Amplificatori (BJT e MOSFET)

[mar0lino]

Salve a tutti, volevo esporre un dubbio circa gli amplificatori, sia a BJT che a MOSFET.

1) Dagli appunti del corso ho appreso che vale quanto segue.
IDEALMENTE vorrei:
- guadagno elevato
- resistenza di ingresso tendente all'infinito
- resistenza di uscita tendente a zero
E' corretto??


2) BJT
[i]Amplificatore CE caratterizzato da:
- guadagno elevato (invertente)
- resistenza di ingresso "piccola" (ordine dei )
- resistenza di uscita ordine dei .

Amplificatore CC caratterizzato da:
- guadagno prossimo ad 1
- resistenza di ingresso più grande rispetto al caso di CE
- resistenza di uscita piccola, ordine (quasi pari al reciproco della transconduttanza).

Amplificatore CB caratterizzato da:
- guadagno medio (più grande del CC e più piccolo del CE)
- resistenza di ingresso piccola, cioè ordine (quasi pari al reciproco della transconduttanza).
- resistenza di uscita ordine


3) MOSFET
Amplificatore CS (analogo dell'amplificatore CE) caratterizzato da:
- guadagno elevato (invertente)
- resistenza di ingresso elevata
- resistenza di uscita ordine dei .

Amplificatore CD (analogo dell'amplificatore CE)caratterizzato da:
- guadagno prossimo ad 1
- resistenza di ingresso elevata
- resistenza di uscita piccola, ordine (quasi pari al reciproco della transconduttanza).

Amplificatore CG caratterizzato da:
- guadagno medio (più grande del CC e più piccolo del CE)
- resistenza di ingresso
- resistenza di uscita



4) BJT-MOSFET
Nello studio delle varie configurazioni degli amplificatori a MOSFET, si è giunti al seguente "parallelo":
AMPLIFICATORE CE - AMPLIFICATORE CS
AMPLIFICATORE CC - AMPLIFICATORE CG
AMPLIFICATORE CB - AMPLIFICATORE CD

Tale analogia, vale solo per quanto riguarda il valore del guadagno, o anche per gli altri parametri caratterizzanti (resistenza di ingresso e di uscita)??



Qualcuno mi dice, cortesemente, se va bene oppure no?
Grazie in anticipo.

[Ianero]

IDEALMENTE vorrei:
- guadagno elevato
- resistenza di ingresso tendente all'infinito
- resistenza di uscita tendente a zero

Dipende, se l'amplificatore è di tensione sì.

4) BJT-MOSFET
Nello studio delle varie configurazioni degli amplificatori a MOSFET, si è giunti al seguente "parallelo":
AMPLIFICATORE CE - AMPLIFICATORE CS
AMPLIFICATORE CC - AMPLIFICATORE CG
AMPLIFICATORE CB - AMPLIFICATORE CD

No, la configurazione a base comune è analoga a quella a gate comune.
Analogamente per collettore comune e drain comune.

[DarwinNE]

1) Dagli appunti del corso ho appreso che vale quanto segue.
IDEALMENTE vorrei:
- guadagno elevato
- resistenza di ingresso tendente all'infinito
- resistenza di uscita tendente a zero
E' corretto??

Si potrebbe discutere a lungo. La risposta è dipende... Non è poi così male aver quest'idea in testa quando si pensa ad un amplificatore che debba prendere una tensione e fornirla ad un carico che richieda una certa potenza, che ne so, un amplificatore audio che debba pilotare un altoparlante.

Però poi in realtà la situazione è più delicata perché non è sempre una buona idea avere una impedenza di ingresso elevatissima perché a vuoto è sensibile a qualunque perturbazione elettrica che venga dalle vicinanze. Ci sono poi considerazioni di rumore, eccetera.

Come ha detto Ianero, se si parla di amplificatore di tensione, dovendo semplificare, l'idea è corretta.

Se poi l'informazione utile fosse piuttosto legata alla corrente e non alla tensione (o entrambe, come accade in RF), l'impedenza di ingresso va tenuta bassa, in certi casi al limite tendente al cortocircuito, in altri che valga un valore ben determinato come .

2) BJT
[i]Amplificatore CE caratterizzato da:
- guadagno elevato (invertente)
- resistenza di ingresso "piccola" (ordine dei )
- resistenza di uscita ordine dei .

