Amplificador Emissor ComumObjectivosApós a conclusão desta experiência, em que vai construir o circuito, testar e analisar os resultados obtidos, deverá ser capaz de:• Caracterizar o amplificador.• Relacionar as características introduzidas pela resistência de emissor.• Detectar avarias correntes.• Utilizar o amplificador.Material necessário• Caixa analógica de experiências• 2 multímetros• 1 osciloscópio• 1 gerador de sinais• 6 resistências de 1/8 W: 470 Ω, 1 KΩ, duas de 5,6 KΩ, 12 KΩ, 15 KΩ• 1 transistor BC547• 3 condensadores: 1 μF, 10 μF, 47 μF

Fig. Realização

1. Pretende-se que a corrente de colector seja 1 mA. Com transistores tendo

o maior do que 100 é uma boa técnica considerar UE = 0,1XUCC, RC = 4x RE e R2=10xRE. Calcule a resistência R1

Instale o circuito.

2. Meça as tensões UCE, UE e a corrente Ic.

3. Aplique à entrada uma tensão sinusoidal de 1 kHz, de modo a obter na

saída uma onda sem distorção com 4 V pico a pico. Com o osciloscópio em DC e uma ponta de prova no colector, registe o valor contínuo dessa onda e compare-o com o valor UCE + UE.4. Com os canais do osciloscópio em AC meça as tensões pico a pico das ondas de entrada e saída e o desfasamento entre elas. Registe as ondas e calcule o ganho.5. Coloque o condensador CE em paralelo com RE2. Obtenha na saída uma onda sem distorção com 4 V pico a pico. Meça as tensões pico a pico das ondas de entrada e saída e o desfasamento entre elas. Calcule o ganho e compare-o com o valor AU = RL / RE1. Repare no ganho do amplificador com a

resistência de emissor desacoplada para ajuizar o erro cometido por esta expressão.

Fig. Tensões de entrada e saída com resistência de emissor: a) desacoplada; b) acoplada.

6. Com a sensibilidade vertical do canal em 0,5 V/Div obtenha uma onda

de saída com 4 V pico a pico. Introduza em série com a entrada e com o gerador de sinal uma resistência R i = 12 KΩ. Verifique se o valor pico a pico da tensão de saída se reduziu a metade porque, sendo verdade, a resistência de entrada do amplificador tem o valor de Ri Compare-o com o resultante do paralelo das resistências R2 e R1.

7. Retire a resistência de 12 KΩ que estava em série com a entrada. Com a

sensibilidade vertical do canal em 0,5 V/Div, certifique-se que a onda de saída tem 4 V pico a pico. Coloque uma resistência de R0 = 5,6 KΩ como carga entre a saída e a massa. Verifique se a orida de saída está reduzida a 2 V pico a pico, porque sendo, verdade, a resistência de saída do amplificador tem o valor de R0. Repare que o ganho em tensão diminui com a carga colocada.

8. Retire a resistência R0. Com a sensibilidade vertical do canal em 50

mV/Div mantenha a onda de saída com 400 mV pico a pico. Reduza a frequência da tensão de entrada até que a de saída seja de 280 mV pico a pico (Aufi = 0,7XAU0 a 1 kHz). Registe essa frequência e meça o desfasamento entre as tensões de entrada e saída. Mediu a frequência de corte inferior do amplificador.

9. Com a sensibilidade vertical do canal em 50 mV/Div mantenha a onda de

saída com 400 mV pico a pico. Aumente a frequência da tensão de entrada até que a de saída seja novamente de 280 mV pico a pico (A ufs = 0,7xAu0 a 1 kHz). Registe essa frequência e meça o desfasamento entre as tensões de entrada e saída. Mediu a frequência de corte superior do amplificador.

Fig. Curva de resposta em frequência: a) frequência de corte inferior; b) frequência de corte superior.O traçado destas curvas foi feito usando o instrumento Bode Plotter do MuLtisim2001, ligando as duas entradas assinaladas com (-) à massa do amplificador, a entrada ( + in ) à entrada do amplificador e a entrada ( + ou t } à saída do amplificador.10- Após cada uma das avarias seguintes retome o circuito inicial. Em cada alínea meça as tensões pico a pico na saída.10.1. Condensador Cy aberto.10.2. Condensador CE aberto.10.3. Colector aberto. Coloque a ponta de prova no lado da resistência Rc.

