Modus Operandi Circuitone con Transistori

[001101]

Salve,
premetto che conosco la riluttanza dei più, nel vedere immagini .jpg di circuiti su questo forum...
a mia discolpa posso dire che non voglio che vanga risolto il circuito... ne ho caricato una foto soltanto per dare spunto al discorso.


Siccome per risolverli non mi è stato fornito nessun "modus operandi" come per esempio si faceva con gli rlc oppure con i trifase, Vorrei sapere se voi conoscete una prassi, un modo logico e razzionale, con cui approcciarsi ad ogni topologia di circuito con Transistore come questo messo a titolo d'esempio nell'immagine?
grazie per la collaborazione

[gill90]

Parti sempre per gradi: intanto la disposizione dei 4 BJT a sinistra è una configurazione notevole: ti dice nulla? Puoi tranquillamente calcolarti il punto di lavoro di quei 4 transistor supponendo una certa regione di funzionamento. Successivamente scorri a destra e passi allo zener, di cui puoi conosci il punto di lavoro e puoi quindi calcolarti la tensione di base di Q5.
Per il momento leviamoci questa parte, poi vedremo il resto.

[001101]

Ciao gill90
si mi è chiaro che conviene incominciare dagli Specchi di corrente ponendo Vbe=0,7 e calcolandomi la corrente su R del primo ramo... ma è sempre così?
quali sono "i gradi" da rispettare?
voglio dire... si bisogna farci l'occhio, ma se ci fosse una prassi uno schema da seguire non sarebbe male..

Comunque volevo approfittare per fare una domanda sullo specchio in generale come si dimostra che la Corrente di Base (Q1 ad esempio) è Uguale alla Corrente di Base di (Q2) ?
perché per calcolare Iconnettore Q1 faccio tutti i passaggi usando le eqazuini regione attiva diretta prima per Q2 e poi per Q1... un po' lunghetto.. mentre ho visto che c'è una "formuletta" tipo Ib1=Ib2=Irif/[Beta0*(1+2/Beta0)]...

[001101]

ma soprattutto vorrei sapere la condizione per cui Corrente di Base Q1= Corrente di base Q2 è valida soltanto in assenza dell'effetto Early? oppure vale sempre?

[gill90]

Diciamo che il primissimo passo è quello di cercare di separare il circuito in un certo numero di sottoblocchi, adottando le opportune approssimazioni per permettere di risolvere ciascuno di essi separatamente.
Questo è il primo passo da seguire, in quanto generalmente ogni blocco esegue una ben precisa funzione (in questo caso, lo specchio di corrente non ha grande utilità sul circuito complessivo, però è comunque identificabile come sottosistema a se stante); poi come dici tu bisogna farci l'occhio per capire al volo l'utilità di ogni elemento. Per il funzionamento dei transistor generalmente si suppone una certa regione di funzionamento e a posteriori si verifica l'ipotesi di partenza.
Ho modificato il messaggio perché in quello precedente ho detto una cretinata. Per quanto riguarda il circuito in esame, sai che per un generico BJT in funzionamento SENZA EFFETTO EARLY diretto vale la formula approssimata , ma in questo caso per i transistor Q1 e Q3 , per cui resta .
Per dimostrare che le correnti di collettore nelle coppie Q1-Q2 sono uguali, cominci innanzitutto col supporre di conoscere la corrente di emettitore che fluisce in Q1. Questa corrente è determinata anche dal circuito a monte, per cui una volta supposto con legittima approssimazione (oppure se vuoi essere più rigoroso puoi considerare la formula completa ), noti che , per cui se i transistori sono uguali (nella realtà sufficientemente simili), applicando la formula noti che se , allora anche , infatti tutti i parametri costanti che compaiono (, ) dipendono unicamente dal tipo di transistor. Quindi le correnti e sono uguali, e siccome , puoi concludere che, fissato a monte il circuito che genera , questa corrente viene riprodotta in maniera esatta nel ramo di Q2.
Se c'è l'effetto Early, hai che per Q1 vale , mentre per Q2 vale , per cui il discorso cambia. In questo caso avrai che non è più uguale a , bensì vale la relazione .
In pratica puoi dividere a tua volta lo specchio di corrente in due parti: la colonna sinistra (contenente Q1 e Q3) per determinare la corrente e il funzionamento di questi due transistor, mentre per la colonna destra (Q2 e Q4) utilizzi le relazioni appena ricavate per l'effetto Early.

[001101]

@gill90

molto interessante la tua conclusione con

.

io però facendo un mio ragionamento partendo da LKC al collettore Q1 ad esempio...non raggiungo il tuo stesso risultato... probabilmente faccio qualche errore... è stato un bene che tu mi abbia postato quella soluzione.
mi metterò a cercare l'errore.

edit
ma la formula secondo cui


a cosa servono se conosco gia Beta0 ?
cioè se uso le relazioni della regione attiva direttà, il Beta sarà Beta_1 (Beta_2) oppure sempre Beta0 ?

Schemi con fidocadj, grazie!

[gill90]

Quella formula ti dice semplicemente che il guadagno statico non è più costante ma è dipendente dalla tensione . Quindi se usi la relazione devi metterci il valore modificato dall'effetto Early .
Dal foglio faccio fatica a capire il ragionamento, potresti riportare brevemente i calcoli che hai fatto in un post?

[001101]

LkC





Sostituendo all'interno della prima:



Essendo per le relazioni in Regione-Attiva-Diretta:









Dunque in presenza di Effetto Early:
la si usa direttamente nella formula

mentre se voglio ricorrere alle relazioni Regione attiva diretta ad esempio (sempre con Early), in questo caso devo usare la


Se non c'è effetto Early invece è indifferente in quanto coincidono.. Confermi? se poi ti capita di trovare l'errore prima di me, fammelo sapere per cortesia.

[gill90]

Da dove deriva questa formula? In particolare, cosa rappresenta ?

[001101]

Ciao gill
per curiosità ho applicato numericamente la tua fomula (di cui ti dicevo Ic2=Ic1*(Va+...) ) e il mio modo di procedere partendo dall'analisi nodale... la tua formula scritta in modo così compatto ancora non ho capito da dove deriva... però numericamente ci troviamo con il risultato...

per quanto riguarda invece l'altra formula di cui tu mi chiedevi Ae rappresenta l'area di Emettitore riferita ai due BJT