Laboratorio: Amplificador a Transistor Emissor Comum: mudanças entre as edições
De Wiki Cursos IFPR Foz
Ir para navegaçãoIr para pesquisar
| (9 revisões intermediárias pelo mesmo usuário não estão sendo mostradas) | |||
| Linha 23: | Linha 23: | ||
#Monte no '''SimulIDE''' um circuito '''Amplificador EC''', polarizado com uma fonte de tensão constante de 5 V. | #Monte no '''SimulIDE''' um circuito '''Amplificador EC''', polarizado com uma fonte de tensão constante de 5 V. | ||
[[Arquivo: | [[Arquivo:AmplificadorEC.png]] | ||
Vcc = 5 V | |||
Rb1 = 6,8 kΩ | |||
Rb2 = 1,7 kΩ | |||
Rc = 470 Ω | |||
Re = 57 Ω | |||
Rl = 1 kΩ | |||
Cin = Cout = 47 µF (Capacitores eletrolíticos -> polaridade + voltada ao transistor) | |||
Não utilizar Cd | |||
#Configure como '''entrada do amplificador''' (v<sub>in</sub>) um '''gerador de funções''', configurado para gerar uma '''onda senoidal''' com '''amplitude''' de 500 mV e voltagem base de -250 mV (senoide variando de -250 mV a 250 mV) e '''frequência''' de 100Hz. | #Configure como '''entrada do amplificador''' (v<sub>in</sub>) um '''gerador de funções''', configurado para gerar uma '''onda senoidal''' com '''amplitude''' de 500 mV e voltagem base de -250 mV (senoide variando de -250 mV a 250 mV) e '''frequência''' de 100Hz. | ||
#Utilize o canal 1 osciloscópio para observar a '''forma de onda''' gerada pelo '''gerador de funções''' (v<sub>in</sub>) e o canal 2 para observar a forma de onda sobre a '''saída do amplificador''' (v<sub>out</sub>). | #Utilize o canal 1 osciloscópio para observar a '''forma de onda''' gerada pelo '''gerador de funções''' (v<sub>in</sub>) e o canal 2 para observar a forma de onda sobre a '''saída do amplificador''' (v<sub>out</sub>). | ||
#:Observe que a senoide de saída varia de -1,25 V a 1,25 V, ganho 5, e com defasagem de 180 graus em relação ao sinal de entrada. | #:Observe que a senoide de saída varia de -1,25 V a 1,25 V, ganho 5, e com defasagem de 180 graus em relação ao sinal de entrada. | ||
#Remova o '''sinal de entrada''' e meça as tensões DC na '''base''', '''emissor''' e '''coletor''' do transistor | #Varie o valor do '''resistor Rc''' para valores ligeiramente acima e abaixo do valor e verifique como se comporta o '''ganho do amplificador'''. | ||
#'''Analise''' o projeto do circuito e verifique os valores calculados em função dos valores práticos medidos. | #:Observe que a partir de um certo valor do ganho, o amplificador não consegue amplificar, pois ultrapassa a excursão máxima do sinal, que é dada pela alimentação de 5 V. | ||
#Remova o '''sinal de entrada''' e meça as tensões DC na '''base''', '''emissor''' e '''coletor''' do transistor. | |||
#'''Analise''' o projeto do circuito e verifique os valores calculados em função dos valores práticos medidos. Os valores de projeto do amplificador estão dados abaixo. | |||
===Gráficos das entradas e saídas do amplificador=== | ===Gráficos das entradas e saídas do amplificador=== | ||
[[Arquivo: | [[Arquivo:Anplicicador_EC-entradas_saidas.png|500px]] | ||
==Cálculos teóricos== | ==Cálculos teóricos== | ||
| Linha 46: | Linha 57: | ||
*Cálculo de Ib a partir da corrente Ie e do ganho: | *Cálculo de Ib a partir da corrente Ie e do ganho: | ||
Ie = (1 V - 0,7 V) / 57 Ω = 5,3 mA | Ie = (1 V - 0,7 V) / 57 Ω = 5,3 mA | ||
& | β = 200 | ||
Ib = Ie / & | Ib = Ie / β = 26,5 uA | ||
:Esta corrente Ib, todavia, provoca uma queda na tensão Vb, uma vez que flui pelo paralelo dos resistores Rb1 e Rb2 da base. Portanto, pode-se ajustar este valor, calculando esta queda de tensão: | :Esta corrente Ib, todavia, provoca uma queda na tensão Vb, uma vez que flui pelo paralelo dos resistores Rb1 e Rb2 da base. Portanto, pode-se ajustar este valor, calculando esta queda de tensão: | ||
| Linha 55: | Linha 66: | ||
Ie = (0,96 - 0,7) / 57 Ω = 4.6 mA | Ie = (0,96 - 0,7) / 57 Ω = 4.6 mA | ||
*Cálculo de Ic usando Ic ≈ & | *Cálculo de Ic usando Ic ≈ β Ib ≈ Ie: | ||
Ic = 4,6 mA | Ic = 4,6 mA | ||
| Linha 68: | Linha 79: | ||
==Observações e Conclusões== | ==Observações e Conclusões== | ||
*A '''excursão do sinal amplificado''' é limitada pela tensão de alimentação da polarização do transistor. | |||
*Os '''capacitores de acoplamento''' permitem isolar a alimentação CC do circuito de polarização do sinal CA que será amplificado. | |||
==Referências== | ==Referências== | ||
Edição atual tal como às 15h07min de 27 de setembro de 2021
Laboratório: Amplificador a Transistor Emissor Comum
Este laboratório foi baseado no material disponibilizado pela Analog Devices, fabricante do módulo educacional M1K Analog Devices: [1]
Objetivos
Montar, testar e analisar o circuito de amplificador a transistor emissor comum. O amplificador foi projetado com ganho 5 e é capaz de alimentar uma carga de 1 KΩ com um sinal senoidal de 2,5 Vpp e acoplamento AC.
