[Elettronica] Polarizzazione Bjt e non solo...
Ciao a tutti!
Si procede in questo modo nello studio della polarizzazione per BJT?
Allora questo in figura è il classico schema di polarizzazione a BJT realizzato con una alimentazione singola
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Per un calcolo esatto della $V_B$ e della $I_E$ è necessario utilizzare lo stesso circuito visto sopra in cui il partitore di
tensione è stato sostituito dal suo equivalente di Thevenin. Il circuito equivalente di Thevenin è il seguente:
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Quindi è necessario ricavare $R_B$ e $V_(BB)$. Per fare ciò si procede così, dalla rete si calcola mediante partitore di
tensione $V_(BB)$ (le due resistenze sono in serie perciò):
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$V_(BB) = V_(C C) * (R_2)/(R_1 + R_2)$
Sostituendo poi al posto del generatore di tensione il cortocircuito, ottenendo così una nuova rete si ricava:
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$R_B = R_1 //// R_2 = (R_1 * R_2) / (R_1 + R_2)$
E quindi in definitiva il circuito con l'equivalente di thevenin è il seguente
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La corrente $I_E$ dunque può essere determinata scrivendo una equazione di Kirchhoff per la maglia base-emettitore-massa e
sostituendo $I_E = I_E/(beta + 1)$ infatti:
$V_(BB) - R_B*I_B - V_(BE) - R_E*I_E = 0$
$V_(BB) - R_B*[I_E/(beta + 1)] - V_(BE) - R_E*I_E = 0$
in definitiva:
$I_E = [V_(BB) - V_(BE)]/ [R_B/(beta +1) + R_E]$
Fin qui ho fatto bene? E' corretto? Soprattuto le varie configurazioni sono fatte bene o c'è qualche errore?
GRAZIE!
Si procede in questo modo nello studio della polarizzazione per BJT?
Allora questo in figura è il classico schema di polarizzazione a BJT realizzato con una alimentazione singola
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Per un calcolo esatto della $V_B$ e della $I_E$ è necessario utilizzare lo stesso circuito visto sopra in cui il partitore di
tensione è stato sostituito dal suo equivalente di Thevenin. Il circuito equivalente di Thevenin è il seguente:
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Quindi è necessario ricavare $R_B$ e $V_(BB)$. Per fare ciò si procede così, dalla rete si calcola mediante partitore di
tensione $V_(BB)$ (le due resistenze sono in serie perciò):
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$V_(BB) = V_(C C) * (R_2)/(R_1 + R_2)$
Sostituendo poi al posto del generatore di tensione il cortocircuito, ottenendo così una nuova rete si ricava:
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$R_B = R_1 //// R_2 = (R_1 * R_2) / (R_1 + R_2)$
E quindi in definitiva il circuito con l'equivalente di thevenin è il seguente
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La corrente $I_E$ dunque può essere determinata scrivendo una equazione di Kirchhoff per la maglia base-emettitore-massa e
sostituendo $I_E = I_E/(beta + 1)$ infatti:
$V_(BB) - R_B*I_B - V_(BE) - R_E*I_E = 0$
$V_(BB) - R_B*[I_E/(beta + 1)] - V_(BE) - R_E*I_E = 0$
in definitiva:
$I_E = [V_(BB) - V_(BE)]/ [R_B/(beta +1) + R_E]$
Fin qui ho fatto bene? E' corretto? Soprattuto le varie configurazioni sono fatte bene o c'è qualche errore?
GRAZIE!
Risposte
Sperando di aver fatto bene fin qui e in attesa di una risposta positiva continuo in questa discussione. Quello che voglio fare adesso è calcolare il guadagno, e per farlo mi servo di tale circuito
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Ora il guadagno si calcola come:
$A_v = v_0 / v_i$
Non è difficile però non capisco alcune cose. Dal circuito appena postato ho che:
$v_0 = - Z_c * I_c = - Z_c * I_B * h_(fe)$ (da dove esce quel segno negativo? Perché va messo?)
ove $h_(fe) = beta = I_c / I_B$ e rappresenta il guadagno statico di corrente.
