[Elettronica] Circuito e caratteristica ingresso uscita
Buongiorno. Sto cercando di fare qualche esercizio di elettronica ma mi accorgo che sono messo molto male.
Volevo provare a fare questo esercizio insieme a qualcuno di voi per cercare di capire passo passo i ragionamenti...
Nel seguente circuito devo calcolare la caratteristica ingresso uscita della tensione.
Le grandezze note sono le resistenze, $\beta_f$ , $V_(c c)$.
[fcd="Circuito T-D"][FIDOCAD]
MC 115 70 0 0 ey_libraries.pasres0
MC 155 90 1 0 ey_libraries.pasres0
LI 155 100 135 100 0
LI 135 100 135 95 0
MC 135 85 1 0 ey_libraries.diddid0
LI 135 80 155 80 0
MC 130 70 0 0 ey_libraries.trnbjt1
LI 155 80 155 85 0
MC 155 70 1 0 ey_libraries.pasres0
LI 155 65 155 60 0
LI 155 60 135 60 0
MC 135 50 1 0 ey_libraries.pasres0
LI 135 60 135 65 0
LI 135 75 135 80 0
LI 145 100 145 105 0
LI 145 105 140 105 0
LI 140 105 145 110 0
LI 145 110 150 105 0
LI 150 105 145 105 0
SA 110 70 0
SA 135 45 0
TY 115 60 4 3 0 0 0 * Rb
TY 130 35 4 3 0 0 0 * Vcc
TY 135 65 4 3 0 0 0 * T
TY 125 85 4 3 0 0 0 * D
TY 160 90 4 3 0 0 0 * R3
TY 160 70 4 3 0 0 0 * R2
LI 155 60 160 60 0
SA 160 60 0
TY 165 55 4 3 0 0 0 * Vu
TY 140 50 4 3 0 0 0 * R1
TY 145 80 4 3 0 0 0 * Vx
SA 155 80 0
SA 135 80 0
SA 145 100 0
SA 135 60 0
TY 100 65 4 3 0 0 0 * Vi[/fcd]
Anzitutto ipotizzo T OFF e D OFF.
Allora il circuito diventa:
[fcd="Circuito TOFF DOFF"][FIDOCAD]
[FIDOCAD]
[FIDOCAD]
MC 155 90 1 0 ey_libraries.pasres0
LI 155 100 135 100 0
LI 135 100 135 95 0
LI 135 80 155 80 0
LI 155 80 155 85 0
MC 155 70 1 0 ey_libraries.pasres0
LI 155 65 155 60 0
LI 155 60 135 60 0
MC 135 50 1 0 ey_libraries.pasres0
LI 135 60 135 65 0
LI 135 75 135 80 0
LI 145 100 145 105 0
LI 145 105 140 105 0
LI 140 105 145 110 0
LI 145 110 150 105 0
LI 150 105 145 105 0
SA 135 45 0
TY 130 35 4 3 0 0 0 * Vcc
TY 160 90 4 3 0 0 0 * R3
TY 160 70 4 3 0 0 0 * R2
LI 155 60 160 60 0
SA 160 60 0
TY 165 55 4 3 0 0 0 * Vu
TY 140 50 4 3 0 0 0 * R1
TY 145 80 4 3 0 0 0 * Vx
SA 155 80 0
SA 135 80 0
SA 145 100 0
SA 135 60 0
SA 135 65 0
SA 135 75 0
LI 135 80 135 85 0
SA 135 85 0
SA 135 95 0
TY 125 65 4 3 0 0 0 * Vce
TY 125 85 4 3 0 0 0 * Vd[/fcd]
I valori sono: $V_(c c)=5V$, $\beta_(F)=100$, $R_b=8k\Omega$, $R_1=1k\Omega$, $R_2=10k\Omega$, $R_3=0.5k\Omega$.
A questo punto dovrei trovare una relazione tra $V_u$ e $V_i$ e proverei con:
$V_{c c} =R_1\cdot I_1 +V_i +V_D$
$V_{c c} =R_1 \cdot I_1 + V_u$
E con il diodo spento: $V_D
Tirando le somme: $V_u < V_\gamma +V_i$.