O experimento permitirá observar o sinal senoidal de entrada (vin) e o sinal senoidal de saída (vout) acrescido do ganho de amplificação.
Equipamento e Materiais
- Equipamentos
- Bancada de Eletrônica com fonte de tensão, gerador de funções, multímetro e osciloscópio.
ou
- Simulador de circuitos eletrônicos: SimulIDE.
- Componentes Eletrônicos:
- Resistores: 10 Ω, 47 Ω, 100 Ω, 470 Ω, 1 k KΩ, 1,5 KΩ e 6,8 KΩ (Valores comerciais)
- Capacitores: 47 uF e 220 uF
- Transistor NPN 2N3904
Procedimentos Práticos
- Monte no SimulIDE um circuito Amplificador EC, polarizado com uma fonte de tensão constante de 5 V.
Vcc = 5 V Rb1 = 6,8 kΩ Rb2 = 1,7 kΩ Rc = 470 Ω Re = 57 Ω Rl = 1 kΩ Cin = Cout = 47 µF (Capacitores eletrolíticos -> polaridade + voltada ao transistor) Não utilizar Cd
- Configure como entrada do amplificador (vin) um gerador de funções, configurado para gerar uma onda senoidal com amplitude de 500 mV e voltagem base de -250 mV (senoide variando de -250 mV a 250 mV) e frequência de 100Hz.
- Utilize o canal 1 osciloscópio para observar a forma de onda gerada pelo gerador de funções (vin) e o canal 2 para observar a forma de onda sobre a saída do amplificador (vout).
- Observe que a senoide de saída varia de -1,25 V a 1,25 V, ganho 5, e com defasagem de 180 graus em relação ao sinal de entrada.
- Varie o valor do resistor Rc para valores ligeiramente acima e abaixo do valor e verifique como se comporta o ganho do amplificador.
- Observe que a partir de um certo valor do ganho, o amplificador não consegue amplificar, pois ultrapassa a excursão máxima do sinal, que é dada pela alimentação de 5 V.
- Remova o sinal de entrada e meça as tensões DC na base, emissor e coletor do transistor.
- Analise o projeto do circuito e verifique os valores calculados em função dos valores práticos medidos. Os valores de projeto do amplificador estão dados abaixo.
Gráficos das entradas e saídas do amplificador
Cálculos teóricos
- Fundamentos sobre Transistores
- Transistores
Cálculos utilizados no projeto do laboratório:
- Cálculo de Vb usando divisor de tensão:
Vb = Rb2 / (Rb1 + Rb2) Vcc = 1,7 kΩ / (6,8 kΩ + 1,7 kΩ) . 5 V = 0,2 (5 V) = 1,0 V
- Cálculo de Ib a partir da corrente Ie e do ganho:
Ie = (1 V - 0,7 V) / 57 Ω = 5,3 mA β = 200 Ib = Ie / β = 26,5 uA
- Esta corrente Ib, todavia, provoca uma queda na tensão Vb, uma vez que flui pelo paralelo dos resistores Rb1 e Rb2 da base. Portanto, pode-se ajustar este valor, calculando esta queda de tensão:
Ib (Rb1 // Rb2) = (26.5 uA)(6.8 KΩ||1.7 KΩ) ≈ 36 mV
- Assim, podemos recalcular Vb e Ie:
Vb = 1,0 V - 0,036 V = 0,96 V Ie = (0,96 - 0,7) / 57 Ω = 4.6 mA
- Cálculo de Ic usando Ic ≈ β Ib ≈ Ie:
Ic = 4,6 mA
- Cálculo de Vce a partir da análise das tensões na malha sobre Rc e Re:
Vcc = Rc Ic + Vce + Re Ic Vce = Vcc - Rc Ic - Re Ic Vce = 5 V - (470 Ω 4,6 mA) - (57 Ω 4,6 mA) = 5 V - 2,16 V - 0,26 V = 2,58 V
Vc = 2,84 V Ve = 0,26 V
Observações e Conclusões
- A excursão do sinal amplificado é limitada pela tensão de alimentação da polarização do transistor.
- Os capacitores de acoplamento permitem isolar a alimentação CC do circuito de polarização do sinal CA que será amplificado.
Referências
Evandro.cantu (discussão) 10h10min de 27 de setembro de 2021 (-03)