La corrente di collettore è data da: $I_c = I_B * h_(fe)$ questo perché ho a che fare con un generatore controllato in corrente (giusto?)
ora per quanto riguarda $v_i$ si ha:
$v_i = i_B*h_(ie) + I_E*Z_E$
in questi caso $h_(ie)$ è il guadagno statico in tensione stavolta? Inoltre la $I_E$ è la corrente che si ha sommando le due correnti che entrando nel nodo sopra la $Z_E$? Ovvero $I_B$ e $I_B*h_(fe)$? Se è così allora $v_i$ si riscrive come:
$v_i = i_B*h_(ie) + [I_B+I_B*h_(fe)]*Z_E$
arrivato qui non mi trovo più perché mettendo in evidenza $I_B$ ho:
$v_i = i_B*h_(ie) + I_B*[1+h_(fe)]*Z_E = i_B*[h_(ie) + 1 + h_(fe)]*Z_E$
mentre il libro mi porta che deve essere $v_i = i_B*[h_(ie) + h_(fe)*Z_E]$ dove sbaglio o come si dovrebbe procedere? Grazie!
Tutto questo serve per il calcolo del punto di lavoro. Ma il punto di lavoro in sostanza a cosa serve?
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Ora il guadagno si calcola come:
$A_v = v_0 / v_i$
Non è difficile però non capisco alcune cose. Dal circuito appena postato ho che:
$v_0 = - Z_c * I_c = - Z_c * I_B * h_(fe)$ (da dove esce quel segno negativo? Perché va messo?)
ove $h_(fe) = beta = I_c / I_B$ e rappresenta il guadagno statico di corrente.
La corrente di collettore è data da: $I_c = I_B * h_(fe)$ questo perché ho a che fare con un generatore controllato in corrente (giusto?)
ora per quanto riguarda $v_i$ si ha:
$v_i = i_B*h_(ie) + I_E*Z_E$
in questi caso $h_(ie)$ è il guadagno statico in tensione stavolta? Inoltre la $I_E$ è la corrente che si ha sommando le due correnti che entrando nel nodo sopra la $Z_E$? Ovvero $I_B$ e $I_B*h_(fe)$? Se è così allora $v_i$ si riscrive come:
$v_i = i_B*h_(ie) + [I_B+I_B*h_(fe)]*Z_E$
arrivato qui non mi trovo più perché mettendo in evidenza $I_B$ ho:
$v_i = i_B*h_(ie) + I_B*[1+h_(fe)]*Z_E = i_B*[h_(ie) + 1 + h_(fe)]*Z_E$
mentre il libro mi porta che deve essere $v_i = i_B*[h_(ie) + h_(fe)*Z_E]$ dove sbaglio o come si dovrebbe procedere? Grazie!
Tutto questo serve per il calcolo del punto di lavoro. Ma il punto di lavoro in sostanza a cosa serve?
Quella che chiami [tex]$h_{ie}$[/tex] è nota come resistenza d'ingresso, e spesso si trova indicata come [tex]$r_{\pi}$[/tex] (ovviamente dev'essere una resistenza, visto che è il rapporto tra una tensione e una corrente...). Ti sei complicato la vita, perché dopo aver scritto che
[tex]$v_i=i_B h_{ie}+I_E Z_E$[/tex],
ricordando che
[tex]$I_E=\beta i_B = h_{fe}i_B$[/tex]
concludi che
[tex]$v_i=i_B(h_{ie}+ h_{fe}Z_E)$[/tex]
che non è quella che riporti. Forse c'è qualche problema di coerenza dei simboli qua e là.
Comunque nel tuo secondo post non stai definendo il punto di lavoro, lo hai fatto nel primo stabilendo le correnti e le tensioni di grande segnale. Nel secondo post stai analizzando il comportamento dal punto di vista del piccolo segnale. Immagino che tu sappia che il transistore è un elemento non lineare, e si definiscono dei modelli, appunto, per piccolo segnale, che linearizzano il comportamento del dispositivo attorno al punto di lavoro e ti permettono di analizzare i circuiti in modo semplice.
