ESEMPIO DI AMPLIFICATORE A BJT A COLLETTORE COMUNE (EMITTER FOLLOWER)

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1 SMPIO DI AMPLIFIATO A JT A OLLTTO OMUN (MITT FOLLOW) (Dat uual all spo d par.8..2, F.8.55 dl tsto..spnr & M.M.Ghaus: Introduton to ltron rut Dsn) alolar l punto d laoro dl JT Q d F., l aplfazon a da frqunza d tnson A o / d orrnt A l /, l aplfazon d potnza A p W l /W l rsstnz d nrsso d usta o n punt P P 2 ndat. S trasur l fftto arly. V 5 V n P 0kΩ Q 00 V 0.7 V n O P 2 o O 2 Ω 20k.k Ω l L F.. ruto on transstor JT onnsso a ollttor oun (ttr followr) Soluzon: a sha qualnt oplto S può sosttur l transstor on un suo sha qualnt, ottnndo l ruto d F.2, aldo sa a rand snal sa a pol snal. (Il traanto dl ruto d F.2 è un passo ntrdo, ostrato pr faltar la oprnson dl slupp suss n d solto osso onsdrandolo sottntso). n V 2 V 2kΩ ( ) V 5 V O O.k Ω V r π I L F.2. Sha qualnt oplto Nllo sha qualnt dl transstor, la tnson total s onsdra la soa dlla tnson ontnua dl punto d laoro V, funzon o è noto dlla orrnt I, pù un trn nrntal a pol snal par al prodotto r π orso d Fondant d lttrona A.A spo d Aplfator a JT a ollttor oun

2 . Analoant, la orrnt total d ollttor s onsdra la soa d un trn ontnuo, rlato al punto d laoro, I, pù un trn a pol snal. Il parttor, forato da 2 d alntato da V, è stato sosttuto dal nrator qualnt V dalla rsstnza qualnt. I alor d tal lnt sono dat da V V 5 V () // 2 2 kω (2) In as al prnpo dlla sorapposzon dl fftt, lo sha qualnt oplto s può sndr n uno sha qualnt a rand snal, h onsnt d dtrnar l punto d laoro dl ssta d n partolar dl JT, d n uno sha qualnt a pol snal, su u s alolano l aplfazon l pdnz rhst, h sono appunto rlat al oportanto a pol snal. Spsso, n partolar n qusto aso, ntrssa l oportanto a pol snal n ntro anda, oè a frqunz drs dalla ontnua a non troppo alt. In qusto aso, d solto, ondnsator pat nllo sha hanno alor tal pr u l loro pdnz rsultano olto alt n. ontnua aastanza ass a frqunza d ntro anda. Prò, s non spfato drsant, ondnsator s onsdrano rut aprt nl raar lo sha a rand snal ort rut nl raar lo sha a pol snal. studo a rand snal In as a quanto dtto, s ossra h, a fn dlla dtrnazon dllo sha a rand snal, la part d ruto a ont d, h oprnd l nrator d orrnt n la rsstnza, s può rtnr sollata dal rsto dl ruto snza fftt. ssa n qund ossa. Lo sha h s raa è ostrato n F.. V 2 V 2kΩ V I V I I V V 5 V I.k Ω V 0.7 V F.. Sha qualnt a rand snal pr la dtrnazon dl punto d laoro S suppon h l JT sa n ondzon d zona atta h la tnson astttor sa d fatto V 0.7 V. onsdrando la ala h a dalla as dl JT all tttor oprnd l nrator V, la rsstnza, la aduta astttor V la rsstnza, s può srr V I V I 0 () tnndo onto h I I ( )) I I I I (5) (4) V 0. 7 V (6) s ha da () orso d Fondant d lttrona A.A spo d Aplfator a JT a ollttor oun

