BjT : Analisi di un amplificatore a due stadi mediante il circuito equivalente per piccoli segnali di un transistor

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1 BjT : Analisi di un amplificatore a due stadi mediante il circuito equivalente per piccoli segnali di un transistor Dato il seguente amplificatore a transistor BjT Il suo circuito equivalente a parametri ibridi risulta: Possiamo ricavare: L impedenza di ingresso L impedenza di uscita L amplificazione di corrente L amplificazione di tensione Impedenza di ingresso V be = h fe i b + h oe V u I c =h fe i b +h oe V u Rt=R c //R l V u /R t = h fe i b + h oe V u V u (1/R t +h oe ) = h fe i b Vu = V be = h ie i b Z i = = hie Possiamo scrivere ponendo Δ= hie hoe hfe hre

2 Z i = Calcolo impedenza d uscita Cortocircuitiamo il generatore di ingresso considerando in uscita un generatore di tensione otteniamo il seguente circuito. Il rapporto vu /iu = Z u fornisce l impedenza di uscita. Vbe =hie ib + hre Vu Ic=hfe ib + hoe Vu i b = v be = R s1 i b = R s1 V be = h ie i b +h re v u R s1 =hie( R s1 ) + hre V u da cui V u (R s1 h oe +h oe h ie h re h fe )= i c (h ie + R s1 ) Zu= = Possiamo scrivere: Zu= = Amplificazione di corrente Dato il circuito a parametri ibridi indicando con Δ=hoe hie hre hfe Sostituendo alla resistenza R c //R l =R t otteniamo:

3 V c = R t i c i c = h fe i b +h oe V u = h fe i b h oe R t i c Amplificazione di tensione Consideriamo il circuito equivalente i c (1+h oe R t )=h fe i b Ai= = A v = ic= hfe ib + hoe Vu ib= Vu= ic Rt V be =h ie i b + h re V u = hie + hre Vu Av= = Ponendo: Δ=hoe hie hre hfe Av=

4 Analisi di un amplificatori a BJT in presenza di piccoli segnali. Si effettui l analizzare di un amplificatore a due stadi, in presenza di piccoli segnali. Se effettuiamo la simulazione si possono ottenere i seguenti risultati: Segnale di ingresso: Segnale di uscita Per effettuare l analisi sono necessari i parametri ibridi del transistor BC107, si possono reperire in internet digitando: B C107

5 Caratteristiche dei transistor BC107 Parametri Ibridi: hoe=18< 30µS hfe =220 hre= 1, hie=2,7 (1,6 a 4,5)KΩ Consideriamo il secondo stadio: Tenendo conto dei parametri ibridi possiamo ricavare il circuito equivalente del secondo stadio. hoe=18< 30µS hfe =220 hre= 1, hie=2,7 (1,6 a 4,5)KΩ

6 Possiamo calcolare R t, R b, Ai, Av, Z i2 : Rt=Rl//R C2 Rt= =680,4Ω L amplificazione di corrente: R 1 =12KΩ R 2 = 3KΩ Rb= =2,4KΩ hre Vu = ,5 =4, Ai= = L amplificatore di tensione: Δ=hoe hie hfe hre=0,041 Av= L amplificazione di tensione del secondo stadio risulta, Av Calcolo impedenza di ingresso del secondo stadio Z i2 = =2,7 KΩ

7 Impedenza di ingresso del secondo stadio Z i2 =2,7KΩ Schema amplificatore primo e secondo stadio Primo stadio Possiamo ricavare il circuito equivalente primo stadio, calcolare l impedenza di ingresso Z i2 e il carico del primo stadio, e la resistenza Rb. Z i2 del primo stadio Carico del primo stadio: Z i2 =2,673 KΩ

8 Rc 1 = 759,247Ω Ricavati i valori R c1, Z i2, possiamo ricavare il circuito equivalente corrispondente: Dal circuito equivalente possiamo determinare: Amplificazione di corrente primo stadio: Ai= L amplificazione di corrente del primo stadi risulta: Ai=217,034 Amplificazione di tensione primo stadio: Av1= Δ=hie hoe hre hfe L amplificazione del primo stadio risulta: A v1 = L amplificazione complessiva è data da: Amplificazione totale del sistema Avt= A v1 A v2 =3433

9 Questa amplificazione uno è quella reale, per la resistenza del generatore in ingresso. Considerando l effetto prodotto dalla resistenza del generatore possiamo calcolare l attenuazione prodotta. La resistenza equivalente di polarizzazione risulta Rb= R 1 // R 2 Rb=7, Ω Possiamo calcolare l attenuazione del segnale dovuto alla resistenza del generatore. L amplificazione è data da Av=Av 1 Av 2 =0,791 La tensione V be1 data dall espressione. V be1 = L attenuazione di tensione risulta α= =0,791 Da cui l amplificazione totale è data da: Avt= α Av 1 Av 2 = Il valore 2714 corrisponde al valore ottenuto nella simulazione.

10 La variabilità dei parametri ibridi : hoe=18< 30µS hfe =220 hre= 1, hie=2,7 (1,6 a 4,5)KΩ N.B. Osservare che: hoe=18<30 µs, ed h ie 2,7(1,6 a 4,5)KΩ non sono valori definiti, ciò determina una variazione nei risultati. Cambiando il transistor BC107, con un altro dello stesso tipo, mantenendo i valori delle resistenze, otteniamo diversi valori dell amplificazione, ciò è dovuto alla variazione di hoe e hie.

11 Nome file: Circuiti a parametri ibridi per BJT Directory: C:\Users\gino\Desktop\Libri definitivi\elettronica\elettronica Analogica\Reti elettriche e dispositivi Modello: C:\Users\gino\AppData\Roaming\Microsoft\Templates\Normal.dotm Titolo: Oggetto: Autore: gino Parole chiave: Commenti: Data creazione: 29/05/ :40:00 Numero revisione: 11 Data ultimo salvataggio: 30/05/ :31:00 Autore ultimo salvataggio: gino Tempo totale modifica 190 minuti Data ultima stampa: 30/05/ :31:00 Come da ultima stampa completa Numero pagine: 10 Numero parole: (circa) Numero caratteri: (circa)