Fin qui c'è qualcosa di giusto?
Grazie!!
P.S: Per FidoCad, qualcuno sa dirmi come scrivere i nomi dei componenti nella forma $V_i$ anziché V_i ? Grazie!
Volevo provare a fare questo esercizio insieme a qualcuno di voi per cercare di capire passo passo i ragionamenti...
Nel seguente circuito devo calcolare la caratteristica ingresso uscita della tensione.
Le grandezze note sono le resistenze, $\beta_f$ , $V_(c c)$.
[fcd="Circuito T-D"][FIDOCAD]
MC 115 70 0 0 ey_libraries.pasres0
MC 155 90 1 0 ey_libraries.pasres0
LI 155 100 135 100 0
LI 135 100 135 95 0
MC 135 85 1 0 ey_libraries.diddid0
LI 135 80 155 80 0
MC 130 70 0 0 ey_libraries.trnbjt1
LI 155 80 155 85 0
MC 155 70 1 0 ey_libraries.pasres0
LI 155 65 155 60 0
LI 155 60 135 60 0
MC 135 50 1 0 ey_libraries.pasres0
LI 135 60 135 65 0
LI 135 75 135 80 0
LI 145 100 145 105 0
LI 145 105 140 105 0
LI 140 105 145 110 0
LI 145 110 150 105 0
LI 150 105 145 105 0
SA 110 70 0
SA 135 45 0
TY 115 60 4 3 0 0 0 * Rb
TY 130 35 4 3 0 0 0 * Vcc
TY 135 65 4 3 0 0 0 * T
TY 125 85 4 3 0 0 0 * D
TY 160 90 4 3 0 0 0 * R3
TY 160 70 4 3 0 0 0 * R2
LI 155 60 160 60 0
SA 160 60 0
TY 165 55 4 3 0 0 0 * Vu
TY 140 50 4 3 0 0 0 * R1
TY 145 80 4 3 0 0 0 * Vx
SA 155 80 0
SA 135 80 0
SA 145 100 0
SA 135 60 0
TY 100 65 4 3 0 0 0 * Vi[/fcd]
Anzitutto ipotizzo T OFF e D OFF.
Allora il circuito diventa:
[fcd="Circuito TOFF DOFF"][FIDOCAD]
[FIDOCAD]
[FIDOCAD]
MC 155 90 1 0 ey_libraries.pasres0
LI 155 100 135 100 0
LI 135 100 135 95 0
LI 135 80 155 80 0
LI 155 80 155 85 0
MC 155 70 1 0 ey_libraries.pasres0
LI 155 65 155 60 0
LI 155 60 135 60 0
MC 135 50 1 0 ey_libraries.pasres0
LI 135 60 135 65 0
LI 135 75 135 80 0
LI 145 100 145 105 0
LI 145 105 140 105 0
LI 140 105 145 110 0
LI 145 110 150 105 0
LI 150 105 145 105 0
SA 135 45 0
TY 130 35 4 3 0 0 0 * Vcc
TY 160 90 4 3 0 0 0 * R3
TY 160 70 4 3 0 0 0 * R2
LI 155 60 160 60 0
SA 160 60 0
TY 165 55 4 3 0 0 0 * Vu
TY 140 50 4 3 0 0 0 * R1
TY 145 80 4 3 0 0 0 * Vx
SA 155 80 0
SA 135 80 0
SA 145 100 0
SA 135 60 0
SA 135 65 0
SA 135 75 0
LI 135 80 135 85 0
SA 135 85 0
SA 135 95 0
TY 125 65 4 3 0 0 0 * Vce
TY 125 85 4 3 0 0 0 * Vd[/fcd]
I valori sono: $V_(c c)=5V$, $\beta_(F)=100$, $R_b=8k\Omega$, $R_1=1k\Omega$, $R_2=10k\Omega$, $R_3=0.5k\Omega$.
A questo punto dovrei trovare una relazione tra $V_u$ e $V_i$ e proverei con:
$V_{c c} =R_1\cdot I_1 +V_i +V_D$
$V_{c c} =R_1 \cdot I_1 + V_u$
E con il diodo spento: $V_D
Fin qui c'è qualcosa di giusto?