[tex]$v_i=i_B h_{ie}+I_E Z_E$[/tex],
ricordando che
[tex]$I_E=\beta i_B = h_{fe}i_B$[/tex]
concludi che
[tex]$v_i=i_B(h_{ie}+ h_{fe}Z_E)$[/tex]
che non è quella che riporti. Forse c'è qualche problema di coerenza dei simboli qua e là.
Comunque nel tuo secondo post non stai definendo il punto di lavoro, lo hai fatto nel primo stabilendo le correnti e le tensioni di grande segnale. Nel secondo post stai analizzando il comportamento dal punto di vista del piccolo segnale. Immagino che tu sappia che il transistore è un elemento non lineare, e si definiscono dei modelli, appunto, per piccolo segnale, che linearizzano il comportamento del dispositivo attorno al punto di lavoro e ti permettono di analizzare i circuiti in modo semplice.
"elgiovo":
Quella che chiami [tex]$h_{ie}$[/tex] è nota come resistenza d'ingresso, e spesso si trova indicata come [tex]$r_{\pi}$[/tex] (ovviamente dev'essere una resistenza, visto che è il rapporto tra una tensione e una corrente...). Ti sei complicato la vita, perché dopo aver scritto che
[tex]$v_i=i_B h_{ie}+I_E Z_E$[/tex],
ricordando che
[tex]$I_E=\beta i_B = h_{fe}i_B$[/tex]
concludi che
[tex]$v_i=i_B(h_{ie}+ h_{fe}Z_E)$[/tex]
Grazie ho mischiato un po' i post nella fretta. Comunque, non proprio, io concludo così
$v_i = i_B*h_(ie) + I_B*[1+h_(fe)]*Z_E = i_B*[h_(ie) + 1 + h_(fe)]*Z_E$
però sul libro conclude in quel modo ovvero come [tex]$v_i=i_B(h_{ie}+ h_{fe}Z_E)$[/tex] mi trovo con quell'uno in più..
Ok, prima avevi scritto che il libro riportava un'altra cosa, infatti non mi tornava. La tua è sbagliata perché il modello per piccolo segnale è 'na porcheria e non serve veramente a capire ciò che succede nei circuiti. Giustamente, vedendolo, sembra che la corrente [tex]i_B[/tex] passi per la [tex]h_{ie}[/tex] e si infili nella [tex]Z_E[/tex], ma non è così. La corrente che va in [tex]Z_E[/tex] è la corrente di emettitore [tex]i_E=\beta i_B[/tex]. La [tex]i_B[/tex] passa per la [tex]h_{ie}[/tex] ma poi si ferma lì, svanisce, quindi la caduta di tensione totale è [tex]h_{fe}i_BZ_E+i_Bh_{ie}[/tex]. Se usi il modello, al nodo che rappresenta l'emettitore non vale la legge di Kirchhoff delle correnti.
"Ahi":
$v_0 = - Z_c * I_c = - Z_c * I_B * h_(fe)$ (da dove esce quel segno negativo? Perché va messo?)
Su piccolo segnale l'alimentazione [tex]V_{CC}[/tex] diventa una massa, infatti nel modello per piccolo segnale la [tex]Z_C[/tex] ha un morsetto sul collettore del bjt e l'altro a massa. La corrente [tex]h_{fe}i_B[/tex] va dal basso all'alto, quindi su [tex]Z_C[/tex] cade una tensione negativa. Le configurazioni "classiche" a transistore (in questo caso common emitter degenerato) hanno guadagno invertente.
