6.1. amplificador emissor comum
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UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA - UDESC FACULDADE DE ENGENHARIA DE JOINVILLE - FEJ DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA I PROF.: CELSO JOSÉ FARIA DE ARAÚJO Roteiro-Relatório da Experiência No 7 “AMPLIFICADOR DE PEQUENOS SINAIS” 1. COMPONENTES DA EQUIPE: ALUNOS NOTA 1 ___________________________________________ 2 ___________________________________________ 3 ___________________________________________ 4 ___________________________________________ Prof.: Celso José Faria de Araújo 5 ___________________________________________ Data: ____/____/____ ___:___ hs 2. OBJETIVOS: 2.1. Verificar o ganho e a excursão de sinal para um amplificador emissor comum. 3. INTRODUÇÃO TEÓRICA: Utilizando-se um transistor polarizado na região ativa, podemos construir um circuito denominado amplificador. Este circuito deve apresentar na sua saída, um sinal com as mesmas características do sinal aplicado à sua entrada, porém amplificado, ou seja, com um ganho em amplitude. Para aplicação e obtenção dos sinais (entrada e saída) variantes no tempo sem a modificação do ponto de operação (polarização) do circuito amplificador, utiliza-se capacitores de acoplamento. Para uma efetiva amplificação de tensão e melhor estabilidade quanto ao parâmetro utilização a configuração emissor comum com divisor de tensão na base, conforme mostrado na Figura 1. Figura 1 – Amplificador de Pequenos Sinais. Considerando-se que o transistor esteja operando na região ativa e que o efeito “early” seja desprezado, a equação do ganho pode ser facilmente obtida: v R // RL R // RL Av o C C vs RE re RE re onde: RE=RE2 e re = VT/IE (VT = 25mV) Nota-se que quando se remove o capacitor CE do circuito, a equação do ganho permanece inalterada porém, RE = RE1+RE2. AMPLIFICADOR DE PEQUENOS SINAIS Página 1/5 Laboratório de Eletrônica I UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA - UDESC FACULDADE DE ENGENHARIA DE JOINVILLE - FEJ DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA I PROF.: CELSO JOSÉ FARIA DE ARAÚJO Um amplificador ideal é aquele que possui o mesmo ganho para qualquer freqüência, ou seja, apresenta uma resposta plana. Na prática, porém normalmente os amplificadores apresentam resposta plana somente em uma determinada faixa de freqüência. 4. MATERIAL UTILIZADO 4.1. Fonte de tensão variável 4.2. Resistores: 220, 1K, 3,3K, 10K, 33K e 82K - 1/4W 4.3. Osciloscópio (duplo traço) 4.4. Multímetros: 1 Amperímetro; 1 Voltímetro; 1 Ohmímetro 4.5. Transistores: BC548C e BC558B ou equivalentes 4.6. Capacitores: 10F, 15F e 47F > 16V 5. PRÉ-RELATÓRIO 5.1. Ler o item 6 (Parte Experimental) e resolver teoricamente os circuitos propostos com os valores nominais para os parâmetros necessários preenchendo as Tabelas nas linhas que se referem aos valores calculados. Utilize =200, VBE = 0,7V e VCEsat = 0,2V para Q = BC548C. 6. PARTE EXPERIMENTAL: 6.1. AMPLIFICADOR EMISSOR COMUM 6.1.1. Monte o circuito da Figura 2. Figura 2 – Circuito Amplificador Emissor Comum. R1 = 82K; R2 = 33K; RC = 3,3K; RE1 = 1K; RE2 = 220; RL = 10K; CI = 10F; CC = 15F; CE = 47F; Q = BC548C e Vcc = 12V 6.1.2. Meça e anote na Tabela 1 os valores requisitados observando os seguintes passos. a) Antes de aplicar o sinal vs, meça as tensões VBE e VCE e certifique-se se o transistor está operando na região ativa. Meça também a corrente IC Compare com as estimativas teóricas. b) Aplique na entrada vs do amplificador uma tensão senoidal de amplitude 100mV e freqüência 1KHz. Observe as formas de onda de vs e vo no osciloscópio. Verifique a diferença de