Effetti di carico di un singolo stadio

[IsidoroKZ]

Seconda puntata. Quando l'amplificatore non e` unidirezionale diventa complicato fare un modello black box. Bisognerebbe usare i parametri standard di doppio bipolo, che complicano la vita. Ad esempio lo stadio di prima dovrebbe essere modellato con qualcosa di questo genere

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Il generatore pilotato Ar e` quello che complica le cose

La mia preferenza personale, che funziona per quasi tutti gli amplificatori senza una retroazione "esplicita" e` di non cercare di estrarre un amplificatore base e vedere l'effetto del carico, ma di calcolare direttamente il guadagno in una sola passata. Ovviamente si possono fare dei paralleli, serie ed equivalenti, possono semplificare la vita nei calcoli.

Il calcolo diretto, che include gli effetti del carico, lo si puo` fare in due versioni: dall'ingresso verso l'uscita oppure a rovescio, dall'uscita verso l'ingresso (quest'ultimo e` il metodo di falsa posizione).

Per il calcolo diretto bisogna conoscere tutte le impedenze della rete, in particolare quelle che si vedono guardando negli elettrodi del transistore. Si parte dal generatore, si calcola la corrente erogata da questo e si segue questa corrente fino all'uscita.

Facendo riferimento a questo schema, si parte da Vs che vede una impedenza pari a

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Nota che Rin in questo caso NON e` quella che avevamo calcolato prima, perche' qui includiamo l'effetto del carico Rl

L'espressione che fornisce il guadagno vale (la scrivo letterale solo per far vedere i passaggi), poi descrivo ogni singolo termine.

e sostituendo i valori dei componenti si ottiene 0.8226.

L'altro metodo, regula falsi consiste nell'assumere un valore comodo per la grandezza di uscita (Vo) e di calcolare quale Vs serve per avere quel Vo. I conti normalmente sono piu` semplici che il metodo diretto. Anche in questo caso si lasciano nel circuito sia il carico che la sorgente, e il loro effetto e` valutato contemporaneamente.

Prendiamo come tensione di uscita . Perche' questo valore? Perche' e` facile calcolare la corrente che scorre in Re (2mA) e in Rl (1mA), e anche la corrente di emettitore del transistore (3mA). Se nell'emettitore scorrono 3mA, dalla base vengono assorbiti .

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

La tensione di base e` data dalla tensione di emettitore (2V) piu` la caduta di tensione su , quindi

Questa tensione di base fa scorrere una corrente attraverso Rb pari a 2.075V/100kΩ che si somma alla corrente di base, e quindi nella resistenza Rs scorrono in totale 35.7µA, che provocano su Rs una caduta di tensione di 357mV. Sommando questa caduta di tensione alla tensione di base trovata prima si ha una tensione di ingresso, necessaria per avere 2V in uscita, pari a Vs=2.43V. Il guadagno totale, inclusi i carichi di ingresso e di uscita, vale quindi 2V/2.43V=0.8226, come in precedenza.

Morale: non sempre e` conveniente isolare un "nucleo" di amplificatore e poi aggiungere il restante circuito al di fuori, non sempre si puo` far entrare un piolo quadro in un pertugio rotondo.