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Salve, facendo riferimento al testo (citato fra i consigliati in questo sito) di Bob Cordell "Designing Audio Power Amplifier", ed. 2011, che ho cominciato a leggere di recente, vorrei fare un paio di domande sul primo diagramma completo di amplificatore audio che si trova a pagina 42 (e ne riporto in allegato la scansione).

1.
Il secondo current source presente nello schematico (quello da 10mA, Q6/Q7) mi genera qualche perplessità (o meglio incomprensione). Intanto noto che la corrente erogata da quella coppia di BJT è esattamente uguale alla corrente che verrebbe prodotta dalla resistenza da 22 in assenza del current source (cioè se al posto del current source ci fosse un banale carico resistivo); infatti lo stadio precedente fa si che (dopo la caduta dei 0.7V della giunzione B-E) ci siano ai capi di detta resistenza, proprio 0.22Volt. Cosa succederebbe a quel ramo di circuito (cui appartiene il cosidetto VAS, ovvero Q4) se ci fosse un mismatch delle suddette correnti ? cioè se il current source imponesse una corrente un po' diversa dai 10mA che si ottengono da 0.22Volt/22 ? e perché ?

2.
Ho implementato il circuito nel simulatore ltspice. Ho notato che il transistor dello stadio VAS (Q4) rimane in regione attiva fintantoché c'è la rete di feedback (R3/R2). Se metto la base di Q2 a massa, Q4 entra in saturazione (il tutto osservato eseguendo la sola direttiva ".op" quindi analisi in DC). Qualcuno sa spiegarmi il perché ?

Fede

Se ci fosse un carico resistivo al posto di Q6/Q7 si avrebbero vari effetti negativi.

Intanto il guadagno dello stadio amplificatore di tensione Q4 sarebbe minore in quanto al carico "ineluttabile" Ro -quello che si vede nella base del finale attivo Q8/10 oppure Q9/11- andrebbe in parallelo appunto la resistenza di polarizzazione Rc.


Questo ancora ancora potrebbe essere sopportabile, il vero problema è che la corrente di base disponibile per i finali NPN Q8/10 diminuirebbe all'aumentare della tensione di uscita diminuendo drasticamente la dinamica positiva, la massima tensione/corrente erogabile al carico.

in pratica e quindi e si vede che proprio quando servirebbe più corrente ( elevata) ho in realtà minor possibilità di pilotare i finali.

Con generatore di corrente invece la corrente di base disponibile è praticamente costante fino a quando c'è tensione sufficiente a far funzionare correttamente il generatore Q6/7... praticamente fino a circa 1V dall'alimentazione positiva.
Un'altra soluzione che poi è un po' un'altra faccia della stessa medaglia sarebbe il boot-strap...probabilmente sarà trattato altrove nel libro che hai...

Il fatto poi che la corrente generata da Q6/7 sia esattamente uguale a quella assorbita da Q4 non è frutto della divina provvidenza ma neanche dei valori delle resistenze e dei parametri dei BJT, come hai già notato è la reazione negativa che "costringe" Q4 ad assorbire esattamente la corrente necessaria ad avere l'uscita a zero volt sbilanciando/bilanciando opportunamente lo stadio differenziale in ingresso e tenendo tutto l'amplificatore in linearità.

Ad anello aperto puoi simulare una DC-sweep all'ingresso e vedere per quale tensione l'uscita cambia saturazione da positiva a negativa. Nel mondo reale molto difficilmente riusciresti invece a tenerlo bilanciato ad anello aperto a causa delle derive.