Ficha 01 · Amplificadores BJT — polarização e ganho

Grupo I · Verdadeiro / Falso (20 pts)

Indica V ou F e corrige as afirmações falsas.

1. (2 pts) O ponto Q deve situar-se no extremo superior da reta de carga AC para maximizar o ganho.

2. (2 pts) A polarização por divisor de tensão (RB1/RB2 + RE) é mais estável que a polarização por base fixa porque introduz realimentação negativa DC.

3. (2 pts) A resistência dinâmica de emissor re aumenta quando a corrente de coletor ICQ aumenta.

4. (2 pts) O amplificador de emissor comum inverte a fase do sinal de 180°.

5. (2 pts) O amplificador de coletor comum tem ganho de tensão aproximadamente igual a 1 e é usado como buffer.

6. (2 pts) O amplificador de base comum tem impedância de entrada alta, adequada para conectar microfones de baixa impedância.

7. (2 pts) Com condensador de bypass CE em paralelo com RE, o ganho AC do emissor comum aumenta.

8. (2 pts) Para o mesmo transistor, o produto ganho × largura de banda (GBW) é constante — um maior ganho implica menor largura de banda.

9. (2 pts) A distorção por clipping ocorre quando o sinal de saída excede a excursão permitida pela reta de carga.

10. (2 pts) O amplificador classe A tem eficiência teórica máxima de 78%.

Grupo II · Ponto Q e ganho de um amplificador EC (45 pts)

Um amplificador de emissor comum usa os seguintes componentes: VCC = 15 V, RB1 = 82 kΩ, RB2 = 15 kΩ, RC = 3,3 kΩ, RE = 680 Ω. Transistor com β = 180, VBE = 0,7 V. Carga externa RL = 10 kΩ. Existe condensador CE em paralelo com RE.

Exercício 1 · Ponto Q DC (20 pts)

a) Calcula a tensão VB. (5 pts)

b) Calcula VE e IE ≈ IC. (5 pts)

c) Calcula VC. (5 pts)

d) Calcula VCEQ. (5 pts)

Exercício 2 · Ganho AC (15 pts)

a) Calcula re. (4 pts)

b) Calcula o ganho Av com carga RL. (6 pts)

c) Calcula Zin e Zout. (5 pts)

Exercício 3 · Estabilidade do ponto Q (10 pts)

Se β variar de 180 para 90 (transistor diferente da mesma referência):

a) Calcula o novo ICQ. Usa a fórmula simplificada ICQ ≈ VE/RE. (5 pts)

b) Qual é a variação percentual de ICQ? O que demonstra isto sobre a estabilidade da polarização por divisor? (5 pts)

Grupo III · Escolha de configuração BJT (35 pts)

Para cada aplicação descrita, identifica qual a configuração BJT mais adequada (EC, CC ou BC) e justifica com base nos parâmetros relevantes (ganho, Zin, Zout).

Aplicação A (10 pts)

Um sensor de temperatura LM35 produz uma saída analógica de 10 mV/°C, com impedância de saída de 1 kΩ. O sinal deve ser amplificado ×50 para enviar a um ADC de 8 bits (0–5V). A impedância de entrada do ADC é de 50 kΩ.

Aplicação B (10 pts)

A saída de um oscilador RC tem impedância de 15 kΩ e deve alimentar um cabo coaxial com impedância de 75 Ω. A amplitude do sinal deve ser mantida (ganho ≈ 1). A frequência é de 1 MHz.

Aplicação C (15 pts)

Um receptor de FM (88–108 MHz) precisa de amplificar o sinal de antena de 75 Ω para a malha de sintonia. O estágio de entrada deve ter: - Impedância de entrada próxima de 75 Ω (para adaptar à antena) - Ganho de tensão adequado (≥ 10 dB) - Mínimo ruído