BJT a collettore comune.

[lucaking]

Sicuramente a molti di voi sembrera banale, ma da solo proprio non c' arrivo.

Un mio progettino mi ha portato a scontrarmi e a studiare alcune configurazioni di amplificatori finali, nello specifico il dubbio mi è sorto tentando di comprendere a pieno il funzionamento di un finale a simmetria complementare in classe AB.

Per fare cio ho messo su breadboard il seguente circuitino per fare un po di misure e capire la funzione dei vari componenti nella rete di polarizzazione.

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

L' idea voleva essere quella si simulare l' amplificazione del solo semiperiodo positivo di un segnale ce raggiunge una tensione di picco di 5V.

In questa configurazione, a riposo misuro:
Ib = 0.003 mA e Ic = 0.3mA
che aumentano all' aumentare della tensione sul cursore di R21 fino a
Ib = 0.35 mA e Ic = 85 mA.

Il mio ragionamento era:
se prendo in considerazione il ramo composto da R23, DS2 e R21, ho che con 0V sul cursore di R21, se su DS2 cadono circa 0,7v, su R23 dovranno scorrere:
(10V - 0.7V)/10K = 0.93 mA
ma quando sul cursore di R21 avro 5V su R23 dovrebbero scorrere:
(10V - 5V -0,7V)/10K = 0.43 mA

Ic dovrebbe essere uguale a Ib x il Beta del BJT giusto?
Siccome all' aumentare della tensione sul cursore di R21 aumentano anche Ib e Ic,(come è giusto che sia) cosa non capisco?

[TardoFreak]

Innanzi tutto il circuito che hai fatto è sbagliato. Così non simuli "mezzo finale" ma simuli un finale con il PNP in corctocircuito.
Togli quel collegamento verso massa e tutto sarà più semplice da capire perché in effetti si tratta di un normalissimo inseguitore di emettitore con il diodo che, in una certa misura, compensa la Vbe0

[g.schgor]

c dovrebbe essere uguale a Ib x il Beta del BJT giusto?

Questo vale solo per un "piccolo segnale" in condizioni di polarizzazione ottimale
(cosa no realizzata nel tuo schema).
Parte della corrente di R23 passa nel diodo, finché la tensione sul cursore non
supera un certo livello (tensione di base= tensione su Rc+cdt base-emettitore).
Oltre questa soglia, l'uscita rimane stabile, indipendente dalla tensione del cursore.

[lucaking]

Così non simuli "mezzo finale" ma simuli un finale con il PNP in corctocircuito.
Togli quel collegamento verso massa....

Scusate ma mi sa che non ho capito una fava.
Quello nello schema non è un NPN?
In configurazione a collettore comune il carico non va collegato tra emettitore e riferimento?
Non ho capito quale collegamento devo eliminare.

[lucaking]

in condizioni di polarizzazione ottimale
(cosa no realizzata nel tuo schema).

Eh si, non stento a crederlo , l'ho messo su per tentativi, deduzioni e scopiazzamenti vari, ci sto studiando su proprio per capire come funziona e come calcolare la polarizzazione corretta.

Ma quindi cosi, valori delle resistenze a parte, il circuito è sbagliato?

(tensione di base= tensione su Rc+cdt base-emettitore).
Oltre questa soglia, l'uscita rimane stabile, indipendente dalla tensione del cursore.

La cdt base-emettitore è paragonabile a quella del diodo giusto?
Ma la tensione che cade su Rc percio dipende dalla "resistenza" del BJT che varia a seconda di come è polarizzato?

[g.schgor]

Per un approfondimento del calcolo della polarizzazione,
consiglio questo articolo

Comunque il punto più critico nel tuo schema è la massima tensione del segnale
che pilota la base (non deve superare i 2-3V).
L'amplificazione di questo segnale è in corrente (emitter follower)
e non in tensione.

[lucaking]

L'amplificazione di questo segnale è in corrente (emitter follower)
e non in tensione.

Sì, infatti avevo già visto l' articolo di banjoman al quale però trattando principalmente la configurazione a emettitore comune non ho dedicato molto tempo.
Mi ci rimettero su con più calma.
Grazie per le dritte, intanto abbasso il tensione sul potenziometro cosi cerco di affiancare lo studio alla pratica.

