Ampops - Fontes Corrente

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Fontes de corrente usadas em Ampops.

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Ampops - Fontes Corrente

  1. 1. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Fontes CC Amplificadores Operacionais I Não concordo com o acordo ortográfico12-03-2012 Por : Luís Timóteo 1
  2. 2. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Fontes CC  O que é uma fonte de Corrente?  Uma fonte de corrente ideal, tem uma impedância interna elevada, e mantém constante a corrente, seja qual for a carga. 1MΩ a a b b Circuito equivalente12-03-2012 Por : Luís Timóteo 2
  3. 3. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Fontes CC  Fonte de corrente IdealO valor da corrente éconstante e o valor da tensãovaria consoante a resistência decarga.12-03-2012 Por : Luís Timóteo 3
  4. 4. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Fontes CC  Fonte de corrente Ideal  Se o valor de R for pequeno comparado com a resistência de 1MΩ , a corrente I, será praticamente a mesma. O mesmo não acontece se R se aproximar de valores próximos de 1MΩ. I a I = V/R = 10/(1MΩ+R)= 10µA 1MΩ R Se a resistência de carga é nula 10V I a tensão é nula; se a resistência for elevada o valor de tensão é elevado. b12-03-2012 Por : Luís Timóteo 4
  5. 5. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Fontes CC  Fonte de Corrente com Transistores EX. -O Valor desta Fonte de corrente é 1 mA. +VCC -Calcular o valor dos parâmetros… RC1 ? RC2 ? Para: V VCC = 10V DC Out V1 V2 VEE = - 5,6V DC Q1 Q2 VBE = 0,6V RE ? .001A -VEE12-03-2012 Por : Luís Timóteo 5
  6. 6. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Fontes CC  Fonte de Corrente com Transistores EX. +VCC → RE= VRE/I ⇒VRE=VEE-VBE→RE= 5V/0,001A= 5KΩ +10V → Q1 e Q2 darão 0,5mA. RL 1 RL 2 10KΩ (VBE=0,6V). → VE=VB-VBE=-0,6V 10KΩ V1 V2 Com a base á massa, qual a queda de Q1 Q2 tensão máxima admissível em RL? 0,5mA -0,6V 0,5mA → =+VCC-VB  VC=VB=0V  VRL=10V. RE 1 mA Qual a RL máxima? 5KΩ → RLmax= VRLmax/I=10/0,0005= 20 KΩ... -5,6V -VEE Para ponto quiescente, digamos metade! Visto que em funcionamento um transistor pode estar em plena condução (1mA), e o outro ficar no corte...10 KΩ. → A Corrente IE não é completamente independente das entradas…12-03-2012 Por : Luís Timóteo 6
  7. 7. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Fontes CC  Fonte de Corrente com TransistoresO Diodo de Zéner, é uma fonte de tensão constante.A queda de tensão na junção BE de um transistor de silícioé de ≡≈ 0,6v. +20V Tensão em RE= 5,6V-0,6V=5,0V ID R1 IC RL → Se RE= 1KΩ. ib → IE= V/RE= 5/1000= 5mA. Q1 D1 0,6V VBE → Se ib é ínfimo. 5,6V IE 5mA RE → IC  IE 1KΩ → RL não afecta o valor de 5mA.12-03-2012 Por : Luís Timóteo 7
  8. 8. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Fontes CC  Fonte de Corrente com TransistoresA Base tem a polarização fornecida pelo Zener que é de 5,6V.  A junção B/E do Tr funciona como fonte de tensão constante (0,6V),o que significa que em RE caiem 5V, logo: → IE= 5/1000=5mA.Q1 só funciona se VCB for inversamente polarizada logo a tensão noColector não pode baixar além dos 5,6 V. +20V  Então a queda de tensão máxima em RL será: R1 R 20-5,6=14,4V L → RL? = V/I = 14,4V/0,005A= 2880Ω Q1 D1 VBE=0,6V 5,6V RE 2880Ω este será o valor máximo de RL. 1K12-03-2012 Por : Luís Timóteo 8
  9. 9. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Fontes CC  Fonte de Corrente com Transistores EX. → Q3 mantém a corrente de 1mA. +VCC → Independente do sinal de entrada. V1 V2 Q1 Q2 0,5mA 0,5mA 1 mA Q3 VBE 0,6v -5,6V RE 5KΩ -VEE12-03-2012 Por : Luís Timóteo 9
  10. 10. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Fontes CC  Fonte de Corrente com Transistores A junção B/E do Tr funciona como fonte de tensão constante (0,6V). → IC IE= 1mA. +15V → RL = E/I = 15/0,001= 15KΩ 15V 15KΩ RL → IC será constante até valores de RL 0V de 15 KΩ. Q1 -0,6V VBE=0,6V → Sendo portanto a carga máxima de colector de Q1, não podendo o colector RE ficar mais negativo que a base. 10V 10KΩ 1mA -10,6V12-03-2012 Por : Luís Timóteo 10