Grazie!!
P.S: Per FidoCad, qualcuno sa dirmi come scrivere i nomi dei componenti nella forma $V_i$ anziché V_i ? Grazie!
Risposte
Scusa ma con $V_i$ non intendi la rensione di ingresso, presente fra morsetto sinistro di Rb e riferimento?
Con FidoCadJ i pedici non li puoi usare (se non attraverso una via un po’ complessa), ma puoi sempre scrivere Vi, Vu, Vx e Vd, senza quel brutto underscore.
Con FidoCadJ i pedici non li puoi usare (se non attraverso una via un po’ complessa), ma puoi sempre scrivere Vi, Vu, Vx e Vd, senza quel brutto underscore.
Ok ho modificato, invece per la $V_i$ hai ragione, ho aggiornato anche quella.
"lRninG":
... invece per la $V_i$ hai ragione, ho aggiornato anche quella.
Scusa, ma la $V_i$ presente all'ingresso è diversa dalla tensione $V_{CE}$ del transistor, e la $V_x$ è uguale alla $V_d$ ...
"lRninG":
... Anzitutto ipotizzo T OFF e D OFF. !
Mi chiedo: che sia possibile questa ipotesi


Hai ragione, correggo il circuito con la $V_(CE)$. E per la $V_x$, è vero perché posso chiudere la maglia a terra.. Mi rimane:
$V_{c c} =R_1\cdot I_1 +V_(CE) +V_x$
$V_{c c} =R_1 \cdot I_1 + V_u$
E con il diodo spento: $V_x
Tirando le somme: $V_u < V_\gamma +V_(CE)$.
Da quel che risulta nella soluzione si ... posto la soluzione?
$V_{c c} =R_1\cdot I_1 +V_(CE) +V_x$
$V_{c c} =R_1 \cdot I_1 + V_u$
E con il diodo spento: $V_x
"RenzoDF":
Mi chiedo: che sia possibile questa ipotesi![]()
Da quel che risulta nella soluzione si ... posto la soluzione?
Perché non posti invece i valori numerici? ... senza di quelli non si può ragionare ...
... e ripeto $V_d=V_x$, una delle due è inutile, non credi?
... e ripeto $V_d=V_x$, una delle due è inutile, non credi?
Certo aggiorno subito. Si, utilizzo solo la $V_x$.
Grazie per l'aiuto!
Grazie per l'aiuto!
Bene, ora immagina di far crescere la tensione $V_i$ (minore o) uguale a zero a $V_{C C}$, analizzando le variazioni associate al superamento delle successive particolari soglie:
i) per $V_i\le0$
Come possiamo andare a ricavare le diverse correnti e tensioni circuitali e in che condizione di troverebbero a lavorare il transistor e il diodo?
...
ii) Per $V_i \gt 0$,
Cosa cambierà inizialmente ... e quale sarà la prima soglia (teorica) $V_i^\prime$ che andrà a far iniziare un diverso intervallo di funzionamento?
$0 \lt V_i \lt V_i^\prime$
...
Prova a rispondere, poi andiamo avanti ...
i) per $V_i\le0$
Come possiamo andare a ricavare le diverse correnti e tensioni circuitali e in che condizione di troverebbero a lavorare il transistor e il diodo?
...
ii) Per $V_i \gt 0$,
Cosa cambierà inizialmente ... e quale sarà la prima soglia (teorica) $V_i^\prime$ che andrà a far iniziare un diverso intervallo di funzionamento?
$0 \lt V_i \lt V_i^\prime$
...
Prova a rispondere, poi andiamo avanti ...
Ho provato a ragionare sui diversi valori di $V_i$, purtroppo mi sembra di brancolare nel buio.
Preparati al peggio:
So che è pieno di fesserie, anche perché le soluzioni sono ben diverse, ma preferisco prendermi una strigliata per capire i miei errori.
EDIT:
Dopo altre riflessioni, posto un diverso ragionamento, secondo me molto più sensato e ragionevole. Però sono partito dalle ipotesi sui dispositivi, e non dal valore di ingresso della tensione, è meglio arrivarci da lì?
Grazie ancora per l'aiuto e perdonami!
Preparati al peggio:

So che è pieno di fesserie, anche perché le soluzioni sono ben diverse, ma preferisco prendermi una strigliata per capire i miei errori.
EDIT:
Dopo altre riflessioni, posto un diverso ragionamento, secondo me molto più sensato e ragionevole. Però sono partito dalle ipotesi sui dispositivi, e non dal valore di ingresso della tensione, è meglio arrivarci da lì?
Grazie ancora per l'aiuto e perdonami!
A dire il vero, aspettavo una risposta alle domande che ti ho rivolto
... ad ogni modo, mi risponderò da solo, ovvero cerco di spiegarti come andrei a ragionare su quel circuito, per via discorsiva, poi tu cercherai (se ti va di farlo) di mettere il tutto sotto una forma analitica, andando a concludere tracciando la transcaratteristica $V_u=f(V_i)$ (possibilmente in FidoCadJ
).
Preferisco fare così, evitando di andare a commentare quanto da te scritto.
[Il discorso è per ora approssimato per varie ragioni, che potremo analizzare successivamente.]
i) Per $V_i \le 0$, visto che la base del transistor si trova di sicuro ad un potenziale inferiore a quello di emettitore $V_E=V_x$ il transistor è di sicuro in "interdizione" (OFF), ne segue che potremo verificare lo stato del diodo andando a determinare Vx, come anche Vu, via partitore di tensione, ottenendo
$V_x\approx 0.22 \ "V"$ e $V_u\approx 4.57 \ "V"$
ne segue che anche il diodo sarà in interdizione.
ii) Per $V_i \gt 0$, andando ad aumentare la tensione di ingresso, per far sì che T entri in conduzione, dovremo superare la soglia $V_x+V_\gamma\approx 0.9 \ "V"$, prima "soglia"; in questo primo intervallo la tensione d'uscita si manterrà costante sui 4.57 volt .
iii) Per $V_i \gt 0.9 \ \"V"$ avremo T ON, mentre D rimarrà OFF fino a quando Vx non andrà a superare la tensione di soglia di 0.7 volt del diodo (questo avverrà in quanto la crescente corrente di emettitore $I_E\approx I_C$, attraversando R3 porterà la tensione ai suoi morsetti a crescere).
E' chiaro che R3 porta ad una controreazione e quindi, per determinare la corrente di base, dovrai considerare che R3 viene "vista" dalla base approssimativamente moltiplicata per il beta del transistor (0.5k X 100=50k).
Ad ogni modo, in questo intervallo, sia la corrente di base che quella di collettore di T saliranno (con un rateo da determinare), portando la tensione di uscita a "scendere" dai 4.57 volt iniziali
$V_U\approx V_{C C}-R_1 I_C$
iiii) Allorchè $V_i$ arriva a superare la somma delle due tensioni di soglia: della giunzione BE di T e di D, ovvero intorno a 1.4 volt, seconda "soglia", avremo che anche D risulterà ON e di conseguenza il potenziale VE=Vx di emettitore, rimanendo inchiodato a 0.7 volt, porterà ad un più rapido incremento di IB e di IC e quindi una più rapida discesa della tensione Vu, che però non potrà scendere (con una rateo superiore a quello del precedente intervallo) sotto la tensione $V_\gamma+V_{CE_{sat}}$ al raggiungimento della saturazione per T.
NB Quello che ti ho scritto di getto, è forse un po' contorto, ma spero ti dia un'idea della successione degli intervalli di funzionamento di quel circuito; chiaramente le caratteristiche dei componenti non presentano quelle discontinuità ideali e quindi le transizioni circuitali saranno più graduali.
Se hai domande falle pure, cercherò per quanto (temporalmente) possibile di risponderti.
BTW In questo tipo di circuito, quando vai a determinare dei valori numerici, non usare più di tre cifre significative, vista la dispersione e variabilità dei parametri circuitali, sarebbero assurdo farlo.


