2. Deslocadores de nível
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Deslocadores de nível
Mesmo que a entrada para um amplificador tenha um valor médio de zero volts, a saída geralmente tem uma tensão média diferente de zero devido a efeitos de polarização. Estes dc as tensões podem causar um deslocamento indesejado que afeta negativamente a operação de um sistema.
Como o op-amp é um multi-estágio dc amplificador com alto ganho, indesejado dc tensões podem ser uma fonte de preocupação. Um pequeno deslocamento em um estágio inicial pode saturar um estágio posterior.
Deslocadores de nível são amplificadores que adicionam ou subtraem uma tensão conhecida da entrada a fim de compensar dc voltagens offset. Op-amps possuem shifters de nível incluídos em seu design.
A figura 7 ilustra um simples deslocador de nível. Nós mostramos que este shifter atua como um amplificador de ganho de unidade para ac ao fornecer um ajustável dc saída.
Começamos a análise usando o KVL no loop de entrada da Figura 7 (a) e deixando vin = 0 para obter
(34)
Agora desde
(35)
nós resolvemos para o dc valor da tensão de saída, VFora.
(36)
A equação (36) mostra que, variando RE, VFora pode ser ajustado para qualquer dc nível (limitado a um máximo de VBB-VBE). Desde a VBB é o dc nível adquirido a partir do estágio anterior, este amplificador é usado para mudar o nível descendente (para um valor menor). E se para cima mudança é necessária, um circuito semelhante é usado, mas PNP transistores são substituídos pelo npn transistores. Um circuito completo com fonte de corrente ativa é mostrado na Figura 7 (b).
Figura 7– deslocador de nível
Nós agora examinamos o circuito com ac sinais aplicados. A figura 7 (c) ilustra o ac circuito equivalente. Observe que β2ib2 é a corrente de coletor na fonte de corrente ativa e assumimos que seja uma constante. Porque o ac O valor da corrente é zero, esta fonte atual é substituída por um circuito aberto. Nós escrevemos o ac equações usando KVL.
(37)
e
(38)
O rácio de ac saída para ac entrada é
(39)
A equação (39) mostra que, como ro2 torna-se grande, a relação entre saída e entrada se aproxima da unidade e o deslocador de nível atua como um seguidor de emissor para ac. Este é o resultado desejado.
Exemplo
Dois amplificadores CE de acoplamento direto são colocados em série para obter o ganho de tensão desejado. Projete um deslocador de nível para ser colocado entre os dois amplificadores CE para fornecer uma dc tensão suficientemente baixa para evitar que o segundo amplificador CE sature. Faça isso fornecendo um desvio 1 V para o segundo estágio. A tensão do coletor, VC, do primeiro amplificador é 4 V, eo RC desse amplificador é 1 kΩ. Projete o deslocador de nível para ter um IC de 1 mA usando um 
fonte de energia. Use uma fonte de corrente do tipo mostrado na Figura 3 (Veja o capítulo: Amplificador Diferencial 1.3) com transistores β (s) = 100, VBE(S) = 0.7 V e VON = 0.7 V.
Alternativa? O deslocador de nível é mostrado na Figura 7 (b). Precisamos encontrar os valores de RE, R1, R2 e R 'E. Desde o primeiro amplificador tem um VC de 4 V, o valor de VBB para a equação (36) é 4 V, enquanto o RB dessa fórmula é 1 kΩ. Note que isto está usando o circuito equivalente de Thevenin do amplificador anterior. A equação (36) então produz,
Definir o ponto operacional do transistor de fonte atual no meio do dc linha de carga, temos
e
A tensão através R 'E é 5.5 V. Então
Agora sabemos as voltagens R1 e R2 e a resistência paralela. Isto produz duas equações, onde assumimos que a corrente de base no transistor inferior da Figura 9.7 (b) é insignificante.
e
O design está, portanto, completo.
APLICAÇÃO
Além disso, você pode realizar esses cálculos com os simuladores de circuito TINA ou TINACloud, usando a ferramenta Intérprete clicando no link abaixo.