amplificadores diferenciais

AMPLIFICADOR DIFERENCIAL
PAR DIFERENCIAL
O Amplificador Diferencial é um circuito eletrônico capaz de receber dois sinais ao mesmo
tempo e fornecer uma saída com o resultado que será a diferença amplificada destes sinais.
Há um grande número de possibilidades de se aplicar sinais em suas entradas:
Terminação Simples: é quando um sinal é aplicado numa entrada e a outra é
conectada ao terra;
Terminação Dupla: é quando dois sinais de polaridades opostas são aplicados nas
entradas;
Modo Comum: é quando um mesmo sinal, podendo ser também de mesmo potencial e
de defasagem 0º entre si, é aplicado nas entradas.
Polarização DC
Para se analisar a polarização DC, as entradas devem estar com um potencial de 0V.
Ambos os emissores estão conectados ao resistor RE, sendo este o motivo que faz com que a
corrente IE seja constante. Se os transistores forem perfeitamente iguais, as correntes em
cada emissor serão também iguais à metade da corrente IE. O valor de IE é calculado
extamente como abaixo.
Estes circuitos são extremamente populares em unidades de CI's e por isso não são
usados capacitores de acoplamento.
Ie = (Vbe – Vee)/RE
Análise AC
Aplicando-se os sinais às entradas v1 e v2, podemos realizar agora a análise do circuito.
Usaremos, para isto, o teorema da superposição (analisar cada entrada separadamente e logo
após, somar os resultados).
Primeiramente aterra-se a entrada v2. Como esta entrada vai direto ao terra,
verificamos que este transistor está operando em base comum. Depois de aterrada v2,
substituímos os transistores por seus respectivos modelos AC e finalmente podemos ver que o
ganho é expresso por:
Av1 = Rc/2.re
Repetimos os mesmos passo descritos acima, só que agora considerando o sinal
aplicado em v2 e v1 aterrada. O ganho agora será:
Av2= - Rc/2.re
Podemos ver que:
Vs = Av1.V1 + Av2.V2
Vs = (Rc/2re).V1 – (Rc/2re).V2
Vs = (Rc/2re).(V1-V2)
Modo Comum
Operação em modo comum, como já foi descrito em nossa página inicial, é quando
aplicamos o mesmo sinal em ambas entradas, podendo ser também sinais de mesmo potencial
e defasagem 0º entre si. Geralmente, a maioria dos sinais de interferência são aplicados em
modo comum.
As entradas v1 e v2 podem funcionar com pequenas antenas. Por esse motivo o
amplificador pode receber em suas entradas pequenas interferências. Uma grande razão de
sua popularidade é a de que o amplificador tem a vantagem de atenuar estes sinais
(interferências).
A figura abaixo mostra como está o circuito operando em modo comum.
Como fizemos nos circuitos anteriores, substituiremos os transistores por seus modelos
AC. O circuito, então, ficará assim:
Podemos perceber pelo circuito acima que:
V1 – Breib – ieRE = 0
V1 = ie.(re + 2.RE)
Vo = -B.ib.Rc
Então o ganho Amc será:
Amc = - Rc/(re + 2.RE) = - Rc/2.RE
Razão de Rejeição em Modo Comum
Para se medir a qualidade de um amplificador usa-se a relação abaixo, onde quanto
maior o valor de CMRR, maior será a qualidade do amplificador:
CMRR = - A/Amc
ou
CMRR’ = 20log(-A/Amc) dB
Fonte CC
Para se melhorar o funcionamento do amplificador diferencial é preciso que aumente o
valor de RC, para aumentar o ganho diferencial, e o de RE, para aumentar o ganho em modo
comum. Mas aumentando o valor de RC e RE haverá uma modificação na polarização do
transistor, consequentemente afetará o funcionamento do amplificador.
Para melhorar o funcionamento e ao mesmo tempo não afetar o desempenho substituise os resistores por fontes de corrente.
Estas fontes de corrente devem ter uma alta resistência interna, próxima do infinito.
Para se obter uma fonte de corrente física usa-se o circuito espelho de corrente.
As fontes físicas possuem alta resistência interna, onde a corrente Ie é obtida usando a
expressão abaixo.
Ie = (Vcc – VBE)/Rx