[Elettronica] - Circuito BJT e condensatore.
Ciao a tutti, eccomi a proporvi un altro esercizio:
Trovo seri problemi di approccio, quindi la bozza di soluzione che scrivo è da "prendere con le pinze" e la riporto solo per non violare le regole del forum.
Caso A
se assumo $Q_1$ in saturazione, studiando la maglia di ingresso ottengo:
$R_Bi_S-R_BI_B-V_(BE)=0 rArr i_B=(R_Bi_S-V_(BE))/R_B=-5*10^(-6)A$
studiando la maglia di uscita:
$V_(CCCC)-R_Ci_C-V_(CE)=0 rArr i_C=(V_(CCCC)-V_(CE))/R_C=9.8*10^(-4) A$
inoltre:
$V_C=V_(CCCC)-R_Ci_C=0.2V$ e $V_B=R_Bi_B=-0.5V$
da cui $V_(CB)=0.7V>0$ quindi in polarizzazione diretta, il che conferma $Q_1$ in saturazione.
Poi, $V_(out)=V_C=0.2V$, $i_E=i_B+i_C=9.75*10^(-4)A$
Se considero $Q_1$ in regione attiva, lo studio della maglia di ingresso rimane invariato e considerando che vale $i_C=betai_B$ si può ottenere:
$V_C=V_(CCCC)-R_Cbetai_B=20V$
Non continuo oltre. In più non capisco che contributo porta il condensatore.
Grazie a chi mi aiuta!
Trovo seri problemi di approccio, quindi la bozza di soluzione che scrivo è da "prendere con le pinze" e la riporto solo per non violare le regole del forum.
Caso A
se assumo $Q_1$ in saturazione, studiando la maglia di ingresso ottengo:
$R_Bi_S-R_BI_B-V_(BE)=0 rArr i_B=(R_Bi_S-V_(BE))/R_B=-5*10^(-6)A$
studiando la maglia di uscita:
$V_(CCCC)-R_Ci_C-V_(CE)=0 rArr i_C=(V_(CCCC)-V_(CE))/R_C=9.8*10^(-4) A$
inoltre:
$V_C=V_(CCCC)-R_Ci_C=0.2V$ e $V_B=R_Bi_B=-0.5V$
da cui $V_(CB)=0.7V>0$ quindi in polarizzazione diretta, il che conferma $Q_1$ in saturazione.
Poi, $V_(out)=V_C=0.2V$, $i_E=i_B+i_C=9.75*10^(-4)A$
Se considero $Q_1$ in regione attiva, lo studio della maglia di ingresso rimane invariato e considerando che vale $i_C=betai_B$ si può ottenere:
$V_C=V_(CCCC)-R_Cbetai_B=20V$
Non continuo oltre. In più non capisco che contributo porta il condensatore.
Grazie a chi mi aiuta!
Risposte
Non direi!
Nel caso A la corrente generata passa tutta nella $R_B$. Infatti così facendo la $V_(BE)$ è 0,2 V, cioè il transistor è interdetto e non c'è corrente di base. Siccome il transistor è interdetto non c'è nemmeno corrente di collettore e $V_(OUT)=V_(C C)$.
Studia il caso B.
In questo caso tu non puoi sapere se il transistor è in zona attiva oppure in saturazione finché non calcoli la $V_(OUT)$. Se questa rimane sopra 0,2 V allora è in zona attiva, altrimenti è in saturazione.
Il condensatore ha solo la funzione di ritardare i transitori sul collettore, a regime è come se non ci fosse.
Nel caso A la corrente generata passa tutta nella $R_B$. Infatti così facendo la $V_(BE)$ è 0,2 V, cioè il transistor è interdetto e non c'è corrente di base. Siccome il transistor è interdetto non c'è nemmeno corrente di collettore e $V_(OUT)=V_(C C)$.
Studia il caso B.
In questo caso tu non puoi sapere se il transistor è in zona attiva oppure in saturazione finché non calcoli la $V_(OUT)$. Se questa rimane sopra 0,2 V allora è in zona attiva, altrimenti è in saturazione.
Il condensatore ha solo la funzione di ritardare i transitori sul collettore, a regime è come se non ci fosse.
"Falco5x":
Non direi!
Nel caso A la corrente generata passa tutta nella $R_B$. Infatti così facendo la $V_(BE)$ è 0,2 V
Ma il testo dice che $V_(BE)=0.7V$.
Quindi, il fatto che dall'analisi della maglia di ingresso mi esca un valore negativo di $i_B$, mi imponr di pensare che la corrente del generatore è talmente bassa che non riesce ad accendere il transistor e dunque posso considerare $i_B=i_C=i_E=0$. In questo modo allora $V_(out)=V_C=V_(C C)=10V$.
