Modello BJT

[IsidoroKZ]

Si`. Avevo riportato prima i risultati dei 4 circuiti che avevo descritto, ed erano tutti entro 0.1dB fra di loro e uguali ai risultati che avevo calcolato a mano. Perche' usi il circuito a pigreco dentro spice? Non ha molto senso, serve per fare i conti a mano.

[Micrologus]

Perche' usi il circuito a pigreco dentro spice? Non ha molto senso, serve per fare i conti a mano.

E' proprio questo il punto , per vedere quanto è affidabile la riduzione a Pi greco.
ma adesso ho capito che devo considerarla per quello che è,ovvero una maniera pratica e leggermente imprecisa di considerare il circuito.
E' quello che stò tentando di dirti sin dall'inizio.

[IsidoroKZ]

NO, 4dB con gli stessi dati non sono una imprecisione, sono un errore di calcolo!

Le differenze fra spice "completo", spice "pigreco" e conti a mano (che sarebbe opportuno imparare a fare) nel tuo circuito sono dell'ordine di 0.1dB. La sentivity della transconduttanza equivalente al variare della corrente di collettore e` dell'ordine di 0.093, quindi non e` un problema di modello.

[Micrologus]

NO, 4dB con gli stessi dati non sono una imprecisione, sono un errore di calcolo!

Ma veramente i 4dB sono la differenza con i tuoi di risultati, con i miei dati sono ad una differenza di circa 0.006dB

Le differenze fra spice "completo", spice "pigreco" e conti a mano (che sarebbe opportuno imparare a fare) nel tuo circuito sono dell'ordine di 0.1dB. La sentivity della transconduttanza equivalente al variare della corrente di collettore e` dell'ordine di 0.093, quindi non e` un problema di modello.

Non ho idea di cosa stai parlando, comunque secondo me sei troppo distratto da tutti i post che segui

Comunque i miei dati calcolati contro quelli simulati sono i seguenti.
Zin Spice Completo = 4.2854k
Zin Spice "pigreco" = 4.2338k

Gain Spice Completo = 23.181dB
Gain Spice "pigreco" = 23.174dB

Sono queste approssimazioni di cui parlavo

[IsidoroKZ]

Ma veramente i 4dB sono la differenza con i tuoi di risultati, con i miei dati sono ad una differenza di circa 0.006dB

Finalmente hai detto i numeri, che chiedevo da lungo tempo . Questa differenza e` trascurabile e normale, dovuta alle equazioni piu` complicate usate da spice e probabilmente dal metodo che usi per misurare il guadagno.

Non ho idea di cosa stai parlando, comunque secondo me sei troppo distratto da tutti i post che segui

Chiedo scusa, avevo capito che conoscessi le sensitivity. E ovviamente essendo un po' rinco di mio faccio casino.

Comunque i miei dati calcolati contro quelli simulati sono i seguenti.
Zin Spice Completo = 4.2854k
Zin Spice "pigreco" = 4.2338k

Ok questa e` una differenza dovuta al beta; se vai a vedere l'impedenza vista guardando dentro la base, lasciando fuori le resistenze di polarizzazione, trovi una discrepanza maggiore, probabilmente dalle parti del 5% o 10%.

Gain Spice Completo = 23.181dB
Gain Spice "pigreco" = 23.174dB
Sono queste approssimazioni di cui parlavo

Queste sono assolutamente accettabili, e peraltro sono difficilmente misurabili: un centesimo di decibel non e` una passeggiata.

Invece non mi torna che guadagni solo 23dB circa. Dovrebbe essere abbastanza di piu`. Possibile che abbia simulato qualche componente in piu` che non c'e` nello schema? Il guadagno asintotico di quel circuito dovrebbe essere oltre 28dB.

[Micrologus]

Finalmente hai detto i numeri, che chiedevo da lungo tempo . Questa differenza e` trascurabile e normale, dovuta alle equazioni piu` complicate usate da spice e probabilmente dal metodo che usi per misurare il guadagno.

I metodi usati da me sono quelli che ti ho elencato nei dati, se ne esistono degli altri,sono molto interessato ad investigarli.

Chiedo scusa, avevo capito che conoscessi le sensitivity. E ovviamente essendo un po' rinco di mio faccio casino.

Come le chiami tu non le conosco, magari io chiamo in maniera differente ciò che intendi tu, ricordati che sono un autodidatta, quindi non posseggo il vocabolario delle scuole.

Ok questa e` una differenza dovuta al beta; se vai a vedere l'impedenza vista guardando dentro la base, lasciando fuori le resistenze di polarizzazione, trovi una discrepanza maggiore, probabilmente dalle parti del 5% o 10%.

E i libri perché non ne tengono conto ?