3 da u qund [ ( ) ] I 0 V V (7) ( ) 2 0 ( 00 ) V V I µ A. 0 (8) 6 I I A (9) 6 I ( )I ( 00 ) A (0) Not I I, s può raar la tnson V. A tal fn s può srr V V 5 V V I prò V V V V ssndo V >0.2 V, s onfra h l transstor è n zona atta. V () (2) () studo a pol snal Dallo sha qualnt oplto, azzrando nrator n ontnua qund sosttundo nrator d alntazon posta nata on onnsson a assa, sosttundo l ondnsator on un orto ruto nsrndo tra as, tttor ollttor lo sha qualnt dl JT a pol snal, s ottn lo sha qualnt a pol snal d F.4. n P n 2kΩ P 2 o O r.k Ω l L F.4. Sha qualnt a pol snal Pohé è noto l punto d laoro dl JT, d n partolar è nota la orrnt d ollttor I, s può dtrnar la transonduttanza (h è un paratro a pol snal). o è noto s ha I Sns (4) V T 26 0 do V T è la tnson tra (thral olta) data da V T kt/q, on k ostant d oltzann, T tpratura assoluta n rad Kln, q ara dll lttron. ssndo k J/ºK, q oulo, assundo una tpratura d 27 qund d 00 K, s ottn V T V 26 V. Il alor dlla rsstnza dffrnzal d as r π s raa dalla nota forula orso d Fondant d lttrona A.A spo d Aplfator a JT a ollttor oun

4 r π kω (5) onnnt trasforar lo sha qualnt a pol snal, sosttundo l ruto onnsso n as on un nrator qualnt d Thénn, runndo n un una rsstnza qualnt L l du rsstnz n paralllo L, o ostrato n F.5. Dallo sha d F.4 la tnson a uoto n, h s ottn sonnttndo l ruto h oprnd, d l nrator d tnson n, al 2 0 n n n n (6) La rsstnza qualnt s ottn nllo stsso ruto annullando, oè hudndo n orto ruto, l nrator d tnson n. La è qund data dal paralllo d d ( // ) Ω (7) o dtto, la rsstnza qualnt L è data da L. 0 0 L ( //L ) 565 Ω (8). 0 0 L ' n ' ' n 92 Ω O ' l ' ' L 565Ω F.5. Sha qualnt a pol snal rdotto Nllo sha rdotto d F.5, rordando h (9) (20) qund (2) (22) orso d Fondant d lttrona A.A spo d Aplfator a JT a ollttor oun

5 onsdrando la ala h oprnd n,, as, tttor L, s può srr 0 (2) n Tnndo onto dll (20) (22) s raa n 0 (24) n sosttundo nlla (20) nlla (9) n n [ ( ) ] ( ) (25) (26) n n n [ ( ) ] ( ) ( ) n [ ( ) ] ( ) (27) (28) Inoltr, dallo sha s ha o n ( ) ( ) [ ( ) ] n ( ) S può dfnr un aplfazon d tnson A o / n, rlata allo sha rdotto, h rsulta dalla (28) ( ) ( ) [ ( ) ] r ( ) o A (0) n π do la splfazon è alda soprattutto s >>(r π )/. da notar h, pr la onnsson a ollttor oun, l aplfazon d tnson A è posta nor a prossa a. on dat dl aso n sa, dalla (7) s raa A ( ) ( 00 ) 565 [ ( ) ] [ 92 ( 00 ) 565] Dall sa dl ruto dall (25) (29) s d h la tnson d as può ssr sprssa da ( ) (2) r π dall (2), (26) (25) s raa l rapporto r /, h può ssr onsdrato o la rsstnza d nrsso n as dl JT a ollttor oun. Tnndo onto anh dlla (5) s ottn r ( ) [ ( ) ] [ ( 00 ) 565] kω () S può dfnr noltr l rapporto A l / n / n o l aplfazon d orrnt rlata allo sha rdotto d F.5. Dallo sha s d h l h n. Dall (26) (28) s raa qund (29) () l A ( ) 0 (4) n L aplfazon A è dunqu posta rand. ntrssant rarar h lo sha rdotto d F.5 è lo sha tpo dlla onnsson a tttor oun on rsstnza d tttor d un JT, h l forul (29), (4), () h danno l aplfazon d orrnt d tnson la rsstnza d nrsso, sono forul lassh rportat n tutt l tall. orso d Fondant d lttrona A.A spo d Aplfator a JT a ollttor oun

