Amplificatore CE con specchio di corrente, alta frequenza

[sPaCeMaN]

Salve, mi piacerebbe avere un chiarimento su un fenomeno riguardante la risposta in frequenza di un amplificatore ad emettitore comune polarizzato mediante uno specchio di corrente.

Faccio riferimento al seguente circuito, in cui ho sostituito allo specchio di corrente il suo modello equivalente (per tutte le frequenze) comprensivo di impedenza d'uscita (ro è la resistenza d'uscita del BJT che impone la corrente di polarizzazione e 2Cu è la somma delle capacità di strato svuotato base-collettore dei due BJT costituenti lo specchio).

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Attraverso delle simulazioni in LTSpice, ho notato che la capacità 2Cu introduce uno zero e un polo nel diagramma di Bode del modulo della fdt e "vive" in un range di frequenze molto più basso delle capacità interne del BJT principale.
In pratica è come se 2Cu fosse un condensatore di bypass, pur essendo dello stesso ordine di grandezza delle capacità interne di Q1 (ho fatto le simulazioni componendo lo specchio con due BJT identici a Q1), per cui, in un'analisi carta e penna, posso analizzare il circuito considerando tali capacità dei circuiti aperti e calcolare lo zero e il polo introdotti da 2Cu, ottenendo l'andamento disegnato nell'immagine che ho allegato.
Le capacità interne di Q1 introducono, poi, dopo qualche decade, la frequenza di taglio superiore del circuito.

Il mio dubbio è: com'è possibile una distanza così ampia sull'asse delle frequenze tra poli corrispondenti a capacità dello stesso ordine?


Grazie anticipatamente.

[IsidoroKZ]

Non avendo i numeri e il circuito originale non si puo` dire molto, se non che lo zero dovuto allo specchio e` dato da 2Cu (mi lascia un po' perplesso il 2) e dalla resistenza r0, e quindi la sua frequenza e` decisamente bassa.

Quel circuito in continua guadagna quasi nulla

[sPaCeMaN]

Lo so, il guadagno in continua è basso, ma quest'esempio viene presentato sulle slide da cui studio come propedeutico a spiegare la risposta in frequenza del modo comune di un amplificatore differenziale polarizzato mediante uno specchio di corrente. In tal caso, il circuito semidifferenziale si riconduce ad un amplificatore ad emettitore comune con un "cappio RC" tra l'emettitore e il riferimento (i valori a quel punto sarebbero 2ro e Cu).
Non ho posto il problema in questi termini perché è più generico, cioè: dato un amplificatore CE con una resistenza sull'emettitore e un condensatore in parallelo ad essa, come mai il condensatore, anche qualora risulti dello stesso ordine delle capacità interne del BJT, manifesta il proprio effetto a frequenze molto inferiori rispetto a tali capacità?


ps: come mai dici che lo zero si manifesta a frequenze molto basse? Inoltre, se si manifesta a frequenze molto basse, non è un paradosso che sia introdotto da un condensatore che fa parte del modello in alta frequenza del BJT?

[IsidoroKZ]

La frequenza dello zero di un CE con gruppo RC sull'emettitore e` dato dal prodotto RExCE. Dato che il questo caso la resistenza di emettitore (r0) e` molto alta, la frequenza dello zero e` bassa. In pratica si ha lo zero quando le capacita` parassite 2Cu hanno la stessa impedenza di r0: dato che r0 e` molto elevata non serve salire molto di frequenza per avere lo zero.

Invece per il polo, se c'e` un solo condensatore o se il condensatore non interagisce con gli altri, la frequenza e` quando la capacita` ha la stessa impedenza della resistenza che vede ai suoi capi, in questo caso non solo r0 ma anche la resistenza che si vede guardando dentro l'emettitore che e` MOLTO piu` bassa della r0.

Perche' questo polo sia piu` basso di quello del transistore non lo so, dovrei vedere tutto il circuito e vedere quali assunzioni sono state fatte.

Che corso e` e che libro di testo usate? Le slide sono disponibili in rete?

[sPaCeMaN]

Il testo di riferimento delle slide è il Sedra-Smith, ma (stranamente) questo specifico caso lì non viene affrontato. Non ho linkato direttamente i pdf perché non volevo abusare della disponibilità degli utenti del forum, però eccole:

EDIT: Ho trovato l'argomento sul Sedra-Smith grazie a strato. Problema risolto

[strato]

Sul sedra c'è la trattazione di questo caso..è il capitolo "risposta in frequenza dell'amplificatore differenziale"
nella terza edizione italiana è a pag 740.

[sPaCeMaN]

Sul sedra c'è la trattazione di questo caso..è il capitolo "risposta in frequenza dell'amplificatore differenziale"
nella terza edizione italiana è a pag 740.

Hai ragione, eccolo! Ti ringrazio per avermi fatto sentire uno stupido!
(Scusate, lo stress pre-esame a volte gioca brutti scherzi...)

Comunque il ragionamento è quello che faceva Isidoro, cioè: la coppia resistenza-condensatore introduce uno zero ad una frequenza molto bassa, per cui le altre capacità parassite in gioco si ritengono dei circuiti aperti.

[claudiocedrone]

Eh eh, caro mio, il buon strato è ormai in grado di citare il Sedra-Smith per intero a memoria... anche al contrario ! Se lo è fatto "uscire dalle orecchie"

[strato]

poi penso che quel 2Cu nasca dal fatto che vedendo in questo modo il piccolo segnale dello specchio,assumendo per semplicità rx1=0 ed

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se valuti R' circa uguale ad 1/gm e se trascuri i termini in ottieni

quindi circa uguale il tutto a

ottenendo quindi una

che è appunto il parallelo fra ed

Ovviamente per calcolarmi la wh ho usato il metodo delle costandi di tempo..è un approssimazione

claudiocedrone mo me lo tatuo..oppure mi faccio una maglietta con la stampa della copertina

[claudiocedrone]

Costandi ?