Configurazioni elementari bjt

Polarizzazione del BJT

Scopo: mantenere il transistore nella regione di funzionamento desiderata: per il BJT → normale diretta, per il MOSFET → saturazione. Indipendentemente dalle variazioni di T, dalle variazioni parametriche del dispositivo, degli altri componenti e dalle variazioni del segnale d'ingresso.

Circuito di polarizzazione con il partitore di R_B

Il BJT è un amplificatore di transconduttanza.

g_M = I_C/V_T

K = I_CM V_T in media 2.5 kΩ

R_o = V_A^BE/I_C in media 100 kΩ

Si considera ora il circuito con un path conduttivo alla I_C dall'alimentazione via la resistenza. Ovviamente verrà modificato anche il circuito alle variazioni.

Emettitore comune

Polarizzazione del BJT

Scopo: mantenere il transistor nella regione di funzionamento desiderata: per il BJT --> normale diretta; per il MOSFET --> saturazione. Indipendentemente dalle variazioni di T, dalle variazioni parametriche del dispositivo, degli altri componenti e dalle variazioni del segnale di ingresso.

Circuito di polarizzazione da R_E

Il BJT è un amplificatore di transconduttanza.

_K = I_cmV_T in media 2,5 KΩ si considera alta

R_o = V_A^B/I_c ed in media 100 KΩ Si consideri ora il circuito con un path conduttivo alla I_c, dall'alimentazione via una resistenza. Osserviamo le variazioni che verrà assegnato anche il circuito alle variazioni.

EC semplificato

R_i = r_π | R_o = R_c // r_o ≈ R_c

Duplicatore di tensione

Guadagno di tensione a vuoto:

V_o = - g_m N_o r(R_c // R_o) = - g_m v_i(R_c // r_o)

A &nul; ∅ = Δ_I = - g_m(R_c // r_o) = - g_m R_c

Circuito equivalente come amplificatore di tensione: ┌────┐o───┤R_i ├───┐ ├────┤ ┌─﹢─┐ └────┘ │AN_o│ └─﹣─┘ └──────── R_o ────o

Se l'amplificatore a vuoto viene collegato con una sorgente e con un carico: o──────┬──────────────┬───────( )───────o │ │ R_L Vs ┌┴┐ ┌─﹢─┐ └───┤R_s│ ──│AN_o│──┴───────────o └──┴─┘ └─﹣─┘ partitore / ingresso-uscita

A∅ = dv Π = 40 R_cP_i P_o = - g_m R_c(&cdots;) = - g_m R_c ∅

R_TT + R_s R_L + R_sR_L + R_s

V_O = V_CE, min (V_O) = min (V_CE) = V_CE, sat

Il valore di V_O che consente la max. escursione è V_O = V_DD + V_CE sat / 2

Partitore d'ingresso

I_B(T) = (V_TH - V_BE(T)) / (R_TH V_BE / V_T)

I_B(T) = I_S(T) e^(β_F(T))

V_T = kT / q

β_F(T) = α_F(T) / (1 - α_F(T)), α = (1 - α)^Fn

α_F = 0,98% => β_F = 49

α_F = 0,99% => β_F = 99

La dipendenza della I_B dalla T può essere eliminata ponendo V_TH >> V_BE.

Le variazioni della I_B di polarizzazione sono di lieve entità al variare della T, le variazioni di I_C a causa delle variazioni di β_F non sono trascurabili.

Circuito di auto polarizzazione o a 4 resistori

Dipendenza della I_c dello T attenuata aggiungendo ma R_E → se I_c aumenta V_BE diminuisce

I_c è legato ad I_E tramite α_F poco dip dalle T

I_c = (V_TH - V_BE)/(R_E/α_F + R_TH/β_F)

Se V_TH ≫ V_BE | R_E ≫ R_TH/β_F

Circuito con resistenza di base

V_DD = V_BE + I_c R_B/β_F + R_c I_E = V_BE + I_c (R_B/β_F + R_c/α_F)

I_c = (V_DD - V_BE)/(R_B/β_F + R_c/α_F) dipendenza da T diminuita

V_DD ≫ V_BE | R_c ≫ R_B/β_F

Circuito con generatore di corrente

Stabilità I_o => stabilità I_c

R1 serve per fissare la tensione di base; R_c per fissare I_o affinché R_ic e I_E non siano nullo; nel senso chìma ... I_o cr ... un carico a cu condan

Configurazioni fondamentali

Emettitore comune

C.E.

1 condensatore in ingresso.

R_E1 = 0 → (AC → C. E. )

R_E1 ≠ 0 → (AC → C. E. con deg. autopol.)

Base comune

C.B.

Collettore comune

C.C.

Non serve R_C in questa configurazione.

V_CE = V_C − V_E; la presenza di R_C leva spazio all’escursione ammissibile del segnale.

Analisi ai terminali delle configurazioni

EC senza degenerazione all'emettitore

EC senza degenerazione all'emettitore (R_E1 = 0)

R_TH = R₁ || R₂; R_E2 c. c. dalla CE

Circuito equivalente amplificatore di tensione A_v

i_eN₂ = R_L

l_s: 1 R_i

N₂ = A von a + i_e

l_i: 1

Scrivo l’equazione della porta di uscita lasciando il conty li emettot determina I_P. Può essere rappresentata i2 e nell’equazione succ + csmcli con i_s

Matrici e circuito unidirezionale → senza retroazione

g_d = 1

g₀ = R_o − N₂

g_ds des. regc

N₂ = 0, Φ

Calcolo delle resistenze

Calcolo della resistenza d'ingresso alla porta d'ingresso e alla porta di uscita R_o

Annullare tutte le gen_i tor_i indipendenti

Se l'amplificatore è unidirezionale nel calcolo della R_I e della R_o queste resistenze non dipendono dalla chiusura delle porte dello stadio e coincidono con le precedenti indipendentemente dalla rappresentazione scelta.

Semplificatori ad un transistor

EC con R_E(t)=0

g_m R_cB

R_i = R_b + β FR₀

N_i = N_i + R_E

R_n = R_c || R₀

Ro' senza r_o

R_E e r_o sono in parallelo

V_t = (g_mN_o (R_E||r_o) = -N_o

Quest'equazione ha come unica soluzione: N_o = 0;

Se g_mN_o = 0; i t = 0 => Ro' = N_t = ∞

Ro' con r_o

V_t = r_o (i t - g_mN_o'g) + + i t R_E||(r_o + R_B) = :

N_o = i t R_E⁄(R_E+r_o+R_B) = r_o

V_t = R_E i t (1 + g_m R_E ||_ro+RE) + R_E||(r_o + R_B) N_T;

r_o = N_t - r_o (1 - β R_E^R_E⁄(r_o+R_E)) + R_E||(r_o + R_B)

Ro'(CE) = r_o, moltiplicatore di resistenza

Analisi ai terminali del collettore comune

Circuito equivalente a TR i = R t + (β+1)R L

R_o = R || (Ro' , divo fero linea equilibrio

r_t = R c ie (I t) +^di_t⁄(β+1) R B;

R_o = R CE + R_B¹⁄(β+1)

dce =^N_o⁄R c =^Re⁄(R L+Re) ≤ 1