Beh, anche qui dipende. Suppongo tu stia lavorando in bassa frequenza.
L'impedenza di ingresso del emettitore comune, per esempio, dipende da diversi fattori. Io potrei benissimo dimensionare un circuito ad emettitore comune che abbia un'impedenza di ingresso oltre , ma diciamo che potrebbe essere più facile (a bassa frequenza) farlo con un MOSFET. Non è detto però che usare un MOSFET sia sempre una buona idea per altre ragioni (trasconduttanza inferiore ad un bipolare per la stessa corrente di polarizzazione, caratteristiche diverse in zona attiva, considerazioni tecnologiche, etc...)

Amplificatore CC caratterizzato da:
- guadagno prossimo ad 1
- resistenza di ingresso più grande rispetto al caso di CE
- resistenza di uscita piccola, ordine (quasi pari al reciproco della transconduttanza).
[/color]

No, la resistenza di ingresso di un collettore comune non è per forza superiore a quella di un emettitore comune. Dipende fra le altre cose dalla resistenza che il transistor vede sull'emettitore.

Amplificatore CB caratterizzato da:
- guadagno medio (più grande del CC e più piccolo del CE)
- resistenza di ingresso piccola, cioè ordine (quasi pari al reciproco della transconduttanza).
- resistenza di uscita ordine

Più o meno, direi che il guadagno potrebbe essere dello stesso ordine di grandezza che nel caso di un emettitore comune.

Direi che questo genere di semplificazioni ed ordini di grandezza sono utili da avere in testa per situazioni classiche per esempio transistor bipolari con tensioni di polarizzazione di qualche volt e corrente di collettore dell'ordine di qualche milliamper. Occhio che con polarizzazioni molto diverse i risultati possono essere anche loro molto diversi.

Quello che sai per certo è che se vuoi dimensionare un amplificatore che abbia, che ne so, un'impedenza di ingresso molto piccola (serve a volte!), non è certo sull'emettitore comune o sul collettore comune che ti indirizzi in prima e pure in seconda battuta. Se vuoi avere del guadagno in tensione in modulo superiore ad uno, non è certo un collettore comune che utilizzerai. Se vuoi avere impedenza di uscita molto molto piccola, non sceglierai un base comune.

4) BJT-MOSFET
Nello studio delle varie configurazioni degli amplificatori a MOSFET, si è giunti al seguente "parallelo":
AMPLIFICATORE CE - AMPLIFICATORE CS
AMPLIFICATORE CC - AMPLIFICATORE CG
AMPLIFICATORE CB - AMPLIFICATORE CD

Aspetta, c'è un problema. L'analogo di un collettore comune è il drain comune. L'analogo di una base comune è un gate comune.

Edit: il buon Ianero mi ha battuto sul tempo

[Ianero]

Se poi l'informazione utile fosse piuttosto legata alla corrente e non alla tensione (o entrambe, come accade in RF)

Ad alte frequenze in realtà i concetti di tensione e di corrente, come si intendono nei circuiti a bassa frequenza, non esistono proprio, se non in casi speciali.
Si possono introdurre, ma non hanno legame con la fisica dei fenomeni.

[mar0lino]

1) Dagli appunti del corso ho appreso che vale quanto segue.
[i]IDEALMENTE vorrei:
- guadagno elevato
- resistenza di ingresso tendente all'infinito
- resistenza di uscita tendente a zero
E' corretto??

Si potrebbe discutere a lungo. La risposta è dipende... Non è poi così male aver quest'idea in testa quando si pensa ad un amplificatore che debba prendere una tensione e fornirla ad un carico che richieda una certa potenza, che ne so, un amplificatore audio che debba pilotare un altoparlante.

Si, scusatemi. Non avevo specificato stessi parlando di un amplificatore di tensione

Quello che sai per certo è che se vuoi dimensionare un amplificatore che abbia, che ne so, un'impedenza di ingresso molto piccola (serve a volte!), non è certo sull'emettitore comune o sul collettore comune che ti indirizzi in prima e pure in seconda battuta. Se vuoi avere del guadagno in tensione in modulo superiore ad uno, non è certo un collettore comune che utilizzerai. Se vuoi avere impedenza di uscita molto molto piccola, non sceglierai un base comune.

Esattamente. Volevo fare un discorso di questo genere per avere un'idea basilare delle diverse tipologie di amplificatore
{Se riesci a farmi uno schema riassuntivo, ti ringrazio all'infinito }
Grazie comunque ad entrambi per la prontezza e chiarezza! DarwinNE Ianero