Curso de Amplificadores BJT e Operacionais

Aula 1 • Regiões de Funcionamento do BJT

Define as regiões de corte, ativa, saturação e ativa inversa usando estados de polarização da junção. Relaciona a seleção da região a aplicações de amplificador versus comutador.

Aula 2 • Revisão de Física de Semicondutores

Abrange ligação atómica, semicondutores intrínsecos/extrínsecos e comportamento de portadores. Estabelece a base de física necessária para compreender o funcionamento das junções BJT.

Aula 3 • Ganho de Corrente e Equações Básicas do BJT

Deriva alfa, beta e as relações de corrente de Ebers-Moll. Os alunos podem calcular correntes nos terminais dadas condições de polarização e parâmetros do dispositivo.

Aula 4 • Fundamentos da Junção P-N

Explica a formação da região de depleção, potencial interno e comportamento I-V do díodo. Fornece a teoria de junções que está diretamente na base do funcionamento do BJT.

Aula 1 • Importância do Ponto Q

Explica por que um ponto quiescente estável é crítico para a amplificação linear. Relaciona a localização do ponto Q na reta de carga à excursão do sinal e à distorção.

Aula 2 • Polarização Estabilizada por Emissor

Apresenta a resistência de emissor como um elemento de realimentação que reduz a sensibilidade do ponto Q. Os alunos derivam equações de polarização estabilizada e comparam resultados com a polarização fixa.

Aula 3 • Configuração de Polarização Fixa

Analisa o circuito de polarização de base com uma resistência e a sua sensibilidade a beta. Os alunos calculam valores do ponto Q e identificam limitações de estabilidade.

Aula 4 • Polarização por Divisor de Tensão

Abrange a rede de polarização mais utilizada e o seu ponto Q quase independente de beta. Os alunos aplicam métodos de análise exata e aproximada.

Aula 1 • Conceitos de Circuito Equivalente CA

Explica como as fontes CC e os condensadores de acoplamento são substituídos na análise CA. Estabelece o princípio de sobreposição que separa a polarização CC dos sinais CA.

Aula 2 • Impedância de Entrada e Saída

Deriva expressões de impedância de entrada e saída para cada configuração BJT. Os alunos usam valores de impedância para avaliar efeitos de carga em projetos de múltiplos estágios.

Aula 3 • Modelo de Pequeno Sinal Híbrido-Pi

Deriva os parâmetros do modelo híbrido-pi a partir da física do BJT e do ponto Q. Os alunos calculam transcondutância, resistência de entrada e resistência de saída.

Aula 4 • Modelo de Parâmetros H

Apresenta a representação de parâmetros h de dois-portos e a sua relação com o híbrido-pi. Os alunos convertem entre conjuntos de parâmetros e usam folhas de dados eficazmente.

Aula 1 • Coletor Comum (Seguidor de Emissor)

Abrange o estágio CC como um buffer de tensão de ganho unitário com alta impedância de entrada e baixa impedância de saída. Os alunos aplicam-no para transformação de impedância entre estágios.

Aula 2 • Amplificador de Base Comum

Analisa o estágio CB para ganho de corrente próximo da unidade, baixa impedância de entrada e alta largura de banda. Os alunos identificam o seu uso em aplicações de alta frequência e de entrada de corrente.

Aula 3 • Emissor Comum com Degenerescência de Emissor

Examina o efeito de uma resistência de emissor não desacoplada no ganho, linearidade e impedância. Os alunos trocam ganho por melhor estabilidade e largura de banda.

Aula 4 • Comparação e Seleção de Configurações

Resume os compromissos de ganho, impedância e largura de banda entre as três configurações. Os alunos aplicam critérios de seleção para adequar a topologia aos requisitos do sistema.

Aula 1 • Análise da Resposta em Baixa Frequência

Deriva frequências de corte inferior causadas por condensadores de acoplamento e desacoplamento usando constantes de tempo de curto-circuito. Os alunos calculam a contribuição de cada condensador para o ponto de -3 dB inferior.

