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CIRCUITI ANALOGICI Corso di recupero in Fondamenti di Elettronica – Università di Palermo A.A. 2014-2015.

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1 CIRCUITI ANALOGICI Corso di recupero in Fondamenti di Elettronica – Università di Palermo A.A

2 Polarizzazione di un MOSFET in un amplificatore V DD = V DS + R D I D ? V GG = V GS V DD /R D V DD V DS v ds v DS

3 Come si sposta il punto di riposo sulle caratteristiche?... DS DD DS D DD D V GS V GS [V] D V GS v gs v ds idid

4 Principio di funzionamento di un amplificatore a FET

5 Limiti di funzionamento

6 Analisi di amplificatori principio di sovrapposizione degli effetti analisi statica analisi dinamica calcolo tensioni e correnti di polarizzazione cortocircuitando i generatori variabili di tensione indipendenti e aprendo i rami con generatori variabili di corrente indipendenti calcolo ampiezze tensioni e correnti variabili d’uscita cortocircuitando le tensioni d’alimentazione e aprendo i rami con correnti d’alimentazione A M P L I F I C A Z I O N E

7 Analisi statica: reti di polarizzazione Correnti e tensioni in un transistor NON sono indipendenti tra loro una (o più) grandezze imposte dalla rete di polarizzazione esterna le altre… V DS = V DG + V GS (FET) (equazioni di maglia)

8 Polarizzazione fissa di gate

9 Polarizzazione automatica V GS = V G – V S = – R S I D 1/R S

10 Polarizzazione a 4 resistenze V TH R TH V S = V TH – V GS

11 Polarizzazione con generatore di corrente costante corrente di drain indipendente da V GS I D = I O = IOIO

12 Quale rete di polarizzazione? MOSFET ad arricchimento: per ottenere una corrente, la tensione V GS deve essere superiore a V t (numero positivo). polarizzazione automatica polarizzazione tramite generatore di corrente costante G a massa S positiva polarizzazione a 4 resistenze

13 Analisi dinamica: modello equivalente di un FET G D i d v ds

14 Schema generale di un amplificatore X C ≈ 0

15 Amplificatore a source comune v i = v gs R o = R D R i = R 1 //R 2

16 RsRs vsvs RDRD RLRL vovo + v i = Amplificazione riferita alla sorgente R L ’ = R D //R L -g m R L ’

17 Amplificatore a doppio carico A deve essere indipendente dalle variazioni di tensione del circuito

18 Amplificatore a doppio carico gmgm = R 1 //R 2 R L ’ = R D //R L ≈ R i = R G = R 1 //R 2 R o = R D... da dimostrare nella prossima slide

19 Amplificatore a doppio carico: resistenza d’uscita gmgm ixix vxvx + v gs = v g - v s = 0 – R S ∙(g m v gs ) v gs = 0 R o = R D

20 Amplificazione e punto di riposo Come agire sulle resistenze per modificare l’amplificazione senza modificare il punto di riposo?

21 Amplificatore a drain comune Vo Vo = Vi Vi - V GS source follower v gs = v i – R S ∙(g m v gs )  v i = (1 + g m R S ) v gs v o = g m v gs R S 1 R i = R 1 //R 2

22 Amplificatore a drain comune: resistenza d’uscita ? vivi vovo RSRS 1/g m applicando Thevenin…

23 Ricapitolando… CS Doppio carico Source follower AElevata(-180°) f(g m ) < A (CS) R x /R y ≈ 1 in fase RiRiRiRi R 1 //R 2 RoRoRoRo RDRDRDRD RDRDRDRD 1/g m

24 Criteri di progetto SPECIFICHE GENERALI: Ampia dinamica d’uscita Amplificazione stabile Distorsione minima Scelta del punto di riposo (I D, V DS ) Calcolo V GS corrispondente Stabilità termica garantita da: R D : equazione maglia d’uscita R 1 + R 2 ≈ 10 M  elevata R i V GG (Thevenin): maglia d’ingresso V GG = V GS + R S I D |A| = R D / R S

25 Amplificatori multistadio Analisi statica Analisi dinamica stadi accoppiati o indipendenti

26 Accoppiamento RC

27 Accoppiamento diretto segnali continui o “lenti” C voluminosi per f piccole punti di riposo dipendenti tra loro (deriva) tipico dei circuiti integrati  V i = 5 mV   V o = 2 V 


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