UNIVERSIDADE FEDERAL DO PAR

CAMPUS UNIVERSITRIO DE TUCURU

FACULDADE DE ENGENHARIA ELTRICA





DISCIPLINA: LABORATRIO DE ELETRNICA ANALGICA II
PROFESSOR: GUILHERME


EXPERIMENTO: RESPOSTA EM FREQUNCIA COM TBJ




ALUNOS:
IVANIL LIMA 09134001018
LIEL NEVES 10134001518
WESLEI RAMOS 10134004418







TUCURU-PA,
2013
1 Resumo
Observar os valores das frequncias em circuitos com TBJ.
2 Objetivos
Determinar os valores das frequncias de corte inferior (f
L
) e superior (f
H
), os
ganhos de tenso prtico e terico e medir valores DC de tenso e corrente.

3 - Abordagem terica para Emissor Comum

Figura 1: Amplificador em Emissor Comum.
Os amplificadores no mantm seu ganho constante para grandes faixas de
freqncia (f). Em baixas frequncias o ganho diminudo pelos capacitores de
acoplamento e de desvio, que possuem alta impedncia para f pequeno (deixando de
trabalhar como curto-circuitos perfeitos). J para altas frequncias, temos o efeito das
capacitncias internas do transistor (C

e C).
Nas frequncias mdias essas capacitncias exibem um efeito quase nulo, e
assim, podem ser desprezadas. Logo, para a faixa de mdias frequncias temos o ganho
mximo. Essa faixa situada entre
L
(freqncia de corte inferior) e
H
(freqncia de
corte superior), que so as frequncias nas quais o ganho diminudo de 3dB. O que
pode ser aproximado como A=0,707A
Mx
.
Determinaremos aqui
L
e
H
atravs do mtodo das constantes de tempo.
Clculo de f
L
, usando o modelo da figura 2
:

( )
i S X B S C
R R r r R R R + = + + =
t
//
1
(rx desprezvel ) Equao 1
( )
1
//
// '
0
+
+ +
=
|
t B S X
E E
R R r r
R R (rx desprezvel ) Equao 2

C L C
R R R + =
2
Equao 3

2 2 1 1
1
'
1 1
2
C C E E C C
L
R C R C R C
f + + = t Equao 4
4 Materiais
Componentes: transistores: 1 BC546 (npn); resistores: 1,2k, 1,8k, 2,7k, 27k,
22k, 47k; 3 capacitores que sero determinados ao decorrer deste experimento em
configurao emissor comum.
Equipamentos: 1 fonte de tenso DC; 1 gerador de funes; 1 osciloscpio, 1
multiteste.
5- Resultado e Discusses
Para uma frequncia de corte inferior de 100Hz, determinou-se as capacitncias
de acoplamento e de desvio, como mostram os clculos abaixo, sabendo que =317,
C

=1,5pF e C

=11pF.

T
C
m
V
I
g = Equao 5
V mA g
m
/ 6 , 101 =

m
g
r
|
t
= Equao 6
O = k r 12 , 3
t


Utilizando a equao 3 calculou-se R
C2
:

C L C
R R R + =
2
Equao 3
O = k R
C
7 , 24
2



2 1
2 1
B B
B B
B
R R
xR R
R
+
= Equao 7
O = k R
B
15 , 17


t
r R R R
B S C
//
1
+ = Equao 8
O = k R
C
84 , 3
1



|
|
.
|

\
|
+
+
=
1
//
// '
|
t B S
E E
R R r
R R Equao 9
O = 48 , 13 '
E
R

)] // ( 1 [
L C m in
R R g C C C + + =
t
Equao 10
pF C
in
379 =


1
1
1 , 0 2
1
C L
R f
C
t
= Equao 11
F C 87 , 1
1
=

2
2
1 , 0 2
1
C L
R f
C
t
= Equao 12
F C 644 , 0
2
=

E L
E
R f
C
' 1 , 0 2
1
t
= Equao 13
F C
E
58 , 147 =

) // //( '
S B
R R r R
t
= Equao 14
Utilizando a equao 15 e substituindo o valor de R e C
in
, calculou-se a
frequncia de corte superior (f
H
).
' 2
1
R C
f
in
H
t
= Equao 15
kHz f
H
54 , 509 =

