ElectroYou

Ciao a tutti.. Sono nuovo del forum ed avrei bisogno di un aiuto con un esercizio di elettronica analogica, ovvero sul seguente.
(Scusate eventuali errori nella scrittura o nella rappresentazione dei circuiti)

Traccia

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

DATI
$V_{DD}=9V$
$R_{GEN}=1k\Omega$
$R_F=600k\Omega$
$R_L=10k\Omega$
$R_{D_1}=1k\Omega$
$R_{D_2}=100\Omega$
$R_{S_1}=500\Omega$
$R_{S_2}=3k\Omega$

$k_{M_1}=5000\mu A/V^2$
$k_{M_1}=5000\mu A/V^2$

$V_{\text{TH}_1}=1V$
$V_{\text{TH}_2}=1V$
$\lambda_{M_1}=0.05$
$\lambda_{M_2}=0.02$

L'esercizio richiede:
1) calcolo dei punti di lavori statici di entrambi i MOSFET
2) calcolo del guadagno a piccolo segnale alle medie frequenze
3) studio in alta frequenza

PRIMO PUNTO
Il circuito utilizzato per la polarizzazione è quello seguente

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

L'equazione della corrente del MOSFET, supponendo di lavorare in regione di Pinch-off, è:
$I_D=k (V_{GS}-V_{TH})^2$

per procedere devo esplicitare (credo..) necessariamente la $V_{GS}$ che è:
$=V_{GS}=V_G-V_S$
In questa espressione V_S=R_S I_S=R_S I_D

ma la

come la ottengo?? Devo scrivere una LKT??

SECONDO PUNTO
E' corretto questo modello equivalente a piccolo segnale alle medie frequenze?

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Grazie in anticipo a tutti! :)

In DC non scorre corrente nella resistenza R_F

, per cui la differenza di potenziale ai suoi capi $V_{D_1} - V_{G_1} = 0$ , pertanto $V_{G_1} = V_{D_1}$ . Il secondo gate è collegato al drain del primo transistor per cui anche in questo caso $V_{G_2} = V_{D_1}$ .

Questo è il circuito per piccolo segnale alle medie frequenze. Avevi omesso $R_{D_2}$ e non avevi collegato in serie $R_{GEN}$ e R_F

.

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

gac ha scritto:In DC non scorre corrente nella resistenza , per cui la differenza di potenziale ai suoi capi $V_{D_1} - V_{G_1} = 0$ , pertanto $V_{G_1} = V_{D_1}$ . Il secondo gate è collegato al drain del primo transistor per cui anche in questo caso $V_{G_2} = V_{D_1}$ .

Una volta osservato tutto ciò, come calcolo $I_{D_1}$ a partire dalla seguente?
$I_{D_1}=k_{M_1} (V_{GS_1}-V_{TH_1})^2$
$V_{GS_1}=V_{G_1}-V_{S_1}=V_{D_1}-V_{S_1}=R_{D_1} I_{D_1}-R_{S_1} I_{D_1}$

gac ha scritto:Avevi omesso $R_{D_2}$

Mi spieghi perché devo tenere in conto anche tale resistenza?
Da un lato, tramite la capacità, è collegata a massa; dall'altro lato è collegata all'alimentazione che, in questa prima analisi, equivale alla massa...

Per il calcolo di $V_{GS_1}$ è giusto il procedimento. Per quanto concerne $R_{D_2}$ hai ragione tu, non avevo notato quella capacità :mrgreen:

Comunque disegnare le alimentazioni $V_{DD}$ con quei lampioni, tra l'altro non collegati a ground, è veramente brutto e non è neanche formalmente corretto.

gac ha scritto:Per il calcolo di $V_{GS_1}$ è giusto il procedimento.

Andare poi però a sostituire $V_{GS_1}=[R_{D_1}-R_{S_1}]I_{D_1}$
nell'espressione della corrente in regione di Pinch-off $I_D=k(V_{GS}-V_{TH})^2$ mi sembra un po'

Devo continuare??

