ao redor das quais o sinal oscilará quando for aplicado. Para um bom desempenho ( principalmente para evitar a distorção ) o ponto de operação deve ser bem localizado. Nos amplificadores classe A a tensão coletor emissor ( VCE ) deve ser de aproximadamente a metade da tensão da fonte ( VCC ). Os principais tipos de polarização são: 1 . Polarização por corrente constante de base

- 16 -


No circuito da Fig40 a corrente de base é constante sendo calculada por I B coletor IC = β .IB =β .

V CC

V BE

−

=β .

=

V CC

−

V BE

R B

≅

V CC R B

a corrente de

V CC

, como o β de uma família transistor pode variar entre um valor mínimo R B R B e um valor máximo, podemos concluir que esse tipo de polarização é altamente instável.

Experiência 16 – Polarização por corrente constante de base

1. Abra o arquivo ExpEG16. Localize o circuito 1. Dê duplo clique no TR1 e entre em modelo , Editar, anote na tabela 1 o valor do beta ( coeficiente de ganho de corrente direta ) como β . A partir desse β calcule as outras variaveis da tabela 1. Ative o circuito 1 medindo as corrente de base ( IB ) de coletor (IC ) e a tensão coletor emissor ( VCE ).Calcule a relação IC/IB, anote o resultado na tabela 2 como β Calc. Equações: Efe

I C

=

β .

(V CC

−

V BE )

R B

V CE

=

V CC

RC .I C

−

Tabela 1 - Calculado IB( µ A) IC(mA)

VCE(V)

β

TR1 Mdedido Tabela 2 - Medido IB( µ A) IC(mA)

VCE(V)

β

VCE(V)

β

Calc

TR1 Fig40

IB( µ A) IC(mA)

TR2

Calc

Efe

- 17 -


2. No mesmo arquivo , ExpEG16, localize o circuito 2. Observe que o TR é outro . Repita tudo o que já foi feito no item anterior. Tabela 1 - Calculado IB( µ A) IC(mA)

VCE(V)

β

Efe

TR2 Tabela 2 - Medido

Fig41

3. Conclusões:_________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________

Experiência 17 – Polarização com Realimentação pelo Coletor

Você deve ter concluído que o circuito da experiência 16 tem o ponto de operação altamente dependente do β . O circuito que será dado a seguir ainda depende do β , porém menos, isto é , para uma mesma variação do β , o ponto Q variará menos do que no primeiro circuito.

Equações:

I C

≅

V CC

−

RC

+

V BE R B

V CE

≅

V CC

RC .I C

−

β Abra o arquivo ExpEG17, localize o circuito 1( Fig42). Dê duplo clique no TR1 e entre em modelo , Editar, anote na tabela 1 o valor do beta ( coeficiente de ganho de corrente direta ) como β . A partir desse β calcule as outras variáveis da tabela 1. Ative o circuito 1 medindo as corrente de base ( IB ) de coletor (IC ) e a tensão coletor emissor ( V CE ).Calcule a relação IC/IB, anote o resultado na tabela 2 como β Calc. Efe

- 18 -



VCE(V)

β

Efe

TR1 Tabela 2 - Medido IB( µ A) IC(mA)

VCE(V)

β

Calc

TR1

Fig42 No mesmo arquivo , ExpEG17, localize o circuito 2( Fig43 ). Observe que o TR é outro . Repita tudo o que já foi feito no item anterior.

Tabela 1 - Calculado IB( µ A) IC(mA) VCE(V)

β

Efe

TR2

Fig43

Tabela 2 - Medido IB( µ A) IC(mA) VCE(V)

β

Calc

TR2

3. Conclusões:_________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________

- 19 -


Experiência 18 – Polarização por Divisor de Tensão na Base

O circuito da Fig44. Por se praticamente insensível à variação do β , esse circuito é preferido na maioria dos projetos.

