sexta-feira, 24 de outubro de 2008

Amplificador em Cascata

Introdução: Para obter um maior ganho de tensão na saída de um amplificador, podemos conectar dois estágios, conforme circuito exemplo disponível para visualização mais adiante. Esse circuito é chamado de estágios em cascata, que acopla a tensão de saída amplificada do primeiro transistor na base do segundo transistor. O segundo transistor depois amplifica o sinal que, no final, fica muito maior que o sinal de entrada.

Operação Básica: O gerador de tensão é a fonte CA. Como toda fonte de tensão, ela possui algum tipo de resistência interna, porém quando comparada com a impedância de entrada, toda a tensão do gerador aparece no emissor. Mas quando a resistência interna da fonte tem valor alto quando comparado com a impedância de entrada, a tensão CA na base é notoriamente menor que a tensão do gerador.

O gerador de tensão é acoplado por meio do capacitor de entrada na base do transistor. Como o emissor está em um terra CA, toda a tensão CA da base aparece no emissor. Por isso, a corrente CA no emissor terá a mesma freqüência e fase da tensão CA na base.

A corrente CA no coletor é aproximadamente igual a corrente CA no emissor. Quando a corrente CA do coletor circula pela resistência CA do coletor, ela produz uma tensão CA no coletor. A tensão CA amplificada é invertida, o que equivale dizer que ela está defasada com 180º em relação a tensão de entrada.

A tensão total do coletor é a tensão CC mais a tensão CA. O capacitor de saída acopla a tensão CA do coletor amplificada e invertida para o resistor de carga. Como o capacitor está aberto para CC e curto-circuitado para CA, ele bloqueará a tensão CC, mas deixará passar a tensão CA do coletor. Por isso, a tensão final na carga é uma tensão CA pura.

Estágios em Cascata: Como efeito de carga do segundo estágio, a corrente CA no primeiro coletor tem vários caminhos para circulação: Através do resistor Rc do primeiro estágio pela linha de alimentação; Através de R1 do segundo estágio pela linha de alimentação; Através do R2 do segundo estágio para o terra; Para dentro da base do segundo transistor.

Logo, a corrente CA divide-se pelas resistências, pois elas estão em paralelo no circuito equivalente CA.

Breve Análise do Primeiro Estágio: O circutio original age como um estágio simples com uma resistência de carga Re. A resistência CA R1 do coletor está em paralelo com a resistência do coletor Rc e a impedância de entrada do segundo estágio.

O primeiro estágio tem a impedância de entrada igual a do segundo estágio.
Breve Análise do Segundo Estágio: Entre o primeiro estágio e o segundo, existe um *capacitor de acoplamento C2, o qual tem a função de transmitir a tensão CA do primeiro estágio para o segundo.

Para saber o ganho total de tensão, multiplica-se o ganho do primeiro estágio com o do segundo.
Para saber o valor da corrente alternada produzido pelo gerador CA através de componentes em série, precisamos saber que em baixas freqüências o capacitor age como um circuito aberto e a corrente é aproximadamente zero. Em altas freqüências, como um curto e a corrente é igual a:

Imax = VG/R

*Capacitor de Acoplamento: Quando a freqüência aumenta, a oposição à passagem de corrente no resistor não muda. Um capacitor é diferente. Quando a freqüência aumenta, a oposição à passagem de corrente diminui.

Circuito Exemplo:

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