Mi è venuta in mente una cosa. Di solito si approssima il [tex]\beta+1[/tex] con [tex]\beta[/tex], ma volendo essere precisi l'espressione più corretta della tensione d'ingresso è la tua:
[tex]v_i=i_B(1+\beta)Z_E+i_B h_{ie}[/tex],
perché [tex]i_E=i_B(\beta+1)[/tex]. Il libro deve aver approssimato [tex]\beta+1[/tex] con [tex]\beta[/tex] (ragionevole).
Quindi la legge di Kirchhoff delle correnti vale in quel nodo.
[tex]v_i=i_B(1+\beta)Z_E+i_B h_{ie}[/tex],
perché [tex]i_E=i_B(\beta+1)[/tex]. Il libro deve aver approssimato [tex]\beta+1[/tex] con [tex]\beta[/tex] (ragionevole).
Quindi la legge di Kirchhoff delle correnti vale in quel nodo.
Ricapitolando
1) I calcoli relativi al punto di lavoro sono corretti;
2) $h_(ie) = r_(pi)$ e $h_(fe) = beta$ sono rispettivamente resistenza di ingresso e guadagno statico di corrente;
3) Sono confuso sulla $i_E$ anche perché il libro non lo spiega quindi la mia ipotesi era corretta sulla legge di Kirchhoff al nodo? Alla fine nemmeno io ne sono tanto sicuro. Ma poi perché approssimare $beta + 1$ come $beta$? In effetti sugli appunti del corso che sto leggendo c'è una nota dove dice: $i_b*(beta + 1) = i_b*beta$ ma non ne spiega il motivo...effettivamente su questi altri appunti presi da internet http://www.elettronica.ingre.unimore.it ... tolo_4.pdf lascia inalterato $beta + 1$
1) I calcoli relativi al punto di lavoro sono corretti;
2) $h_(ie) = r_(pi)$ e $h_(fe) = beta$ sono rispettivamente resistenza di ingresso e guadagno statico di corrente;
3) Sono confuso sulla $i_E$ anche perché il libro non lo spiega quindi la mia ipotesi era corretta sulla legge di Kirchhoff al nodo? Alla fine nemmeno io ne sono tanto sicuro. Ma poi perché approssimare $beta + 1$ come $beta$? In effetti sugli appunti del corso che sto leggendo c'è una nota dove dice: $i_b*(beta + 1) = i_b*beta$ ma non ne spiega il motivo...effettivamente su questi altri appunti presi da internet http://www.elettronica.ingre.unimore.it ... tolo_4.pdf lascia inalterato $beta + 1$
Ok la 1) e la 2). Per la 3) la legge di Kirchhoff è corretta. Di solito [tex]\beta+1[/tex] si può tranquillamente approssimare con [tex]\beta[/tex] perché il guadagno di corrente del bjt è dell'ordine del centinaio.
Supponendo comunque che fin qui sia fatto più o meno bene, fatto questo devo analizzare nel dettaglio la $Z_E$. Quell'impedenza si espande come in figura:
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questo per poter controllare in modo indipendente punto di lavoro e guadagno. (Perché può essere utile valutare in modo indipendente questo punto di lavoro e guadagno? Per valutare la dinamica di uscita, ma perché ne ho bisogno?)
Il punto di lavoro dipende da $R_(E1) + R_E$ mentre il guadagno dipende da $R_(E2)$
dunque il guadagno che si otteneva prima era:
$A_v = v_0/ v_i$ all'incirca pari a
$(-h_(f)*Z_c)/(h_(ie) + Z_E*h_(fe))$ (piccola nota ora mi spiega che quel meno mi indica una sfasamento in uscita di 180° rispetto all'ingresso e quindi la polarizzazione è invertente)
se $R_(E2) = 0$ il guadagno diviene
$(-h_(f)*Z_c)/h_(ie)$ (con $Z_E = 0$ alla fine è come mettere un corto al posto del condensatore)
dove $h_ie = (V_T*h_(fe))/I_c$ ($V_T$ è la tensione a quali capi?)