Preferisco fare così, evitando di andare a commentare quanto da te scritto.
[Il discorso è per ora approssimato per varie ragioni, che potremo analizzare successivamente.]
i) Per $V_i \le 0$, visto che la base del transistor si trova di sicuro ad un potenziale inferiore a quello di emettitore $V_E=V_x$ il transistor è di sicuro in "interdizione" (OFF), ne segue che potremo verificare lo stato del diodo andando a determinare Vx, come anche Vu, via partitore di tensione, ottenendo
$V_x\approx 0.22 \ "V"$ e $V_u\approx 4.57 \ "V"$
ne segue che anche il diodo sarà in interdizione.
ii) Per $V_i \gt 0$, andando ad aumentare la tensione di ingresso, per far sì che T entri in conduzione, dovremo superare la soglia $V_x+V_\gamma\approx 0.9 \ "V"$, prima "soglia"; in questo primo intervallo la tensione d'uscita si manterrà costante sui 4.57 volt .
iii) Per $V_i \gt 0.9 \ \"V"$ avremo T ON, mentre D rimarrà OFF fino a quando Vx non andrà a superare la tensione di soglia di 0.7 volt del diodo (questo avverrà in quanto la crescente corrente di emettitore $I_E\approx I_C$, attraversando R3 porterà la tensione ai suoi morsetti a crescere).
E' chiaro che R3 porta ad una controreazione e quindi, per determinare la corrente di base, dovrai considerare che R3 viene "vista" dalla base approssimativamente moltiplicata per il beta del transistor (0.5k X 100=50k).
Ad ogni modo, in questo intervallo, sia la corrente di base che quella di collettore di T saliranno (con un rateo da determinare), portando la tensione di uscita a "scendere" dai 4.57 volt iniziali
$V_U\approx V_{C C}-R_1 I_C$
iiii) Allorchè $V_i$ arriva a superare la somma delle due tensioni di soglia: della giunzione BE di T e di D, ovvero intorno a 1.4 volt, seconda "soglia", avremo che anche D risulterà ON e di conseguenza il potenziale VE=Vx di emettitore, rimanendo inchiodato a 0.7 volt, porterà ad un più rapido incremento di IB e di IC e quindi una più rapida discesa della tensione Vu, che però non potrà scendere (con una rateo superiore a quello del precedente intervallo) sotto la tensione $V_\gamma+V_{CE_{sat}}$ al raggiungimento della saturazione per T.
NB Quello che ti ho scritto di getto, è forse un po' contorto, ma spero ti dia un'idea della successione degli intervalli di funzionamento di quel circuito; chiaramente le caratteristiche dei componenti non presentano quelle discontinuità ideali e quindi le transizioni circuitali saranno più graduali.
Se hai domande falle pure, cercherò per quanto (temporalmente) possibile di risponderti.

BTW In questo tipo di circuito, quando vai a determinare dei valori numerici, non usare più di tre cifre significative, vista la dispersione e variabilità dei parametri circuitali, sarebbero assurdo farlo.

Ti ringrazio infinitamente. Mi dispiace per le domande, avevo provato a rispondere alla prima ovvero per $V_i<=0$ (nel primo spoiler), ma è sicuramente un pasticcio. Ora studio la tua risposta e la trascrivo analiticamente con grafico finale (ed eventuali domande
)
Grazie!


Figurati.
Attendiamo relazioni e transcaratteristica.
Attendiamo relazioni e transcaratteristica.

