Circuito de Multiplicador de Capacitância com Transistor
O multiplicador de capacitância do transistor pode ser usado para fornecer níveis adicionais de suavização em muitas áreas da eletrônica
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Os tipos de circuito de transistor incluem:
Tipos de circuitos transistorizados | Emissor comum | seguidor de emissor | Base comum | Darlington par | Par Sziklai | Circuito Espelho de Corrente com Transistor | Cauda Longa com Transistores | Fonte de Corrente Constante | Multiplicador de Capacitância | Amplificador de dois transistores | Circuito de Filtro Passa-Alta com Transistor
Veja também: Projeto de circuito transistorizado
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O multiplicador de capacitância é um circuito muito útil em muitos aspectos – ele fornece uma melhoria significativa na suavização, beneficiando-se do ganho do transistor.
O multiplicador de capacitância do transistor não só é capaz de fornecer melhor desempenho, mas também pode economizar espaço. Capacitores de alto valor geralmente podem ocupar grandes quantidades de espaço e, portanto, o multiplicador de capacitância do transistor pode ajudar a reduzir o tamanho do capacitor e, portanto, reduzir o espaço.
Em particular, o circuito multiplicador de capacitância é importante em áreas onde um bom desempenho de ruído é fundamental. Freqüentemente, muitos reguladores de tensão linear, ou mesmo dentro de reguladores de modo de comutação, podem gerar altos níveis de ruído como resultado do mecanismo de comutação.
Em muitos circuitos, um bom desempenho de ruído é fundamental. Por exemplo, em circuitos de RF que usam loops de bloqueio de fase, o baixo ruído de fase é frequentemente crucial, especialmente quando os dados são transmitidos usando modulação de fase. Qualquer ruído na fonte de alimentação pode se manifestar como ruído de fase, o que resulta em aumento das taxas de erro de bit.
Os sistemas de aquisição de dados também requerem ruído muito baixo em trilhos de energia. Os conversores digital para analógico de alta resolução requerem trilhos de baixo ruído, caso contrário, o ruído pode exceder a resolução D2A negando os altos níveis de desempenho e resolução.
Também em sistemas de áudio de alta fidelidade, o desempenho de ruído é fundamental. Qualquer ruído nos trilhos de alimentação, especialmente nos estágios do pré-amplificador, pode resultar em ruídos irritantes na saída.
Estas são apenas algumas aplicações em que um circuito multiplicador de capacitância de transistor ativo pode ser usado para reduzir os níveis de ruído e melhorar o desempenho do barramento de alimentação.
Circuito multiplicador de capacitância básico
O circuito multiplicador de capacitância básico é essencialmente um seguidor de emissor simples com um capacitor na base e um resistor de alimentação da entrada para a base para ligar o transistor. Um capacitor da base ao terra fornece a suavização.
A operação do circuito multiplicador de capacitância é bastante direta. Ele atua como um seguidor de emissor simples. O resistor R1 fornece polarização para a junção emissor-base e o capacitor fornece suavização. Isso reduz consideravelmente os níveis de ruído na saída, ou seja Vout.
O efeito de colocar o transistor no circuito é que ele efetivamente multiplica a capacitância na base pelo ganho de corrente do transistor, ou seja, por β
O circuito multiplicador de capacitância não é um regulador de tensão. A tensão de saída varia diretamente com a entrada Vin, pois não há referência de tensão. Geralmente, a tensão de saída é cerca de 0,65 V menor que a tensão de base e cerca de 2 a 3 V menor que Vin quando uma carga é aplicada.
Os níveis de ondulação e ruído na saída podem ser reduzidos a níveis muito baixos> Aumentando os valores de R1 e C1 reduz a ondulação de saída, e cada vez mais em baixas frequências. No lado negativo, grandes valores de R1 e C1 fazem com que a saída suba lentamente em direção ao valor necessário após ligar, devido à grande constante de tempo de R1 e C1.
Multiplicador de capacitância modificado
A desvantagem do circuito é que, em sua forma básica, há muito pouca queda de tensão no transistor de passagem em série e a redução de ruído não é tão alta quanto poderia ser. Para superar isso, algumas pessoas colocam um resistor no capacitor e isso fornece um divisor de potencial, reduzindo a tensão na base e aumentando a queda de tensão no transistor. Isso permite que ele forneça uma melhor redução de ruído, embora aumente a dissipação de energia e reduza a tensão em Vout.
Esta versão do circuito multiplicador de capacitância inclui um resistor adicional da base ao terra para reduzir a tensão de base e fornecer queda de tensão adicional no transistor para melhor suavização. Isso é mais importante quando os níveis de ondulação são maiores.
Normalmente, a tensão através do divisor de potencial deve ser suficiente para manter suficientemente a tensão de base. Um julgamento pode ser feito em relação ao nível de corrente através do divisor de potencial, mas frequentemente nesses tipos de circuitos pode ser dez vezes a corrente de base. Isso garantiria que a tensão do emissor seja mantida em uma ampla faixa de níveis de corrente de saída.
Exemplo de aplicação para um multiplicador de capacitância
A fonte de alimentação mostrada aqui fornece apenas suavização neste estágio e nenhuma estabilização ou regulação de tensão. A entrada é retirada da rede elétrica e retificada pela ponte retificadora. Em seguida, ele passa para um capacitor de suavização, C1, para fornecer a primeira suavização e remover a ondulação principal. Este capacitor deve ter uma grande capacidade de corrente de ondulação se a fonte for usada para altos níveis de corrente.
Deve ser lembrado que o efeito de multiplicação de capacitância só pode ser realizado se houver uma queda de tensão suficiente no transistor em série. Normalmente, isso deve ser um mínimo de 3 volts em todos os momentos.
O capacitor C2 está conectado à base do transistor TR1. Isso fornece a capacitância para o efeito de multiplicação de capacitância.
TR1 é o transistor de passagem principal e deve ser capaz de reduzir a tensão e a corrente necessárias, portanto, a dissipação de energia pode precisar ser calculada.
Na saída há um capacitor para fornecer um pouco mais de desacoplamento e garantir que o circuito permaneça estável. O resistor garante que a tensão de saída seja drenada na remoção de energia. O diodo D1 garante que o transistor não se torne polarizado inversamente.
Suprimentos como este podem ser usados em muitas áreas, incluindo amplificadores de áudio e muitas outras aplicações.
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