AUTRONICA7.1 Autronica LEZIONE N° 7 –Transistori bipolari e a effetto di campo –Funzione di trasferimento –Amplificatori in reazione –Amplificatore operazionale.

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1 AUTRONICA7.1 Autronica LEZIONE N° 7 –Transistori bipolari e a effetto di campo –Funzione di trasferimento –Amplificatori in reazione –Amplificatore operazionale –Metodo del cortocircuito virtuale –Amplificatore invertente –Amplificatore non invertente –Amplificatore differenziale –Sommatore, integratore, derivatore –Controllo PID

2 AUTRONICA7.2 Richiami TEORIA DELLE RETI ELETTRICHETEORIA DELLE RETI ELETTRICHE –Generatori dipendenti –Esempi –Semiconduttori –Diodo a giunzione –Diagramma a bande

3 AUTRONICA7.3 Diodo 1 Polarizzazione nullaPolarizzazione nulla PN EF e-e-

4 AUTRONICA7.4 Diodo 2 Polarizzazione direttaPolarizzazione diretta PN E E e-e-

5 AUTRONICA7.5 Diodo 3 Polarizzazione inversaPolarizzazione inversa PN -E E e-e-

6 AUTRONICA7.6 Caratteristica

7 AUTRONICA7.7 Transistore Bipolare (BJT)

8 AUTRONICA7.8 Diagramma a bande

9 AUTRONICA7.9 Circuito di polarizzazione

10 AUTRONICA7.10 Caratteristiche

11 AUTRONICA7.11 Transistore MOS

12 AUTRONICA7.12 Caratteristiche d’uscita

13 AUTRONICA7.13 Osservazioni ------------------------------------ Normalmente siamo interessati al rapporto fra grandezza d’uscita e grandezza d’ingressoNormalmente siamo interessati al rapporto fra grandezza d’uscita e grandezza d’ingresso Funzione di trasferimentoFunzione di trasferimento

14 AUTRONICA7.14 Sistema a due porte Su un due porte insistono quattro grandezze elettricheSu un due porte insistono quattro grandezze elettriche Sono necessarie quattro equazioniSono necessarie quattro equazioni –Due topologiche (le impone la rete) –Dure fisiche (le impone il bipolo) V1V1 - + I2I2 I1I1 V2V2 - +

15 AUTRONICA7.15 Funzione di trasferimento Ipotesi: sistema unidirezionaleIpotesi: sistema unidirezionale A Grandezza d’uscita funzione dell’ingressoA Grandezza d’uscita funzione dell’ingresso FUNZIONE DI TRASFERIMENTOFUNZIONE DI TRASFERIMENTO V1V1 - + I2I2 I1I1 V2V2 - +

16 AUTRONICA7.16 Sistemi Reazionati 1 Determinare la f.d.t.(V U /V S )Determinare la f.d.t.(V U /V S ) Si può utilizzare la teoria della reazioneSi può utilizzare la teoria della reazione

17 AUTRONICA7.17 Sistemi Reazionati 2 A A    VSVS VRVR VUVU

18 AUTRONICA7.18 Osservazione |  A|>>1 si può avere se |A|>>1 |  A|>>1 si può avere se |A|>>1 Si può realizzare un amplificatore con guadagno molto elevato (anche se poco preciso)Si può realizzare un amplificatore con guadagno molto elevato (anche se poco preciso) AMPLIFICATORE OPERAZIONALEAMPLIFICATORE OPERAZIONALE Rin Rout Av Vi U2A LM324 3 2 4 11 1 + - V CC V EE OUT Vi + -

19 AUTRONICA7.19 Metodo del Cortocircuito virtuale Se V U assume un valore finito eSe V U assume un valore finito e A VOL è infinitoA VOL è infinito Allora è V in = 0 e I in = 0Allora è V in = 0 e I in = 0 U1A - + Avol. VS R2 120k R1 6k RL1k VU + - I in V in + -

20 AUTRONICA7.20 Esempio RisultaRisulta U1A - + Avol. VS R2 120k R1 6k RL1k VU + - I in V in + - I R1 I R2

21 AUTRONICA7.21 Amplificatore invertente In base al CCV si haIn base al CCV si ha U1A - + Avol. VS R2 120kR1 6k VU + -

22 AUTRONICA7.22 Amplificatore non invertente In base al CCV si haIn base al CCV si ha R1 6k VS U1A - + Avol. R2 120k + - VU I

23 AUTRONICA7.23 Amplificatore differenziale In base al CCV e utilizzando la sovrapposizione degli effetti si haIn base al CCV e utilizzando la sovrapposizione degli effetti si ha

24 AUTRONICA7.24 Sommatore In base al CCV e al PSE si haIn base al CCV e al PSE si ha R210k R U1A - + Avol. R110k R310k V3V2 V1 + VU -

25 AUTRONICA7.25 Integratore In base al CCV si haIn base al CCV si ha R U1A - + Avol. VS C + VU -

26 AUTRONICA7.26 Derivatore In base al CCV si haIn base al CCV si ha VSU1A - + Avol. R C VU + -

27 AUTRONICA7.27 Controllo PID

28 AUTRONICA7.28 Conclusioni Funzione di trasferimentoFunzione di trasferimento Amplificatori in reazioneAmplificatori in reazione Amplificatore operazionaleAmplificatore operazionale Metodo del cortocircuito virtualeMetodo del cortocircuito virtuale Amplificatore invertenteAmplificatore invertente Amplificatore non invertenteAmplificatore non invertente Amplificatore differenzialeAmplificatore differenziale Sommatore,, integratore, derivatoreSommatore,, integratore, derivatore Controllo PIDControllo PID