Departamento de Engenharia Electrotécnica
INSTITUTO POLITÉCNICO DE SETÚBAL
ESCOLA SUPERIOR DE TECNOLOGIA
COLECTÂNEA DE EXERCÍCIOS
DE
ELECTRÓNICA II
(Para apoio às Aulas Práticas – Exercícios retirados do livro
“Microelectronics Circuits” – Sedra/Smith)
Setembro 2003
Colectânea de exercícios sobre amplificadores
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AMPLIFICADORES
1. Escreva as expressões dos sinais sinusoidais com as seguintes características:
a) Amplitude de 10V de pico e frequência de 10kHz
b) 120Vrms e frequência de 60Hz
c) 0,2Vpp e frequência de 1000rad/s
d) 100mV de pico e período de 1ms
2. Uma fonte de sinal sinusoidal tem uma tensão em circuito aberto de 10mV e uma
corrente de curto-circuito de 10µA. Qual é a resistência da fonte?
3. Dois amplificadores de tensão têm ganhos de 46dB e 43dB, respectivamente.
Qual a relação entre os respectivos ganhos de tensão lineares? Os mesmos
amplificadores apresentam, respectivamente ganhos de potência de 80dB e de
83dB. Qual a relação entre os respectivos ganhos de potência lineares?
Compare os resultados obtidos.
4. Um amplificador de áudio necessita de um sinal sinusoidal na entrada de 1Vrms ,
para entregar na saída uma onda sinusoidal de 0,5Vpico. A resistência de entrada
do amplificador é de 120kΩ. Como carga é usado um altifalante com resistência
de 8Ω. Calcule o ganho de tensão, o ganho de corrente, o ganho de potência, em
unidades lineares e logarítmicas.
5. Um amplificador tem um ganho de corrente de 60dB e um ganho de potência de
50dB. Calcule o ganho de tensão.
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6. Um amplificador opera com uma fonte de alimentação simétrica de ±15V e
entrega na saída uma onda sinusoidal de 20Vpp, para uma resistência de carga
de 2kΩ. O amplificador drena uma corrente média de 2mA da fonte simétrica e
uma corrente desprezável da fonte de sinal. Calc ule a potência dissipada pelo
circuito do amplificador.
7. Um amplificador operando com uma fonte de alimentação simétrica de ±15V tem
uma característica de transferência linear com a excepção da saturação de ±13V
na saída. Se o ganho do amplificador é de 100V/V, encontre o valor rms do maior
sinal sinusoidal que pode ser aplicado na entrada sem que ocorra saturação da
saída.
8. Um amplificador foi projectado usando um transístor MOS com a seguinte
característica de transferência:
v O = 10 − 5( v I − 2) 2 . Esta característica de
transferência requer vO positivo e 2 ≤ vI ≤ vO+2. Nos limites dessa região o
amplificador satura.
a) Esboce e marque claramente a característica de transferência. Que níveis de
saturação L + e L - correspondem aos valores de vI?
b) Polarize o amplificador para obter uma tensão de saída de 5V. Qual é o valor
necessário para a tensão cc de entrada V I?
c) Calcule o valor do ganho de tensão em “sinais fracos” no ponto de
polarização.
d) Se um sinal sinusoidal for sobreposto à tensão de polarização cc VI, isto é,
vI=V I+V icos(wt) calcule a tensão na saída vO.
9. Um projectista tem à disposição um amplificador de tensão com uma resistência
de entrada de 10kΩ, uma resistência de saída de 1kΩ e um ganho de tensão em
circuito aberto de 10V/V. A fonte de sinal tem uma resistência de 10kΩ e
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proporciona um sinal de 10mV rms , mas é necessário fornecer um sinal de pelo
menos 2Vrms , para uma carga de 1kΩ. Quantos estágios o amplificador deverá ter
nesse caso? Qual o valor da tensão de saída obtida nesse caso?
10. É necessário um amplificador que proporcione um sinal, na saída, com potência
de 0,5W para uma resistência de carga de 100Ω. A fonte de sinal acoplada
proporciona uma tensão de 30mVrms e tem uma resistência de 0,5MΩ.
Para conseguir implementar o amplificador desejado pode combinar 2 ou mais
amplificadores, com as seguintes características:
a) Amplificador de elevada resistência de entrada: Ri=1MΩ, Avo=10 e Ro=10KΩ.
b) Amplificador de elevado ganho: Ri=10kΩ Avo=100 e Ro=1kΩ
c) Amplificador de baixa resistência de saída: Ri=10kΩ Avo=1 e Ro=20Ω
Optimize o seu projecto de modo a utilizar o menor número de estágios
possíveis. Calcule a tensão na carga e a potência desenvolvida na saída.
11. Um amplificador de transconductância com Ri=2kΩ, gm=40mA/V e RO=20kΩ é
alimentado por uma fonte de tensão com uma resistência de 2kΩ e uma
resistência de carga de 1kΩ. Calcule o ganho de tensão.
12. A Fig. 1 representa um amplificador de transconductância
cuja saída realimenta a entrada. Calcule a resistência de
entrada
Rin
resultante
da
entrada
do
+
vi
-
quadrípolo.
(sugestão: aplique uma tensão de teste vx entre os dois
terminais de entrada e encontre a corrente ix drenada pela
R
gm vi
Rin
Figura 1
fonte; então Rin ≡ vx /i x ).
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13. Um amplificador com uma resistência de entrada de 10KΩ está ligado a uma
carga de 4KΩ. Quando accionado por uma fonte de corrente de 1µA com uma
resistência de 100KΩ, tem uma corrente de curto-circuito de 10mA e uma tensão
de saída em circuito aberto de 10V. Calcule o ganho de tensão, o ganho de
corrente e o ganho de potência expressos em unidades lineares em dB.
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