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Implementac¸a˜ o de Filtros Ativos Usando
Amplificadores Operacionais de Transcondutˆancia e Capacitores (OTA-C)
Autoria: M´ario Sarcinelli Filho
Edic¸a˜ o: Felipe Dalvi Garcia
2008

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Amplificador de Transcondutˆancia

Os Amplificadores Operacionais de Transcondutˆancia (Operational Transconductance Amplifiers - OTAs) s˜ao circuitos amplificadores diferenciais com carga ativa, os quais podem ser modelados como uma fonte de corrente controlada por uma tens˜ao diferencial aplicada nas suas duas entradas. Como exemplo, tem-se os circuitos mostrados na Figura 1.

(a) Amplificador diferencial com uma carga ativa bipolar. (b) Implementac¸a˜ o de (a) em tecnologia CMOS.

Figura 1: Amplificadores Operacionais de Transcondutˆancia (OTAs) [3].

Por sua vez, a Figura 2 mostra o modelo correspondente aos circuitos da Figura 1, para o qual vO = gm vd RO e AV =

vO
= gm RO . vd 1

Figura 2: Modelo equivalente da Figura 1.

Outros arranjos diferentes daquele da Figura 1 s˜ao poss´ıveis, como configurac¸o˜ es cascode, que tˆem maior resistˆencia de sa´ıda e, assim, maior ganho de tens˜ao.
Conseq¨uentemente, vˆe-se que um OTA nada mais e´ que o est´agio de entrada de um Amplificador
Operacional (AmpOp) convencional. Talvez at´e por essa raz˜ao, seu s´ımbolo e´ o apresentado na
Figura 3, junto com o modelo b´asico (ideal).

(a) S´ımbolo utilizado para o OTA.

(b) Modelo ideal do OTA.

Figura 3: Amplificador Operacional de Transcondutˆancia (OTA).

Observe-se, na Figura 3, que IABC e´ a corrente de polarizac¸a˜ o do OTA. Se ela for ajust´avel, o que e´ poss´ıvel, tem-se um OTA com gm ajust´avel proporcionalmente a tal corrente, o que quer dizer que gm = hIABC , enquanto a corrente de sa´ıda e´ dada por
IO = gm (V + − V − ).
Duas vantagens advindas do uso de OTAs s˜ao:
• n˜ao h´a a limitac¸a˜ o correspondente ao p´olo dominante do amplificador operacional convencional, permitindo-se assim o uso dos OTAs em freq¨ueˆ ncias nas