O Que é Midband na Resposta em Frequência de Amplificador?

Midband (ou banda média) é a faixa de frequências sobre a qual um amplificador (ou qualquer sistema linear) entrega ganho constante, nominal — tipicamente dentro de ±3 dB do ganho de referência. É a região "plana" entre as frequências de corte inferior e superior.

Definindo Midband no Diagrama de Bode

 Ganho (dB) │ │ ┌─────────────────────┐ ← Midband (|Av| ≈ Av_mid) │ │ │ │ / \ │ / \ │_____/ \_______ │ f_L f_H Frequência (log) │<------ Midband ------>| 

Parâmetros-Chave

Parâmetro	Símbolo	Definição
Ganho de Midband	Av,mid ou |Av|mid	Ganho na região plana (ex.: 40 dB = 100 V/V)
Frequência de Corte Inferior (Corner)	fL, f1, f-3dB,low	Frequência onde ganho cai 3 dB abaixo do midband (ação passa-alta)
Frequência de Corte Superior (Corner)	fH, f2, f-3dB,high	Frequência onde ganho cai 3 dB abaixo do midband (ação passa-baixa)
Largura de Banda (BW)	BW = fH - fL ≈ fH (se fH ≫ fL)	Largura da região midband
Produto Ganho-Largura de Banda	GBW = Av,mid × fH	Constante para sistemas de polo único (amp-ops)

Origens Físicas dos Cortes

Corte de Baixa Frequência (f_L) — Capacitores de Acoplamento e Bypass

• Capacitores de Acoplamento (C_C1, C_C2): Bloqueiam CC, passam CA. Formam filtros passa-alta com resistências de entrada/saída.
• Capacitor de Bypass (C_E): Curto-circuita resistor de degeneração do emissor/fonte em CA. f_L ≈ 1/(2πR_eqC_E).
• f_L tipicamente 10 Hz – 100 Hz (áudio), < 1 Hz (instrumentação).

Corte de Alta Frequência (f_H) — Capacitâncias Internas

• BJT: C_π (difusão base-emissor), C_μ (junção coletor-base). Efeito Miller multiplica C_μ por (1+A_v).
• MOSFET: C_gs, C_gd (Miller), C_ds.
• Amp-Op: Capacitor de compensação interno (polo dominante).
• f_H tipicamente 100 kHz – 10 MHz (áudio), > 1 GHz (RF).

Midband em Diferentes Contextos

Sistema	Midband Típico	fL	fH
Amp Potência Áudio	20 Hz – 20 kHz	< 10 Hz	> 50 kHz
Pré-amplificador Microfone	20 Hz – 20 kHz	< 5 Hz	> 100 kHz
Amp Instrumentação	CC – 10 kHz	CC (0 Hz)	10–100 kHz
LNA RF (2,4 GHz)	2,3–2,5 GHz	2,3 GHz	2,5 GHz
Amp Vídeo (NTSC)	CC – 4,2 MHz	CC	4,2 MHz
Loop Servo	CC – 100 Hz	CC	100 Hz

Significado no Projeto

• Distorção Mínima: Midband é onde fator de realimentação é estável, ganho de malha alto → THD menor.
• Linearidade de Fase: Atraso de grupo plano → distorção de sinal mínima.
• Desempenho de Ruído: Ruído 1/f domina abaixo de f_L; ruído de banda larga integrado sobre BW.
• Margens de Estabilidade: Margens de fase/ganho medidas na frequência de ganho unitário (≈ f_H para amps estáveis em ganho unitário).

Medindo Midband

1. Aplicar onda senoidal, varrer frequência (escala log).
2. Identificar região plana onde variação de ganho < ±0,5 dB (mais apertado que 3 dB).
3. Medir f_L, f_H nos pontos -3 dB.
4. Verificar defasagem ≈ 0° (amp inversor: 180°) através do midband.

Resumo: Midband é a região operacional útil de um amplificador — onde ganho é previsível, distorção baixa e fase linear. Metas de projeto: maximizar largura do midband (f_H alto, f_L baixo), aplainar ganho, minimizar distorção dentro dele.

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