STUDIO DELL AMPLIFICAZIONE MEDIANTE I PARAMETRI IBRIDI h PARTE TERZA: CONNESSIONI A B ASE COMUNE E A COLLETTORE COMUNE, L INVERTITORE DI FASE

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1 N.d.C. mplfazon N STUDIO DLL MPLIFICZION MDINT I PRMTRI IBRIDI PRT TRZ: CONNSSIONI B S COMUN COLLTTOR COMUN, L INVRTITOR DI FS 0). L LTR CONNSSIONI Fnora aamo parlato dlla onnsson ad mtttor omun, rapprsntata da paramtr, è la pù utlzzata nlla progttazon d uno stado amplfator. amo prò, annato an a paramtr, s rrsono rspttamnt alla onnsson a as omun alla onnsson a ollttor omun. Pr ompltzza sar n dar uno sguardo an a qust paramtr. ss, prò, sono d dffl rprmnto su manual pré raramnt l as ostruttr fornsono loro alor. n, poé l uso d qust onnsson è aastanza frqunt, no rrmo d troar l loro rlazon progttual pù mportant mdant sol paramtr ( magar on un po d ontorsonsmo onttual! Ma n guadagnamo n smpltà pré on sol paramtr studamo tutt l onnsson.). ) Connsson a as omun. Lo sma aslar dlla onnsson a as omun è raffgurato n Fg.0, d, pr smpltà, non sono rapprsntat né rut d polarzzazon, né l almntazon, ma solo l prorso dl sgnal. Il sgnal ntra nl ruto d mtttor-as d s dal ruto d ollttor-as s prdspon sul aro. R u Fg.0 Partrmo dal ruto qualnt smplfato utlzza paramtr rproponamo (Fg.0a). aamo fnora utlzzato qu Fg.0a Fg.0a Con l attal lmnazon dl gnrator d razon r u (Fg.0a ) on l opportun arant adatt alla onnsson a as omun sso è rportato n Fg.0. S notano qund nlla fgura l modf ssnzal onsstono nl porr a massa l ollgamnto d as (punto B) nll aprtura dl ruto d mtttor (punto ) d, ora, rrà nttato l sgnal d ngrsso. Fg.0

2 N.d.C. mplfazon N 2 Qusto ruto può ssr rdsgnato om n Fg.0 po smplfato anora om n Fg.0d, poé non s fa un grand rror s s onsdra l ammttnza trasural ( ), ossa s s ammtt l gnrator d orrnt sa dal. Fg.0 Fg.0d Su qust poszon guardando on attnzon l rso dll orrnt, dtrmnamo l mplfazon dllo stado. Sramo: u ( ) Quantfamo l mplfazon d orrnt. ssa è l rapporto tra la orrnt d usta qulla d ngrsso, oè: u (0) ( ) poè >>. Dalla (0) s ddu pratamnt lo stado non amplfa l sgnal d orrnt, ma prooa una sua rotazon d fas d 80. mportant, ora, troar l alor dlla Rsstnza d ngrsso R n : Rn (02) ( ) ( ) La (02) mostra quanto sa asso l alor dlla rsstnza d ngrsso n qusto tpo d onnsson. Pr smpo, pr un BC09 u alor paramtr sono mdamnt: 4 6 7,kΩ ;.5 ; 500 ; 40 Ω r 0 0 aamo: 700/ 50 4, 6Ω! Quando s a a far on qusto tpo d onnsson, s d star attnt a non nsrr un gnrator d sgnal aa un mpdnza ntrna non trasural (pr s. 600Ω). Potr ssr ortorutato dalla assa rsstnza dnama d ngrsso dl transstor. Fnalmnt, samo n grado d troar l sprsson dll mplfazon d tnson dl sgnal. u R R n u R R n ( R ) R R (0) Pr smpo, s l aro d ollttor dl BC09 è d,8kω l amplfazon d tnson sarà: 500 R Dalla (0) s ddu l amplfazon d tnson a lo stsso alor assoluto s ottn on la onnsson ad mtttor omun, ma non è la rotazon d fas d 80 dl sgnal. Infn dtrmnamo l mportant alor dlla Rsstnza d usta. Pr troarla agamo n qusto modo: non mttamo alun sgal all ngrsso, oè faamo n modo sa 0, noltr pnsamo s possa attar l mpdnza ntrna dl gnrator d sgnal sa talmnt assa da ortorutar l ngrsso (Insomma l gnrator d sgnal è ollgato ma non forns tnson). In qust ondzon, la Fg.0 s trasforma nlla Fg.0. Trasformamo, ora, l gnrator d orrnt nl gnrator d tnson qualnt, mdant l torma d Tnn, pr ottnr una magla, è pù smpl da rsolr (Fg.0f). Ossrando la Fg.0f notando sramo pr la magla, a sgur: u