fase. Meça as amplitudes e calcule o ganho de tensão. Compare com o ganho estimado teoricamente. AMPLIFICADOR DE PEQUENOS SINAIS Página 2/5 Laboratório de Eletrônica I UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA - UDESC FACULDADE DE ENGENHARIA DE JOINVILLE - FEJ DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA I PROF.: CELSO JOSÉ FARIA DE ARAÚJO c) Observe a tensão nos seguintes pontos: DC AC Entrada Base do Transistor Emissor do Transistor Nó entre RE1 e RE2 Coletor do Transistor Saída d) Aumente a amplitude do sinal vs enquanto observa no osciloscópio o sinal de saída vo. Verifique a máxima amplitude de vo sem distorção. Verifique se a distorção é devida ao corte ou à saturação. __________________________________________________________ __________________________________________________________ __________________________________________________________ __________________________________________________________ __________________________________________________________ VCE IC Av ^ ^ vo vs Calculado Medido Tabela 1 ^ VCE e IC obtidos sem sinal na entrada com o multímetro em DC; Av ganho de tensão, vo amplitude ^ máxima do sinal sem distorção que pode-se obter na carga e vs amplitude máxima do sinal de entrada sem que se tenha distorção no sinal de saída. e) Diminua lentamente a freqüência do sinal vs ( ~ 10Hz) até que o ganho caia 3dB do valor do ganho máximo. Nesta situação meça esta freqüência; chamada freqüência limite inferior da banda passante do amplificador fi = ____________Hz f) Aumente lentamente a freqüência do sinal vs ( ~ 500KHz) até que o ganho caia 3dB do valor do ganho máximo. Nesta situação meça esta freqüência; chamada freqüência limite superior da banda passante do amplificador fs = ____________Hz 6.1.3. Retire o capacitor de emissor CE do circuito da Figura 2 e meça e anote na Tabela 2 os valores requisitados, observando os seguintes passos: a) Antes de aplicar o sinal vs, meça as tensões VBE e VCE e certifique-se se o transistor está operando na região ativa. Meça também a corrente IC Compare com as estimativas teóricas. AMPLIFICADOR DE PEQUENOS SINAIS Página 3/5 Laboratório de Eletrônica I UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA - UDESC FACULDADE DE ENGENHARIA DE JOINVILLE - FEJ DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA I PROF.: CELSO JOSÉ FARIA DE ARAÚJO b) Aplique na entrada vs do amplificador uma tensão senoidal de amplitude 100mV e freqüência 1KHz. Observe as formas de onda de vs e vo no osciloscópio. Verifique a diferença de fase. Meça as amplitudes e calcule o ganho de tensão. Compare com o ganho estimado teoricamente. c) Observe a tensão nos seguintes pontos: DC AC Entrada Base do Transistor Emissor do Transistor Nó entre RE1 e RE2 Coletor do Transistor Saída VCE IC Av Estimado Medido Tabela 2 VCE e IC obtidos sem sinal na entrada com o multímetro em DC; Av ganho de tensão. 6.1.4. Compare as tensões com os respectivos valores observados com capacitor CE. Justifique as diferenças: ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ AMPLIFICADOR DE PEQUENOS SINAIS Página 4/5 Laboratório de Eletrônica I UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA - UDESC FACULDADE DE ENGENHARIA DE JOINVILLE - FEJ DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA I PROF.: CELSO JOSÉ FARIA DE ARAÚJO 7. QUESTIONÁRIO 7.1. O experimento se mostrou válido? Explique por que? _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 7.2. Comente os resultados, erros encontrados e possíveis fontes de erros. _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ AMPLIFICADOR DE PEQUENOS SINAIS Página 5/5 Laboratório de Eletrônica I