1 R1

UE UCE IC

2

3 Uc

Ui Uo φ Au

4 Auteor.

5

f Uo φ

8

9

EXERCÍCIOS1. No ponto 6 verificou-se que a tensão de saída é inferior a 2 V pico a pico.a) A resistência de entrada é igual a 12 KΩ;b) A resistência de entrada é inferior a 12 KΩ;c) A resistência de entrada é superior a 12 KΩ;d) A resistência de entrada vista da base do transistor não é muito grande.2. O ganho em tensão às frequências médias do amplificador com a resistência de emissor acoplada depende:a) da resistência de emissor acoplada (sem CE);b) da tensão de colector;c) da resistência de carga;

Uo

6

7

10.1

10.2

10.3

d) da capacidade do condensador C}.3. A resistência de entrada do amplificador depende:a) das resistências R1 e R2

b) da resistência RL

c) da existência ou não do condensador CE

d) da resistência RE acoplada (sem CE).4. O condensador C1 de acoplamento da entrada:a) não tem influência no ganho do amplificador;b) aumenta a frequência de corte inferior quando a sua capacidade aumenta;c) aumenta a frequência de corte inferior quando a sua capacidade diminui;d) não afecta a frequência de corte inferior,5. Colocando entre a saída U0 e a massa uma resistência, o amplificador:a) diminui a resistência de entrada;b) aumenta o ganho em tensão;c) mantém o ganho em tensão;d) diminui o ganho em tensão.AMPLIFICADOR COM COLECTOR COMUM REALIMENTACÃO SÉRIE DE TENSÃOUma outra hipótese de realimentação negativa consiste em o atenuador recolher a amostra da tensão de saída e produzir na sua saída uma tensão para que se realize uma comparação série. É a realimentação série de tensão.

Fig. Realimentação série de tensão: a) topologia; b) montagem colector comum; c) amplificador básico e atenuador.O amplificador com colector comum é um exemplo desse tipo de realimentação e da qual resulta uma impedância de entrada maior, mas uma de saída menor.Desde já notemos que o tipo da amostra recolhida determina a grandeza que pretendemos regular, ou seja, manter constante. Assim, se a amostra é a corrente de saída, a realimentação de corrente procura manter constante a corrente de saída, independentemente do que acontece na carga, isto é, está a fazer com que ela se

comporte como um gerador de corrente, o que naturalmente se traduz numa resistência de saída elevada.Por sua vez, a realimentação de tensão procura manter constante a tensão de saída, ou que ela se comporte como um gerador de tensão, sendo para tal necessário que tenha uma resistência de saída baixa.Analisando agora os efeitos no lado da entrada, a realimentação série, ao introduzir uma tensão em oposição com a de entrada, de modo a diminuí-la, faz com que a corrente seja menor do aquela que existiria sem Uf. Então, a resistência de entrada com realimentação é mais elevada do que sem realimentação.A realimentação paralela, ao introduzir mais um ramo em paralelo com o gerador de entrada, aumenta a corrente fornecida por ele e, consequentemente, diminui a resistência de entrada do amplificador.Resumindo, diremos que o amplificador na saída se comporta como um gerador de tensão com a realimentação de tensão ou como um gerador de corrente com a realimentação de corrente, os quais são comandados pela tensão de entrada na realimentação série ou pela corrente de entrada na realimentação paralela.ObjectivosApós a conclusão desta experiência, em que vai construir o circuito, testar e analisar os resultados obtidos, deverá ser capaz de:• Caracterizar o amplificador.• Detectar algumas avarias.• Utilizar o amplificador.Material necessário• Caixa analógica de experiências• • 5 resistências de 1/8 W: 100 Ω, 4,7 KΩ, 6,8 KΩ,12 KΩ, 15 KΩ• 2 multímetros• 2 multímetros• 1 transistor BC547• 1 osciloscópio• 2 condensadores: 1 μF, 10 μF• 1 gerador de sinaisRealização

1. Instale o circuito. Meça as tensões contínuas de base, colector e emissor

e a corrente contínua de colector.