3 N.d.C. mplfazon N u u ; u u u ; u u Fg.0 Fg.0f La rsstnza d usta assum prò l sprsson: R o R ( ) (04) o La (04) mostra l grand aumnto dll mpdnza d usta, anz s può notar ssa aumnta dlla stssa quanttà d quanto dmnus l mpdnza d ngrsso. Il nostro BC09, aumnta toramnt la sua mpdnza ntrna d usta (/ ) da ra 25 KΩ a 25 0 ( 500) 2MΩ! Pr onludr, possamo dr qusta onfgurazon a dll arattrst molto partolar. Non amplfa n orrnt prò non è adatta ad aumntar l ontnuto nrgto dl sgnal, prò a la stssa amplfazon d tnson s ottn on la onnsson ad mtttor omun. La sua lata rsstnza d usta produ dffoltà d adattamnto on ar strn. Quando, prò, applamo al ollttor la nssara rsstnza R C l mpdnza d usta dnta l paralllo tra R 0 R C, pratamnt ugual a R C. Il partolar alor asso dlla rsstnza d ngrsso, n, potr rndrla adatta pr gl aoppamnt on ln a assa mpdnza d è mportant l massmo trasrmnto d nrga. Pr qusto moto, l suo utlzzo è notol ngl stad d ngrsso dgl apparat d rzon d ond lttromagnt. Pr smpo, un potto transstor ass un 5000Ω un 99 ar all ngrsso un mpdnza d 50Ω adatta pr un ollgamnto ad un gnrator o a una lna oassal dlla mdsma mpdnza, n modo da soddsfar l massmo trasrmnto d nrga (torma d Carson). 2) Connsson a ollttor omun. Lo sma ssnzal dlla onnsson a ollttor omun è raffgurato n Fg.02. n qu non sono rapprsntat né rut d polarzzazon, né l almntazon. Il sgnal ntra nl ruto d as d s dal ruto d mtttor s prdspon sul aro R. Il ruto qualnt, mdant paramtr, è rportato n Fg.02a. S, om l solto, onsdramo Fg.02 Fg.02a Fg.02a aastanza pola da potr ssr trasurata, possamo srr, snza gross rror :, (Fg.02a ) prò l mplfazon d orrnt rsulta pratamnt ugual al suo ffnt d amplfazon. Qund possamo srr: (05)