t
r R R
B in
// = Equao 16
O = k R
in
64 , 2
Utilizando a equao 17 calculou-se o valor de A
M
.
) // (
L C
S in
in
M
R R gm
R R
R
A
+
= Equao 17
V A
M
/ 92 , 167 =

De posse dos capacitores calculados acima, C
1
, C
2
e C
E
, montou-se o circuito da
figura 1, porm sem os capacitores e o gerador de sinais, onde mediu-se os valores DC
de V
C
, V
B
, V
E
,V
CE
e I
C
, como mostra a tabela 1.
Tabela 1: valores medidos
V
C
V
B
V
E
V
CE
I
C
8,16V 5,39V 4,68V 3,42V 2,54mA

Em seguida ajustou-se a fonte de sinal AC de modo que se obtivesse um sinal de
sada V
0
sem distoro, onde entrada aplicou-se uma frequncia de 1kHz e uma
amplitude de 14,1mV, obtendo assim V
0
=2V.
De posse do valor de V
0
e V
S
calculou-se o ganho A
M
, utilizando a equao 18.

S
M
V
V
A
0
= Equao 18
V V A
M
/ 84 , 141 =
Para se obter a frequncia de corte inferior (f
L
), manteve-se constante a
amplitude de entrada e diminuiu-se a frequncia at que V
0
=0,7V
0
.
f
L
=75Hz
Para se obter a frequncia de corte superior (f
H
), manteve-se constante a
amplitude de entrada e aumentou-se a frequncia at que V
0
=0,7V
0
.
f
H
=350kHz
Tabela 2: frequncias de corte e ganhos de tenso.
PMETRO TERICO PRTICO
f
L
(Hz) 100 75
f
H
(kHz)

509,54 350
A
M
-167,92 141,84





6- Abordagem terica para Base Comum

Figura 2: amplificador em Base Comum.
A resposta em altas frequncias do Amplificador em Emissor Comum
severamente limitada pelo efeito Miller (que se aplica capacitncia da juno base-
coletor, que fica entre a sada, que o coletor e a entrada, que a base). De modo a
diminuir esse problema, pode ser introduzido um estgio em base comum (no caso de
um amplificador de mltiplos estgios). Sua freqncia de corte inferior muito baixa,
o que impossibilita medies sem equipamento prprio. A capacitncia da juno base-
coletor agora est aterrada.
Clculo das frequncias de corte inferior f
L
e superior f
H.


) ( 2
1
) ' ( 2
1
) ( 2
1
2 2 1 1 C C B E C C
L
R C R C R C
f
t t t
+ + = Equao 19
( )
S E e C
R R r R + = //
1
Equao 20
L C C
R R R + =
2
Equao 21
) 1 )( // //( ' + + = |
S E e B B
R R r R R Equao 22
f E e P
R R r R // //
1
= Equao 23
L C P
R R R //
2
= Equao 24
) ( 2
1
2 1 P P
H
R C R C
f
t
t +
= Equao 25


7- Materiais
Componentes: transistores: 1 BC546 (npn); resistores: 1,2k, 1,8k, 2,7k, 27k,
22k, 47 k; capacitores 2 de 10F e 1 de 100 F.
Equipamentos: 1 fonte de tenso DC; 1 gerador de funes; 1 osciloscpio, 1
multiteste.

8- Resultado e Discusses
Calculou-se inicialmente os valores das frequncias de corte inferior (f
L
) e
superior (f
H
), como mostram as equaes abaixo.
.