sostituendo si ottiene
$(-h_(f)*h_(fe)*I_c)/(h_(fe)*V_T) = -Z_c*g_m$
dove $g_m$ è la transconduttanza. Fatto questo per valutare la dinamica disponibile all’uscita dell’amplificatore occorre considerare il funzionamento del transistore nelle due condizioni limite di interdizione e saturazione. (se non ricordo male interdizione quando la corrente $I_c$ è nulla e quindi siamo in uno stato di OFF e saturazione quando la corrente risulta massima ne BJT e siamo in uno stato di ON). Si calcola dapprima il $ΔVO_v$ a vuoto (considerando come unico carico la $Z_C(0) = R_C$. Da questa il calcolo con un carico esterno prevede l’applicazione della regola del partitore di tensione su tale circuito:
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Ora il problema è che in interdizione la corrente di collettore come già detto è nulla, in saturazione è massima
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Qui non capisco come l'ha ottenuta, ha usato un partitore di corrente? In sostanza non so su quale circuito devo lavorare...
GRAZIE!
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questo per poter controllare in modo indipendente punto di lavoro e guadagno. (Perché può essere utile valutare in modo indipendente questo punto di lavoro e guadagno? Per valutare la dinamica di uscita, ma perché ne ho bisogno?)
Il punto di lavoro dipende da $R_(E1) + R_E$ mentre il guadagno dipende da $R_(E2)$
dunque il guadagno che si otteneva prima era:
$A_v = v_0/ v_i$ all'incirca pari a
$(-h_(f)*Z_c)/(h_(ie) + Z_E*h_(fe))$ (piccola nota ora mi spiega che quel meno mi indica una sfasamento in uscita di 180° rispetto all'ingresso e quindi la polarizzazione è invertente)
se $R_(E2) = 0$ il guadagno diviene
$(-h_(f)*Z_c)/h_(ie)$ (con $Z_E = 0$ alla fine è come mettere un corto al posto del condensatore)
dove $h_ie = (V_T*h_(fe))/I_c$ ($V_T$ è la tensione a quali capi?)
sostituendo si ottiene
$(-h_(f)*h_(fe)*I_c)/(h_(fe)*V_T) = -Z_c*g_m$
dove $g_m$ è la transconduttanza. Fatto questo per valutare la dinamica disponibile all’uscita dell’amplificatore occorre considerare il funzionamento del transistore nelle due condizioni limite di interdizione e saturazione. (se non ricordo male interdizione quando la corrente $I_c$ è nulla e quindi siamo in uno stato di OFF e saturazione quando la corrente risulta massima ne BJT e siamo in uno stato di ON). Si calcola dapprima il $ΔVO_v$ a vuoto (considerando come unico carico la $Z_C(0) = R_C$. Da questa il calcolo con un carico esterno prevede l’applicazione della regola del partitore di tensione su tale circuito:
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Ora il problema è che in interdizione la corrente di collettore come già detto è nulla, in saturazione è massima
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Qui non capisco come l'ha ottenuta, ha usato un partitore di corrente? In sostanza non so su quale circuito devo lavorare...
GRAZIE!
Fa comodo svincolare il guadagno dal punto di lavoro: con una maggiore resistenza di degenerazione puoi, per esempio, diminuire la potenza dissipata. Su segnale, se non mettessi il condensatore (detto di bypass), il guadagno diminuirebbe. Così invece hai guadagno alto e vantaggi di degenerazione insieme.
[tex]V_T[/tex] è nota come tensione termica, e vale [tex]$\frac{k_BT}{q}$[/tex] (25mV a temperatura ambiente). La [tex]g_m[/tex] del bjt vale [tex]$\frac{I_C}{V_T}$[/tex], ma queste cose dovrebbero esserti stranote prima di studiare i modelli per piccolo segnale......
non ho capito come hai connesso il carico: è in serie a ZC?
[tex]V_T[/tex] è nota come tensione termica, e vale [tex]$\frac{k_BT}{q}$[/tex] (25mV a temperatura ambiente). La [tex]g_m[/tex] del bjt vale [tex]$\frac{I_C}{V_T}$[/tex], ma queste cose dovrebbero esserti stranote prima di studiare i modelli per piccolo segnale......
non ho capito come hai connesso il carico: è in serie a ZC?