Vado per punti:
Per la prima deduzione ovvero $V_B
Per la prima soglia, immagino discenda dalla condizione per la conduzione: $V_(B E) =V_\gamma=V_B-V_E=V_i-V_x=0,75V \to V_i=0,75+0.22 \approx 0.9V$. L'uscita allora rimane la stessa in quanto non abbiamo ancora superato la "soglia" di conduzione.
Per questo tratto, per avvicinarmi alla tua conclusione sono partito da Kirchhoff:
$V_(C C) = R_1I_1-V_(C B) +V_(B E)+V_D$
$V_u=-V_(C B) + V_(B E) +V_D$
Allora $V_(C C)= R_1I_1+V_u$ e $V_u=V_(C C) - R_1I_1$
A questo punto la mia $I_1$ genera due correnti: $I_1=I_(C)+I_2$
Ipotizzo che il BJT sia in regione attiva diretta così da definire $I_C=I_B\beta_F$ e cerco altre relazioni con le correnti per definire $I_B$ ed arrivare a $V_u$. Quindi $I_3=I_E +I_2=V_(R3)/(R3)=V_x/R_3$.. continuo a ragionare faccio sostituzioni, ma non trovo la via...
EDIT dopo un'altra ora di imprecazioni: $I_E=I_C+I_B$ $\Rightarrow$ $I_3=I_C+I_B+I_2$
e cercando qualcosa che leghi la tensione di ingresso con quello che sto scrivendo: $V_i -R_BI_B -V_\gamma=V_x$... E mischiando: $V_i=V_(C C) -R_1((V_i-R_BI_B-V_\gamma)/R_3)-I_B)$ e ancora manca qualcosa... Ora sono troppo fuso per continuare, sicuramente c'è una via infinitamente volte più breve e io sto girando intorno ... Domani ri-aggiorno questo post, se nel frattempo hai suggerimenti sono ben accetti
.
Dubbio stupido: Con Kirchhoff non avrei potuto scrivere direttamente $V_(C C) = R_1I_1 + V_u$, in quanto non "chiudo la maglia", sbaglio?
Quindi: $V_E = V_x = V_\gamma = 0.75V$
$V_i =R_BI_B+V_(B E) + V_\gamma=R_BI_B+V_B -\cancel(V\gamma) + \cancel(V_\gamma)$
E siccome dal BJT ON si ha $V_(B E) =V_gamma \to V_B= 2V_gamma$ e quindi:
$V_i=R_BI_B+2V_\gamma$
Mentre considerando la tensione di uscita arrivo a conclusioni simili sempre con Kirchhoff ma non arrivo a da nessuna parte.. non so proprio muovermi
Nel frattempo traccio la caratteristica per dove sono riuscito ad arrivare..:
[fcd="Transcaratteristica"][FIDOCAD]
FJC B 0.5
LI 120 35 120 145 0
FCJ 1 0 3 2 0 1
TY 125 30 4 3 0 0 0 * V out
TY 125 60 4 3 0 0 0 *
LI 30 85 225 85 0
FCJ 2 0 3 2 0 1
TY 220 75 4 3 0 0 0 * V in
TY 80 95 4 3 0 0 0 *
MC 140 50 1 0 elettrotecnica.com19
MC 140 60 1 0 elettrotecnica.com19
MC 140 70 1 0 elettrotecnica.com19
MC 140 80 1 0 elettrotecnica.com19
TY 135 90 4 3 0 0 0 * 0.9
TY 65 30 4 3 0 0 0 * TOFF DOFF
LI 30 45 140 45 2
FCJ 0 0 3 1 0 1
TY 60 50 4 3 0 0 2 * 4,565
TY 60 55 4 3 0 0 2 *[/fcd]
P.S mi sono accorto di aver fatto un errore nel punto ii) considerando $V_B=V_i$. Giusto?
Grazie ancora di tutto!
"RenzoDF":
i) Per $ V_i \le 0 $, visto che la base del transistor si trova di sicuro ad un potenziale inferiore a quello di emettitore $ V_E=V_x $ il transistor è di sicuro in "interdizione" (OFF), ne segue che potremo verificare lo stato del diodo andando a determinare Vx, come anche Vu, via partitore di tensione, ottenendo
$ V_x\approx 0.22 \ "V" $ e $ V_u\approx 4.57 \ "V" $
ne segue che anche il diodo sarà in interdizione.
Per la prima deduzione ovvero $V_B
"RenzoDF":
ii) Per $ V_i \gt 0 $, andando ad aumentare la tensione di ingresso, per far sì che T entri in conduzione, dovremo superare la soglia $ V_x+V_\gamma\approx 0.9 \ "V" $, prima "soglia"; in questo primo intervallo la tensione d'uscita si manterrà costante sui 4.57 volt .
Per la prima soglia, immagino discenda dalla condizione per la conduzione: $V_(B E) =V_\gamma=V_B-V_E=V_i-V_x=0,75V \to V_i=0,75+0.22 \approx 0.9V$. L'uscita allora rimane la stessa in quanto non abbiamo ancora superato la "soglia" di conduzione.
"RenzoDF":
iii) Per $ V_i \gt 0.9 \ \"V" $ avremo T ON, mentre D rimarrà OFF fino a quando Vx non andrà a superare la tensione di soglia di 0.7 volt del diodo (questo avverrà in quanto la crescente corrente di emettitore $ I_E\approx I_C $, attraversando R3 porterà la tensione ai suoi morsetti a crescere).
E' chiaro che R3 porta ad una controreazione e quindi, per determinare la corrente di base, dovrai considerare che R3 viene "vista" dalla base approssimativamente moltiplicata per il beta del transistor (0.5k X 100=50k).
Ad ogni modo, in questo intervallo, sia la corrente di base che quella di collettore di T saliranno (con un rateo da determinare), portando la tensione di uscita a "scendere" dai 4.57 volt iniziali
$ V_U\approx V_{C C}-R_1 I_C $
Per questo tratto, per avvicinarmi alla tua conclusione sono partito da Kirchhoff:
$V_(C C) = R_1I_1-V_(C B) +V_(B E)+V_D$
$V_u=-V_(C B) + V_(B E) +V_D$
Allora $V_(C C)= R_1I_1+V_u$ e $V_u=V_(C C) - R_1I_1$
A questo punto la mia $I_1$ genera due correnti: $I_1=I_(C)+I_2$
Ipotizzo che il BJT sia in regione attiva diretta così da definire $I_C=I_B\beta_F$ e cerco altre relazioni con le correnti per definire $I_B$ ed arrivare a $V_u$. Quindi $I_3=I_E +I_2=V_(R3)/(R3)=V_x/R_3$.. continuo a ragionare faccio sostituzioni, ma non trovo la via...

