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

Polarizzazione di un MOSFET in un amplificatore VGG = VGS VDD = VDS + RD ID VDD /RD VDS vds ? vDS VDD

Come si sposta il punto di riposo sulle caratteristiche?... DS DD D VGS VGS [V] vgs vds id

Principio di funzionamento di un amplificatore a FET

Limiti di funzionamento

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

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… VDS = VDG + VGS (FET) (equazioni di maglia) variabili indipendenti variabili dipendenti

Polarizzazione fissa di gate

Polarizzazione automatica VGS = VG – VS = – RSID 1/RS

Polarizzazione a 4 resistenze VS = VTH – VGS VTH RTH

Polarizzazione con generatore di corrente costante ID = IO corrente di drain indipendente da VGS = IO

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

Analisi dinamica: modello equivalente di un FET G D id vds

Schema generale di un amplificatore XC ≈ 0 XC ≈ 0

Amplificatore a source comune Ri = R1//R2 Ro = RD vi = vgs

Amplificazione riferita alla sorgente Rs vs RD RL vo + vi = RL’ = RD//RL -gmRL’

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

Amplificatore a doppio carico Ri = RG = R1//R2 gm = R1//R2 ≈ RL’ = RD//RL Ro = RD ... da dimostrare nella prossima slide

Amplificatore a doppio carico: resistenza d’uscita gm ix vx + vgs = vg - vs = 0 – RS ∙(gm vgs) vgs = 0 Ro = RD

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

Amplificatore a drain comune 1 Ri = R1//R2 vgs = vi – RS ∙(gm vgs)  vi = (1 + gm RS) vgs Vo = Vi - VGS source follower vo = gm vgs RS

Amplificatore a drain comune: resistenza d’uscita ? vi vo RS 1/gm applicando Thevenin…

Ricapitolando… CS Doppio carico Source follower A Elevata (-180°) f(gm) < A(CS) Rx/Ry ≈ 1 in fase Ri R1//R2 Ro RD 1/gm

Criteri di progetto SPECIFICHE GENERALI: Ampia dinamica d’uscita Scelta del punto di riposo (ID, VDS) SPECIFICHE GENERALI: Calcolo VGS corrispondente Stabilità termica garantita da: Ampia dinamica d’uscita Amplificazione stabile RD: equazione maglia d’uscita |A| = RD / RS Distorsione minima R1 + R2 ≈ 10 MW  elevata Ri VGG (Thevenin): maglia d’ingresso VGG = VGS + RSID

Amplificatori multistadio Analisi statica Analisi dinamica stadi accoppiati o indipendenti

Accoppiamento RC

Accoppiamento diretto C voluminosi per f piccole A = -40 A = -10 segnali continui o “lenti” DVi = 5 mV tipico dei circuiti integrati DVo = 2 V punti di riposo dipendenti tra loro (deriva)