4 N.d.C. mplfazon N 4 S attamo la orrnt d as s possa trasurar rsptto alla orrnt d mtttor, allora potrmmo an dr :. Introdott qust smplfazon, guardando la Fg.02a applando la lgg d Om, sramo alun rlazon mportant saranno suto utl: u ; u R R Dtrmnamo,ora, la Rsstnza d ngrsso la orrnt n ss: ; R ( R ). R n. ssa è dfnta om l rapporto tra la tnson a morstt dso R n Ma è an, prò: R n R La (06) mtt n dnza l notol aumnto dll mpdnza ntrna d ngrsso n qusto tpo d onnsson. Pr smpo, l nostro BC09, on solt alor paramtr, pnsando d ar adoprato una rsstnza d mtttor d KΩ, forns: 7, KΩ. nz, s può notar om nflusa poo nl alolo, prò potrmmo an attar la rlazon smplfata: n R R. (06) Troamo, fnalmnt, l sprsson dll mplfazon d tnson u (Fg.02a ): u u R R (07) R R S ossramo on un po d attnzon la (07), notamo l amplfazon d tnson è lggrmnt mnor d uno snza rotazon d fas, anz, s proamo a trasurar rsptto a R possamo prmttr d dr : u. (08) Infatt, l nostro BC07, sondo la (07) on una rsstnza d mtttor da KΩ, ar un amplfazon d: / 507, 0 0,986, molto na a uno. Qusto è l moto pr u l ruto s ama Insgutor d mtttor : Il sgnal all usta dll mtttor nsgu l sgal posto sulla as. Dtrmnamo, nfn, l sprsson nssara pr alolar l alor dlla Rsstnza d usta R o. Faamo alun approssmazon. Consdramo l gnrator strno non fornsa sgnal la sua mpdnza ntrna sa talmnt assa da onsdrar l ngrsso (punto B) ortorutato. Il ruto d Fg.02a s trasforma nl ruto d Fg.02. Fg.02 Fg.02 S nota suto om l tr rsstnz, ollgat nl nodo, rsultno n paralllo tramt l ollgamnto B C rso massa. Possamo qund rdsgnar la Fg.02, arrando alla dfnta Fg.02. Rsolndo l nodo, pr Kroff aamo: u u u (09) R

5 N.d.C. mplfazon N 5 d tutt trmn sono sprss n d un solo trmn, rguarda l gnrator, è sprsso n funzon d. Ma pr la lgg d Om la orrnt d as Prò la (09) può ssr rsrtta osì: u è data da: u. u u u u (09a) R d tutt trmn sono n funzon d. Ddamo tutto pr d ottnamo l ammttnza d usta G : u G o R R R poé s può trasurar d è. Il nostro BC09 ar qusta onduttanza d usta: 500 G o ,5 0 Ω 7, orrspondr ad una rsstnza d usta R / G 4, 4Ω. Dal alolo s nota suto l ontruto d o / R è trasural. In dfnta, possamo fornr qusta sprsson pr l alor dlla rsstnza d usta, snza sso rror: La rsstnza d usta dl BC09 alolata on la (0) porta al sgunt rsultato: o u R o (0) R o 700 / 500 4, 6Ω, poo drso da 4,4Ω. La rlazon smplfata (0) è, qund, pnamnt attal. In onluson, la onnsson a ollttor omun (amata an ad usta d mtttor, ad nsgutor d mtttor, o, n ngls mttr Followr ) produ un ruto molto rsatl dall ottm arattrst. Contro la sua manata amplfazon d tnson, offr altr qualtà. Il notol alor dll mpdnza d ngrsso lo rnd aldssmo om prmo ruto d ntrata ngl amplfator, pré non ara l gnrator d sgnal mntr s omporta n usta om un uon gnrator d tnson (ossa on assa rsstnza ntrna). umnta l nrga dl sgnal pré a front d nssuna amplfazon d tnson, a, prò, una fort amplfazon d orrnt: un sgnal al suo ngrsso, on sarsa nrga, è rportato n usta pratamnt dlla stssa ampzza ma on una potnza olt pù grand. ) Inrttor d fas. Compltamo qusta rassgna on un ruto molto partolar. sso a un ngrsso (sulla as) du ust (una sul ollttor l altra sull mtttor). Poé du sgnal n usta sono pr ostruzon sfasat tra loro d 80, qusto ruto è amato Inrttor d fas. Lo sma ssnzal è rportato n Fg.0. In Fg.0a, n, è rportato l ruto qualnt smplfato, n u sono prsnt sa l aro d ollttor l aro d mtttor. R o R C, sa Fg.0 Fg.0a nalzzamo l ruto.

