Esercizio di Elettronica

[marcot1004]

salve ragazzi mi servirebbe una mano con questo esercizio

esame 17-6-16.pdf

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purtroppo non riesco neanche a calcolare la Vo....
Dallo specchio di corrente che fa da carico sono riuscito a ricavare che dove
Però dal circuito sappiamo che e quindi ho calcolato la .

Ora qui ho avuto un primo dubbio, infatti la mi viene stabilita dallo specchio di corrente e mi determina la di Q1. Ma il testo mi dice ma così facendo non si ha più la precisa corrispondenza che avevo prima tra le due correnti di collettore... è solo dovuto ad un approssimazione fatta sulla che viene infatti 0.68V oppure no?

Comunque in ogni caso mi sono bloccato in questo punto in quanto non riesco ad andare avanti ma a naso credo centri l'effetto Early. Per poter determinare Vo ho bisogno infatti o di o di di Q1 o Q2 (indifferente)... Come posso procedere?

Unica cosa che mi era venuta in mente era di provare a usare questa (valida per la zona attiva)

[IsidoroKZ]

Puoi calcolare la corrente di base di Q3 e quindi la sua corrente di collettore. La corrente di collettore di Q2 e circa uguale e la differenza passa nelle r0 dei transistori, che e` di circa 60kohm per ciascuno.

La soluzione del problema richiede di sapere che cosa vuole il vostro docente, come vi ha insegnato ad approssimare questi circuiti, come ha definito il beta dei transistori quando c'e` anche r0...

[marcot1004]

La soluzione del problema richiede di sapere che cosa vuole il vostro docente, come vi ha insegnato ad approssimare questi circuiti, come ha definito il beta dei transistori quando c'e` anche r0...

Nel modello per piccoli segnali aggiungendo la r0 il beta restava lo stesso, però non saprei come procedere....

[IsidoroKZ]

Come e` fatto il modello della polarizzazione con l'effetto Early? Come vi ha detto il prof di usarlo? Quando vi ha detto che potete trascurare o approssimare qualcosa? Altrimenti il circuito diventa impossibile o quasi da analizzare a mano!

[marcot1004]

Come e` fatto il modello della polarizzazione con l'effetto Early? Come vi ha detto il prof di usarlo? Quando vi ha detto che potete trascurare o approssimare qualcosa? Altrimenti il circuito diventa impossibile o quasi da analizzare a mano!

Non lo abbiamo visto nel senso abbiamo sempre trascurato la r0 e poi siamo passati al modello per piccoli segnali e solamente in quel caso abbiamo cominciato a considerare la r0 dovuta all'effetto early visto che in alcuni modelli di amplificatore a BJT se non la si considerava si aveva una R0 infinita. In questi casi di solito cosa si fa??

[marcot1004]

Nel transistor Q1 però sappiamo che tenendo conto dell'effetto early la corrente di collettore è circa pari a quella di collettore di Q2 mentre trascurandolo la corrente di collettore di Q1 è pari alla corrente di collettore di Q2, quindi assumendo come la corrente di collettore di Q1 con effetto early (che calcolo usando ) e come la corrente di collettore di Q1 senza effetto early che sarà pari a quella di si ottiene che:



potrebbe andare??? come valore ottengo

[IsidoroKZ]

Mi pare un modo complicato per calcolare la VCE, anche perche' dovresti essere sicuro dei valori di corrente che usi.

Una prima stima delle correnti di collettore, senza considerare l'effetto Early e` dalle parti di 0.84mA che vuol dire una resistenza r0 di circa 60kohm per tutti e tre i transistori.

Puoi risolvere il circuito in questo modo: metti fra C ed E di tutti i transistori una resistenza da 60kohm e vedi che cosa viene fuori. Se fai il disegno del circuito in FidoCadJ si riesce a discutere meglio.

Puoi trovare un equivalente Thevenin di r0 di Q1 e R1 e calcolare cosi` la corrente dello specchio, che sara` anche la corrente del generatore pilotato di Q2. Conosci anche la corrente del generatore pilotato di Q3, data da R2 e dal beta di Q3. Hai due generatori di corrente pilotati (Q2 e Q3) che hanno delle correnti lievemente diverse. Ma in parallelo a Q2 e Q3 ci sono le loro resistenze r0 e questo permette di calcolare la tensione di riposo all'uscita.

