[Elettronica] Analisi di circuiti con condensatori
Salve a tutti, sto provando a fare questo esercizio ma ho alcuni dubbi riguardanti il condensatore C.
Vi spiego il mio ragionamento.
Dalla teoria mi sembra di capire che la parte di circuito che va in ingresso al morsetto positivo dell'amplificatore è un passa-alto.
Di conseguenza mi viene da pensare che quando [tex]t < 1ms[/tex] e [tex]t >3ms[/tex]il potenziale su [tex]V^+ = 0V[/tex], quindi per il cortocircuito virtuale anche [tex]V^- = 0V[/tex] e quindi nel transistor non scorre corrente e [tex]Vout = Vdd[/tex]
Quando [tex]1ms < t < 2ms[/tex] il segnale è costante, di conseguenza viene ignorato dal passa alto, fornendo una situazione analoga a quella di prima.
Le cose cambiano per gli istanti [tex]t = 1ms[/tex] e [tex]t = 2ms[/tex] in cui il segnale ha frequenza infinita.
Per [tex]t =1[/tex] la differenza di potenziale [tex]Vc[/tex] ai capi del condensatore va a [tex]1V = Vin[/tex] ma un istante dopo il segnale è costante, quindi con un'esponenziale che dura [tex]5\tau[/tex], [tex]Vc[/tex] torna a [tex]0V[/tex]
Per [tex]t =2[/tex] la differenza di potenziale [tex]Vc[/tex] è [tex]-1V[/tex]. Come prima, un istante dopo, torna a [tex]0V[/tex] con un'esponenziale di durata [tex]5\tau[/tex]
Quindi [tex]Vout = Vds[/tex] è diversa da [tex]Vdd[/tex] solo per gli istanti [tex]t =1[/tex] e [tex]t =2[/tex] ed è per questi valori di t che va analizzato il transistor.
Non è presente una soluzione, quindi non capisco se il ragionamento sia giusto oppure no.
Vi spiego il mio ragionamento.
Dalla teoria mi sembra di capire che la parte di circuito che va in ingresso al morsetto positivo dell'amplificatore è un passa-alto.
Di conseguenza mi viene da pensare che quando [tex]t < 1ms[/tex] e [tex]t >3ms[/tex]il potenziale su [tex]V^+ = 0V[/tex], quindi per il cortocircuito virtuale anche [tex]V^- = 0V[/tex] e quindi nel transistor non scorre corrente e [tex]Vout = Vdd[/tex]
Quando [tex]1ms < t < 2ms[/tex] il segnale è costante, di conseguenza viene ignorato dal passa alto, fornendo una situazione analoga a quella di prima.
Le cose cambiano per gli istanti [tex]t = 1ms[/tex] e [tex]t = 2ms[/tex] in cui il segnale ha frequenza infinita.
Per [tex]t =1[/tex] la differenza di potenziale [tex]Vc[/tex] ai capi del condensatore va a [tex]1V = Vin[/tex] ma un istante dopo il segnale è costante, quindi con un'esponenziale che dura [tex]5\tau[/tex], [tex]Vc[/tex] torna a [tex]0V[/tex]
Per [tex]t =2[/tex] la differenza di potenziale [tex]Vc[/tex] è [tex]-1V[/tex]. Come prima, un istante dopo, torna a [tex]0V[/tex] con un'esponenziale di durata [tex]5\tau[/tex]
Quindi [tex]Vout = Vds[/tex] è diversa da [tex]Vdd[/tex] solo per gli istanti [tex]t =1[/tex] e [tex]t =2[/tex] ed è per questi valori di t che va analizzato il transistor.
Non è presente una soluzione, quindi non capisco se il ragionamento sia giusto oppure no.
Risposte
"ryuzakii":
Salve a tutti, sto provando a fare questo esercizio ma ho alcuni dubbi riguardanti il condensatore C.
Vi spiego il mio ragionamento.
Dalla teoria mi sembra di capire che la parte di circuito che va in ingresso al morsetto positivo dell'amplificatore è un passa-alto.
