aula 13 - módulo 2

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O material a seguir é parte de uma das aulas da apostila
de MÓDULO 2 que por sua vez, faz parte do CURSO
de ELETROELETRÔNICA ANALÓGICA -DIGITAL
que vai do MÓDULO 1 ao 4.
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APOSTILA ELÉTRICA-2 E ELETRÔNICA-1
AULA
13
AMPLIFICADORES DE SINAL
CLASSE A - CARACTERÍSTICAS
O sinal no amplificador classe A
Resistência e tensão de coletor do classe A
Polarização estável para a base
Análise de defeitos no amplificador classe A
AMPLIFICADOR CLASSE A
O SINAL
O amplificador de sinal CLASSE A é assim
chamado porque um mesmo transistor (ou válvula)
é capaz de amplificar tanto o semiciclo positivo do
sinal quanto o semiciclo negativo. Para que o
transistor possa fazer isto, deverá estar
previamente polarizado, com uma corrente
circulante média entre coletor e emissor, que no
meio técnico é chamado de “corrente quiescente”.
Se tomarmos como base as figuras 1, podemos
dizer que o transistor NPN (figura 1a) deverá
apresentar resistência média que se adapte ao
circuito em que o transistor foi colocado.
figura 1a
figura 1b
+12V
+12V
Rc
1kW
Rc
1kW
O Sinal é uma variação de tensão ou corrente no
decorrer do tempo, seja na forma de corrente direta
(DC) ou alternada (AC).
Um microfone quando cria o “sinal”, o faz a partir de
uma vibração mecânica em uma bobina
mergulhada em um campo eletromagnético. O
movimento desta bobina (provocado pelas
variações de ondas de ar), dentro deste campo
acaba criando uma indução eletromagnética e
gerando o chamado “sinal”, que nada mais é do que
uma variação de tensão alternada. Quando o
microfone é ligado ao circuito, um de seus fios vai
ligado ao ponto comum (massa) enquanto outro vai
ligado ao restante do circuito que pode ser um
acoplamento capacitivo (figura 3).
+12V
figura 3
C=?
Q1
MÓDULO - 2
+6V
C
Req
Q1
1kW
100kW
+6V
Bobina móvel
do Microfone
100kW
O mesmo pode-se dizer do transistor PNP, como é
mostrado na figura 2a.
+12V
figura 2a
Q1
+12V
figura 2b
Req
Q1
1kW
+6V
C=?
Rc
1kW
C
Rc
1kW
De uma forma geral, poderíamos dizer que o
transistor apresentará urna resistência interna
muito parecida com o valor do resistor em seu
coletor. Teríamos portanto, uma média de tensão de
coletor de 6V tanto para o transistor NPN, quanto
para o transistor PNP (figura 1b e 1b).
ELETRÔNICA
Logo após o circuito vemos um divisor resistivo que
possui 6V entre os resistores. Haverá variação de
sinal (tensão) não só após a bobina do microfone,
mas também após o capacitor, fazendo variar a
tensão do divisor resistivo.
Esta mudança do sinal de “AC” para “DC” servirá
para provocar a polarização dos transistores, visto
que estes componentes não trabalham com
tensões ou correntes alternadas.
Antes de verificarmos como se processa
exatamente a polarização de base do transistor com
a atuação do sinal, veremos primeiramente como se
processa as variações no coletor.
Na figura 4a, vemos um divisor série onde Q1 é a
representação equivalente do transistor NPN.
Considerando que temos Q1 com a mesma
resistência de Rc (1k), podemos dizer que a tensão
no coletor (C) ou no ponto central será de 6V
INDUTORES-REATÂNCIA INDUTIVA/CAPACITIVA-TRANSFORMADORES-FILTROS-SEMICONDUTORES-DIODOS-ZENERS-TRANSISTORES-AMPLIFICADORES DE SINAL-AMPLIFICADORES A,B,C
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APOSTILA ELÉTRICA-2 E ELETRÔNICA-1
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MÓDULO - 2
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ELETRÔNICA
APOSTILA ELÉTRICA-2 E ELETRÔNICA-1
colocando após a proporção sobre Rc de (4x) e
finalmente a proporção equivalente para o
transistor (6x). Se dividirmos (6x) que é a proporção
para o transistor, por (4x) que é a proporção para
Rc, teremos como resultante (1,5x) que é a relação
entre a resistência interna de Q1 e o Rc.