6 N.d.C. mplfazon N 6 Sappamo gà :, pré è trasural rsptto a.dtrmnamo l mplfazon d orrnt. S trasuramo la orrnt d prdta sorr nlla possamo ammttr : () Qund, an n qusta onnsson l amplfazon d orrnt è pratamnt ugual al suo ffnt. Sramo, ora, un pao d sprsson fra r srranno: R u ; u R R Troamo l sprsson dlla Rsstnza d ngrsso. Dalla sgunt: R n dsnd drttamnt: u R R R (2) n è ugual alla rsstnza d ngrsso ottnuta nlla onnsson a ollttor omun. Poé sono du punt d usta, suramnt armo du drs sprsson dll rsptt amplfazon. L amplfazon sull usta d ollttor è: L amplfazon sull usta d mtttor è: u R C R C R C () R ( R ) R n u R (4) ( R ) suto dnt l amplfazon d mtttor a lo stsso alor ottnuto nlla onnsson a ollttor omun, ma qusto non d stupr, poé stamo fttamnt utlzzando un mttr followr. ntrssant, n, l alor dlla, dpnd dal solo rapporto tra l du rsstnz d usta non dal transstor. nz, s utlzzamo du rsstnz ugual, an pr la s rfrà un amplfazon untara, ma on rotazon d fas d 80. In qust ondzon aamo sull du ust du sgnal ugual oppost: oè aamo ralzzato un nrttor d fas on l usta sull mtttor n fas on l sgnal d ngrsso sul ollttor n opposzon. Rportamo l du mportant sprsson: u u (4a) Calolamo, ora, l du rsstnz d usta. ) Calolo dlla rsstnza d usta d ollttor R o, (Fg.0): u R La R o è sprssa da: R o ; s onsdramo : R p può ssr trasurato, sramo, pr R Kroff alla magla: u n u è anora da dtrmnar. ssa è: B R R, prò: u R

7 N.d.C. mplfazon N 7 Conludndo, l sprsson dlla rsstnza d usta d ollttor R o è: R R o (5) Fg.0 2) Calolo dlla rsstnza d usta d mtttor R (Fg.0): Fg.0 u La R è sprssa da: R. an:. pplamo l torma d Norton trasformamo la Fgura dalla rson (a) alla rson (). La orrnt I dl gnrator d Norton arà qusta sprsson: I. R R C Qund: R u I. an: u. Prò, possamo srr: u u u R R R Dallo sma () dlla Fg. raamo la onduttanza d usta : G u G u R ( R ) ( R ) pré l sondo trzo trmn dl sondo mmro sono trasural. S ddu l sprsson dlla rsstnza d usta d mtttor R è: ( R ) R (6) S R C è trasural rsptto a l sprsson (6) dnta pù smplmnt: R C R (7) u

