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esercizio amplificatore BJT piccoli segnali.

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[31] Re: esercizio amplificatore BJT piccoli segnali.

Messaggioda Foto UtenteGuaffo » 6 lug 2016, 12:54

Grazie, i tuoi risultati sono in linea con i miei. :-)

Riassumendo il calcolo del guadagno di tensione per piccolo segnale, calcolo Vbe del pilota:

V_S-R_SI-R_{\pi}I-R_E-+R_eg_mV_{BE}=0

V_{BE}= \frac{R_E V_S}{R_S+R_{\pi}+R_E-R_{E}^{2} g_m}

Sfruttando Thevenin rispetto a Re ottengo il circuito:



con

R_{eq}=R_E//(R_S+R_{\pi})

V_{eq}=\frac{R_EV_S}{R_E+R_S+R_{\pi}}

considerando anche che

g_m=\frac{I_C}{V_{BE}}|V_{CE}=0 e R_{\pi}=\frac{\beta}{g_m}

risolvo il circuito con il principio di sovrapposizione

Con gmVbe OFF (circuito aperto) ottengo V_o'=V_S

con Vs OFF (cortocircuito) ottengo

V_o''=(R_{eq}+R_C)g_mV_{BE}

e quindi V_o = V_o'+ V_o'' = V_S + (R_{eq}+R_C) \times g_m  \times V_{BE}

Il guadagno di tensione è


A_{v}= \frac{V_o}{V_S}=1+ \frac{(R_{eq}+R_C) \times g_m \times V_{BE}}{V_S}=1

considerando il fatto che Vs ha valore medio nullo... :?: :?: :?:

gotthard ha scritto:Avevi inserito un underscore ("_") tra "\frac" e "{", cioè avevi scritto "\frac_{".

Ora ho corretto :ok:


Grazie mille, dopo una certa ora non connetto più.
A parte che con questa roba non connetto nemmeno di giorno... :?
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[32] Re: esercizio amplificatore BJT piccoli segnali.

Messaggioda Foto UtenteIlGuru » 6 lug 2016, 13:46

Guaffo ha scritto:
Il guadagno di tensione è

A_{v}= \frac{V_o}{V_S}=1+ \frac{(R_{eq}+R_C) \times g_m \times V_{BE}}{V_S}=1

considerando il fatto che Vs ha valore medio nullo... :?: :?: :?:



Considerando che il segnale lo prelevi dall' emettitore e che quella configurazione si chiama anche emitter-follower direi che il risultato è corretto, solo che non so se i tuoi conti sono giusti :D .

Io sul modello del post [6] ed ignorando Ro farei:

V_o = R_e \times I_e = R_e \times ( 1 + \beta ) \times I_b
V_i = ( R_s + R_\pi ) \times I_b + R_e \times I_e = ( R_s + R_\pi ) \times I_b + R_e \times ( 1 + \beta ) \times I_b

A_v = \frac{V_o}{V_i} = \frac{ R_e \times ( 1 + \beta ) \times I_b }{ [ R_s + R_\pi + R_e \times ( 1 + \beta ) ] \times I_b }

Considerando che R_s + R_\pi << R_e \times ( 1 + \beta )

Ne segue che

A_v \approx 1
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[33] Re: esercizio amplificatore BJT piccoli segnali.

Messaggioda Foto UtenteGuaffo » 6 lug 2016, 14:45

Ok :ok:

Ora il punto D chiede di calcolare la resistenza di ingresso (escludendo Rs) e la resistenza di uscita (comprendendo Rs).

Considerando il circuito equivalente



la resistenza d'ingresso è la resistenza vista all'ingresso spegnendo il generatore di tensione Vs, quindi

R_i=R_{\pi}=\frac{\beta*V_{BE}}{I_C}=0

la resistenza di uscita è quella vista da un ipotetico carico (qui mancante) posto all'uscita spegnendo il generatore di corrente, quindi

R_o=R_E//(R_S+R_{\pi})=551.12\Omega

è corretto?
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[34] Re: esercizio amplificatore BJT piccoli segnali.

Messaggioda Foto UtenteIlGuru » 6 lug 2016, 15:05

Guaffo ha scritto:la resistenza d'ingresso è la resistenza vista all'ingresso spegnendo il generatore di tensione Vs, quindi

R_i=R_{\pi}=\frac{\beta*V_{BE}}{I_C}=0

è corretto?


