A tensão de saída V0 de um amplificador é V0 =6,3 + 4,5vi -Vi 3 [V] , onde Vi é a tensão de entrada. A região ativa está compreendida entre 1,2V < Vi < 2,4V e o amplificador está polarizado com uma tensão de entrada em corrente contínua Vi = 2V. O ganho de tensão neste ponto de operação, considerando a aproximação para pequenos sinais, é
- A)56,25V/V.
Errada, porque 56,25 V/V não resulta da derivada da função no ponto de operação informado.
- B)13,32V/V.
Errada, pois 13,32 V/V não corresponde ao ganho incremental calculado em Vi = 2 V.
- C)3,65V/V.
Errada, já que 3,65 V/V não é o valor da inclinação da curva nesse ponto.
- D)-7,50V/V.
Certa, porque o ganho de pequenos sinais é a derivada de V0 em relação a Vi, avaliada em Vi = 2 V, resultando em -7,50 V/V.
- E)-8,00V/V.
Errada, porque -8,00 V/V é apenas um valor aproximado e não o resultado exato da derivada no ponto dado.
Gabarito: D
Em análise de pequenos sinais, o ganho de tensão no ponto de operação é a inclinação da curva de transferência: basta derivar a expressão de saída em relação à entrada e depois substituir o valor de polarização. Aqui, a função é V0 = 6,3 + 4,5Vi - Vi^3, então o termo constante 6,3 não interfere no ganho, porque constante não tem inclinação. O que manda mesmo é a derivada: dV0/dVi = 4,5 - 3Vi^2. Como o amplificador está polarizado em Vi = 2 V, substituindo esse ponto você obtém 4,5 - 3(2^2) = 4,5 - 12 = -7,5 V/V. O sinal negativo indica que, nessa região, um aumento na entrada provoca diminuição na saída. É aquele clássico caso em que o circuito resolve inverter a brincadeira. A região ativa informada só diz onde o modelo faz sentido, e Vi = 2 V está dentro dela, então a conta pode ser feita sem medo. Em prova, a FGV costuma cobrar exatamente isso: achar o ganho incremental, não o ganho absoluto da expressão toda. Por isso, o gabarito é a alternativa D, pois o ganho de pequenos sinais no ponto de operação é -7,50 V/V.