Stadio di amplificazione

Sono reduce da un corso di elettronica tenuto malissimo. Il professore in laboratorio ci ha fatto costruire quello che dovrebbe essere l'idea base di un operazionale in modo da avere idea di cosa c'e' dentro l'integrato quando lo usiamo. Ottima idea. Era un circuito composto da 3 stadi. Nel primo una coppia complementare che faceva da stadio di ingresso con un'alta impedenza e altre propieta' che ci piacevano. Tutto chiaro come funzionava. Il secondo stadio un transistor in configurazione CE che buttava la corrente all'ingresso e amplificava in tensione. E l'uscita di questo stadio entrava nel terzo stadio che non ho capito minimamente(vi allego qua sotto lo schema in fidocad). Attreverso i diodi passava sempre una corrente di polarizzazione e quindi conducevano sempre, di conseguenza su uno leggevo un ""Vin""+0.6 e sull'altro un ""Vin""-0.6 Con Vin una tensione che definisco io che mi fa comodo.(anche perche' poi mi risultava uguale a Vout)

Ora... Dopo aver tentato di capir da solo con le spiegazioni date dal prof il funzionamento di questo ultimo stadio mi ero inventato una spiegazione che secondo me reggeva sul funzionamento di questo terzo stadio. Una spiegazione purtroppo con poche formule ma che qualitativamente reggeva bene con quello che vedevamo in laboratorio e simulando con PSPICE, anche se mi dava una Zout un po' sballata...circa un ordine di grandezza. Ma per il resto spiegava bene l'andamento di Vout. il professore mi ha detto:"la tua spiegazione e' sbagliata. I due transistor funziano in configurazione emitter follower e ne va solo uno alla volta." Che ne funzionava solo uno alla volta sono d'accordo. DA quello che avevo capito io da quanto ci aveva spiegato lui un emitter follower si studia dando ai transistor una corrente di polarizzazione grande e studiando poi come si comporta il circuito per segnali piccoli rispetto a questa corrente. Qua una corrente di polarizzazione non potra' mai e poi mai passare perche' se no gli emettitori si troverebbero a potenziali rispetto alla base da non consentire la conduzione!!!(le resistenze tra i due emitter erano entrambe da 47Ohm). A meno che la corrente sia minuscola(infatti senza carico passava una corrente che avevo previsto da qualche decimo di mA) E la corrente che tiriamo fuori con carico arrivava sopra i 100mA, sicuramente tutto fuorche' un segnale piccolo rispetto alla corrente di polarizzazione(che non c'e')

Mi spiegate di preciso come funziona?? Tenendo conto che ho gia' superato l'esame quindi lo voglio solo capire per gusto mio! Questo prof non lo devo piu' rivedere!!

Grazie!!!

[FIDOCAD ] MC 35 50 1 0 200 MC 50 55 3 0 080 MC 35 25 0 0 280 MC 50 35 1 0 080 MC 35 25 1 0 200 LI 35 40 35 50 LI 25 25 35 25 LI 50 15 60 15 LI 50 45 60 45 MC 35 65 0 0 290 LI 35 75 55 75 MC 35 65 1 0 080 TY 55 10 5 3 0 0 0 * +12 TY 55 75 5 3 0 0 0 * -12 TY 60 40 5 3 0 0 0 * Out TY 25 25 5 3 0 0 0 * In
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Luca85
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Ciao,

Perchè ne esistono altri?? :-P

Vero! Forse il nuovo ordinamento qualcosa di buono l'ha portato

[...]

Emitter Follower si riferisce al fatto che la tensione di emettitore "insegue" (a meno di una costante) quella di base. Non dice niente sul fatto che il segnale debba essere... "piccolo".

Eggià: infatti quello che vuoi realizzare è uno stadio di potenza che abbia un'efficienza più alta di quella di uno stadio in classe A, quindi i discorsi di piccolo segnale li devi proprio mettere da parte.

Ciao Pasu

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Pasu

Che esame e in che universita`?