Equações :

I C

=

V TH R E

−

+

V BE V TH

RTH

≅

β

Como em geral calculados para que calculado aproximadamente por:

R E

I C

≅

R2 .V CC R1

RTH

>>

β

V TH

−

V BE

R E

+

RTH

R2

=

R1 . R2 R1

+ R2

resultará que o ponto Q “não depende do transistor “, sendo atenção , não desprezar VBE pois é da mesma ordem de

grandeza que VTH. Abra o arquivo ExpEG17, localize o circuito 1( Fig44 ). Dê duplo clique no TR1 e entre em modelo , Editar, anote na tabela 1 o valor do beta ( coeficiente de ganho de corrente direta ) como β . A partir desse β calcule as outras variáveis da tabela 1( calcule primeiro IC depois IB) . Ative o circuito 1 medindo as corrente de base ( IB ) de coletor (IC ) e a tensão coletor emissor ( VCE ).Calcule a relação IC/IB, anote o resultado na tabela 2 como β Calc. Efe


VCE(V)

β

Efe

TR1 Tabela 2 - Medido IB( µ A) IC(mA) TR1

Fig44

VCE(V)

β

Calc

- 20 -


No mesmo arquivo , ExpEG18, localize o circuito 2( Fig45 ). Observe que o TR é outro . Repita tudo o que já foi feito no item anterior. Tabela 1 – Calculado IB( µ A) IC(mA)

VCE(V)

β

Efe

TR2

Tabela 2 – Medido IB( µ A) IC(mA)

VCE(V)

β

Calc

TR2

Fig45

3. Conclusões:_________________________________________________________________________________

Experiência 19 – Capacitores de Acoplamento

Um capacitor de acoplamento , acopla um ponto não aterrado a outro ponto não aterrado( acoplar significa deixar passar somente o sinal ).Por exemplo no circuito da Fig46 se o capacitor estiver bem dimensionado em R L teremos só a parte alternada da tensão de entrada ( Ve ) e com amplitude dada pelo divisor de tensão composto por R 1 e R 2 , isto é , o capacitor terá reatância desprezível face a R 1 + R 2 na menor freqüência de operação do circuito. Equações: Para um bom acoplamento

XC << R 1 +R 2

ou

C >>

1 2.π . f min .( R1

+

R2 )

onde f min é a menor

freqüência de operação do circuito 0.Obs: >> significa muito maior , e muito maior é pelo menos dez vezes maior.

Fig47 Fig46

1. Abra o arquivo ExpEG19. Localize o circuito da Fig46.Calcule qual o valor estimado da tensão em R 2 ( VS ) qual a sua forma de onda. Anote também a forma de onda de Ve . Ative-o e meça a tensão de entrada ( Ve ) e de saída ( V saída ).

- 21 -


2. Repita o item 1 para o circuito da Fig47.anote os resultados nas tabelas abaixo. Obs: como só é possível um osciloscópio por janela, quando for ativar o circuito 2 conecte o osciloscópio no circuito 2 como no circuito 1. Circuito 1 ( C= 10µ F )

Circuito 2 ( C = 0.1 µ F ) VS = ____________

VS = ____________ Ve ( V )

Ve ( V )

VS ( V )

VS ( V )

Experiência 20 - Amplificador Emissor Comum de Pequenos sinais

A analise do amplificador da Fig48 usa o modelo de Ebers Moll para determinar os principais parâmetros AC tais como ganho de tensão , impedância de entrada e impedância de saída. Equações: Ganho: AV

= −

RC '

r e

Onde r e’ é a resistência incremental da junção base emissor, podendo ser calculada ' aproximadamente por r e

25 mV =

I E

à

temperatura de 25ºC. IE é a corrente quiescente de emissor. O sinal de menos indica defasagem de 180º entre a entrada e a saída. Impedância de entrada : Ze=R 1//R 2//Ze(base) Ze

Fig48

Ze(base) Zs

Ze(base) = β .r e’ Im edância de saida: Z = Rc

- 22 -


Para analisar o circuito da Fig48 podemos usar o modelo da Fig49.

Onde AV

= −

RC '

r e

Ze=R 1//R 2//Ze(base) ZS = Rc

Fig49

Abra o arquivo ExpEG20 .Localize o circuito da Fig48. Calcule o ganho (AV ) e impedância de entrada ( Ze) usando as expressões anteriores e anote. Ative o circuito, anote as formas de onda VS e Ve e calcule a relação VS / Ve , anote como ganho medido . Ganho Medido:

Ganho calculado: IE = ___________

r e'

=

25 mV I E

=___________

Ze(base) = β .r e’ = ___________( entre no modelo do Tr para obter o valor de β )

AV ( calculado ) = ______________

VePP = __________

VSPP = _________

AV ( medido ) = VSPP/ VePP = ___________


- 23 -

Experiência 21 – Amplificador Emissor Comum ( Com Carga R L e resistência de fonte )

1. Ao amplificador da Fig48 foram consideradas agora a impedância da fonte ( R S) e a carga ( R L ) resultando o circuito da Fig50. Qual o seu efeito sobre o ganho ? Para responder a essa questão podemos usar o modelo da Fig49. A Fig51 é o modelo AC para o circuito da Fig50.