  11. 11. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Fontes CC  Fonte de Corrente com Transistores Neste circuito a fonte de corrente é independente dos sinais de entrada. +VCC Thevenin I = IE1 + IE2 IC1 RC1 RC2 R1 IC2 VEE I R1 + R2 Rs Vo1 Vo2 R1//R2 Q1 Q2 Q3 IE1 IE2 V2 R3 V1 I Q3 R1 -VEE 1 R2 R2 I= R3 x VEE R3 R1 + R2 -VEE12-03-2012 Por : Luís Timóteo 11
  12. 12. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Fontes CC  Espelho de Corrente (Current Mirror) A sua finalidade é criar uma fonte de corrente constante e independente da carga:  Q1Q2 Q1= Q1  Como VBE1=VBE2  IC2=ICQ1  IC1 VCC - VBE = RC  IC1= IC + I1  I1 = IB1 + IB2  IC1 = IC +IB1 + IB2 Como:  IB1 = IB2  IC = IC2 Significa que em caso de tendência para alguma variação ou instabilidade em IC2, IC variará no sentido contrário para contrabalançar essa variação de modo a que seja constante. Ademais a VBE igual para transístores iguais corresponde IC igual.12-03-2012 Por : Luís Timóteo 12
  13. 13. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Fontes CC  Fonte de Corrente Widlar Trata-se de uma variante do espelho de Corrente adicionando uma resistência ao Emissor de Q2. Neste caso a corrente IC2 é mais pequena que IR, em que Q1 e Q2 estão perfeitamente pareados e têm o mesmo VBE : Como:  VBE1 = VB2 + IE2.RE Logo: VBE2  VBE1  IC2 definido por VBE2 Pelo que: IC2 «IR  VT »Parâmetro do Tr12-03-2012 Por : Luís Timóteo 13
  14. 14. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Fontes CC  Fonte de Corrente Widlar Análise do circuito Como: Podemos escrever : E como IC1 IREF e IC2 = IO , temos finalmente:12-03-2012 Por : Luís Timóteo 14
  15. 15. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Fontes CC Fonte de Corrente Widlar  ExemploConsiderar um espelho de corrente e uma fonte Widlarpara gerar uma corrente constante IC2=10A emespelho e IR=1mA em Widlar. Determinar os valores das resistências requeridas, assumindo que o VCC = 10V, VBE = 0,7V e IR = 1mA. (Desprezar os efeitos de ). Para o espelho de corrente, calcula-se o valor de RC tal que IC1 = 10µA Para a fonte Widlar tem-se IR=1mA e IC2 = 10µA12-03-2012 Por : Luís Timóteo 15
  16. 16. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Fontes CC  Exemplo de Montagem de Espelho de Corrente (Mirror) → A Corrente é determinada por Rx e Q3. +VCC Rx VO1 VO2 V1 V2 Q1 Q2 Q3 Q4 IE → A corrente em Q4 é constante e independente das entradas V1 e V2. -VEE12-03-2012 Por : Luís Timóteo 16
  17. 17. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Fontes CC Vcc  VBE  Resumo I  I C1  , V BE  VT ln E  I  RC  S  I C1  I C  I 1 , V BE1  V BE 2  I E 2 R E I 1  I B1  I B2  I   VT ln E1   I  I C1  I C  I B1  I B2 ,  S  Como I B1  I B2  I C   I E2  I C1  I C ,  VT ln   I E 2 RE   IS  I C2  I B2    I  I C2   I 1  I B1   I E2 RE   VT ln E1 , I  I C2   I C1  I C  I B1 ,  E2  Se I E2  I C2 e I E1  I R  Como I C1  I C  I C2   I B1 , e I B1  I C1  I C   I  I C2 RE   VT ln R I ,  I C2   I C ,  C2  V E  I E R E  V Z  V BE   Vcc  VEE   VT  I R  V Z  V BE VR1    R  R  R1 ,  RE  ln  I ,  IE  I  ,  1 2  I C2  C2  RE VRE  VR1  VBE  VBE  VRE  VD  VR 2  desprecian I B , do  Vcc  VEE  VBE  I E RE  VD  I R 2 R2 ,  Vcc  V Z VRE    R1  VBE , IZ   R R  R  1 2  Considerando I B  I  se Vcc  0  VEE  VD I R2  I    V  R1  R2 VRE   EE  R1  VBE , já que: R R   V  VD   1 2  VBE  I E RE  VD   EE  R  R  R2   V  1 2  I E  RE  RE 1  VD R1 VEE R2   VEE  IE    R  R  R  R  VBE     R  R  R1  VBE  RE  1 2 1 2  IE   1 2  RE12-03-2012 Por : Luís Timóteo 17
  18. 18. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Fontes CC Dúvidas?12-03-2012 Por : Luís Timóteo 18
  19. 19. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Fontes CC Bibliografias http://ece.ut.ac.ir/classpages/S85/ElectronicII/lecture/Chap%206-P2.pdf http://paginas.fe.up.pt/~fff/eBook/MDA/MDA.html http://ieee.udistrital.edu.co/concurso/electronica2/diferencial.htm http://www.ehow.co.uk/how_8735580_design-current-source.html http://www.ask.com/wiki/Constant_current_regulator#Passive_current_source12-03-2012 Por : Luís Timóteo 19

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