O que é polo dominante em um circuito amplificador?

Passo 1

O enunciado pergunta o que é um polo dominante em um circuito amplificador. Vamos tratar isso no contexto de resposta em frequência de um amplificador: a gente modela o ganho em frequência usando uma função de transferência A(s) (onde s = jomega no regime estacionário) e identifica os polos dessa função para entender a banda passante e o comportamento dinâmico.

Passo 2

Em geral, um amplificador tem uma função de transferência típica com vários polos, por exemplo
A(s) = A0l(1 + tfracsomegap1r),l(1 + tfracsomegap2r),cdots,l(1 + tfracsomegapnr)
onde A0 é o ganho em DC e omegapi são as frequências de cada polo (pontos onde o ganho começa a cair a 20,dB/década). Cada polo contribui com um fator de atenuação em alta frequência.

Passo 3

O polo dominante é aquele que possui a menor frequência de pólo omegap (ou seja, o polo mais próximo da origem no plano s). Se ordenarmos omegap1 < omegap2 < cdots < omegapn, então omegap1 é o polo dominante. Na prática, isso significa que, para omega ligeiramente acima de omegap1, a curva de ganho do amplificador já começa a cair e esse polo “domina” o comportamento de queda de ganho em toda a faixa intermediária antes dos demais polos entrarem em ação.

Passo 4

Por que isso importa?
1. A largura de banda do amplificador (onde o ganho cai a -3,dB) está basicamente determinada por omegap1.
2. O polo dominante impõe a constante de tempo mais longa do circuito, controlando a velocidade de resposta a sinais transitórios.
3. Na compensação de amplificadores (ex.: compensação de Miller), costuma-se introduzir propositadamente um pólo dominante em uma frequência bem baixa para garantir estabilidade e fase adequada antes que polos mais altos possam causar oscilação.

Resposta

O polo dominante de um amplificador é o polo da sua função de transferência que possui a menor frequência de corte omegap (i.e.,o mais próximo da origem no plano s). É ele que define a queda inicial do ganho em frequência, determina a largura de banda efetiva e controla a resposta transitória e a estabilidade do circuito.

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