Determine o ponto de operação
para estabelecimento de ganho de tensão
.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado pede para determinar o ponto de operação $ I_{C Q} $ para que o ganho de tensão seja $ A_{v} = 100 $. Isso está relacionado ao estudo de circuitos eletrônicos, especificamente no funcionamento de transistores. Para resolver isso, vamos precisar entender como o ganho de tensão é relacionado ao ponto de operação do transistor e usar algumas fórmulas básicas de eletrônica.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que o ganho de tensão $ A_{v} $ em um transistor bipolar de junção (BJT) pode ser aproximado pela relação:
Onde:
- $ g_m $ é a transcondutância do transistor.
- $ R_C $ é a resistência de carregamento no coletor.
Passo 3
A transcondutância $ g_m $ é dada por:
Onde:
- $ I_C $ é a corrente de coletor.
- $ V_T $ é a tensão térmica, aproximadamente 25 mV a temperatura ambiente.
Passo 4
Queremos que $ A_{v} = 100 $. Substituindo $ g_m $ na primeira equação:
Como estamos interessados apenas no valor absoluto, podemos ignorar o sinal negativo:
Passo 5
Agora, isolamos $ I_C $:
Passo 6
Sabendo que $ V_T \approx 25 , mV $, substituímos:
Resposta
Portanto, o ponto de operação $ I_{C Q} $ necessário para um ganho de tensão $ A_{v} = 100 $ é: