Departamento de Engenharia Electrotécnica
Curso de Engenharia de Automação,
Controlo e Instrumentação
Laboratório nº 4
de
Complementos de Electrónica
Estudo de Amplificadores
Área de Electrónica
Fevereiro/2005
Departamento de Engenharia Electrotécnica
Estudo das características de amplificadores.
1.1. Objectivos
É objectivo deste trabalho o estudo e análise das características dos amplificadores de tensão e
transresistência. Pretende-se obter o valor do ganho de tensão assim como a transresistência. É
também objectivo deste trabalho determinar as resistências de entrada e saída do amplificador assim
como verificar a influência da resistência interna da fonte de sinal e da carga no valor dos ganhos.
Nas montagens que se seguem utilize o amplificador operacional 741, alimentado com duas tensões
simétricas de ±15V (pinos 7 e 4 da figura 1).
VOS
1
8
NC
In-
2
7
V+
In+
3
6
Out
V-
4
5
V OS
741
1.
Figura 1
Para os cálculos em todos os testes utilize os valores reais das resistências.
2. Amplificador de tensão
Utilize um gerador de sinais e aplique na entrada do amplificador um sinal sinusoidal com
amplitude de 200mVpp e frequência de 1kHz através de uma resistência Rs=10kΩ como se ilustra na
figura 1.
Mantenha o sinal v s=100.sin(2π.1000t) mV para todas as alíneas deste ponto.
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R2
RS
ii
R1
vs
100kΩ
io
10kΩ
A
vi
vo
RL
Figura 2
2.1. Ganho de tensão Av e resistência de saída Ro
2.1.1. Com a saída em aberto (RL=∞) meça com o osciloscópio e registe o valor da tensão
na saída do amplificador, Vo , e calcule o valor dos ganhos de tensão Avi=v o /v i e
Avs=vo /v s, sendo v s a tensão em aberto da fonte de sinal;
2.1.2. Repita a alínea anterior para RL=10kΩ;
2.1.3. Repita novamente para RL=1kΩ;
2.1.4. Das medidas obtidas para Vo e dos cálculos que obteve para os ganhos de tensão que
conclusão pode tirar quanto ao valor da resistência de saída do amplificador, Ro ?
2.2. Resistência de entrada, Ri
2.2.1. Mantendo Rs=10kΩ e fazendo RL=10kΩ, meça a tensão na saída do amplificador, Vo ,
e obtenha o valor da corrente na entrada do amplificador a partir da tensão aos
terminais de Rs. Calcule os ganhos de tensão Avi=vo /v i e Avs=vo /v s e o valor da
resistência de entrada do amplificador, Ri.
2.2.2. Repita a alínea anterior para Rs=100kΩ;
2.2.3. Repita a alínea anterior para Rs=1kΩ;
2.2.4. Dos valores obtidos nas alíneas anteriores que conclusão pode tirar quanto à
influência do valor da resistência Rs nos ganhos de tensão Avi e Avs.
2.2.5. Que conclusão tira quanto ao valor de Ri ?
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2.3. Como caracteriza o amplificador da figura 2?
2.4. Compare os resultados teóricos com os que se obtiveram experimentalmente e critique os
eventuais desvios que se verifiquem.
3. Amplificador de transresistência
Monte o circuito da figura 3.1. Aplique na entrada do amplificador, ponto A, uma fonte de corrente
dc de 1mA e Rs=10kΩ.
R1
A II
1kΩ
IL
IS
RS
A
VI
VL
RL
Figura 3.1
Para a fonte de corrente IS de 1mA, implemente o circuito da figura 3.2 utilizando transistores do
tipo BC338, BC548 ou equivalente, ajustando a resistência variável de 10KΩ até obter a corrente
desejada de 1mA (utilize a resistência Rb de 100Ω para medir a corrente).
A
A
Ra
Rb
100Ω
4,7kΩ
C B E
Q1
Dz
4,7V
Rc
Rv
10kΩ
10kΩ
BC338 ou BC548
-15V
Figura 3.2
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3.1. Transresistência Rm e resistência de saída Ro
3.1.1.
Com a saída em aberto (RL=∞) meça
e registe o valor da tensão na saída do
amplificador, VL, e calcule o valor da transresistência Rm =VL/II (tome em atenção o
sentido da corrente II);
3.1.2.
Repita a alínea anterior para RL=10kΩ;
3.1.3.
Repita novamente para RL=1kΩ;
3.1.4.
Das medidas obtidas para VL e dos cálculos que efectuou para a transresistência que
conclusão pode tirar quanto ao valor da resistência de saída do amplificador, Ro ?
3.2. Resistência de entrada Ri
3.2.1. Mantendo Rs=10kΩ e fazendo RL=10kΩ, meça a tensão na saída do amplificador,
VL, e obtenha o valor da corrente na entrada do amplificador a partir da tensão aos
terminais de Rs. Calcule o valor das transresistências Rmi=Vl/Ii e Rms=Vl/Is e o valor da
resistência de entrada do amplificador, Ri.
3.2.2. Repita a alínea anterior para Rs=100kΩ;
3.2.3. Repita a alínea anterior para Rs=1kΩ;
3.2.4. Dos valores obtidos nas alíneas anteriores que conclusão pode tirar quanto à
influência do valor da resistência Rs no valor das transresistências Rmi e Rms.
3.2.5. Que conclusão tira quanto ao valor de Ri ?
3.3. Como caracteriza o amplificador da figura 3.1?
3.4. Compare os resultados teóricos com os que se obtiveram experimentalmente e critique os
eventuais desvios que se verifiquem.
Fevereiro de 2005