MÓDULO - 2
+12V
+12V
figura 9b
figura 9a
1X
Re
270W
figura 7b
6,5V
4,4V
Q1
7,5V
C
C=?
Req
Q1
1,5kW
6X
6,5V
+1,1V
E
E=?
1X
Re
270W
Re
270W
1,1V
Assim, na figura 7b, temos as quedas de tensões
nos respectivos componentes, com a definição da
tensão de emissor com 1,1V e de coletor com 7,6V.
Já na figura 8a, temos um circuito apresentando
agora um resistor de emissor 20 vezes menor do
que Rc. Notem que mesmo assim continuamos
tendo uma relação de proporção de 1,5 vezes entre
a resistência interna coletor/emissor e o resistor de
coletor (Rc).
figura 8a
+12V
+12V
figura 8b
Rc
1kW
20X
Rc
1kW
4,8V
Q1
7V
Re
50W
0,24V
E
E=?
1X
0,24V
4,4V
POLARIZAÇÃO ESTÁVEL PARA A BASE
Na figura 10a, temos o esquema de um amplificador
classe A, utilizando dois resistores na base, sendo
que R3 fará o papel de polarização e R4 de
despolarização. Na verdade, este divisor resistivo
determinará a tensão de base, mantendo mais
estáveis as tensões de coletor e emissor,
independente das tolerâncias dos componentes.
Não colocamos os valores dos resistores R3 e R4
para que possamos calculá-los de acordo com a
necessidade, que será determinada pelas tensões
de coletor e emissor.
+12V
figura 10a
R1
1kW
R3
?
Ice
R1
1kW
5V
Ice
C
R4
?
+12V
I=5mA
Re
50W
Na figura 8b, apresentamos as proporções para os
componentes, onde temos Re com (1x), Rc com
(20x) e Q1 com (30x). Dividindo (30x) por (20x)
teremos como resultante (1,5x).
Temos ainda na figura 8b as respectivas quedas de
tensões no circuito e finalmente as tensão de
emissor definida em 0,24V e coletor em 7,3V.
Para os transistores PNP podemos montar circuitos
equivalentes aos utilizados para o transistor NPN,
sendo a grande diferença o resistor de emissor
ligado ao pólo positivo podendo também variar de
valor em relação ao resistor de coletor.
Como exemplo na figura 9a, temos um circuito com
um transistor PNP, apresentando um resistor de
emissor (Rc) 20 vezes menor do que Re.
figura 10b
10X
B
ELETRÔNICA
Rc
1kW
Notem que neste caso também continuamos tendo
uma relação de proporção de 1,5 vezes entre a
resistência interna coletor/emissor e o resistor de
coletor (Re), como mostra a figura 9b; onde temos
as respectivas quedas de tensões no circuito e
finalmente a tensão de emissor definida em 10,9V e
coletor em 4,4V.
+12V
Req
Q1
1,5kW
30X
4X
Rc
1kW
+7,3V
C
C=?
+4,4V
C
C=?
Rc
1kW
4X
Rc
1kW
Req
Q1
1,5kW
6X
+12V
figura 7a
10.9V
E
E=?
Q1
+12V
Re
270W
1,1V
C
Req
Q1
1,5kW
15X
Ibe
R2
100W
E
E
1X
R2
100W
Na figura 10b, seguimos as normas já mencionadas
para amplificadores classe A, ou seja, que a
resistência interna do transistor seja de 1,5 vezes
maior do que o valor do resistor de coletor (R1).
Assim ficamos com uma tensão de coletor de 7V,
enquanto que no emissor uma tensão de 0,46V
(como mostramos na figura 10b).
Podemos a partir daqui calcular a corrente
circulante pela malha que será de 0,005A ou 5mA
(figura 10b).
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APOSTILA ELÉTRICA-2 E ELETRÔNICA-1
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MÓDULO - 2
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ELETRÔNICA