8 N.d.C. mplfazon N 8 S rfa purtroppo : R >> R. o Il nostro BC09, onnsso ad nrttor d fas, on R C R KΩ arà toramnt qust rsstnz d usta: R o 55 0 ( 70) 20MΩ ; R 7, 500 4, 6Ω. norm la dfrnza tra l du rsstnz ntrn!. Prò la R o, om s d dalla (5) non dpnd dalla rsstnza d ollttor R C, rsultrà, alla fn n paralllo ad ssa, portando, d fatto l mpdnza d usta pratamnt al alor dlla stssa R C. Prò l rapporto tra l du rsstnz passa da / a /00 ra, porta omunqu smpr a una grand dfrnza tra ss. Qusto ruto è utlzzato spsso om plota dllo stado fnal n ontrofas dgl amplfator audo. Quando non s rd potnza d sgnal, può sosttur ffamnt l trasformator a prsa ntral, on l antaggo d ar mnor dstorson notol aumnto dlla anda passant. Quando, n s rd potnza, qund orrnt d sgnal, l ruto on l du rsstnz d ollttor d mtttor ugual falls pré l du mpdnz d usta non anno lo stsso alor. L usta d ollttor fornrà un sgnal pù polo d qullo fornto dall usta d mtttor, prooando uno slanamnto sullo stado fnal ontrofas on onsgunt dstorson possono ssr, a olt, ntollral. In qusto aso s d laorar sul rapporto tra R R C pr lanar l sstma. 02). QULCH PPLICZION Partamo dal ruto d Fg.04 on un BC07 onnsso ad mtttor omun, gà progttato, ostruto, ontrollato d analzzato n prdnza modfamolo suffntmnt n modo sso s omport a a om onnsso a as omun, om onnsso a ollttor omun d, nfn om nrttor d fas, pur mantnndo ntatta la sua polarzzazon stalzzazon trma nzal. Il ruto d partnza d Fg.04 Rproponamo alor arattrst md dl BC07: 4 4.7kΩ ;.5 ; 220 ; r 0 Fg Ω ) Modfamo l ruto as d Fg.04 nl sgunt d Fg.05, pr ottnr una onnsson a as omun. amo ollgato alla as una grossa apatà russs a fugar rso massa qualsas arazon n modo da potr pnsar la as foss pratamnt ollgata a massa pr l sgnal. amo tolto l ondnsator d mtttor d aamo nsrto l sgnal strno tramt, an qu, una grossa apatà, poé la tora art dlla assa mpdnza d ngrsso d mtttor. Il ruto d usta non è stato arato. Il ruto montato su astta rttata, modfato om n Fg Faamo qual alolo: La rsstnza d ngrsso n ad assumr l alor:...al ano d ollaudo.

9 N.d.C. mplfazon N 9 R n , Ω ( ) 22 2 Consdrando plausl la rsstnza ntrna dl gnrator sa d 600Ω, l ffnt d prdta d nsrzon è dato da: R n 2,2 0,04 R R 600 2,2 g n Pr ar 00mV PP d sgnal all ngrsso sull mtttor l gnrator d fornr a uoto una tnson d: 0, g 2,9V PP 0,04 da u s ddu pratamnt l ngrsso dllo stado pon quas n ortoruto l gnrator! Calolamo la rsstnza d usta R u : Fg.05 RC R L,9,2 0 Ru 97Ω RC RL (,9,2) 0 dtrmnamo l amplfazon : 220 Ru 0, ,7 0 l ano d ollaudo aamo rsontrato sgunt alor: Pr una d ngrsso all mtttor d 00mV PP aamo ltto n usta sul aro R L (,2KΩ) una tnson d 2,67V PP pr u l amplfazon è rsultata: u 2,67 26,7 0, pù assa d qulla alolata. Proalmnt ò è douto alla notol dsprson d paramtr s a tra transstor transstor, an on la stssa sgla. amo staato l gnrator dal ruto, quando all ngrsso rano prsnt 00mV PP d aamo ltto una tnson a uoto n usta d 2,4V PP è aastanza na a qulla alolata. 2) Modfamo l ruto d Fg.04 nl sgunt d Fg.06 pr ottnr una onnsson a ollttor omun. Il ondnsator da 470µF ra sull mtttor è stato posto n paralllo alla rsstnza d ollttor pr porlo a massa pr sgnal. Il ondnsator d µf d aoppamnto tra l ollttor l aro d,8kω è stato ollgato all mtttor. In qusto modo aamo ralzzato, n modo molto smpl, una onnsson a ollttor omun. 6 Il ruto montato su astta rttata, modfato om n Fg Faamo qual alolo:...al ano d ollaudo.