6 nssaro ora tornar allo sha a pol snal oplto d F.4 pr alolar paratr rhst, rlat allo sha oplto. A qusto fn è opportuno sprr l aral dllo sha n funzon dl snal d nrsso n anzh d n. Sosttundo nll (26), (27), (25), (29) l sprsson d n data dalla (6) s ottn n [ ( ) ] (5) n [ ( ) ] (6) n [ ( ) ] ( ) [ ( ) ] n A o n noltr, dalla (2) dalla (7) s raa n ( ) [ ( ) ] (7) (8) (9) In as allo sha d F.4 rsulta h. Dall (8) (9) s raa qund l aplfazon d tnson rlata allo sha oplto A o o ntrodundo alor nur ( ) ( ) ( ) ( ) r ( ) ( ) π 88 0 ( 00 ) ( 00 ) o A (4) S s foss oluta alolar l aplfazon oplssa A t o / n tra l snal d nrsso qullo d usta, nludndo l attnuazon douta a, dalla (8) dalla () s può raar A t n o 2 0 A (42) Pr alolar l aplfazon d orrnt A l / s dono raar l sprsson d d l n funzon dll randzz à dtrnat. Dallo sha d F.4 s d h la orrnt n è data dalla soa d dlla orrnt r h flus n. Qusta orrnt, a sua olta, dpnd dalla tnson. S può dunqu srr, rordando la dfnzon d r data dalla () (40) r r (4) Anora da F.4 s d h la orrnt l s rparts tra l rsstnz L. o è noto, l rlat orrnt r l stanno n proporzon nrsa all rsstnz (nfatt, r o /, l o / L ( r l )). S può dunqu srr l (44) L Dall (4) (44), tnndo onto dlla (4), l aplfazon d orrnt rlata allo sha oplto rsulta (45) l l A A L r orso d Fondant d lttrona A.A spo d Aplfator a JT a ollttor oun

7 ntrodundo alor nur L A A ( 0) (46) r L aplfazon d potnza rsulta prò Wl o l o l Ap A A ( ) ( 9. 52) (47) W Pr alolar la rsstnza d nrsso nl punto P (F.4) s suppon d sonnttr tutta la part strna, oè l nrator d tnson n la rsstnza, d annullar nl ruto rannt tutt nrator ndpndnt (non n sono) d ollar n P un nrator d proa x. S ottn la onfurazon d F.6. P x x 2kΩ o O r.k Ω l L F.6. Sha pr l alolo dll pdnza d nrsso. Dallo sha, la orrnt x nttata da x nl punto P rsulta x x x x x r r Pohé la rsstnza è pr dfnzon x / x s ottn [ ( ) ] r ( ) r [ ( 00 ) 565] ( 00 ) 565 π ( ) x x π 2 0 h è par al paralllo d r. k Ω (48) (49) In odo sl, pr alolar la rsstnza d usta nl punto P 2 (F.4) s suppon d sonnttr tutta la part strna, h n qusto aso s rdu alla rsstnza d aro L, d annullar nl ruto rannt tutt nrator ndpndnt, ortorutando l nrator d snal n, d ollar n P 2 un nrator d proa x. S ottn la onfurazon d F.7. dnt, dallo sha, h x r h o x. Prò r x /. Pr alolar la orrnt ausata dalla x nll tttor, s ossra h a tal orrnt, n as all (9), (20), (2), orrspond una orrnt d as /(). D altra part, o s d dallo sha, una orrnt prooa nl paralllo d d una tnson h al ( // ) (50) orso d Fondant d lttrona A.A spo d Aplfator a JT a ollttor oun

8 2kΩ P 2 o r.k Ω x x La stssa prooa nlla rsstnza r π una aduta F.7. Sha pr l alolo dll pdnza d usta o (5) La tnson prooata da rsulta qund dall (50) (5) (52) Il rapporto r / ( r π )/() può ssr onsdrato o rsstnza dffrnzal d tttor dllo sha d F.5. o s può onstatar, dall tttor l rsstnz onnss n as nono st o s fossro rdott dl fattor /(). Dall rlazon prdnt s ha x r x r La rsstnza d usta o pr dfnzon è qund x π r π ( ) π ( ) (5) x o (54) x r r π h è l paralllo d on r. Sosttundo alor d paratr s ha ( r ) ( ) ( ) π. 0 o Ω (55) π r ( 00 ). 0 Il rsultato ottnuto onfra h la onnsson a ollttor oun è arattrzzata da una assa rsstnza d usta. S può ossrar h, nl aso s foss douto tnr onto dll fftto arly, s sar douta dfnr una orrspondnt rsstnza r o n paralllo al nrator d orrnt oandato nllo sha qualnt a pol snal dl JT. L fftto d tal rsstnza è noralnt trasural nl alolo d paratr onsdrat n qusto srzo. Pr la onnsson a ollttor oun, ò al anh nlla dtrnazon dlla rsstnza d usta o. orso d Fondant d lttrona A.A spo d Aplfator a JT a ollttor oun