- O que é Bootstrapping?
- Por que precisamos de alta impedância de entrada para o transistor amplificador?
- Componentes necessários
- Diagrama de circuito
- Funcionamento do Amplificador Bootstrap
Os amplificadores são parte integrante da Eletrônica e são usados para amplificar sinais de baixa amplitude. O amplificador desempenha um papel muito importante para aumentar o sinal, especialmente em áudio e eletrônica de potência. Construímos anteriormente muitos tipos de amplificadores, incluindo amplificadores de áudio, amplificadores de potência, amplificadores operacionais, etc. Além deles, você pode aprender muitos outros amplificadores comumente usados seguindo os links abaixo:
- Amplificador push-pull
- Amplificador Diferencial
- Amplificador de inversão
- Amplificador de Instrumentação
Cada amplificador tem classe e aplicação diferentes. Geralmente transistores e amplificadores operacionais são usados para construir amplificadores. Aqui, neste projeto, aprendemos sobre o Amplificador Bootstrap.
O que é Bootstrapping?
Normalmente, Bootstrapping é uma técnica em que alguma parte da saída é usada na inicialização. No amplificador Bootstrap, o bootstrap é usado para aumentar a impedância de entrada. Devido a que o efeito de carregamento na fonte de entrada também diminui. O design é semelhante ao par de Darlington, com um capacitor bootstrap. O capacitor bootstrap é usado para fornecer feedback positivo do sinal AC para a base do transistor. Este feedback positivo ajuda a melhorar o valor efetivo da resistência de base. Este incremento na resistência de base também é determinado pelo ganho de tensão do circuito do amplificador.
Por que precisamos de alta impedância de entrada para o transistor amplificador?
A alta impedância de entrada melhora a amplificação do sinal de entrada e, portanto, é necessária em várias aplicações de amplificador. Se tivermos baixa impedância de entrada, teremos baixa amplificação. Geralmente, BJT (Bipolar Junction Transistor) tem baixa impedância de entrada (normalmente 1 ohm a 50 kilo ohm). Portanto, para isso, a técnica de bootstrapping é usada para aumentar a impedância de entrada.
A tensão através da impedância de entrada é calculada usando a fórmula abaixo:
V = {(V in.Z in) / (V in + ZV in)}
Portanto, de acordo com a fórmula, a impedância de entrada é proporcional à tensão que passa por ela. Se a impedância de entrada for aumentada, a tensão através dela também aumentará e vice-versa.
Componentes necessários
- Transistor NPN - BC547
- Resistor - 1k, 10k
- Capacitor - 33pf
- Sinal de entrada AC ou pulso
- Alimentação DC - 9V ou 12V
- Tábua de pão
- Fios de conexão
Diagrama de circuito
Para o sinal de pulso de entrada, usamos um sinal AC (usando o transformador), você também pode usar a entrada PWM. E, para a entrada Vcc, estamos usando o RPS (alimentação positiva regulada) no circuito. Mantenha a distância entre os fios CA e CC por motivos de segurança.
Funcionamento do Amplificador Bootstrap
Depois de conectar o circuito de acordo com o diagrama do circuito, o circuito é semelhante ao par de Darlington. Aqui, usamos a técnica de bootstrap para aumentar a impedância de entrada deste circuito amplificador. Quando a base do transistor Q1 é alta e o ponto B é baixo. Portanto, o capacitor carrega até o valor da tensão em R2. Quando Q1 fica baixo e a tensão começa a aumentar na base de Q2, o capacitor descarrega lentamente. E para manter a carga, o ponto A também é empurrado para cima. Portanto, a tensão no ponto B aumenta e a tensão no ponto A também continua subindo até ultrapassar o Vcc.
A carga no capacitor de bootstrap C1 é drenada pelos resistores R1 e R2. A técnica é chamada de bootstrapping porque o aumento da voltagem em uma extremidade do capacitor aumentará a voltagem na outra extremidade do capacitor.
Nota: A técnica de bootstrapping só pode ser usada se a constante de tempo RC for maior em comparação com o período único do sinal do drive.
Abaixo está a simulação proteus do amplificador bootstrap com a forma de onda amplificada.
Além disso, projetamos o circuito do amplificador bootstrap na placa de ensaio. A forma de onda de saída obtida usando o osciloscópio é fornecida abaixo:
Verifique mais circuitos do amplificador e suas aplicações.