2. Aplique à entrada uma tensão alternada sinusoidal de 1 kHz, de modo a

obter uma saída sem distorção de 2 V de pico a pico. Com o osciloscópio, meça as tensões pico a pico das ondas de entrada e saída e o seu desfasamento. Registe as respectivas ondas e calcule o ganho.

Fig.

Fíg. Tensões de entrada e saída: a) a 1 kHz; b) à frequência de corte inferior (23 Hz), com a tensão de saída (curva vermelha) em avanço de 45° sobre a entrada.3. Com a sensibilidade vertical do canal em 50 mV/Div, mantenha a onda de saída com 400 mV pico a pico. Reduza a frequência da tensão de entrada até que a de saída seja de 280 mV pico a pico (A ufi = 0,7xAu0 a 1 kHz). Registe essa frequência e meça o desfasamento entre as tensões de entrada e saída. Mediu a frequência de corte inferior do amplificador.

Fig. Curva de resposta em fase - desfasamento à frequência de corte inferior.4. Com a sensibilidade vertical do canal em 50 mV/Div, mantenha a onda de saída com 400 mV pico a pico. Aumente a frequência da tensão de entrada até que a de saída seja novamente de 280 mV pico a pico (Aufs = 0,7 xAu0 a 1 kHz). Registe essa frequência e meça o desfasamento entre as tensões de entrada e saída. Mediu a frequência de corte superior do amplificador.5. Com a sensibilidade vertical do canal em 0,5 V/Div, obtenha uma onda de saída com 4 V pico a pico. Introduza em série com a entrada e com o gerador

de sinal uma resistência R i = 6,8 KΩ. Verifique se o valor pico a pico da tensão de saída se reduziu a metade, porque, sendo verdade, a resistência de entrada do amplificador tem o valor de Ri Compare-o com o resultante do paralelo das resistências R2 e R1.6. Retire a resistência de 6,8 KΩ que estava em série com a entrada e com a sensibilidade vertical do canal em 50 mV/Div, mantenha uma onda de saída com 400 mV pico a pico. Coloque uma resistência de R0 = 100 Ω como carga entre a saída e a massa. Verifique se a onda de saída está reduzida a 200 mV pico a pico, porque, sendo verdade, a resistência de saída do amplificador tem o valor de R0. Repare que o ganho em tensão diminui com a carga colocada.7, Após cada uma das avarias seguintes retome o circuito inicial. Meça a tensão pico a pico da saída.

Uc UB UE Ic

1

Uo Ui φ Au

2

EXERCÍCIOS1. No ponto 6 verificou-se que a tensão de saída é superior a 200 mV pico a pico.a) A resistência de saída é igual a 100 Ω.b) A resistência de saída é inferior a 100 Ω.c) A resistência de saída é superior a 100 Ω.d) Nenhuma das afirmações anteriores.2. Com uma tensão de sinal na entrada de 6 V pico a pico, a tensão teórica de sinal na saída será, aproximadamente:a) 0 V; c)6V;b) 10 V; d) 3 V.3. Se colocar uma resistência RL = 250 Ω na saída, o efeito será:a) diminuir o ganho da tensão;b) diminuirá resistência de entrada.c) diminuir a tensão máxima disponível na saída sem distorção; d) aumentar o ganho de tensão;4. A colocação de uma resistência de baixo valor no circuito de colector:a) tem um efeito limitador de corrente; c) diminui o ganho de corrente;b) diminui a resistência de saída; d) diminui o ganho de tensão.5. Este circuito pode adaptar um gerador de resistência RS a uma carga de resistência RL, se for:a) Rs pequena e RL grande; c) Rs e RL grandes;b) Rs grande e RL pequena; d) Rs e RL pequenas.

