Per cortesia un chiarimento sulla dissipazione

[gill90]

Io credo che il tuo amico abbia ragione invece.
Se supponiamo di avere un MOSFET super figo, quindi ideale a tal punto da avere tensione di soglia nulla e guadagno di transconduttanza infinito: allora il circuito idealmente fa in modo di equalizzare la tensione del partitore con quella di source

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Ovviamente questo succede solo nel mondo ideale, perché nella realtà il MOS non sarà assolutamente così performante per ogni punto di lavoro e il guadagno d'anello finito che ne deriva farà sì che le due tensioni differiscano un po'.

Tuttavia se teniamo per buona questa approssimazione otteniamo che la caduta su sarà , dove è il parallelo tra e .
Se sviluppi i conti, e sapendo che (ossia che la corrente di ingresso passa tutta per il MOS, supponendo le resistenze in basso molto grandi), ottieni che



che è la formula dell'impedenza nel caso ideale.
In questa formula, come dice EcoTan, puoi vedere che la resistenza equivalente è , ossia non c'è solo , ma anche un contributo aggiuntivo dovuto a stessa moltiplicata per il rapporto tra ed , che evidentemente se lo becca il MOSFET visto che è l'unico componente che può sorbirsi questo surplus di potenza. Ovviamente possiamo giungere a questa conclusione perché sappiamo come funziona un MOS, ma a rigor di logica il bilanciamento di potenze con l'impedenza equivalente non ci dà informazioni su chi fa cosa: è facile estrapolarla dalla formula, ma l'altra parte con il rapporto è un po' meno immediata da attribuire ad un componente preciso.


Se vuoi vederla in un altro modo immaginatela così: visto che siamo ideali, la tensione su viene riportata dal nostro MOSFET figo esattamente identica su . Ora qui avviene quello che succede per gli OPAMP con il corto circuito virtuale: se la tensione è fissata dalla retroazione e la corrente di gate è nulla, ed sono attraversate dalla stessa corrente, quindi la tensione sul drain del MOS è quella di partenza, che ricorda molto quello che si ricava ad esempio per un amplificatore non invertente.

Quindi ora puoi vedere che l'aumento della tensione su induce anche un aumento della tensione di drain del MOS, e questo significa che non aumenta solo la dissipazione sulla resistenza stessa, ma anche quella sul MOSFET dal momento che il circuito in retroazione fa crescere linearmente la sua tensione di drain.

[EcoTan]

Neanche MarcoD ha torto perché lui ha ragionato a tensione costante, come se il carico fosse una specie di batteria.
PS Non è strano che nella formula di Leff, R2 non interviene?

[gill90]

Neanche MarcoD ha torto perché lui ha ragionato a tensione costante, come se il carico fosse una specie di batteria.

Infatti è corretto, però per avere uguale tensione raddoppiando la resistenza dimezza la corrente. Quindi si dimezza anche la dissipazione sulla resistenza e, di conseguenza, anche quella sul MOSFET.
Se il MOSFET non variasse la sua resistenza equivalente drain-source al variare di ma la tenesse costante, allora la sua dissipazione dovrebbe essere un quarto, non un mezzo.

[gill90]

PS Non è strano che nella formula di Leff, R2 non interviene?

Io l'ho interpretata così: supponiamo di avere un circuito del tipo

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E chiamiamo . Se lo vediamo come un partitore di impedenze, è l'ingresso e l'uscita, quindi la fdt ingresso->uscita sarà:



Se ora invertiamo questa formula, otteniamo




Anche se è un po' strana a vedersi, intuitivamente equivale a supporre costante il terminale (tipo retroazione ideale) e calcolare così quello che ci troviamo al terminale .
Questo ovviamente non significa che dobbiamo mettere un generatore al nodo , anche perché così stravolgeremmo il circuito di partenza: stiamo solo ragionando all'inverso chiedendoci quale sia la se ci troviamo per magia con un potenziale fisso.

Ora, per ricavare la stessa formula ragionando all'inverso notiamo che fissare equivale a generare due correnti e . La tensione sarà quindi



Che è ovviamente la stessa calcolata prima, ma procedendo a ritroso.
Il punto è che fissando la tensione abbiamo generato due contributi di correnti non interagenti: e si sommano sì sul nodo successivo, ma tra loro sono completamente indipendenti perché le sto forzando entrambe con la stessa tensione, per cui sono tenute a non disturbarsi a vicenda.

Nel circuito del giratore c'è una retroazione identica a questa, e se io fisso la tensione (che nel circuito del giratore corrisponde alla caduta su ) si ripresenta esattamente questo principio, e se ora pongo , riottengo la classica formula del giratore

[Kagliostro]

Grazie ad entrambi per le ulteriori spiegazioni, c'è un punto che non so se interpreto correttamente, provo a ragionarci sopra

Franco

[gill90]

c'è un punto che non so se interpreto correttamente

Quale?

[Kagliostro]

Io vi ringrazio tutti per la pazienza ma state scappando ben oltre i miei limiti

Diciamo che mi ero fermato a

...... se per esempio si raddoppia la R3 da 33 a 67 ohm,
la corrente si dimezza e a pari differenza di tensione fra ingresso e uscita del circuito la potenza dissipata nel MOS si dimezza.

per la corrente si dimezza io ho inteso si parli della corrente che il MOSFET lascia passare prima di attivarsi come limitatore di corrente, quindi da saturato a lineare

a pari differenza di tensione fra ingresso e uscita del circuito la potenza dissipata nel MOS si dimezza

e qui mi sono ingarbugliato e sono sicuro di non aver capito bene

Se ho raddoppiato R3 come può essere che la differenza di tensione fra ingresso ed uscita si mantenga uguale ?
Potrebbe essere che la corrente che scorre nel circuito (assorbita dal carico che lo segue a valle) sia diminuita ?
A me pare che se la corrente si fosse mantenuta allo stesso livello precedente (i 100mA ipotizzati) al suo passaggio su una R3 dal valore raddoppiato la caduta di tensione sarebbe aumentata e non si sarebbe mantenuta identica la differenza di potenziale tra ingresso ed uscita del circuito
Ne dedurrei che la corrente che scorre sia diminuita e per questo la dissipazione sul MOSFET diminuisca
Ma questa cosa non mi è chiara

Nei post seguenti avete tentato di far entrare nel mio (poco capiente) cerebro nozioni basate su calcoli che purtroppo non sono supportate da nessuno studio specifico (che volete, a ragioneria certi calcoli non ti abituano a gestirli) e di questo vi ringrazio e mi scuso se non riesco a seguire

Ringrazio ancora

Franco

[EcoTan]

riottengo la classica formula del giratore

Grazie. Mi ero un po' fissato sulla Leff. Nella costante di tempo finale Leff/Reff interviene anche R2, come è giusto.

[MarcoD]

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Come già detto da EcoTan al post 3, ci sono differenti comportamenti che dipendono dal tipo di carico, anche se tutti
in condizioni stazionarie raggiungono per esempio
400 V a 0,25 A con Vi = 450 V.
Poi si può variare R3 e vedere come variano tensioni, correnti e dissipazioni nei vari casi.

[EcoTan]

attivarsi come limitatore di corrente, quindi da saturato a lineare

In questa frase c'è qualcosa che non va. Il Mosfet lavora in linearità anche quando non fa la limitazione di corrente. La saturazione del Mosfet è un'altra cosa, un inconveniente che limita le prestazioni dinamiche del circuito. D'altra parte anche le induttanze fisiche possono saturare, diciamo per corrente e non per tensione.