[IsidoroKZ]

... con 0V sul cursore di R21, se su DS2 cadono circa 0,7v, su R23 dovranno scorrere:
(10V - 0.7V)/10K = 0.93 mA
ma quando sul cursore di R21 avro 5 V su R23 dovrebbero scorrere:
(10V - 5 V -0,7V)/10K = 0.43 mA
Ic dovrebbe essere uguale a Ib x il Beta del BJT giusto?
Siccome all' aumentare della tensione sul cursore di R21 aumentano anche Ib e Ic,(come è giusto che sia) cosa non capisco?

Le correnti nella resistenza R23 sono circa giuste (vedi dopo per un possibile problema). E` normale che quando la tensione di ingresso sale la corrente in R23 scenda, e questo e` proprio una criticita` di questo circuito che quando la tensione di uscita sale e quindi anche la corrente di uscita sale, la corrente disponibile sulla base scenda . Nota che ho detto disponibile, che vuol dire che puo` essere assorbita dalla base, non che sara` sicuramente assorbita dalla base.

La corrente di base puo` solo arrivare da R23, arriva tutta da R23, ma questo non vuol dire che tutta la corrente di R23 e` la corrente di base. Quello che capita e` che il transistore si prende la corrente di base che gli serve e il resto della corrente di R23 che non serve al transistore va nel diodo e nel potenziometro.

Il problema cui accennavo prima e` che con 5V sull'uscita la corrente dovrebbe essere di circa 89mA, la corrente disponibile per la base e` di 0.43mA e quindi il transistore, se vuoi che funzione bene, che arrivi fino a 5V di uscita, deve avere un beta maggiore di 89mA/0.43mA=207. I transistori piccolini spesso arrivano e superano questo valore di beta, ma non e` mica detto. Quindi come prima cosa, se vuoi proseguire con gli esperimenti, abbassa il valore di R23 e del potenziometro.

E` vero che la corrente di collettore puo` essere vista come corrente di base moltiplicata per beta, il guaio e` che non si sa quanto valga beta, che puo` cambiare di molto da un transistore all'altro, con la temperatura e con tensione e corrente di lavoro del transistore. In pratica non bisogna MAI fare affidamento al beta di un transistore.

Prima ho detto che il transistore prende dalla base la corrente di cui ha bisogno (e il resto va nel diodo). Questo capita perche' c'e` una resistenza sull'emettitore: stai pilotando il transistore (quasi) imponendo una tensione di base.

Supponi di fissare la tensione di base: la tensione di emettitore sara` la stessa meno una VBE (0.6V-0.7V piu` o meno) e la corrente di emettitore sara` determinata dalla tensione di emettitore divisa per la resistenza di emettitore (qui da 56ohm).

In pratica, come e` anche spiegato nell'articolo di banjoman che ti hanno linkato, imponi una tensione di base, quindi di emettitore, e la corrente e` data dalla legge di Ohm.

Il transistore e` forzato a lavorare con una determinata corrente di emettitore, la sua corrente di base sara` quella che gli serve, ma e` la corrente di emettitore a "decidere" quanta corrente di base assorbire, quasi indipendentemente dal beta del transistore.

Questo capita perche' la resistenza sull'emettitore genera una forte retroazione negativa che fa funzionare bene il circuito indipendentemente dalle parturnie del beta.


Ci sono ancora alcune cose da dire, ma meglio non complicare troppo le cose, prima vedi di digerire quanto ti e` stato detto nelle varie risposte.

[lucaking]

[lucaking]

Quindi come prima cosa, se vuoi proseguire con gli esperimenti, abbassa il valore di R23 e del potenziometro.

Visto che come dicevo non sono vincolato a dei valori precisi, ma che il circuito mi serve da ''banco prova'', per comodita farei cosi:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Va bene lo stesso?
I conti mi sembrano tornare, cosi dovrebbe bastare un Beta di 112 se ho capito bene.
Il BJT che uso è un 2SC945, il datasheet recita:
hfe1 min 50, typ 185
hfe2 min 90, typ 200, max 600