"elgiovo":
Fa comodo svincolare il guadagno dal punto di lavoro: con una maggiore resistenza di degenerazione puoi, per esempio, diminuire la potenza dissipata. Su segnale, se non mettessi il condensatore (detto di bypass), il guadagno diminuirebbe. Così invece hai guadagno alto e vantaggi di degenerazione insieme.
[tex]V_T[/tex] è nota come tensione termica, e vale [tex]$\frac{k_BT}{q}$[/tex] (25mV a temperatura ambiente). La [tex]g_m[/tex] del bjt vale [tex]$\frac{I_C}{V_T}$[/tex], ma queste cose dovrebbero esserti stranote prima di studiare i modelli per piccolo segnale......
non ho capito come hai connesso il carico: è in serie a ZC?
Non mi ricordavo si chiamasse tensione termica (l'esame di elettronica l'ho fatto un po' di tempo fa, al momento sono molto più ferrato su l'elettromagnetismo). Inoltre sto studiando all'università e non avendo portato tutti i libri per questione di spazio alcune cose mi sfuggono. Ok la $k$ è la di costante di boltzmann. Per la $g_m$ non ci sono problemi. Grazie. Per quanto riguarda la $Z_c$, tutte le configurazioni le prendo pari pari dal libro....
Il BJT porta la corrente massima quando è in regione attiva, e non quando è in saturazione. Quando è saturo la tensione ai suoi capi vale [tex]V_{CES}\simeq0.2V[/tex] e la sua corrente di collettore è minore di [tex]\beta i_B[/tex]. Dunque a transistor saturo, per la legge di Kirchhoff sulla maglia di uscita, [tex]V_{CC}=V'_E+V_{CES}+I_{CS}(R_C+R_{E2})[/tex], da cui ricavi [tex]I_{CS}[/tex].
Riordino un po' di concetti anche perché ieri non avevo tutti i libri e stamattina ho cercato di ripetere un po' di Elettronica. Quindi ricapitolando:
Si vuole poter controllare in modo indipendente punto di lavoro e guadagno in modo da poter valutare la dinamica disponibile all'uscita dell'amplificatore di figura:
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Il punto di lavoro dipende da $R_(E1) + R_E$ mentre il guadagno dipende da $R_(E2)$ e quindi dal guadagno che si otteneva in precedenza:
$A_v = v_0/ v_i$ all'incirca pari a
$(-h_(f)*Z_c)/(h_(ie) + Z_E*h_(fe))$
se $R_(E2) = 0$ il guadagno diviene
$(-h_(f)*Z_c)/h_(ie)$ (con $Z_E = 0$ alla fine è come mettere un corto al posto del condensatore)
dove $h_ie = (V_T*h_(fe))/I_c$ ($V_T$ è la tensione a quali capi?)
sostituendo si ottiene
$(-h_(f)*h_(fe)*I_c)/(h_(fe)*V_T) = -Z_c*g_m$
dove $g_m$ è la transconduttanza, e $V_T$ la tensione termica come mi hai giustamente ricordato.
Per valutare la dinamica all'uscita dell'amplificatore è necessario portare il transistore nelle due condizioni limite di saturazione ed interdizione. (Ovvero INTERDIZIONE indica il minimo di tensione sotto il quale il dispositivo si blocca riducendo la $I_c$ praticamente a zero. Mentre SATURAZIONE è un'altra zona di funzionamento a cui corrisponde un elevata $I_c$ e una tensione $V_(CE)$ praticamente nulla). La $Z_E$ è realizzata con un gruppo $RC$
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e quindi il circuito da analizzare dovrebbe essere su per giù questo qui
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almeno credo. Da qui in poi non capisco alcune cose.
