Formulario Fondamenti di elettronica

Giunzione PN:

• Na/No : Accettori e donatori
• In base alla maggiorione concentrazione :
• EQUILIBRIO : Na = No = 0
• n = p = ni
• Na = 0 : n = No → p = ⁿⁱ²/_n
• No ≠ 0
• Na > No : Na' = Na - No ; p=Na → n = ⁿⁱ²/_p

Diodo

• Diretta
• id > 0
• Vo < Von
• Inversa (Zener)
• id > 0
• -Vz < Vo < Von
• Inversa OFF
• Vo < Von

Procedura di risoluzione

Per risolvere un circuito con un diodo è consigliabile procedere in uno dei seguenti modi:

• Supporre il diodo OFF:
• Sostituirlo con un circuito aperto e risolvere la rete
• Verificare che la tensione ai capi del diodo sia inferiore a Von (è superiore a Vz se è un diodo zener):
• Se l’ipotesi non è verificata è necessario ripetere il conto supponendo acceso (o in zona zener, se è un diodo zener) e risolvere il circuito
• Oppure
• Supporre il diodo ON:
• Sostituirlo con un generatore di tensione V(on) (tipicamente di circa 0.7V) e risolvere il circuito
• Verificare che la corrente sia positiva
• Se l’ipotesi non è verificata è necessario ripetere il conto supponendolo spento (o in zona zener, se è un diodo zener) e risolvere il circuito
• Oppure (se è un diodo zener)
• Supporre che il diodo in zona zener:
• Sostituirlo con un generatore di tensione Vz e risolvere il circuito
• Verificare che la corrente sia negativa
• Se l’ipotesi non è verificata è necessario ripetere il conto supponendolo in diretta o OFF

Polarizzazione MOSFET

1. nMOSFET

   Se V_GS < V_TN

   nMOSFET spento

   I_DS = 0

   Zona di interdizione

   Se V_GS > V_TN

   nMOSFET acceso

   Se V_DS < V_GS - V_TN

   Zona di triodo o lineare

   I_DS = k_n [ (V_GS - V_TN) V_DS - V_DS² / 2 ]

   Se V_DS > V_GS - V_TN

   Zona di saturazione

   I_DS = k_n / 2 ( V_GS - V_TN )²

2. pMOSFET

   Se V_GS > V_TP

   pMOSFET spento

   I_DS = 0

   Zona di interdizione

   Se V_GS < V_TP

   pMOSFET acceso

   Se V_DS > V_GS - V_TP

   Zona di triodo o lineare

   I_DS = k_p [ (V_GS - V_TP) V_DS - V_DS² / 2 ]

   Se V_DS < V_GS - V_TP

   Zona di saturazione

   I_ds = k_p / 2 ( V_GS - V_TP )²

AMP. SOURCE COMUNE

segnale entra dal gate, esce dal drain; S comune

INVERTENTI

SORGENTE

CARICO

Guadagno di tensione:

A_v=_v0/_vi = v₀/v_g ⋅ v_g/v_i = A_v^CS ⋅ V_g/V_i; A_v^t = guadagno di tensione ai terminali del transistor.

v₀ = - g_mv_gs R₀/ / R_L

v_g/ v_i = R_i/ / R_L / R_i + R_L/ / R₂

A_v = - g_m R₀/ / R_L ⋅ R_i/ / R_L / R_i + R_L/ / R₂

Guadagno di corrente:

A_i = i_c/i_i = v₀/v_i ⋅ R_i + R_L/R_L = A_v R_i + R_L/R_L = - g_mR_D ⋅ R₀/ / R₂ / R_D + R_L

Solitamente:

CS R_in = R_i/ / R₂

CS R_out = R_D

R_ijs = ∞

R₀ = 0

CMRR = common mode rejection ratio :

CMRR = |A_dd| / |A_cc| = 1 + 2 g_mR_ss , con R_ss = ∞

v_o = A(v_p - v_n) , A = guadagno

-V_cc ≤ v_o ≤ V_cc

Perchè sia ideale : R_in = ∞

R_out = 0

Guadagni dell'amplificatore : A_dB = 20 log₁₀ A

BARYCENTRO ISTERESI: V_B = ^{V_TL - V_TH}/₂

AMPIEZZA ISTERESI: V_H = V_TH - V_TL

Trigger Schmitz: configurazione invertente

Poli: DEN = 0

• Decremento della curva di 20 dB/dec ; indipendente dal segno
• Fase → negativo: _{(1 + j ω )(1/ ωp)} : -45°/decade Positivo : +45°/decade

Filtro Integratore

Funzione di trasferimento

• Z₁ = R
• Z₂ = ¹/_iωC

Configurazione invertente:

• W(ω) = ^Z₂/_Z1 = ^-1/_iωRC
• W(s) = ^-ω₀/_s, ω₀ = ¹/_RC

Derivatore

Funzione di trasferimento

• Z₁ = ¹/_iωC
• Z₂ = R

Configurazione invertente:

• W(ω) = -iωRC
• W(s) = -^s/_ω0, ω₀ = ¹/_RC

Filtri di Sallen-Key

Filtro Sallen-Key passa-basso

A = 1 + _RB/_RA

Bassa frequenza (ω → 0)

Configurazione non invertente

Alta frequenza (ω → ∞)

Configurazione non invertente (ingresso nullo)

v_o = (1 + _RB/_RA) v_s

v_o = 0

Filtro Sallen-Key passa-basso

W(s) = _A/_{1 + 2δ} (s/ω_p + s²/ω_p²)

Esempio: R₁ = R₂ = R C₁ = C₂ = C

v_o = _A/_{1 + s[RC + RC(1 – A)] + s²R²C²} v_s

W(s) = _A/_{1 + sRC (3 – A) + s²(RC)²}

δ = ₁/₂ (3 – A) ω_p = ₁/_RC

-1 < δ < 1

1 < A < 5

δ > 0

A < 3

Esistono dei limiti al valore del guadagno

• poli complessi
• p. reale negativa
• poli complessi
• p. reale positiva
• poli reali positivi