La spiegazione te l'ha data pasu. Si puo` aggiungere qualcosa, facendo riferimento allo schema qui dietro

[FIDOCAD] MC 130 75 1 0 080 LI 105 65 115 65 LI 130 55 140 55 TY 135 50 5 3 0 0 0 * +12 TY 105 65 5 3 0 0 0 * In MC 115 65 0 0 280 TY 135 70 5 3 0 0 0 * Out MC 130 85 0 0 040 TY 140 80 5 3 0 0 0 * RL

Se fai una equazione alla maglia (cosi` ti ricordo un po' anche elettrotecnica), ottieni che Vout=Vin-Vbe. La corrente che passa nel carico vale Vout/Rl. Al variare della corrente di uscita varia la Vbe del transistor, ma di poco (la Vbe e` una funzione logaritmica della corrente: moltiplichi per 10 la corrente, la Vbe cambia di 60 mV), per cui si puo` dire che la tensione di uscita e` circa uguale a quella di ingresso, anche per grandi variazioni della corrente.

In pratica il transistor porta sull'uscita la stessa tensione di ingresso, ma scala la corrente che fa vedere allo stadio precedente di un fattore hFE.

Questo e` un comportamento in ampio segnale: la corrente di uscita puo` andare ad esempio da 1mA o meno a centinaia di milliampere. In questa situazione non puoi parlare di modello di piccolo segnale, di guadagno di piccolo segnale, impedenza di uscita e cose del genere :).

Il guadagno differenziale dell'emitter follower vale gm RL/(1+gm RL): se il punto di funzionamento cambia, varia il valore di gm e quindi cambia il guadagno differenziale.

gm e` data da Ic/Vt (e assumiamo che Ic e Ie siano uguali). Allora il guadagno differenziale Ad (=pendenza di ogni singolo punto della curva Vout in funzione di Vin) vale: Ie*RL/(Ie RL+Vt) Ma Ie RL e` la tensione di uscita (se il carico e` solo resistivo), e quindi il guadagno vale Vout/(Vout+Vt) e come vedi varia (di poco per fortuna) con la tensione di uscita.

Stesso discorso per l'impedenza di uscita: se Vin e` un generatore di tensione (non e` il tuo caso), l'impedenza di uscita vale circa Vt/Ie, e anche qui cambia con il punto di lavoro: di mano in mano che la tensione di uscita sale, l'impedenza (differenziale) diminuisce.

Visto che ti lamentavi dei corsi di elettronica fatti male, ne ho approfittato per complicarti un po' la vita, tanto ci sei abituato :)

--

Franco

Wovon man nicht sprechen kann, darüber muß man schweigen.
(L. Wittgenstein)
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Franco

Il corso era:"laboratorio di elettronica" fatto durante il corso di laurea in fisica.

non avevo pensato che con "Emitter follower" si intendesse una configurazione in cui la tensione su E e' la stessa sulla base a meno di una costante. Noi l'unica configurazione che chiamavamo anche emitter follower era una configurazione CC. E li' avevamo mostrato che Ve era uguale a Vb a meno di una costante facendo i soliti conti per la corrente di polarizzazione piu' corrente "piccola" di segnale. E questo era palesemente non il caso.

Questo era il modello che avevo fatto io!!! Sapendo bene che Vbe cambia di poco a cambiare di molto la corrente.

Poi per calcolare i vari parametri avevo fatto approssimazioni abbastanza forti. Mi ero detto che Vbe rimaneva sempre costante e che era uguale alla ddp dei diodi. Cosi' il guadagno in tensione rimaneva sempre 1. E poi avevo detto che Zout era quella resistenzina da 47Ohm che c'era. Ma qua mi sa che avevo sbagliato anche considerando questa approssimazione. Poi comunque il tutto era fortemente controreazionato, quindi tutti i problemi di voltaggio di uscita che diminuiva a carico basso sparivano.

Non mi e' chiaro allora cosa intendeva il prof quando durante l'esame ci ha detto che la spiegazione che avevo messo nella relazione era sbagliata. E che avremmo dovuto dire che la Zout risultava la stessa che si calcola per la configurazione CC. Mah....

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Luca85

Non avevo visto il valore della resistenza. L'impedenza di uscita vista dall'emettitore e` pari alla impedenza collegata in base diviso per

1+beta, piu` 1/gm, piu` ancora il resistore che c'e` sull'emettitore. Anche qui resistenza differenziale che cambia con il punto di funzionamento :(

voltaggio e` un paesino in provincia di alessandria. Tensione! E` come chiamare delta l'operatore "del" :)

Mandami la relazione e il professore!