AMPLIFICADOR COM BASE COMUM

U0 f φ

3

4

5

6

7.1

7.2

ObjectivosApós a conclusão desta experiência, em que vai construir o circuito, testar e analisar os resultados obtidos, deverá ser capaz de:• Caracterizar o amplificador.• Detectar algumas avarias.• Utilizar o amplificador.Material necessário • Caixa analógica de experiências• 7 resistências de 1/8 W: 180 Ω, 270 Ω, 1K Ω, 2,2 KΩ, duas de 4,7 KΩ, 12 KΩ• 2 multímetros• 1 osciloscópio• 1 transistor BC547• 1 gerador de sinais• 3 condensadores: 1μF, 10 μF, 47 μF

Fig. Realização

1. Instale o circuito. Aplique à entrada Ui uma tensão sinusoidal de 1 kHz de modo a obter uma saída sem distorção de 4 V pico a pico. Meça as tensões pico a pico das ondas de entrada e saída e o seu desfasamento. Registe as ondas. Calcule o ganho e compare-o com o valor Au= RL/ RE1.

Fig. Tensões de entrada e saída: a) a 1 kHz; b) à frequência de corte superior (18 MHz), com a tensão de saída (curva vermelha) em atraso de 45° sobre a entrada.

2. Com a sensibilidade vertical do canal em 50 mV/Div, obtenha uma onda de saída com 400 mV pico a pico. Reduza a frequência da tensão de entrada até que a de saída seja de 280 mV pico a pico (Aufi = 0,7 xAu0 a 1 kHz). Registe essa frequência e meça o desfasamento entre as tensões de entrada e saída. Mediu a frequência de corte inferior do amplificador.

3. Com a sensibilidade vertical do canal em 50 mV/Div, mantenha a onda de saída com 400 mV pico a pico. Aumente a frequência da tensão de entrada até que a de saída seja novamente de 280 mV pico a pico (Aufs = 0,7 xAu0 a 1 kHz). Registe essa frequência e meça o desfasamento entre as tensões de entrada e saída. Mediu a frequência de corte superior do amplificador.

Fíg. Frequências de corte: a) inferior; b) superior.Obtiveram-se as frequências de corte por colocação dos cursores em pontos da curva cujos ganhos sejam inferiores em 3 dB aos dos pontos com ganho máximo, ou seja, às frequências médias.4. Com a sensibilidade vertical do canal em 0,5 V/Div, mantenha a onda de saída com 4 V pico a pico. Introduza em série com a entrada e com o gerador de sinal uma resistência RL = 270 Ω. Verifique se o valor pico a pico da tensão de saída se reduziu a metade, porque se isso acontecer a resistência de entrada do amplificador tem o valor de Rr Compare-o com o resultante da série das resistências RE1 e re = 25 / lE (mA).5. Retire a resistência de 270 Ω que estava em série com a entrada e, com a sensibilidade vertical do canal em 0,5 V/Div, mantenha uma onda de saída com 4 V pico a pico. Coloque uma resistência R0 = 4,7 KΩ como carga entre a saída e a massa. Verifique se a onda de saída está reduzida a metade, porque se isso acontecer a resistência de saída do amplificador tem o valor de R0. Repare que o ganho em tensão diminui com a carga colocada.6. Para cada uma das seguintes situações meça a tensão de sinal na saída. Reponha a situação inicial.6.1. Resistência RE1 em circuito aberto.6.2. Condensador C2 em curto-circuito.

Uo Ub Ue φ Au Auteór.

1

Uo f φ

2

3

4

5

6.1

6.2

EXERCÍCIOS

1. O sinal de saída deste amplificador:a) está em fase com o sinal de entrada;

b) está em oposição de fase com o sinal de entrada;

c) é maior do que o de entrada;

d) é igual ao de entrada.

2. Comparando este amplificador com o de colector e emissor comum, tem:a) a resistência de entrada mais pequena;

b) o ganho em tensão mais elevado;

c) a resistência de entrada mais elevada;

d) o ganho de corrente mais elevado.

3. Com o condensador C2 aberto:a) o ganho em corrente é menor;

b) o ganho de tensão é menor;

c) a impedância de entrada é maior;

d) a impedância de saída é mais pequena.

4. Este circuito é muito pouco usado quando isolado, mas pode servir para adaptar um gerador de resistência interna Rs a uma carga de resistência RL, se fora) Rs pequena e RL grande; c) Rs e RL grandes;

b) Rs grande e RL pequena; d) Rs e RL pequenas.