Di conseguenza mi viene da pensare che quando [tex]t < 1ms[/tex] e [tex]t >3ms[/tex]il potenziale su [tex]V^+ = 0V[/tex],
Per $t<1 " ms"$ e' corretto, ma per $t > 3 " ms"$ no, bisogna attendere la fine della carica dell'RC, che in teoria e' infinita, non termina mai, anche se dopo un po' la corrente di carica del condensatore diventa trascurabile.
quindi per il cortocircuito virtuale anche [tex]V^- = 0V[/tex] e quindi nel transistor non scorre corrente e [tex]Vout = Vdd[/tex]
No... perche' mai la Vout dovrebbe essere a Vdd, come lo giustifichi ?
Sulla resistenza di source c'e' tensione zero, quindi il source del FET e' a massa. Il gate va alla tensione necessaria affinche' la Vgs sia tale che la Id e' zero. Devi prendere una caratteristica Vgs-Id di un FET generico e vedere qual e' la tensione di gate appropriata.
Quando [tex]1ms < t < 2ms[/tex] il segnale è costante, di conseguenza viene ignorato dal passa alto, fornendo una situazione analoga a quella di prima.
No... di nuovo devi tenere conto del tempo di carica e scarica. Magari e' molto veloce ma non e' mai istantaneo.
Le cose cambiano per gli istanti [tex]t = 1ms[/tex] e [tex]t = 2ms[/tex] in cui il segnale ha frequenza infinita.
In teoria questa e' anche un'affermazione corretta, ma in pratica si analizza il circuito o nel dominio delle frequenze oppure nel dominio del tempo. Saltare dall'uno all'altro senza avere le idee chiare genera molta confusione.
Per [tex]t =1[/tex] la differenza di potenziale [tex]Vc[/tex] ai capi del condensatore va a [tex]1V = Vin[/tex] ma un istante dopo il segnale è costante, quindi con un'esponenziale che dura [tex]5\tau[/tex], [tex]Vc[/tex] torna a [tex]0V[/tex]
Di nuovo, non puoi scrivere "dopo" un istante senza quantificarlo. C'e' il tempo di carica $5 \tau$ e quello e'.
Un istante non significa nulla. In elettronica anche 5 nanosecondi non sono "un istante".
Per [tex]t =2[/tex] la differenza di potenziale [tex]Vc[/tex] è [tex]-1V[/tex]. Come prima, un istante dopo, torna a [tex]0V[/tex] con un'esponenziale di durata [tex]5\tau[/tex]
No.... non va a zero o -1V, non puoi saperlo con certezza, ma la tensione scende sotto la massa.
Non sai a che livello va la tensione perche' non sai quanto era carica la capacita'.
Poi, non si scrive che la tensione va a 0, ma si scrive che la tensione "risale seguendo una curva esponenziale, con costante di tempo di x ms, che tende a 0".
Quindi [tex]Vout = Vds[/tex] è diversa da [tex]Vdd[/tex] solo per gli istanti [tex]t =1[/tex] e [tex]t =2[/tex] ed è per questi valori di t che va analizzato il transistor.
La Vout non sara' mai uguale a Vdd. Anche se non conosciamo i valori dei componenti, questa e' un'affermazione errata. Devi rivedere il funzionamento del JFET perche' non l'hai capito bene.
Non è presente una soluzione, quindi non capisco se il ragionamento sia giusto oppure no.
Non ti preoccupare, te lo diciamo noi se va bene o no.
Devi riguardarti il funzionamento del JFET, su cui hai le idee confuse.
Ciao! Innanzitutto grazie mille per la risposta e grazie per avermi fatto notare tutti questi errori 
.
Ho ancora dei dubbi però.
Ho fatto il seguente ragionamento: [tex]Vout = Vd[/tex] ma se [tex]Id=0[/tex] non c'è caduta di potenziale su [tex]Rd[/tex] quindi banalmente [tex]Vd=Vdd[/tex], dove sbaglio?
Poi per [tex]t=2ms[/tex]
Questo passaggio non mi è troppo chiaro.