Passando al punto B
se ipotizzo $Q_1$ in saturazione ottengo:
$i_B=(R_Bi_S-V_(BE))/R_B=1.8*10^(-5)A$
$i_C=(V_(C C)-V_(CE))/R_C=9.8*10^(-4)A$
$V_C=V_(C C)-R_Ci_C=0.2V$
infine:
$V_B=R_Bi_B=1.8V rArr V_(CB)=-1.6V<0$ polarizzazione inversa
e questo mi dice che $Q_1$ è in regione attiva.
Allora se considero $Q_1$ in regione attiva ottengo
$i_C=betai_B=3.6*10^(-3)A$
da cui ricavo
$V_(out)=V_C=V_(C C)-R_Ci_C=-26V$
Inoltre
$V_B=1.8V rArr V_(CB)=-27.8V <0$
che conferma $Q_1$ in regione attiva.
$i_E=i_B+i_C=3.618*10^(-3)A$
"Falco5x":
In questo caso tu non puoi sapere se il transistor è in zona attiva oppure in saturazione finché non calcoli la $ V_(OUT) $. Se questa rimane sopra 0,2 V allora è in zona attiva, altrimenti è in saturazione.
Ma la condizione di zona attiva o saturazione non la si ricava anche in base a $V_(BE)$ e $V_(CB)$ se maggiori o minori di zero?
Il modo logico di procedere nel caso B è il seguente.
In prima battuta ipotizzo che il transistor sia in zona attiva, dunque conoscendo la $V_(BE)=0,7V$ calcolo per prima cosa la $i_B$, che è $i_B=i_S-V_(BE)/R_B=18\muA$, mentre la corrente di collettore è: $i_C=\betai_B=3,6mA$.
Guardo quale sarebbe con questa ipotetica corrente la $V_(OUT)=V_(C C)-i_CR_C=-26V$
Siccome questo non può essere perché la $V_(OUT)$ non può scendere al di sotto della tensione di saturazione che è 0,2V, ciò significa che il transistor non può essere in zona attiva, ma è in saturazione con $V_(OUT)=0,2V$. In questo caso dunque il rapporto tra la corrente di collettore e la corrente di base non è uguale a $\beta$, ma è pari a quel valore che viene determinato dalla $V_(OUTmin)$, cioè la corrente di collettore è $(9,8)/(10000)=0,98mA$ e il rapporto tra la corrente di collettore e quella di base è circa 54.
In prima battuta ipotizzo che il transistor sia in zona attiva, dunque conoscendo la $V_(BE)=0,7V$ calcolo per prima cosa la $i_B$, che è $i_B=i_S-V_(BE)/R_B=18\muA$, mentre la corrente di collettore è: $i_C=\betai_B=3,6mA$.
Guardo quale sarebbe con questa ipotetica corrente la $V_(OUT)=V_(C C)-i_CR_C=-26V$
Siccome questo non può essere perché la $V_(OUT)$ non può scendere al di sotto della tensione di saturazione che è 0,2V, ciò significa che il transistor non può essere in zona attiva, ma è in saturazione con $V_(OUT)=0,2V$. In questo caso dunque il rapporto tra la corrente di collettore e la corrente di base non è uguale a $\beta$, ma è pari a quel valore che viene determinato dalla $V_(OUTmin)$, cioè la corrente di collettore è $(9,8)/(10000)=0,98mA$ e il rapporto tra la corrente di collettore e quella di base è circa 54.
Ti ringrazio della spiegazione, il tuo ragionamento non fa una piega. però c'è ancora una cosa che non capisco.
Le mie dispense del corso dicono che un transistor è in saturazione quando sia la giunzione E-B che la giunzione C-B sono in polarizzazione diretta, ovvero $V_(EB)>0$ e $V_(CB)>0$.
Se allora, in questo caso, il transistor è in saturazione, oltra a $V_(BE)=0.7V>0$ dovrei ottenere pure $V_(CB)>0$, però non è così: $V_(CB)=-1.6V<0$...
Non riesco proprio a capire questa cosa...
Le mie dispense del corso dicono che un transistor è in saturazione quando sia la giunzione E-B che la giunzione C-B sono in polarizzazione diretta, ovvero $V_(EB)>0$ e $V_(CB)>0$.
Se allora, in questo caso, il transistor è in saturazione, oltra a $V_(BE)=0.7V>0$ dovrei ottenere pure $V_(CB)>0$, però non è così: $V_(CB)=-1.6V<0$...
Non riesco proprio a capire questa cosa...
Essendo un transistor NPN, la giunzione BC si intende polarizzata direttamente quando $V_(BC)>0$.
In questo caso infatti abbiamo $V_(BC)=0,5V$.
In questo caso infatti abbiamo $V_(BC)=0,5V$.
"Falco5x":
Essendo un transistor NPN...
Bingo! Ecco cosa mi era sfuggito! Ora mi è tutto chiaro.
Grazie mille Falco5x, mi sei stato utilissimo!
Alla prossima.
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