E
T
e
I
V
r = Equao 26
O = 06 , 9
e
r
Utilizando a equao 7, determinou-se o R
B
:
O = k R
B
14 , 17
) 1 )( // //( ' + + = |
S E e B B
R R r R R Equao 27
O = k R
B
64 , 16 '

( )
S E e C
R R r R + = //
1
Equao 28
O = k R
C
100
1


L C C
R R R + =
2
Equao 3
O = k R
C
7 , 24
2

De posse dos valores de C
C1
,

C
C2
,

C
E
, R
C1
, R
C2
, R
B
, calculou-se a frequncia de
corte inferior, utilizando a equao 29.
) ( 2
1
) ' ( 2
1
) ( 2
1
2 2 1 1 C C B E C C
L
R C R C R C
f
t t t
+ + = Equao 29

Hz f
L
62 , 1 =

f E e P
R R r R // //
1
= Equao 30
O = 01 , 9
1 P
R

L C P
R R R //
2
= Equao 31
O = k R
P
4 , 2
2

Considerando C

=11pF e C

=1,5pF e utilizando a equao 32, calculou-se a

frequncia de corte superior (f
H
).

) ( 2
1
2 1 P P
H
R C R C
f
t
t +
= Equao 32
MHz f
H
02 , 43 =
De posse de R
in
calculado na equao 16, do valor de R
C
//R
L
=R
P2
calculado na
equao 31, do valor de g
m
calculado na equao 5, de R
s
=100k e tambm utilizando a
equao 17, calculou-se o valor de A
M
, logo:
V V A
M
/ 27 , 6 =
Aps os clculos acima montou-se o circuito da figura 2, porm sem o gerador
de sinais e os capacitores, ento mediu-se os valores DC de V
C
, V
B
, V
E
,V
CE
e I
C
, como
mostra a tabela 3.
Tabela 3: valores medidos.
V
C
V
B
V
E
V
CE
I
C
8,16V 5,39V 4,68V 3,42V 2,54mA

De posse dos capacitores dados no circuito, C
C1
, C
C2
e C
E
, montou-se o circuito
da figura 2, agora com todos os componentes acoplados ao mesmo.
Em seguida ajustou-se a fonte de sinal AC de modo a se obter um sinal de sada
(V
0
) sem distoro, onde entrada aplicou-se uma frequncia de 1kHz e uma amplitude
de V
S
= 99,3V, obtendo assim V
0
= 2,36V.
De posse do valor de V
0
e V
S
e utilizando a equao 33, calculou-se o ganho A
M
.

S
M
V
V
A
0
= Equao 33
V V A
M
/ 024 , 0 =
Para se obter a frequncia de corte inferior (f
L
), manteve-se constante a
amplitude de entrada e diminuiu-se a frequncia at que V
0
=0,7V
0
.
f
L
=2Hz
Para se obter a frequncia de corte superior (f
H
), manteve-se constante a
amplitude de entrada e aumentou-se a frequncia at que V
0
=0,7V
0
.
f
H
=52,45MHz

Tabela 4: frequncias de corte e ganhos de tenso.
PMETRO TERICO PRTICO
f
L
(Hz) 1,62 2
f
H
(MHz)

43,02 52,45
A
M
-0,014 0,024

7- Abordagem terica para emissor comum
Assim como o Amplificador em base comum, o coletor comum no sofre o
problema causado pelo efeito Miller, j que um dos terminais da capacitncia C
aterrado. Sua frequncia de corte inferior muito baixa, o que impossibilita medies
sem equipamento prprio.