EDIT dopo un'altra ora di imprecazioni: $I_E=I_C+I_B$ $\Rightarrow$ $I_3=I_C+I_B+I_2$
e cercando qualcosa che leghi la tensione di ingresso con quello che sto scrivendo: $V_i -R_BI_B -V_\gamma=V_x$... E mischiando: $V_i=V_(C C) -R_1((V_i-R_BI_B-V_\gamma)/R_3)-I_B)$ e ancora manca qualcosa... Ora sono troppo fuso per continuare, sicuramente c'è una via infinitamente volte più breve e io sto girando intorno ... Domani ri-aggiorno questo post, se nel frattempo hai suggerimenti sono ben accetti

Dubbio stupido: Con Kirchhoff non avrei potuto scrivere direttamente $V_(C C) = R_1I_1 + V_u$, in quanto non "chiudo la maglia", sbaglio?
"RenzoDF":
iiii) Allorchè $V_i$ arriva a superare la somma delle due tensioni di soglia: della giunzione BE di T e di D, ovvero intorno a 1.4 volt, seconda "soglia", avremo che anche D risulterà ON e di conseguenza il potenziale VE=Vx di emettitore, rimanendo inchiodato a 0.7 volt, porterà ad un più rapido incremento di IB e di IC e quindi una più rapida discesa della tensione Vu, che però non potrà scendere (con una rateo superiore a quello del precedente intervallo) sotto la tensione $V_\gamma+V_{CE_{sat}}$ al raggiungimento della saturazione per T.
Quindi: $V_E = V_x = V_\gamma = 0.75V$
$V_i =R_BI_B+V_(B E) + V_\gamma=R_BI_B+V_B -\cancel(V\gamma) + \cancel(V_\gamma)$
E siccome dal BJT ON si ha $V_(B E) =V_gamma \to V_B= 2V_gamma$ e quindi:
$V_i=R_BI_B+2V_\gamma$
Mentre considerando la tensione di uscita arrivo a conclusioni simili sempre con Kirchhoff ma non arrivo a da nessuna parte.. non so proprio muovermi

Nel frattempo traccio la caratteristica per dove sono riuscito ad arrivare..:
[fcd="Transcaratteristica"][FIDOCAD]
FJC B 0.5
LI 120 35 120 145 0
FCJ 1 0 3 2 0 1
TY 125 30 4 3 0 0 0 * V out
TY 125 60 4 3 0 0 0 *
LI 30 85 225 85 0
FCJ 2 0 3 2 0 1
TY 220 75 4 3 0 0 0 * V in
TY 80 95 4 3 0 0 0 *
MC 140 50 1 0 elettrotecnica.com19
MC 140 60 1 0 elettrotecnica.com19
MC 140 70 1 0 elettrotecnica.com19
MC 140 80 1 0 elettrotecnica.com19
TY 135 90 4 3 0 0 0 * 0.9
TY 65 30 4 3 0 0 0 * TOFF DOFF
LI 30 45 140 45 2
FCJ 0 0 3 1 0 1
TY 60 50 4 3 0 0 2 * 4,565
TY 60 55 4 3 0 0 2 *[/fcd]
P.S mi sono accorto di aver fatto un errore nel punto ii) considerando $V_B=V_i$. Giusto?
Grazie ancora di tutto!
"lRninG":
... ma sulla tensione di emettitore cosa posso dire ...
Che di certo sarà maggiore di zero, visto che "si trova" fra un'alimentazione a +5 volt e il riferimento a zero.
"lRninG":
... Per la prima soglia, immagino discenda dalla condizione per la conduzione: $V_(B E) =V_\gamma=V_B-V_E=V_i-V_x=0,75V \to V_i=0,75+0.22 \approx 0.9V$. L'uscita allora rimane la stessa in quanto non abbiamo ancora superato la "soglia" di conduzione. ...
Sì, in questo caso la colpa è mia, approssimando, ho considerato Vx circa pari a 0.2 V e di conseguenza 0.2+0.7=0.9 V.
"lRninG":
... Per questo tratto ci ho ragionato a lungo, ma sono fuso. Riprovo tra qualche ora e aggiorno
Fai con calma, non c'è fretta.

Ho capito ti ringrazio. Aggiorno il post e continuo a ragionare. Intanto traccio la caratteristica ingresso-uscita.
"lRninG":
... Per questo tratto, per avvicinarmi alla tua conclusione sono partito da Kirchhoff:
... continuo a ragionare faccio sostituzioni, ma non trovo la via...
Premesso che ho sbagliato io ad approssimare la I1 alla IC nella relazione per la Vu, volevo solo dirti che in elettronica normalmente ci si accontenta di calcoli approssimati, che sono più che sufficienti per una prima analisi (per esempio: si suppongono determinati e costanti i valori di soglia delle giunzioni e si va a trascurare la IB rispetto alla IC).
iii) Ad ogni modo, con T ON e D OFF, il circuito da considerare è il seguente (nel quale, pur non essendo indicati, i versi delle correnti I1, IC, I2, I3 sono stati scelti verso il basso, e IB verso destra)
[fcd="fig.1"][FIDOCAD]
FJC C 0.5
FJC A 0.2
FJC B 0.2
MC 116 71 0 0 ey_libraries.pasres0
MC 156 91 1 0 ey_libraries.pasres0
LI 136 81 156 81 0
MC 131 71 0 0 ey_libraries.trnbjt1
LI 156 81 156 86 0
MC 156 71 1 0 ey_libraries.pasres0
LI 156 66 156 61 0
LI 156 61 136 61 0
MC 136 51 1 0 ey_libraries.pasres0
LI 136 61 136 66 0
LI 136 76 136 81 0
SA 111 71 0
SA 136 46 0
TY 116 61 4 3 0 0 0 * Rb
TY 129 39 4 3 0 0 0 * Vcc
TY 138 69 4 3 0 0 0 * T
TY 161 91 4 3 0 0 0 * R3
TY 161 70 4 3 0 0 0 * R2
SA 156 61 0
TY 159 57 4 3 0 0 0 * Vu
TY 141 51 4 3 0 0 0 * R1
TY 159 80 4 3 0 0 0 * Vx
SA 156 81 0
SA 136 81 0
SA 136 61 0
TY 105 64 4 3 0 0 0 * Vi
EV 185 76 175 66 0
LI 136 46 180 46 0
LI 180 46 180 101 0
LI 180 101 156 101 0
TY 188 69 4 3 0 0 0 * Vcc
TY 182 60 4 3 0 0 0 * +
MC 156 101 0 0 ey_libraries.refpnt0[/fcd]
Ora, come al solito, non vado a commentare tutte le tue relazioni (che anche se corrette sono in parte evitabili), in quanto si può direttamente [nota]Senza incartarsi in strani percorsi.