Aula 2 • Construção de Diagrama de Bode

Ensina a construção sistemática de diagramas de Bode assintóticos de magnitude e fase. Os alunos esboçam a resposta em frequência completa a partir das localizações dos polos e zeros.

Aula 3 • Análise da Resposta em Alta Frequência

Examina as capacitâncias internas do BJT C_pi e C_mu e o seu efeito no ganho em alta frequência. Os alunos aplicam o efeito Miller e as constantes de tempo de circuito aberto para encontrar o corte superior.

Aula 4 • Resposta em Frequência de Múltiplos Estágios

Estende a análise de estágio único a amplificadores em cascata e à sua largura de banda combinada. Os alunos aplicam a fórmula de redução de largura de banda e identificam o estágio dominante.

Aula 1 • Modelo de Amplificador Operacional Ideal

Define o amp-op ideal com ganho infinito, impedância de entrada infinita e impedância de saída zero. Os alunos usam o modelo ideal como ponto de partida para toda a análise de circuitos.

Aula 2 • Princípios de Curto-Circuito Virtual e Circuito Aberto Virtual

Deriva as regras de curto-circuito virtual e circuito aberto virtual a partir da realimentação negativa e do ganho ideal. Os alunos aplicam estas regras para simplificar a análise de circuitos em malha fechada.

Aula 3 • Especificações CC Chave

Abrange a tensão de offset de entrada, corrente de polarização, corrente de offset e CMRR como fontes críticas de erro CC. Os alunos calculam contribuições de erro de saída a partir de cada parâmetro.

Aula 4 • Especificações CA do Amp-Op

Apresenta o produto ganho-largura de banda, taxa de variação e largura de banda de potência total como limites de desempenho CA. Os alunos determinam se um amp-op satisfaz os requisitos de frequência e amplitude do sinal.

Aula 1 • Amplificadores Somador e de Diferença

Estende a topologia inversora à soma ponderada e deriva o amplificador de diferença para sinais diferenciais. Os alunos projetam circuitos de mistura de áudio e de ponte de sensor.

Aula 2 • Circuitos Integrador e Diferenciador

Substitui resistências de realimentação ou de entrada por condensadores para realizar integração e diferenciação matemáticas. Os alunos analisam a resposta em frequência e questões práticas de estabilidade.

Aula 3 • Projeto de Amplificador de Instrumentação

Constrói o amplificador de instrumentação de três amps-op para alta CMRR e ganho ajustável. Os alunos aplicam-no ao condicionamento de sinal de sensor diferencial.

Aula 4 • Configuração de Amplificador Inversor

Deriva o ganho em malha fechada, impedância de entrada e impedância de saída para a topologia inversora. Os alunos projetam redes de resistências para ganho e resistência de entrada especificados.

Aula 1 • Critérios de Estabilidade e Margem de Fase

Aplica o critério de Barkhausen e a análise do diagrama de Bode para determinar a estabilidade em malha fechada. Os alunos calculam a margem de fase e a margem de ganho a partir de gráficos de ganho de malha.

Aula 2 • Técnicas de Compensação de Frequência

Abrange métodos de compensação de polo dominante, avanço e atraso para restaurar a margem de fase adequada. Os alunos modificam circuitos com amp-op para alcançar funcionamento estável em malha fechada.

Aula 3 • Limitações Práticas do Amp-Op

Aborda ganho finito, excursão de tensão de saída, limites de corrente de saída e ruído em amps-op reais. Os alunos reduzem as especificações de projetos ideais para ter em conta as restrições do dispositivo real.

Aula 4 • Guia de Seleção e Layout de Amp-Op

Orienta a seleção de amps-op com base na tensão de alimentação, largura de banda, ruído e potência. Os alunos aplicam as melhores práticas de layout de PCB para minimizar efeitos parasitas.