Figura 3: amplificador em Emissor Comum.
8 Materiais
Componentes: transistores: 1 BC546 (npn); resistores: 1,2k, 1,8k, 2,7k, 27k,
22k, 47 k; capacitores: 3, que foram determinados no item IV-1.
Equipamentos: 1 fonte de tenso DC; 1 gerador de funes; 1 osciloscpio, 1
multiteste.
9- Resultado e Discusses
9.1- Simulao:
Montou-se o circuito da figura 3 e mediu-se as os valores DC de V
C
, V
B
, V
E
,V
CE

e I
C
, como mostra a tabela 5.
Tabela 5: Valores medidos.
V
C
V
B
V
E
V
CE
I
C
8,16V 5,39V 4,68V 3,42V 2,54mA

Em seguida ajustou-se a fonte de sinal AC de modo que se obtivesse um sinal de
sada V
0
sem distoro, onde entrada aplicou-se uma frequncia de 1kHz e uma
amplitude de V
S
=1,41V, obtendo assim V
0
=1,27V.
Utilizando a equao 33 e os valores de tenso V
0
e V
S
, calculou-se o ganho A
M
:
41 , 1
27 , 1
=
M
A
V V A
M
/ 9 , 0 =
Para se obter a frequncia de corte inferior (f
L
), manteve-se constante a
amplitude de entrada e diminuiu-se a frequncia at que V
0
=0,7V
0
.
f
L
=11Hz
Para se obter a frequncia de corte superior (f
H
), manteve-se constante a
amplitude de entrada e aumentou-se a frequncia at que V
0
=0,7V
0
.
f
H
=4MHz
9.2- Pratico:
Montou-se o circuito da figura 3 e mediu-se as os valores DC de V
C
, V
B
, V
E
,V
CE

e I
C
, como mostra a tabela 6.
Tabela 6: valores medidos.
V
C
V
B
V
E
V
CE
I
C
8,16V 5,39V 4,68V 3,42V 2,54mA

Em seguida ajustou-se a fonte de sinal AC de modo que se obtivesse um sinal de
sada V
0
sem distoro, onde entrada aplicou-se uma frequncia de 1kHz e uma
amplitude de 1,52V, obtendo assim V
0
=1,19V.
De posse desses valores calculou-se o ganho A
M
:
52 , 1
19 , 1
=
M
A
V V A
M
/ 78 , 0 =
Para se obter a frequncia de corte inferior (f
L
), manteve-se constante a
amplitude de entrada e diminuiu-se a frequncia at que V
0
=0,7V
0
.
f
L
=12,87Hz
Para se obter a frequncia de corte superior (f
H
), manteve-se constante a
amplitude de entrada e aumentou-se a frequncia at que V
0
=0,7V
0
.
f
H
=4,56MHz
Tabela 7: frequncias de corte e ganhos de tenso.
PMETRO PRATICO SIMULADO
f
L
(Hz) 12,87 11
f
H
(MHz)

4.56 4
A
M
0,72 0,9














10 Concluso
Analisando os resultados obtidos de maneira prtica e terica podemos concluir
que os dados esto coerentes com a teoria abordada em sala de aula.
Verificamos neste experimento basicamente as configuraes: emissor comum,
coletor comum e base comum, utilizando para estes, um circuito de polarizao por
divisor de tenso. A configurao emissor comum apresentou um ganho de tenso
elevado com inverso de fase. Esta configurao, no entanto apresenta alta resistncia
de sada, o que caracteriza um problema no caso de algumas cargas, pois dependendo
destas, a prpria resistncia do amplificador consome grande parte da potncia
fornecida.
Em contrapartida a configurao coletor comum apresentou um ganho de tenso
unitrio, ou seja, no h amplificao porm sua resistncia de sada baixa e apresenta
um bom ganho de corrente. A configurao base comum apresentou resultados
semelhantes aos da configurao emissor comum, porm este amplificador, assim como
o de coletor comum no apresenta inverso de fase caracterizando-se por ter um bom
ganho de tenso, alta resistncia de sada e no inverso de fase.


















11 Referncias Bibliogrficas
Livro
1- Sedra Smitch, Microeletrnica, 5 Edio.

Software:
Proteus ISIS PROFESSIONAL.