Direi di no, Il generatore Vs non vede solo R_\pi percorso da I_b, ma anche R_e percorsa da I_e

Se metti un generatore di corrente di prova al posto di Vs, e lo chiami Ib, ai suoi morsetti ci sarà una tensione pari a:
V_b = R_{\pi} I_b + R_e I_e = R_{\pi} I_b + R_e ( 1 + \beta ) I_b
La resisteza vista dal generatore quindi vale:
R_i =\frac{ V_b }{ I_b } = R_{\pi} + R_e ( 1 + \beta )
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[35] Re: esercizio amplificatore BJT piccoli segnali.

Messaggioda Foto UtenteGuaffo » 6 lug 2016, 15:17

E' vero, hai ragione, non ho considerato Re #-o

L'ultimo punto chiede di calcolare la dinamica di ingresso e la dinamica di uscita dello stadio di amplificazione.
Ma cosa vuol dire???
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[36] Re: esercizio amplificatore BJT piccoli segnali.

Messaggioda Foto UtenteIlGuru » 6 lug 2016, 16:29

Aspetta, anche con Rout non ci siamo.

Mettiamo un generatore di tensione di prova Ve al posto di Re, con il positivo sull' emettitore

Secondo LKC al nodo Emettitore: I_e = - ( I_b + I_c ) = - ( 1 + \beta ) I_b

Inoltre sulla maglia della base possiamo calcolare

I_b=\frac{-V_e}{R_s + R_\pi}

Sostituendo:

I_e = \frac{ ( 1 + \beta ) V_e }{R_s + R_\pi}

R_{out}=\frac{V_e}{I_e}=\frac{R_s + R_\pi}{1+\beta}

Per dinamica di ingresso/uscita devi analizzare la massima estensione del segnale di ingresso per cui il transistor continua a lavorare in zona attiva.
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[37] Re: esercizio amplificatore BJT piccoli segnali.

Messaggioda Foto UtenteGuaffo » 6 lug 2016, 17:44

Eh... questa non l'ho capita...

Per calcolare la resistenza in uscita, pongo sia Vs che gmVbe OFF e quindi ottengo un circuito così:



Perhè devo sostituire Re con un generatore di tensione?

Nel nodo E la corrente Ie dovrebbe essere uscente, Ib entrante e Ic=0 dato che ho un interruttore aperto...
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[38] Re: esercizio amplificatore BJT piccoli segnali.

Messaggioda Foto Utentefaberz » 6 lug 2016, 18:10

Attento, il pilotato non lo devi toccare! Devi spegnere soltanto l'ingresso Vs, e usando un generatore di prova calcolare l'impedenza. Questo generatore andrà in parallelo a Re perché l'uscita del circuito è lì.

Per quanto riguarda la dinamica, devi calcolare (almeno credo) l'ampiezza del segnale di ingresso che fa andare in interdizione e saturazione il transistor, che sono i due "estremi" della dinamica di un BJT. Quindi devi "tenere d'occhio" la iC e la vCE (nota che ho indicato le grandezze complete, ovvero:
iC = IC + ic
e
vCE = vce + VCE
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[39] Re: esercizio amplificatore BJT piccoli segnali.

Messaggioda Foto UtenteGuaffo » 6 lug 2016, 18:49

Ok, però se lascio anche gmVbe acceso, la corrente Ic è entrante nel nodo E e la mia KCL dovrebbe essere:

I_B+I_C-I_E=0

Su questo punto sono parecchio confuso...
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[40] Re: esercizio amplificatore BJT piccoli segnali.

Messaggioda Foto Utentefaberz » 6 lug 2016, 19:16

Infatti quella che hai scritto è una delle equazioni fondamentali del BJT :D

Tu devi lasciare quel pilotato acceso, e mettere un generatore di prova che "entra nel morsetto Vout" e calcolare l'impedenza come hai fatto con l'amplificazione (determina il pilota, e poi "usa" il pilotato). Ti consiglio di usare un generatore di prova di tensione che è comodo perché puoi dividerlo in più generatori di tensione in parallelo tra loro e collegarne uno ad ogni ramo di quel circuito equivalente (ma forse non conosci questo metodo perché non hai frequentato un corso di Elettrotecnica(?)). Appena torno a casa e ho il PC, ti posto i passaggi con Fidocad.
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