ÂNGELO ANTÔNIO LEITHOLD

RELAÇÃO GANHO IMPEDÂNCIA DE CIRCUITOS DE TRANSÍSTORES

CURITIBA

1975

Este material tem a finalidade de resumir rapidamente a relação ganho-impedância

de circuitos amplificadores.

Para que possa realizar um projeto de circuito eletrônico, o projetista deve

necessariamente estar familiarizado com ganhos e impedâncias dos circuitos propriamente

ditos. Num transistor, por exemplo, seu ganho como amplificador deve ser sempre controlado

em termos de realimentações locais e significativas, ou globais. Pois, quando a realimentação

é significativa, os ganhos e impedâncias são independentes dos parâmetros dos transistores, e

as equações necessárias para o desenho devem ser simplificadas.

Um exemplo seria um amplificador de uma etapa com realimentação pelo emissor

(Figura 1.1), onde as resistências Rb/Re são denominadas fator S do amplificador.

Figura 1.1: Amplificador com realimentação por emissor

Outro exemplo seria a etapa com realimentação por coletor (Figura 1.2), o fator S da

etapa é S=Rf/RL.

Figura 1.2: Amplificador com realimentação por coletor.

Nos dois casos, com realimentação adequada, o ganho de corrente da etapa é

independente dos parâmetros do transistor, uma vez que seu “valor’’ é “S’’ e pode ser

empregado como fator de amplificação com realimentação.

Substituindo, por exemplo os transistores por amplificadores em que o ganho é

controlado pelos mesmos resistores, o ganho total dom amplificador é determinado pelo

mesmo fator S. Assim, a impedância de entrada da etapa com realimentação é independente

do ganho (β) do transistor. Os parâmetros da etapa amplificadora, por exemplo, compostos por

um transistor, são empregados para determinar os efeitos de sua variação.

Para o ganho de corrente de um transistor se usa o β do circuito equivalente em T

que o hfe é mais difícil de determinar. Similarmente, a impedância de entrada dum trnasístor na

configuração base comum (BC) denomina-se como h em vez de hib, e a impedância de entrada

na configuração EC pode ser escrita como βh. Para demonstrar que existe uma dependência

com relação ao ganho de corrente, escreve-se hie.

Para encontrar β = hfe nas tabelas de parâmetros, não é necessário o emprego do

circuito híbrido equivalente aos parâmetros híbridos. A impedância de entrada de um

transistor BC em curto-circuito que naturalmente aparece em algumas equações, pode ser

calculado pela relação de Shockley, que mostra que o h varia inversamente com a corrente de

emissor e com a temperatura absoluta, conforme a equação 1.1:

273.26 j

E

TI

h = (1.1)

onde h é expresso em Ohms, IE em mA, e a temperatura da junção do semicondutor em K. Em

temperatura ambiente considera-se a relação de Shockley como a equação 1.2:

EIh 26= (1.2)

considera-se o h com valor de 26 Ω quando a corrente de emissor é 1 mA. O ganho de um

circuito pode ser medido a partir de um multímetro ou de um osciloscópio, mas quando se faz

tal medição, pensa-se em termos de “ganho de tensão’’. Assim, pode-se obter a relação de

ganho a partir da tensão de saída, io.RL dividida pela tensão de entrada iI.RI que é expresso pela

equação 1.3 e figura 1.3:

II

LOv RI

RIG = (1.3)

Figura 1.3: Amplificador com relações RG-IT

Substituindo o ganho total de corrente Gi por IO/iI em 1.3, é obtida a equação 1.4:

I

LIv RRGG = (1.4)

A equação 1.4 mostra a relação ganho-impedância do transistor que é aplicada na

maioria dos amplificadores transistorizados, inclusive amplificadores que utilizam

transformadores como realimentação. Para verificar o ganho de tensão conhecendo o ganho de

corrente, deve-se determinar a resistência, ou impedância de saída e a impedância de entrada.

Na prática, o ganho de corrente pode ser verificado medindo a corrente de entrada e a de

saída. Considerando um amplificador com diversos acoplamentos, RC ou com etapas

acopladas diretamente, a impedância de entrada de cada etapa é a impedância de carga da

etapa anterior, logo RI = RL e RL/RI é igual a um. O ganho de tensão da etapa é o ganho de

corrente S da etapa. Na prática, para uma melhora de qualidade, o ganho de corrente de um

amplificador é limitado pelos projetistas na ordem de 30 por etapa utilizando ou realimentação

local ou global. O ganho de tensão grande em relação ao ganho de corrente é tolerável, e a

relação RL/RI deve ser maior que a unidade. Se a relação de impedâncias for inferior à

unidade, o ganho da etapa é inferior a 30.

BIBLIOGRAFIA

GE transistor manual 6th ed. Semiconductor Products Department. Technical editor: J.F. Cleary. Contributors: J.H. Phelps [and] others. Published 1962 in Syracuse, N.Y .

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