Fig51

Fig50

2. Abra o arquivo ExpEG21. Localize o circuito da Fig50. Alguns dos parâmetros desse circuito já foram calculados na experiência 20, tais como o ganho do amplificador básico ( AV) , vamos chamar assim , e a impedância de entrada.( Z e) Tendo os valores desses parâmetros e usando o circuito equivalente da Fig51 e calcule o VS, anote. Obs : Vgerador = 20mVP , 1KHz, senoidal. 2.1. VS (calculado) = ___________ 3. Ative o circuito, anote as formas de onda na saida ( VS) e de entrada ( Vgerador ) e calcule a relação entre eles e anote como o ganho total ( AVT ). 3.1. V S ( medido ) = ______________

AVT = VS / Vgerador = ____________

4. Troque a resistência de carga para R L = 10K e repita os itens 2.1 e 3.1. 4.1. VS (calculado) = ___________ 4.2. V S ( medido ) = ______________

AVT = VS / Vgerador = ____________

5. Com R L = 10K , mude o valor da resistência da fonte para R S = 5K e repita os itens 2.1 e 3.1. 5.1 . VS (calculado) = ___________ 5.2 . V S ( medido ) = ______________

AVT = VS / Vgerador = ____________

6. Com R S = 1K, R L = 10K e sabendo-se que Vgerador = 20mVP , meça o valor do sinal na base ( coloque a chave de entrada do osciloscópio em AC ), anote como Ve = __________. Sabendo-se que a relação entre o sinal do gerador ( Vgerador ) e o sinal de entrada é dada por : V e

=

Z e .V gerador Z e

R S

+

, como são conhecidos Ve , Vgerador e R S calcule Ze . Anote como Ze ( medido ), compare com o

valor calculado usando a expressão Ze = R 1//R 2//Ze(base).

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Curso de Eletrônica Geral Usando EWB 5.0 - Prof: Rômulo Oliveira Albuquerque Ze ( medido ) = ____________________ Ze = R 1//R 2//Ze(base) = _______________

Experiência 22 – Amplificador Emissor Comum Com Realimentação.

1. O circuito amplificador visto tem uma limitação muito importante , que é o ganho depender do transistor, isto é, se o transistor for trocado ou a temperatura variar o ganho pode variar muito. O circuito da Fig52 é igual ao da Fig48 do ponto de vista CC, sendo diferente do ponto de vista AC. Ao desenhar o circuito equivalente AC a resistência R E = 600Ω será curto circuitada pelo capacitor de 200µ F, porém a resistência R E’ = 400Ω deverá ser considerada entre o emissor e o terra, isto é , agora o emissor não estará aterrado, e é através dessa resistência que teremos uma realimentação em AC A consequencia dessa realimentação será a diminuição no ganho que agora será dado por:

AV

= −

RC '

r e

+

'

R E

se fizermos

R E’ >>> r e’ o ganho será dado por AV

≅ −

RC

, isto é , “o ganho não depende do

'

R E

transistor “ , só da relação entre as duas resistências. Dizemos que a realimentação estabilizou o ganho. Na prática, o ganho varia quando trocamos o transistor, mas é uma variação muito pequena.

Equações: Ganho: AV

= −

RC '

r e

+

'

R E

Onde r e’ é a resistência incremental da junção base emissor, podendo ser calculada ' aproximadamente por r e

=

25 mV I E

à

temperatura de 25ºC. IE é a corrente quiescente de emissor. O sinal de menos indica defasagem de 180º entre a entrada e a saída. Impedância de entrada : Ze=R 1//R 2//Ze(base) Fig52

Ze(base) = β .(R E’ + r e’ ) Im edância de saida: ZS = Rc

O circuito equivalente é igual ao da Fig49, mudando é claro os valores de alguns parâmetros, como o ganho e a impedância de entrada. 2. Para o circuito da Fig52 estime o valor da tensão de saída, considerando Ve = 200mVP, 1KHz, senoidal

VS ( calculado ) = ___________________ AV ( calculado ) = ________________ Ative o circuito. Anote as formas de onda Ve e VS e calcule a relação entre elas. Anote.


VS ( medido ) = _______________ AV ( medido ) = VS / Ve = ________________

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Experiências Curso de Eletronica Basica

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