Queste sono assolutamente accettabili, e peraltro sono difficilmente misurabili: un centesimo di decibel non e` una passeggiata.

Quindi il mio sospetto riguardo all'approssimazione dei modelli a PI greco sono giustificati.

Invece non mi torna che guadagni solo 23dB circa. Dovrebbe essere abbastanza di piu`. Possibile che abbia simulato qualche componente in piu` che non c'e` nello schema? Il guadagno asintotico di quel circuito dovrebbe essere oltre 28dB.

Nono so cosa dirti.
Non uso i modelli di LTSpice del BJT 2n2222
Uso un modello molto più completo e fortemente discrepante con i dati che usa LTSpice.
Il modello è della Motorola ed è preso da "Motorola Small-Signal Device Databook", Q4/94

[obiuan]

Però, visto che il 2N222 con una Ic così bassa non è che sia il campione del mondo dell'hfe, ho l'impressione che quel circuito sia mal dimensionato e che anche una differenza di 4db su 27db sul guadagno ci possa stare, usando due simulatori (e quindi due modelli) differenti. IsidoroKZ concordi?

EDIT: questa:

Uso un modello molto più completo e fortemente discrepante con i dati che usa LTSpice.
Il modello è della Motorola ed è preso da "Motorola Small-Signal Device Databook", Q4/94

mi era sfuggita, e direi che spiega la discrepanza :)

[IsidoroKZ]

Il circuito di polarizzazione non e` stabilissimo, ma tutto sommato il suo onesto lavoro lo fa: all'OP viene una IC di 1.4mA, a me viene intorno a 1.25mA, il che vuol dire che la transconduttanza per entrambi i transistori e` dalle parti di 50mS.

Con la resistenza di emettitore che introduce una retroazione locale la conduttanza equivalente vale circa gm/(1+gm Re) che fanno circa 5mS che moltiplicati per 4.7kohm di carico danno un guadagno di -23 volte circa, pari a poco piu` di 27dB. Per scendere a 24dB la transconduttanza equivalente dovrebbe essere di circa 3.5mS.

E` vero che nei conti approssimati ho trascurato la resistenza di uscita r0 e la rbb', ma anche spice con il transistore mi dice gli stessi numeri. Addirittura anche usando i valori dell'OP per il modello a pigreco (rpi=2.5kohm) mi vengono sempre 27dB circa. Mah!

Cambiando il beta cambia di molto l'impedenza di ingresso in base: per prova avevo preso un beta di 200, ma in realta` a queste correnti potrebbe essere piu` probabilmente di 100. Questo fa cambiare solo l'impedenza di ingresso in base, la corrente di collettore e` abbastanza stabile, e quindi anche la transconduttanza e` stabile. Inoltre il circuito e` retroazionato da Re, il guadagno non puo` cambiare di molto.

La variazione dell'impedenza di ingresso non la si vede molto perche' in parallelo c'e` il partitore di base della polarizzazione. Un guadagno cosi` piu` basso potrebbe esserci se la sorgente avesse una impedenza interna di qualche kiloohm, ma nello schema non c'e` (o almeno non la vedo).

Non so bene come mai ci sia questa discordanza. Domani faccio qualche indagine in piu`.

E` vero che un modello e un simulatore diversi potrebbero dare risultati un pochino differenti, ma non credo cosi` tanto. Il mio prof di elettronica diceva che a 1mA e 1kHz tutti i transistori sono uguali :) e qui le correnti sono praticamente le stesse.

A meno che non si sia messo a una frequenza dalle parti del polo e quindi vede l'attenuazione del polo di ingresso.

[Micrologus]

Dai in pasto a LTSpice il seguente modello e vedrai che tutto torna

.MODEL 2N2222 NPN (IS=81.2F NF=1 BF=195 VAF=98.6 IKF=0.48 ISE=53.7P NE=2
+ BR=4 NR=1 var=20 IKR=0.72 RE=64.4M RB=0.258 RC=25.8M XTB=1.5
+ CJE=89.5P VJE=1.1 MJE=0.5 CJC=28.9P VJC=0.3 MJC=0.3 TF=530P TR=368N)

[IsidoroKZ]

Grazie per il modello. L'ho messo dentro LTspice ma continua imperterrito a darmi un guadagno di 27.3dB.

Ho anche montato il circuito in laboratorio, preso delle resistenze al 5%, un 2N2222 qualunque e la polarizzazione aveva IC=1.36mA. Ho misurato il guadagno a 5kHz, sia con un multimetro HP34401A che con un analizzatore di reti HP4192A e a la misura in entrambi i casi da` 27.4dB.

Rimango perplesso, anche perche' il compianto prof. Malesani diceva che "Il circuito ha sempre ragione". Ho un paio di ipotesi sulla ragione della discrepanza, ma non ne sono sicuro.