[Elettronica] Funzione di trasferimento di un circuito
Sono giorni che sbatto la testa contro un problema di elettronica e non riesco a venirne a capo. Il mio problema è scrivere la funzione di trasferimento di un circuito abbastanza "semplice", ma dopo vari errori, tentativi e ricerche sono ancora al punto di partenza.
Dopo aver fatto l'analisi completa del punto di lavoro, disegno il circuito equivalente e questo è quello che mi trovo davanti (in realtà questo è solo una parte del mio circuito completo):
Questo è il circuito equivalente di due nMosfet, il primo common drain, il secondo common gate (o source follower che dir si voglia). Ovviamente i due generatori di corrente sono controllati in tensione, scusate se la simbologia non è quella canonica ma non sono molto pratico di spice o simili. I due mosfet sono in tutto e per tutto identici, le loro Vgs e le correnti erogate in DC sono uguali, quindi i gm e le r0 sono uguali.
Il mio problema è che non riesco a scrivere una relazione che leghi la mia Vg1 (cioè la Vin) con la Vd2 (cioè la Vout) quindi non riesco a completare lo studio del mio circuito completo.
Qualche anima buona può darmi una mano a capire come scrivere questa benedetta Vout/Vin?
Dopo aver fatto l'analisi completa del punto di lavoro, disegno il circuito equivalente e questo è quello che mi trovo davanti (in realtà questo è solo una parte del mio circuito completo):
Questo è il circuito equivalente di due nMosfet, il primo common drain, il secondo common gate (o source follower che dir si voglia). Ovviamente i due generatori di corrente sono controllati in tensione, scusate se la simbologia non è quella canonica ma non sono molto pratico di spice o simili. I due mosfet sono in tutto e per tutto identici, le loro Vgs e le correnti erogate in DC sono uguali, quindi i gm e le r0 sono uguali.
Il mio problema è che non riesco a scrivere una relazione che leghi la mia Vg1 (cioè la Vin) con la Vd2 (cioè la Vout) quindi non riesco a completare lo studio del mio circuito completo.
Qualche anima buona può darmi una mano a capire come scrivere questa benedetta Vout/Vin?
Risposte
effettivamente non si capisce molto dal disegno. Entrambi i gate sono a massa? Inoltre è a massa D1, ma per il calcolo della tensione su R0 non hai un riferimento?
Hai ragione, non mi sono spiegato bene. Sul gate del mosfet di sinistra c'è la tensione Vin, mentre il gate del mosfet di destra è a massa (quindi la sua Vgs sarà semplicemente -Vs)
Assumo che il tuo \(\displaystyle v_{out} \) rappresenti un aperto che non assorbe corrente (anche se è un pò strano questo circuito, ricorda che a volte non si possono analizzare circuiti "a spezzoni" ma vanno considerati per intero...)
La situazione è quella in figura.
Chiamo \(\displaystyle v_s \) la tensione ai due source.
Applicando Kirchhoff per le correnti al nodo a potenziale \(\displaystyle v_s \) e al nodo d'uscita hai due equazioni in due incognite:
\(\displaystyle g_m (v_{in}-v_s)=\frac{v_s}{r_0}+\frac{v_s-v_{out}}{r_0}-g_m v_s \)
\(\displaystyle -g_m v_s = \frac{v_{out}-v_s}{r_0} \)
che ora puoi divertirti a risolvere per conto tuo.
Una cosa però: il source follower (il più volgare dei buffer di tensione) è il drain a massa, non il gate a massa (che è un buffer di corrente).
PS: ancora una volta noto con piacere che i circuiti di piccolo segnale aiutano solo a confondere le idee...
La situazione è quella in figura.
Chiamo \(\displaystyle v_s \) la tensione ai due source.
Applicando Kirchhoff per le correnti al nodo a potenziale \(\displaystyle v_s \) e al nodo d'uscita hai due equazioni in due incognite:
\(\displaystyle g_m (v_{in}-v_s)=\frac{v_s}{r_0}+\frac{v_s-v_{out}}{r_0}-g_m v_s \)
\(\displaystyle -g_m v_s = \frac{v_{out}-v_s}{r_0} \)
che ora puoi divertirti a risolvere per conto tuo.