Il libro dice:
Per svincolare questo calcolo dal valore di un eventuale carico esterno, calcoleremo dapprima la dinamica a vuoto $Delta V_(ov)$, considerando come unico carico la resistenza di collettore $R_c = Z(0)$. Da questa poi è possibile ricavare la dinamica per un carico qualsiasi $DeltaV_(oL)$. Quindi suppongo che le due situazioni che dovrò andare ad analizzare sono rispettivamente:
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(il primo circuito l'ho fatto io, il secondo preso dal libro. Ma non capisco da dove saltano fuori questi circuiti e perché?)
Continuando il libro spiega che la dinamica a vuoto è pari a $R_c * Delta I_c$ (come se si stesse calcolando la tensione più o meno) e conviene eseguire questo calcolo riferendosi alla corrente di collettore (perché? Che vantaggi ci sono facendo così?) Quando il transistore è in interdizione non scorre corrente in $R_c$ e la tensione in uscita dal collettore vale $V_cc$ Nel circuito visto per la $Z_E$, la tensione ai capi $R_(E1)$ rimane costante, ed il condensatore $C_E$ è considerato, in questo calcolo, come un generatore di tensione. Trascurando la corrente di base ed indicando con $V_(CES)$ la tensione $V_(CE)$ di saturazione, la corrente $I_c$ come mi hai detto l'ottengo così
[tex]V_{CC}=V'_E+V_{CES}+I_{CS}(R_C+R_{E2})[/tex], da cui ricavi [tex]I_{CS}[/tex]
qui però non capisco quale configurazione dove usare per ottere questa relazione. Dovrebbe essere così:
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e da qui la dinamica:
$Delta V_(ov) = R_c * I_(CS)$
GRAZIE!
Ps:Certe volte mi rendo conto di fare domande anche un po' stupide, però voglio essere sicuro che il mio studio proceda bene.
GRAZIE.
Si vuole poter controllare in modo indipendente punto di lavoro e guadagno in modo da poter valutare la dinamica disponibile all'uscita dell'amplificatore di figura:
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Il punto di lavoro dipende da $R_(E1) + R_E$ mentre il guadagno dipende da $R_(E2)$ e quindi dal guadagno che si otteneva in precedenza:
$A_v = v_0/ v_i$ all'incirca pari a
$(-h_(f)*Z_c)/(h_(ie) + Z_E*h_(fe))$
se $R_(E2) = 0$ il guadagno diviene
$(-h_(f)*Z_c)/h_(ie)$ (con $Z_E = 0$ alla fine è come mettere un corto al posto del condensatore)
dove $h_ie = (V_T*h_(fe))/I_c$ ($V_T$ è la tensione a quali capi?)
sostituendo si ottiene
$(-h_(f)*h_(fe)*I_c)/(h_(fe)*V_T) = -Z_c*g_m$
dove $g_m$ è la transconduttanza, e $V_T$ la tensione termica come mi hai giustamente ricordato.
Per valutare la dinamica all'uscita dell'amplificatore è necessario portare il transistore nelle due condizioni limite di saturazione ed interdizione. (Ovvero INTERDIZIONE indica il minimo di tensione sotto il quale il dispositivo si blocca riducendo la $I_c$ praticamente a zero. Mentre SATURAZIONE è un'altra zona di funzionamento a cui corrisponde un elevata $I_c$ e una tensione $V_(CE)$ praticamente nulla). La $Z_E$ è realizzata con un gruppo $RC$
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e quindi il circuito da analizzare dovrebbe essere su per giù questo qui
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almeno credo. Da qui in poi non capisco alcune cose.
Il libro dice:
Per svincolare questo calcolo dal valore di un eventuale carico esterno, calcoleremo dapprima la dinamica a vuoto $Delta V_(ov)$, considerando come unico carico la resistenza di collettore $R_c = Z(0)$. Da questa poi è possibile ricavare la dinamica per un carico qualsiasi $DeltaV_(oL)$. Quindi suppongo che le due situazioni che dovrò andare ad analizzare sono rispettivamente:
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(il primo circuito l'ho fatto io, il secondo preso dal libro. Ma non capisco da dove saltano fuori questi circuiti e perché?)