$V_U= V_{C C}-R_1 I_1$
il percorso viene infatti chiuso dal GIT con tensione VCC, che normalmente è sottinteso.
A questo punto, visto che
$I_3=I_1+I_B\approx I_1$
per determinare la tensione di uscita in corrispondenza all'entrata in conduzione del diodo, potremo ottenere quella corrente I1 dal rapporto fra la tensione di soglia del diodo e R3
$I_1\approx I_3=V_\gamma/R_3=0.7/0.5=1.4 \ \"mA"$
e da questa
$V_u=V_{C C}-R_1I_1\approx 3.6 \ "V"$
A questo punto, dato che R3 viene vista dalla base di T "amplificata" di 100 volte (come ti dicevo in un precedente messaggio), e quindi molto superiore a RB, io stimerei la tensione in ingresso corrispondente alla somma delle due tensioni di soglia di D e della giunzione BE di T, ovvero
$V_i\approx 2V_\gamma=1.4 \ "V"$
ma, per convincerti dell'approssimazione possiamo anche andare a stimare la caduta su RB, determinando in sequenza:
$I_2=(V_u-V_\gamma)/R_2= 0.29 \ \ mA$
$I_C=I_1-I_2=1.11 \ mA $
$I_B=I_C/\beta\approx 11 \ \mu A$
$R_BI_B\approx 88 \ mV$
Come vedi nemmeno 0.1 volt e di conseguenza la trascuro, in quanto se la andassi a considerare dovrei anche considerare che forse il BJT in quella zona di transizione non avrà una tensione VBE di 0.7 volt ma probabilmente inferiore.
Morale della favola: io direi che la seconda "soglia" (o meglio di discontinuità ... teorica) per la transcaratteristica la avremo in corrispondenza del punto di coordinate Vi=1.4 V e Vu=3.6 V.
iiii) Da questo punto in poi, ovvero per $V_i \gt 1.4 \ "V"$, essendo il diodo ON, il circuito da considerare (per il nostro scopo, ovvero per la Vu=f(Vi) ) sarà il seguente
[fcd="fig.2"][FIDOCAD]
FJC C 0.5
FJC A 0.2
FJC B 0.2
MC 116 71 0 0 ey_libraries.pasres0
LI 136 81 156 81 0
MC 131 71 0 0 ey_libraries.trnbjt1
MC 156 71 1 0 ey_libraries.pasres0
LI 156 66 156 61 0
LI 156 61 136 61 0
MC 136 51 1 0 ey_libraries.pasres0
LI 136 61 136 66 0
LI 136 76 136 81 0
SA 111 71 0
SA 136 46 0
TY 116 61 4 3 0 0 0 * Rb
TY 129 39 4 3 0 0 0 * Vcc
TY 138 69 4 3 0 0 0 * T
TY 161 70 4 3 0 0 0 * R2
SA 156 61 0
TY 159 57 4 3 0 0 0 * Vu
TY 141 51 4 3 0 0 0 * R1
TY 159 80 4 3 0 0 0 * Vx
SA 156 81 0
SA 136 81 0
SA 136 61 0
TY 105 64 4 3 0 0 0 * Vi
EV 185 76 175 66 0
LI 136 46 180 46 0
LI 180 46 180 101 0
LI 180 101 136 101 0
TY 188 69 4 3 0 0 0 * Vcc
TY 182 60 4 3 0 0 0 * +
MC 156 101 0 0 ey_libraries.refpnt0
MC 136 86 0 0 ey_libraries.gendcb0
LI 136 96 136 101 0
TY 123 85 4 3 0 0 0 * Vγ[/fcd]
e come già detto essendo l'emettritore vincolato alla $V_\gamma = 0.7 \ "V"$, la corrente di base e quindi di collettore andrà a salire più rapidamente che nel precedente intervallo, portando la tensione di uscita a scendere più rapidamente verso la tensione somma di quella di soglia $V_\gamma$ di D e di saturazione $V_{CE_{sat}}$ del BJT [nota]Che sarà dell'ordine dei decimi di volt; visto che non viene fornita nei dati, ipotizziamo 0.2 volt.[/nota], ovvero verso un valore
$V_U\approx 0.7+0.2=0.9 \ "V"$
in prossimità del quale la corrente I2 sarà trascurabile rispetto a quella di collettore, ovvero
$I_C\approx I_1\approx (V_{C C}-V_U)/R_1=(5-0.9)/1=4.1 \ "mA"$
che corrisponde a una
$I_B=I_C/\beta =41 \ \mu A$
e infine
$V_i\approx 2 V_\gamma + R_BI_B\approx 1.73 \ "V"$
Perciò la terza "soglia/discontinuità" per la transcaratteristica la avremo in corrispondenza del punto di coordinate
Vi=1.73 V e Vu=0.9 V.
Sempre se non ho sbagliato qualche calcolo o considerazione.