Facendo i calcoli viene [tex]5\tau=0.25ms[/tex]. Dopo la variazione istantanea di [tex]Vin[/tex] per [tex]t=1[/tex] il condensatore finisce di scaricarsi circa a [tex]t=1.25ms[/tex] quindi prima dell'altro gradino è completamente scarico. Quindi a [tex]t=2ms[/tex] la [tex]V+[/tex] parte da -1V e risale seguendo una curva esponenziale, con costante di tempo [tex]\tau=0.05ms[/tex], che tende a 0 (:-D)
E' sbagliato fare questo ragionamento?
. Ho ancora dei dubbi però.
No... perche' mai la Vout dovrebbe essere a Vdd, come lo giustifichi ?
Ho fatto il seguente ragionamento: [tex]Vout = Vd[/tex] ma se [tex]Id=0[/tex] non c'è caduta di potenziale su [tex]Rd[/tex] quindi banalmente [tex]Vd=Vdd[/tex], dove sbaglio?
Poi per [tex]t=2ms[/tex]
No.... non va a zero o -1V,non puoi saperlo con certezza, ma la tensione scende sotto la massa.
Non sai a che livello va la tensione perche' non sai quanto era carica la capacita'.
Questo passaggio non mi è troppo chiaro.
Facendo i calcoli viene [tex]5\tau=0.25ms[/tex]. Dopo la variazione istantanea di [tex]Vin[/tex] per [tex]t=1[/tex] il condensatore finisce di scaricarsi circa a [tex]t=1.25ms[/tex] quindi prima dell'altro gradino è completamente scarico. Quindi a [tex]t=2ms[/tex] la [tex]V+[/tex] parte da -1V e risale seguendo una curva esponenziale, con costante di tempo [tex]\tau=0.05ms[/tex], che tende a 0 (:-D)
E' sbagliato fare questo ragionamento?
"ryuzakii":
Ciao! Innanzitutto grazie mille per la risposta e grazie per avermi fatto notare tutti questi errori
Ho ancora dei dubbi però.
No... perche' mai la Vout dovrebbe essere a Vdd, come lo giustifichi ?
Ho fatto il seguente ragionamento: [tex]Vout = Vd[/tex] ma se [tex]Id=0[/tex] non c'è caduta di potenziale su [tex]Rd[/tex] quindi banalmente [tex]Vd=Vdd[/tex], dove sbaglio?
Ho sbagliato io. Credevo che con Vout intendessi l'uscita dell ' AO.
Poi per [tex]t=2ms[/tex]
[quote]
No.... non va a zero o -1V,non puoi saperlo con certezza, ma la tensione scende sotto la massa.
Non sai a che livello va la tensione perche' non sai quanto era carica la capacita'.
Questo passaggio non mi è troppo chiaro.
Facendo i calcoli viene [tex]5\tau=0.25ms[/tex]. Dopo la variazione istantanea di [tex]Vin[/tex] per [tex]t=1[/tex] il condensatore finisce di scaricarsi circa a [tex]t=1.25ms[/tex] quindi prima dell'altro gradino è completamente scarico. Quindi a [tex]t=2ms[/tex] la [tex]V+[/tex] parte da -1V e risale seguendo una curva esponenziale, con costante di tempo [tex]\tau=0.05ms[/tex], che tende a 0 (:-D)
E' sbagliato fare questo ragionamento?[/quote]
In pratica non e' sbagliato, il condensatore e' arrivato praticamente a regime, ma in teoria no, il condensatore non finisce mai di s/caricarsi.
Perche' ci sono due costanti di tempo diverse, in salita e in discesa ?
Non capisco.
Effettivamente ho creato molta confusione.
La costante di tempo [tex]\tau=0.05ms[/tex].
Ho letto però che il transitorio di carica/scarica di un condensatore si può considerare (in pratica) terminato circa dopo [tex]5\tau=0.25ms[/tex], non sono due costanti di tempo diverse.
Comunque credo di aver capito il funzionamento del condensatore, ti ringrazio!
La costante di tempo [tex]\tau=0.05ms[/tex].
Ho letto però che il transitorio di carica/scarica di un condensatore si può considerare (in pratica) terminato circa dopo [tex]5\tau=0.25ms[/tex], non sono due costanti di tempo diverse.
Comunque credo di aver capito il funzionamento del condensatore, ti ringrazio!
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