A dire il vero $V_D = V_{DD} - R_D I_D$ , quindi $V_{GS} = V_{DD} - R_D I_D - R_S I_D = V_{DD} - (R_D + R_S) \frac{k}{2} (V_{GS} - V_T)^2$ . Risolvendo l'equazione di secondo grado ottieni $V_{GS}$ e poi vai avanti.

Azzardo una cosa che, al 99% sarà una grossa str*****a.
Se scrivo una LKT alla maglia di ingresso:
$V_{DD}=R_{D_1}I_{D_1}+R_F I_G+V_{GS_1}+R_{S_1}I_{D_1}$

dalla quale (ricordando I_G=0

e $V_{GS_1}=R_{D_1}I_{D_1}-R_{S_1}I_{D_1}$
$V_{DD}=R_{D_1}I_{D_1}+R_{D_1}I_{D_1}-R_{S_1}I_{D_1}+R_{S_1}I_{D_1}=2R_{D_1}I_{D_1}$

Sbagliato?

paky94 ha scritto: $V_{GS_1}=R_{D_1}I_{D_1}-R_{S_1}I_{D_1}$

Non è corretto, in quanto $V_{GS_1} = V_{DS_1} = V_{D_1} - V_{S_1} = V_{DD} - R_{D_1} I_{D_1} - R_{S_1} I_{D_1}$ . Per procedere devi necessariamente risolvere l'equazione di secondo grado discussa nel commento precedente. Ovviamente avrai due soluzioni per $V_{GS_1}$ e dovrai scegliere con criterio una delle due ;-)

Ho ragionato al seguente modo, ti sintetizzo il tutto a valle delle tue dritte!

$V_{G_1}=V_{D_1}=V_{G_2}$

L'equazione della corrente (Pinch-off), valida per entrambi i MOSFET, è: $I_D=(V_{GS}-V_{TH})^2$

PRIMO STADIO AMPLIFICATORE
Mi serve quindi calcolare $V_{{GS}_1}$ che sarà:
$V_{{GS}_1}=V_{D_1}-V_{S_1}=(R_{D_1}-R_{S_1})I_{D_1}$
in cui i valori di $R_{S_1}$ e di $R_{D_1}$ sono assegnati.

Sostituisco quanto ottenuto dall'ultima equazione nell'equazione della correnti di Pinch-off ed ottendo il valore della corrente di drain $I_{D_1}$ e la ddp $V_{{GS}_1}$

SECONDO STADIO AMPLIFICATORE
Mi serve quindi calcolare $V_{{GS}_2}$ che sarà:
$V_{{GS}_2}=V_{G_2}-V_{S_2}=V_{D_1}-V_{S_2}=R_{D_1}I_{D_1}-R_{S_2}I_{D_2}$
in cui i valori di $R_{S_2}$ , $R_{D_1}$ e $I_{D_1}$ sono noti.
Dalla risoluzione di quest'altra equazione caratterizzo il secondo MOSFET

Il modello equivalente a piccolo segnale, alle medie frequenze, è il seguente?

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Mettendomi alla sezione verde, osservo che $R_{{IN}_2}$ è infinito in quanto vi è un aperto e quindi posso procedere al calcolo del guadagno dei due stadi separatamente e per il primo stadio non devo portare in conto alcun effetto di carico del secondo stadio sul primo.
Giusto??

ElectroYou

Esercizio sugli amplificatori di tensione

Esercizio sugli amplificatori di tensione

Re: Esercizio sugli amplificatori di tensione

Re: Esercizio sugli amplificatori di tensione

Re: Esercizio sugli amplificatori di tensione

Re: Esercizio sugli amplificatori di tensione

Re: Esercizio sugli amplificatori di tensione

Re: Esercizio sugli amplificatori di tensione

Re: Esercizio sugli amplificatori di tensione

Re: Esercizio sugli amplificatori di tensione