10 N.d.C. mplfazon N 0 La R è data dal paralllo d R R u rsulta ssr: 0,2 0 (,2) 0 545Ω. Fg.06 Calolamo l mplfazon: R u 0,96 R L mpdnza d ngrsso è data dal paralllo tra l mpdnza ntrna dl transstor l rsultato R dl paralllo tra la R la R 2. 8,9 0 R,2 0 Ω (8,9) 0 R n R Ω R Rn, R ng,54 0 Ω,2 0 Ω R Rn 22,2 0 L ultma sprsson mostra om ont possmo l alor dlla R n prò l mpdnza d ngrsso dpnd pratamnt dal solo paralllo dll rsstnz d polarzzazon. La prdta d nsrzon sarà prò: R 200 0,84 R R g l ano d ollaudo, on un sgnal d 200mV a uoto dl gnrator aamo ottnuto 000mV all ngrsso on una prdta d nsrzon d 0,8, molto na a qulla alolata. amo ltto 94mV all usta, on un amplfazon ntrnsa d 0,94. n qusto alor è suffntmnt no a qullo alolato. Ma l amplfazon gloal è rsultata d: u 94 0, a aassato alquanto l alor prdnt. ttnt, prò, alla prdta d nsrzon! g ) Modfamo l ruto d Fg.04 nl sgunt d Fg.07 pr ottnr un nrttor d fas. amo tolto l ondnsator C sull mtttor; aamo ollgato du ar R L ugual (,2KΩ) sull du ust aamo arato la R C portandola al alor ugual a qullo dlla rsstnza R d mtttor (KΩ), (modfando prò lggrmnt la polarzzazon). 6 Il ruto montato su astta rttata, modfato om n Fg al ano d ollaudo.

11 N.d.C. mplfazon N Fg.07 Faamo qual alolo. Con dat arattrst dl BC07 ( qu rportamo d nuoo pr nostra utltà): kΩ ; r.5 0 ; 220 ; 0 0 applando l formul satt, andamo a dtrmnar l du amplfazon dll nrttor d fas. In usta dall mtttor: In usta dal ollttor, poé R C R : u R R (4,7 220) 0 u RC R 0,98 0,98 Ω l ano d ollaudo, on un sgnal d 2000mV all ngrsso, aamo ottnuto 860mV all usta d mtttor, on un amplfazon ntrnsa d 0,9 d 780mV all usta d ollttor, on un amplfazon ntrnsa d 0,89. I alor sono suffntmnt n a qull alolat, ma è dnt lo squlro tra ss, pr mot d u aamo gà parlato. Qusta dfrnza tra du sgnal potr non ssr tollrata nlla progttazon d un amplfator ad lta Fdltà. ----*---- Con qusta trza part aamo onluso una r ma pur sostanzosa dsusson sulla tora d rut qualnt on paramtr aamo proposto alun applazon, fornt om smpo d alolo. Tutto ò om punto d partnza pr faorr un ultror sluppo approfondmnto da part d pù olntros. amo rato d ssr smpl nlla spgazon ma an dsrtamnt rgoros nllo sluppo toro. Spramo d ssr rust. l momnto opportuno aamo fatto alun attal (ma a olt un po al lmt!) approssmazon al alolo pr rndrlo pù assl pù lggro, pr rndr pù rapda la progttazon d prmo approo. Non doamo dmntar no samo tn non fs non possamo ddar molto tmpo all sottglzz quando doamo progttar, n alla slta. Oamn n nga l sattzza tora sr om mpalatura d tranqulltà ultural forns lmt ntro u mur on surzza, prò quando doamo laorar non andamo troppo pr l sottl! Tanto è nutl far alol laoros tndono all sattzza quando, po, nlla prata ostrutta mattamo snt n una omponntsta dall gross tollranz! n paramtr d nostr transstor a olt sono da onsdrars on larg, molto larg, approssmazon (pr smpo, la asa ostruttr dà pr l BC07 un può arar n un ntaglo d alor anno da 25 a 500! ). Prò è molto mportant l laoro d laoratoro: una olta ostruto l prototpo s faranno su d sso tutt l pr l msur ndspnsal. Da ss saturranno l modf nssar, rpnsamnt, l arazon progttual, gl affnamnt, oppur la soddsfazon d ar fatto un uon progtto, non a sogno d aluna orrzon! Ortona, Gugno 202 Nola dl Cotto Da: Informazon Tn Plps- Transstor al grmano al slo pr rado TV. Pag Plps loma Mlano ª dzon - 967