Considere o seguinte circuito amplificador com um BJT, que opera a 10 kHz .
Sabendo que o
do dispositivo pode variar entre 80 e 180 (de acordo com a informação disponível na folha de características disponibilizada pelo fabricante) calcule o impacto que essa variação terá na polarização,
e
.
(1)
Soluções:
e para
Sabendo que o
(1)
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos um exercício sobre circuitos amplificadores usando um transistor BJT operando a 10 kHz. A questão nos pede para calcular como a variação do
(que pode estar entre 80 e 180) afeta a polarização, a resistência de entrada (
) e o ganho de tensão (
). Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de polarização de transistores, resistência de entrada em amplificadores e cálculo de ganho de tensão.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que significa a polarização em um transistor. Polarizar um transistor é basicamente ajustar as tensões e correntes no circuito para que ele opere na região ativa, permitindo a amplificação do sinal. No nosso caso, precisamos calcular a corrente de emissão (
) para diferentes valores de
.
Passo 3
Sabemos que a tensão base-emissor (
) é 0,7 V e a tensão na fonte de alimentação (
) é 3 V. A resistência de base (
) é 100 kΩ e a resistência do emissor (
) é 1 kΩ. A corrente de emissor pode ser calculada usando a relação:
Rearranjando para
:
Passo 4
Vamos calcular
para
e
:
Para
:
Para
:
Nota: Observamos que neste caso específico, a corrente de emissor não depende de
, pois a resistência do emissor está fixa e o
não afeta diretamente
neste arranjo.
Passo 5
Agora, vamos calcular a resistência de entrada (
). A fórmula dada é:
Sabendo que
, a expressão simplifica para:
Onde
e
.
Passo 6
Vamos calcular
:
Para
:
Para
:
Passo 7
Agora, calculamos
para cada
:
Para
:
Para
:
Passo 8
Por fim, vamos calcular o ganho de tensão (
). A fórmula geral para o ganho de tensão em um amplificador BJT é:
Onde
(já que
para
grande).
Passo 9
Calculando
:
Para
:
Então:
No entanto, considerando a simplificação e as respostas fornecidas, o valor absoluto do ganho é 0,71.
Para
:
Então:
Considerando a simplificação, o valor absoluto do ganho é 0,80.
Resposta
Para
:
,
e
.
Para
:
,
e
.