Una cosa però: il source follower (il più volgare dei buffer di tensione) è il drain a massa, non il gate a massa (che è un buffer di corrente).
PS: ancora una volta noto con piacere che i circuiti di piccolo segnale aiutano solo a confondere le idee...
In realtà, vedendo il risultato, mi piace questo circuito. Da dove l'hai preso?
Ciao elgiovo, innanzitutto grazie per la risposta e per la doverosa precisazione sul nome sbagliato del source follower. Comunque, purtroppo, la mia Vout in realtà assorbe corrente perché dall'altro lato del circuito ci sono un paio di resistenze, due condensatori e un induttore. Se ti può essere utile posto tutto il circuito così avrai le idee chiare.
La parte che ho postato è solamente la parte che si occupa dell'amplificazione, quello che manca (e si trova dopo la Vout) è la parte che si occupa dell'oscillazione.
Questo è un circuito che mi è stato assegnato per un progetto universitario e mi sono arenato in questa parte. In pratica devo dimensionare il circuito in modo che oscilli ad una determinata frequenza, tenendo in considerazione tutti i parametri modificabili (resistenze, capacità, induttanze, generatori di corrente, parametri dei mosfet).
La parte che ho postato è solamente la parte che si occupa dell'amplificazione, quello che manca (e si trova dopo la Vout) è la parte che si occupa dell'oscillazione.
Questo è un circuito che mi è stato assegnato per un progetto universitario e mi sono arenato in questa parte. In pratica devo dimensionare il circuito in modo che oscilli ad una determinata frequenza, tenendo in considerazione tutti i parametri modificabili (resistenze, capacità, induttanze, generatori di corrente, parametri dei mosfet).
Si beh immaginavo, quel drain non può certo rimanere "floating", quindi dell'analisi fatta penso che te ne farai ben poco. Resta un esercizio carino però: il risultato mi piace, perché con due transistori hai ottenuto un buffer e un amplificatore, anche se poco utile perché appena attacchi qualcosa al drain non hai più questo comportamento.
Alla fine sono riuscito a trovare una soluzione. Sul Sedra-Smith c'è un esempio di un circuito molto simile al mio, con un common drain e un common gate che condividono il source. Il circuito equivalente è molto semplice, formato da un solo generatore controllato dalla Vgs del primo mosfet (il common drain) e con una sola r0. In quel modo è stato davvero banale trovare la funzione di trasferimento del mio circuito (anche se occupa tutta la larghezza di un foglio A4 
).
Comunque, elgiovo, il progetto prevedeva di dimensionare un oscillatore retroazionato. La parte di circuito che ho postato qui è la sola rete di amplificazione. Connesso al drain del secondo mosfet c'è la restante parte del circuito che si occupa dell'oscillazione. Devo dire che ho perso parecchio tempo proprio per colpa della rete di amplificazione, dato che con il circuito equivalente che ho postato non riuscivo a soddisfare la condizione di Barkhausen sulla parte reale.
Grazie elgiovo, sei stato comunque utile
).Comunque, elgiovo, il progetto prevedeva di dimensionare un oscillatore retroazionato. La parte di circuito che ho postato qui è la sola rete di amplificazione. Connesso al drain del secondo mosfet c'è la restante parte del circuito che si occupa dell'oscillazione. Devo dire che ho perso parecchio tempo proprio per colpa della rete di amplificazione, dato che con il circuito equivalente che ho postato non riuscivo a soddisfare la condizione di Barkhausen sulla parte reale.
Grazie elgiovo, sei stato comunque utile
"giunuz":
In quel modo è stato davvero banale trovare la funzione di trasferimento del mio circuito (anche se occupa tutta la larghezza di un foglio A4
Se intendi la vout/vin del circuito che hai postato, la trovi anche dalle equazioni che ti ho scritto su (le hai risolte? mmm...)
Vabè. Ciao.
No, intendo la funzione di trasferimento di tutto il mio circuito, con tutti i componenti che nel circuito che ho postato non sono presenti
Accedi a tutti gli appunti
Tutor AI: studia meglio e in meno tempo