ESPAÇO DE FORMAÇÃO
Ficha técnica n.o 28 Paulo Peixoto ATEC – Academia de Formação paulo.peixoto@atec.pt
28. AMPLIFICADORES DE TENSÃO I
C
t
I
II
600 μA I I
IC
C
500 μA
Q1
400 μA
t
III II t
Um amplificador linear é um circuito cujo sinal de saída é amplificado e tem uma forma similar relativamente ao sinal de entrada. A semelhança do sinal de saída com o sinal de entrada é designada por fidelidade e quanto maior for essa semelhança maior é a fidelidade do amplificador. Quando o sinal de saída não acompanha a forma do sinal de entrada, diz-se que está distorcido.
t
28.1. Generalidades sobre amplificadores
O sinal fornecido à entrada do amplificador produz um sinal de saída com uma determinada amplitude e, ao aumentar a potência do sinal de entrada, o sinal de saída também aumenta de amplitude. No entanto, existe um limite. Um sinal muito elevado pode levar o transístor a entrar na região de saturação ou na região de corte e isso irá originar um corte na parte superior ou inferior, ou ambas, do sinal de saída.
IC
I
C
Existem 4 fatores que podem fazer com que a fidelidade de um amplificador seja deteriorada: • O sinal de entrada ser muito grande; • O ponto de funcionamento do circuito não estar correto; • A carga não estar adaptada ao circuito; • A característica de entrada não ser linear.
300 μA II
Q2 t
200 μA 100 μA
IC Q3
III t t
UCE
I
II UCC
III IC
UCC
UCC
Figura 195. Localização do ponto de funcionamento num amplificador com transístores BJT.
No caso I, o ponto de funcionamento está próximo da região de saturação. No caso III, está muito próximo da região de corte. No caso II, o ponto de funcionamento está posicionado corretamente, ou seja, a meio da zona linear ou ativa. Se no caso II fornecermos um sinal de entrada de elevada amplitude poder-se-á ocasionar que o sinal de saída seja cortado simetricamente em cima e em baixo.
Corte
Saturação
Corte e Saturação
Figura 194. Formas de onda provocadas pelo corte e saturação do transístor.
Partindo do princípio que o ponto de funcionamento foi escolhido a meio da região linear, ou seja, a meio da reta de carga, teremos a maior amplitude possível à entrada com uma reação simétrica à saída. Se o ponto de funcionamento for escolhido de tal forma que o valor da tensão coletor-emissor (URC) esteja muito próxima da tensão UCC, a parte superior da forma de onda será cortada, estando parte do sinal na região de corte. Se, pelo contrário, o ponto de funcionamento for definido tal que a saída esteja próxima de 0 V, a parte negativa do sinal será cortada, estando o transístor com parte do sinal na saturação. O ponto de funcionamento deve ser escolhido tomando em consideração o valor máximo da variação requerida na saída. Essa definição deverá ser feita utilizando a característica de saída, tomando em atenção as condições de carga pois uma carga não adaptada (sendo muito grande ou muito pequena) poderá limitar a amplitude disponível à saída devido a mudanças na inclinação da reta de carga. A importância da localização do ponto de funcionamento está realçada na Figura 195.
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MANUTENÇÃO 156/157
28.2. Dimensionamento de um amplificador de tensão Iremos considerar a montagem polarizada por divisor de tensão, representada na Figura 196, uma vez que é das montagens mais estáveis quanto ao ponto de funcionamento em repouso (PFR) ou estático (PFE).
+ UCC
R1
RC
R2
RE
Figura 196. Polarização por divisor de tensão.