Quella differenziale si`, quella di ampio segnale la si puo` solo dare come relazione caduta di tensione in funzione della corrente di uscita e della tensione di uscita ed e` una relazione non lineare.

--

Franco

Wovon man nicht sprechen kann, darüber muß man schweigen.
(L. Wittgenstein)
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Franco

Uhm...Tutto questo non avremmo potuto calcolarlo con quello che sapevamo.

Lo so.. non so quante volte l'avevo scritto e poi corretto...si vede che questa volta mi e' sfuggito. LOL Mi pare me l'avessi gia' corretto. Non so da dove mi e' arrivata stra brutta abitudine. (ah...la delta non la chiamiamo operatore "del"..pero' il dalambertiano lo chiamiamo operatore "box" perche' e' una scatola, L'hamiltoniano relativisticamente covariante "h storto" etc :))

Il professore...Diopiacendo..L'anno prossimo se ne va in pensione!! Mi pare comunque che sia molto bravo a costruire/progettare circuiti. Pero'.. Questo non implica che lo sappia spiegare a noi. Sto corso e' un disastro!! Un po' e' che molti fisici non hanno la mente per fare cose prettamente tecniche... Pero' molto e' anche lui.

Abbastanza ovvio da capire...Ma...Mai citato cose simili!!

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Luca85

Ehm...La mia non voleva essere una spiegazione...Al limite qualche spunto di riflessione... Grazie per la fiducia comunque ;-)

Alla prossima

Pasu

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Pasu

Ciao Visto che ti diverti a simulare,prova questo mio schemetto che usa appunto quella configurazione come stadio di uscita coi due diodi per la polarizzazione, e due transistor in simmetria complementaree con controreazione uscita ingresso. Forse ti aiuta a capire come funziona quello stadio.

Ciao Giorgio [FIDOCAD] MC 45 55 0 0 300 MC 45 45 0 0 200 MC 60 20 1 0 080 MC 60 70 1 0 080 MC 35 55 0 0 080 LI 60 20 120 20 LI 50 30 60 30 LI 60 30 60 35 LI 60 35 75 35 LI 70 45 70 70 LI 70 70 75 70 LI 90 45 90 60 LI 45 70 45 55 LI 35 80 120 80 LI 45 65 75 65 LI 75 65 75 50 LI 75 50 80 50 LI 90 25 90 20 MC 90 50 3 0 180 MC 35 55 1 0 180 LI 35 80 25 80 MC 120 20 0 0 010 MC 120 80 0 0 020 MC 90 80 0 0 045 SA 60 30 SA 90 20 SA 90 50 SA 100 50 SA 45 65 SA 45 55 SA 45 80 SA 60 80 SA 90 80 SA 60 45 SA 25 55 SA 25 80 TY 110 15 5 3 0 0 0 * 12 V TY 10 5 5 3 0 0 0 * Potenza di uscita max 1 W efficace MC 110 65 0 0 970 LI 100 50 110 50 LI 110 50 110 65 SA 110 80 TY 35 60 5 3 0 0 0 * 1k TY 65 75 5 3 0 0 0 * 100 TY 65 25 5 3 0 0 0 * 3.3k MC 80 50 0 0 080 TY 10 50 5 3 0 0 0 * 10 uF 16 V TY 50 85 5 3 0 0 0 * 2N2484 TY 130 5 5 3 0 0 0 * su 8 Ohm LI 60 70 60 65 TY 10 10 5 3 0 0 0 * bassa distorsione bassa corrente a vuoto MC 45 30 1 0 200 LI 50 30 45 30 MC 45 70 1 0 080 MC 75 35 0 0 300 MC 75 70 0 0 310 LI 60 45 70 45 TY 15 25 5 3 0 0 0 * diodi qualunque TY 95 30 5 3 0 0 0 * NPN TY 95 65 5 3 0 0 0 * PNP TY 105 15 5 3 0 0 0 * 9/ TY 80 45 5 3 0 0 0 * 47k TY 35 75 5 3 0 0 0 * 10k TY 85 90 5 3 0 0 0 * 2N2906 TY 95 45 5 3 0 0 0 * 1000 uF 16V TY 110 30 5 3 0 0 0 * transistor qualunque TY 110 35 5 3 0 0 0 * 2N2222

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non sono ancora SANto per e-mail
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giorgiomontaguti

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