Continuando il libro spiega che la dinamica a vuoto è pari a $R_c * Delta I_c$ (come se si stesse calcolando la tensione più o meno) e conviene eseguire questo calcolo riferendosi alla corrente di collettore (perché? Che vantaggi ci sono facendo così?) Quando il transistore è in interdizione non scorre corrente in $R_c$ e la tensione in uscita dal collettore vale $V_cc$ Nel circuito visto per la $Z_E$, la tensione ai capi $R_(E1)$ rimane costante, ed il condensatore $C_E$ è considerato, in questo calcolo, come un generatore di tensione. Trascurando la corrente di base ed indicando con $V_(CES)$ la tensione $V_(CE)$ di saturazione, la corrente $I_c$ come mi hai detto l'ottengo così
[tex]V_{CC}=V'_E+V_{CES}+I_{CS}(R_C+R_{E2})[/tex], da cui ricavi [tex]I_{CS}[/tex]
qui però non capisco quale configurazione dove usare per ottere questa relazione. Dovrebbe essere così:
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e da qui la dinamica:
$Delta V_(ov) = R_c * I_(CS)$
GRAZIE!
Ps:Certe volte mi rendo conto di fare domande anche un po' stupide, però voglio essere sicuro che il mio studio proceda bene.
GRAZIE.
Altri dubbi riguardano la banda passante. L'ultimo argomento di questo post.
Allora ho capito che un amplificatore deve essere progettato in modo da limitare la banda passante alle sole
frequenze di interesse. Questo per evitare rumore e segnali fuori banda. La banda passante dipende dagli
elementi reattivi presenti nel circuito.
Per introdurre un limite inferiore di banda si deve inserire una cella passa-alto in serie al percorso del
segnale. Per introdurre un limite superiore di deve inserire una cella passa-basso.
I componenti che determinano la banda passante sono i condensatori di accoppiamento in ingresso ed in uscita,
la capacità $C_E$ e le altre capacità (per esempio $C_3$) inserite come funzione di passa-basso, come in
figura:
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(ho segnato bene le celle passa-basso, alto?)
GRAZIE!
Allora ho capito che un amplificatore deve essere progettato in modo da limitare la banda passante alle sole
frequenze di interesse. Questo per evitare rumore e segnali fuori banda. La banda passante dipende dagli
elementi reattivi presenti nel circuito.
Per introdurre un limite inferiore di banda si deve inserire una cella passa-alto in serie al percorso del
segnale. Per introdurre un limite superiore di deve inserire una cella passa-basso.
I componenti che determinano la banda passante sono i condensatori di accoppiamento in ingresso ed in uscita,
la capacità $C_E$ e le altre capacità (per esempio $C_3$) inserite come funzione di passa-basso, come in
figura:
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(ho segnato bene le celle passa-basso, alto?)
GRAZIE!
Il condensatore [tex]C_1[/tex], di solito, è molto grande. Questo perché si vuole impedire che il segnale influenzi il punto di lavoro e viceversa. Un pò come quello di bypass, serve per rendere indipendenti il segnale e la polarizzazione. Al limite, se la capacità fosse infinita, bloccherebbe solamente la continua e lascerebbe inalterato qualsiasi segnale di frequenza non nulla (causa uno zero nell'origine).
"elgiovo":
Il condensatore [tex]C_1[/tex], di solito, è molto grande. Questo perché si vuole impedire che il segnale influenzi il punto di lavoro e viceversa. Un pò come quello di bypass, serve per rendere indipendenti il segnale e la polarizzazione. Al limite, se la capacità fosse infinita, bloccherebbe solamente la continua e lascerebbe inalterato qualsiasi segnale di frequenza non nulla (causa uno zero nell'origine).
Anche $C_E$ dovrebbe dare origine ad una coppia polo/zero.
Si (e te li puoi anche calcolare).
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