[Elettronica] Polarizzazione Bjt e non solo...

[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.

\( \displaystyle V_T \) è nota come tensione termica, e vale \( \displaystyle \frac{k_BT}{q} \) (25mV a temperatura ambiente). La \( \displaystyle g_m \) del bjt vale \( \displaystyle \frac{I_C}{V_T} \) , 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?

[Ahi]

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.

\( \displaystyle V_T \) è nota come tensione termica, e vale \( \displaystyle \frac{k_BT}{q} \) (25mV a temperatura ambiente). La \( \displaystyle g_m \) del bjt vale \( \displaystyle \frac{I_C}{V_T} \) , 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 \( \displaystyle {k} \) è la di costante di boltzmann. Per la \( \displaystyle {g}_{{m}} \) non ci sono problemi. Grazie. Per quanto riguarda la \( \displaystyle {Z}_{{c}} \), tutte le configurazioni le prendo pari pari dal libro....

[elgiovo]

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 \( \displaystyle V_{CES}\simeq0.2V \) e la sua corrente di collettore è minore di \( \displaystyle \beta i_B \) . Dunque a transistor saturo, per la legge di Kirchhoff sulla maglia di uscita, \( \displaystyle V_{CC}=V'_E+V_{CES}+I_{CS}(R_C+R_{E2}) \) , da cui ricavi \( \displaystyle I_{CS} \) .

[Ahi]

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 \( \displaystyle {R}_{{{E}{1}}}+{R}_{{E}} \) mentre il guadagno dipende da \( \displaystyle {R}_{{{E}{2}}} \) e quindi dal guadagno che si otteneva in precedenza:

\( \displaystyle {A}_{{v}}=\frac{{v}_{{0}}}{{v}_{{i}}} \) all'incirca pari a

\( \displaystyle \frac{{-{h}_{{{f}}}\cdot{Z}_{{c}}}}{{{h}_{{{i}{e}}}+{Z}_{{E}}\cdot{h}_{{{f{{e}}}}}}} \)

se \( \displaystyle {R}_{{{E}{2}}}={0} \) il guadagno diviene

\( \displaystyle \frac{{-{h}_{{{f}}}\cdot{Z}_{{c}}}}{{h}_{{{i}{e}}}} \) (con \( \displaystyle {Z}_{{E}}={0} \) alla fine è come mettere un corto al posto del condensatore)

dove \( \displaystyle {h}_{{i}}{e}=\frac{{{V}_{{T}}\cdot{h}_{{{f{{e}}}}}}}{{I}_{{c}}} \) (\( \displaystyle {V}_{{T}} \) è la tensione a quali capi?)

sostituendo si ottiene


\( \displaystyle \frac{{-{h}_{{{f}}}\cdot{h}_{{{f{{e}}}}}\cdot{I}_{{c}}}}{{{h}_{{{f{{e}}}}}\cdot{V}_{{T}}}}=-{Z}_{{c}}\cdot{g}_{{m}} \)

dove \( \displaystyle {g}_{{m}} \) è la transconduttanza, e \( \displaystyle {V}_{{T}} \) 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 \( \displaystyle {I}_{{c}} \) praticamente a zero. Mentre SATURAZIONE è un'altra zona di funzionamento a cui corrisponde un elevata \( \displaystyle {I}_{{c}} \) e una tensione \( \displaystyle {V}_{{{C}{E}}} \) praticamente nulla). La \( \displaystyle {Z}_{{E}} \) è realizzata con un gruppo \( \displaystyle {R}{C} \)



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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 \( \displaystyle \Delta{V}_{{{o}{v}}} \), considerando come unico carico la resistenza di collettore \( \displaystyle {R}_{{c}}={Z}{\left({0}\right)} \). Da questa poi è possibile ricavare la dinamica per un carico qualsiasi \( \displaystyle \Delta{V}_{{{o}{L}}} \). 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 \( \displaystyle {R}_{{c}}\cdot\Delta{I}_{{c}} \) (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 \( \displaystyle {R}_{{c}} \) e la tensione in uscita dal collettore vale \( \displaystyle {V}_{{\mathcal}} \) Nel circuito visto per la \( \displaystyle {Z}_{{E}} \), la tensione ai capi \( \displaystyle {R}_{{{E}{1}}} \) rimane costante, ed il condensatore \( \displaystyle {C}_{{E}} \) è considerato, in questo calcolo, come un generatore di tensione. Trascurando la corrente di base ed indicando con \( \displaystyle {V}_{{{C}{E}{S}}} \) la tensione \( \displaystyle {V}_{{{C}{E}}} \) di saturazione, la corrente \( \displaystyle {I}_{{c}} \) come mi hai detto l'ottengo così

\( \displaystyle V_{CC}=V'_E+V_{CES}+I_{CS}(R_C+R_{E2}) \) , da cui ricavi \( \displaystyle I_{CS} \)

qui però non capisco quale configurazione dove usare per ottere questa relazione. Dovrebbe essere così:



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e da qui la dinamica:

\( \displaystyle \Delta{V}_{{{o}{v}}}={R}_{{c}}\cdot{I}_{{{C}{S}}} \)

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.

[Ahi]

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 \( \displaystyle {C}_{{E}} \) e le altre capacità (per esempio \( \displaystyle {C}_{{3}} \)) inserite come funzione di passa-basso, come in
figura:




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(ho segnato bene le celle passa-basso, alto?)

GRAZIE!

[elgiovo]

Il condensatore \( \displaystyle C_1 \) , 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).

[Ahi]

Il condensatore \( \displaystyle C_1 \) , 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 \( \displaystyle {C}_{{E}} \) dovrebbe dare origine ad una coppia polo/zero.

[elgiovo]

Si (e te li puoi anche calcolare).