Se poi dovete calcolare r0 anche tenendo conto di VCE (in questo caso abbastanza trascurabile), allora devi rifare i conti per Q2 e Q3 con la stima della loro VCE trovata prima.

Fai il disegno dello schema con FidoCadJ!

PS: Problema un po' criticabile: fa uso del beta dei transistori, della VA che e` sempre un dato con una incertezza notevole, e infine anche dal punto di vista grafico, scrivere KΩ con la K maiuscola fa male al Kuore

[marcot1004]

Mi è sorto però un dubbio: considerando lo specchio di corrente seguente quando vado a calcolare la Req vista da Vo e per farlo annullo tutti i generatori indipendenti, le tensioni diventano cortocircuiti e quindi le correnti di collettore, di base e di emettitore dei transistor diventano nulle? (ovvero i transistor sono in interdizione?)

perché se la risposta è si allora in tal caso applicando Norton tra Vo e Massa come corrente vedo la e come resistenza equivalente ho solo r02 giusto?

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Qui di seguito ho riportato la modifica del circuito per il calcolo di Req vista tra Vo e massa. Prima ho semplificato il transistor con il modello circuitale, poi ho cortocircuitato tutti i generatori indipendenti e nell'ultimo passaggio, dopo aver visto che cortocircuitando i generatori indipendenti (che rappresentano le ) le correnti di base, emettitore e collettore dei transistor Q1 e Q2 diventavano nulle, ho eliminato anche quelli controllati e quindi facendo scorrere una corrente di prova tra Vo e massa si ottiene che Req è pari a r02

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

[IsidoroKZ]

Per il bias direi di procedere in questo modo: eq. Th. fra R1 e r01 come mostrato qui sotto

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Sai la VBE, puoi calcolare la corrente di riferimento dello specchio, che adesso e` "ideale" e trovi la corrente del generatore pilotato di Q2. Stessa cosa per Q3 e la differenza delle correnti passa nel parallelo di r02 e r03.

Perche' vuoi calcolare l'impedenza di uscita di Q2? Non serve, comunque vale proprio r02.
Bisogna ricordarsi che le impedenze sono definite solo nel campo delle trasformate (qui non ci sono condensatori, e` irrilevante) e per circuiti lineari o linearizzati. Nel caso del transistore quando lo linearizzi al posto di una VBE costante e` meglio mettere la rpi. Se invece vuoi linearizzare il modello per la polarizzazione cortocircuiti la VBE, ma e` brutto, il modello linearizzato e` abbastanza "infedele", si puo` fare di meglio. Ma non e` sbagliato, e in entrambi i casi ottieni lo stesso risultato.

[marcot1004]

Per il calcolo della Vo

Per trovare la differenza tra le due correnti ho fatto diversamente, ho tenuto conto dell'effetto early del primo transistor in quanto so il valore di VEC1, che risulta essere pari a VEB=0.7V. Detto questo ho calcolato quindi la IC1 tenente conto dell'effetto early e delle due correnti di base di Q1 e Q2. Ricordando che la IC1=IC2 ho quindi calcolato prima la IC3 e poi ho fatto la differenza tra IC3-IC2 che è proprio la corrente che scorre nelle due r0 (r02 e r03). Però nel calcolo della Vo non devo tenere conto anche della tensione VCC e -VCC?

Per Ro dello specchio

scusami, ho omesso di specificare che il dubbio era puramente didattico, non riferito all'esercizio. Comunque tra emettitore e base ho messo un generatore di tensione indipendente anzichè una resistenza perché alla fine si tratta di un modello per grandi segnali in quanto stiamo studiando la polarizzazione.
Il dubbio che avevo e che continuo tuttora ad avere è il seguente:
Quando andiamo a calcolare la Req annullando tutti i generatori indipendenti, i transistor entrano in interdizione?

Studiando la polarizzazione quindi anzichè mettere il generatore indipendente di tensione avrei potuto mettere la rpi ottenendo il medesimo risultato?