INTERDIPENDENTI QUADRIPOLI Corso di Laboratorio di Segnali e Sistemi QUADRIPOLI Finora abbiamo visto il transistor sia dal punto di vista fisico come Semiconduttore e da quello Circuitale come oggetto sottoposto alle leggi dei circuiti con distribuzioni di correnti e tensioni. Ora dobbiamo cominciare a vederlo come Piccolo Sistema capace di trasformare le Eccitazioni in Uscite tramite la Applicazione di un Operatore ad esso intimamente connesso. IL transistor può essere considerato un QUADRIPOLO una volta posto uno qualsiasi dei suoi 3 terminali in COMUNE : E, B, C si ottengono le tre configurazioni possibili : EMETTITORE COMUNE (C.E.) (nel disegno) BASE COMUNE COLLETTORE COMUNE poiché il transistor manifesta, per SUA NATURA, delle interazioni tra le sue PARTI costituenti, dobbiamo considerare che le variabili di Ingresso e Uscita del quadripolo siano INTERDIPENDENTI

Corso di Laboratorio di Segnali e Sistemi Una delle possibili scelte è la seguente: VOGLIAMO DETERMINARE un Circuito Equivalente VALIDO PER “PICCOLE VARIAZIONI” delle Variabili, CALCOLIAMO il DIFFERENZIALE TOTALE delle FUNZIONI che DESCRIVONO il SISTEMA LA SCELTA POSSIBILE CHE PORTA AD UN CIRCUITO EQUIVALENTE REALISTICO E’ QUELLA DI FAR COINCIDERE LE FUNZIONI f1 e f2 CON LA TENSIONE V1 E LA CORRENTE I2 due equazioni differenziali che mettono in relazione variabili (I, V) di Ingresso e di Uscita che possiamo scrivere con lettere minuscole indicando con ciò il significato “DINAMICO” delle relazioni

GENERATORI DIPENDENTI Corso di Laboratorio di Segnali e Sistemi Circuito Equivalente Dinamico Possiamo ora TENTARE di DISEGNARE il CIRCUITO EQUIVALENTE DINAMICO del QUADRIPOLO per PARAMETRI IBRIDI Rappresentanti Grandezze FISICHE NON OMOGENEE GENERATORI DIPENDENTI PUR APPARTENENDO AD UNA MAGLIA, DIPENDONO DALLE VARIABILI DELL’ALTRA [h12] * [v2] è la FRAZIONE [h12 ] della TENSIONE di USCITA [v2 ] RIPORTATA in INGRESSO [h21] * [i1] è la FRAZIONE [h21] della CORRENTE di INGRESSO [i1] TRASFERITA in USCITA [h11] è la RESISTENZA dinamica dell’ingresso [h22] è la CONDUTTANZA dinamica dell’USCITA

Corso di Laboratorio di Segnali e Sistemi I PARAMETRI IBRIDI

Grandezze fisiche rilevanti nella configurazione ad Emettitore Comune Corso di Laboratorio di Segnali e Sistemi Grandezze fisiche rilevanti nella configurazione ad Emettitore Comune 1)Amplificazione di corrente Ai L'amplificazione di corrente Ai è definita come rapporto tra le due correnti i2 e i1; per avere una corrente in uscita occorre che la resistenza di collettore Rc sia connessa e poiché la caduta ai suoi capi è "opposta" alla tensione Vce in generale si ha che un valore tipico per hoe è dell'ordine di quindi

2) Resistenza di ingresso Corso di Laboratorio di Segnali e Sistemi 2) Resistenza di ingresso Essa va considerata dai terminali di ingresso avendo chiuso l'uscita sul carico Rc. questo in generale è sempre vero, infatti, mentre

3) Amplificazione di tensione Av Corso di Laboratorio di Segnali e Sistemi 3) Amplificazione di tensione Av Dividendo num. e den. per ib Notare che:

Corso di Laboratorio di Segnali e Sistemi 4)Resistenza di uscita In questo caso dobbiamo unire i terminali di ingresso al generatore Vs e cortocircuitare quest'ultimo, e guardare dai terminali in uscita la resistenza del circuito così costituito. dalla maglia di ingresso otteniamo la seguente relazione: dalla quale dividendo per v2

Circuito equivalente semplificato Corso di Laboratorio di Segnali e Sistemi Circuito equivalente semplificato Dal calcolo delle grandezze fisiche tipiche della configurazione ad emettitore comune abbiamo imparato che significa che la resistenza interna del transistor è molto maggiore della resistenza che tipicamente si pone sul collettore quindi si può sostituire con un circuito “aperto” il termine a sinistra rappresenta una sorta di "resistenza equivalente" del generatore dipendente nella maglia di ingresso che può essere sostituito con un “corto circuito”

delle altre configurazioni in funzione di quelle a CE cambiando solo Corso di Laboratorio di Segnali e Sistemi se adesso andiamo a rifare su questo circuito i conti per trovare le grandezze fisiche rilevanti del circuito stesso, otteniamo i risultati già trovati prima avendo imposto le approssimazioni di cui si è già parlato; infatti si ottiene: interessante notare che il generatore di corrente dipendente tende a disaccoppiare l‘Ingresso dall‘Uscita per quanto riguarda le resistenze relative Con questo circuito equivalente è possibile esprimere le caratteristiche delle altre configurazioni in funzione di quelle a CE cambiando solo la disposizione dei COMPONENTI secondo la nuova configurazione

Configurazione a base comune Corso di Laboratorio di Segnali e Sistemi Configurazione a base comune (unitaria) (molto bassa) (come nell’E.C. a parte il segno) (come nell’E.C.)

Configurazione a collettore comune Corso di Laboratorio di Segnali e Sistemi Configurazione a collettore comune (~ come nell’E.C.) (molto grande) (unitario) (molto bassa)