Beh che dire... wow e grazie! Non mi resta che studiare la tua risposta e tracciare la transcaratteristica definitiva.. ci vediamo tra poco

Di nulla.
Rimaniamo in attesa di un bel grafico; a pensarci bene, forse con Geogebra sarebbe più semplice, conosci?
Rimaniamo in attesa di un bel grafico; a pensarci bene, forse con Geogebra sarebbe più semplice, conosci?
Certo, sarà fatto

Purtroppo con GeoGebra non riesco a inserirlo come codice.. Ho guardato il manuale del forum ma dice di esportare come HTML e specificatamente "mediawiki". Ma nelle nuove versioni di GeoGebra non ne ho trovata traccia. Mentre non riesco a utilizzare il plugin apposito qua sul sito a causa di Java.
Quindi, ormai che è fatto eccolo qui:

E invece in FidoCadJ:
[fcd="Transcaratteristica"][FIDOCAD]
FJC B 0.5
LI 120 35 120 145 0
FCJ 1 0 3 2 0 1
TY 110 25 4 3 0 0 0 * V out
TY 125 60 4 3 0 0 0 *
LI 30 85 225 85 0
FCJ 2 0 3 2 0 1
TY 220 75 4 3 0 0 0 * V in
TY 80 95 4 3 0 0 0 *
TY 160 70 2 2 0 0 0 * (1.82,0,95)
TY 125 35 2 2 0 0 0 * (0.97,4.56)
TY 150 45 2 2 0 0 0 * (1.6,3.51)
SA 140 45 0
SA 150 50 0
SA 160 75 0
SA 210 75 0
TY 200 70 2 2 0 0 0 * (5,0,95)
LI 140 45 150 50 2
LI 160 75 210 75 2
LI 150 50 160 75 2
LI 140 45 60 45 2
TY 85 40 3 2 0 0 11 * TOFF DOFF
TY 140 25 3 2 0 0 11 * TRN DOFF
TY 155 40 3 2 0 0 11 * TRN DON
TY 185 65 3 2 0 0 11 * TSAT DON[/fcd]
I valori coincidono con quelli da te trovati, nelle soluzioni sono meno approssimati e ho utilizzato quelli. Grazie ancora di tutto!
Quindi, ormai che è fatto eccolo qui:

E invece in FidoCadJ:
[fcd="Transcaratteristica"][FIDOCAD]
FJC B 0.5
LI 120 35 120 145 0
FCJ 1 0 3 2 0 1
TY 110 25 4 3 0 0 0 * V out
TY 125 60 4 3 0 0 0 *
LI 30 85 225 85 0
FCJ 2 0 3 2 0 1
TY 220 75 4 3 0 0 0 * V in
TY 80 95 4 3 0 0 0 *
TY 160 70 2 2 0 0 0 * (1.82,0,95)
TY 125 35 2 2 0 0 0 * (0.97,4.56)
TY 150 45 2 2 0 0 0 * (1.6,3.51)
SA 140 45 0
SA 150 50 0
SA 160 75 0
SA 210 75 0
TY 200 70 2 2 0 0 0 * (5,0,95)
LI 140 45 150 50 2
LI 160 75 210 75 2
LI 150 50 160 75 2
LI 140 45 60 45 2
TY 85 40 3 2 0 0 11 * TOFF DOFF
TY 140 25 3 2 0 0 11 * TRN DOFF
TY 155 40 3 2 0 0 11 * TRN DON
TY 185 65 3 2 0 0 11 * TSAT DON[/fcd]
I valori coincidono con quelli da te trovati, nelle soluzioni sono meno approssimati e ho utilizzato quelli. Grazie ancora di tutto!
Ok, Bel lavoro!
... unico neo: troppe cifre.
Beh, indicare i valori di soglia con 4 cifre significative, per un circuito come quello, è semplicemente assurdo, ad ogni modo sarei proprio curioso di vedere quella soluzione ufficiale, perché non riesco a capire come abbiano potuto ottenere quei valori così diversi da quelli che ho stimato, ... puoi postarla?
BTW Puoi anche dirmi dove, su che testo e cosa stai studiando?


"lRninG":
... nelle soluzioni sono meno approssimati e ho utilizzato quelli. ...
Beh, indicare i valori di soglia con 4 cifre significative, per un circuito come quello, è semplicemente assurdo, ad ogni modo sarei proprio curioso di vedere quella soluzione ufficiale, perché non riesco a capire come abbiano potuto ottenere quei valori così diversi da quelli che ho stimato, ... puoi postarla?
BTW Puoi anche dirmi dove, su che testo e cosa stai studiando?