Circuiti a parametri ibridi:per un transistor BJT

BjT : Analisi di un amplificatore a due stadi mediante il circuito equivalente per piccoli segnali di un transistor Dato il seguente amplificatore a transistor BjT Il suo circuito equivalente a parametri ibridi risulta: Possiamo ricavare: 



L’impedenza di ingresso L’impedenza di uscita L’amplificazione di corrente L’amplificazione di tensione Impedenza di ingresso Vbe= hfe ib + hoe Vu Ic=hfe ib +hoe Vu Rt=Rc//Rl ‐Vu/Rt = hfe ib + hoeVu ‐Vu (1/Rt +hoe) = hfe ib Vu =
Vbe= hie ib ‐ Zi=
= hie ‐ Possiamo scrivere ponendo Δ= hie hoe – hfe hre Zi =
∆
Calcolo impedenza d’uscita Cortocircuitiamo il generatore di ingresso considerando in uscita un generatore di tensione otteniamo il seguente circuito. Il rapporto vu /iu = Zu fornisce l’impedenza di uscita. Vbe =hie ib + hre Vu Ic=hfe ib + hoe Vu ib = vbe =‐ Rs1 ib = ‐ Rs1 Vbe = hie ib +hre vu ‐ Rs1 =hie( ‐ Rs1 ) + hre Vu da cui Vu(Rs1 hoe +hoe hie –hrehfe)= ic (hie+ Rs1) Zu= = indicando con Δ=hoe hie –hre hfe Possiamo scrivere: Zu= =
∆
Amplificazione di corrente Dato il circuito a parametri ibridi Sostituendo alla resistenza Rc//Rl=Rt otteniamo: Vc=‐ R tic ic= hfe ib +hoe Vu = hfe ib – hoe Rt ic ic(1+hoeRt)=hfe ib Ai= =
Amplificazione di tensione Consideriamo il circuito equivalente Av =
ic= hfe ib + hoe Vu ib= Vu= ‐ ic Rt Vbe=hie ib+ hre Vu = hie + hre Vu Av=
=
Ponendo: Δ=hoe hie –hre hfe Av=‐
∆
Analisi di un amplificatori a BJT in presenza di piccoli segnali. Si effettui l’analizzare di un amplificatore a due stadi, in presenza di piccoli segnali. Se effettuiamo la simulazione si possono ottenere i seguenti risultati: Segnale di ingresso: Segnale di uscita Per effettuare l’analisi sono necessari i parametri ibridi del transistor BC107, si possono reperire in internet digitando: B C107
Caratteristiche dei transistor BC107 Parametri Ibridi: hoe=18< 30µS hfe =220 hre= 1,8 10‐4 hie=2,7 (1,6 a 4,5)KΩ Consideriamo il secondo stadio: Tenendo conto dei parametri ibridi possiamo ricavare il circuito equivalente del secondo stadio. hoe=18< 30µS hfe =220 hre= 1,8 10‐4 hie=2,7 (1,6 a 4,5)KΩ Possiamo calcolare Rt, Rb, Ai, Av, Zi2: Rt=Rl//RC2 Rt=
∗
=680,4Ω ∗
R1 =12KΩ R2= 3KΩ Rb= ‐4
hre Vu =1.8 10 2,5 =4,5 10
L’amplificazione di corrente: Ai= =
=2,4KΩ ‐4 ∗
L’amplificatore di tensione: Δ=hoe hie – hfe hre=0,041 ∗
Av=‐
∆
L’amplificazione di tensione del secondo stadio risulta, Av Calcolo impedenza di ingresso del secondo stadio Zi2 =
∆
=2,7 KΩ Impedenza di ingresso del secondo stadio Zi2=2,7KΩ Schema amplificatore primo e secondo stadio Primo stadio Possiamo ricavare il circuito equivalente primo stadio, calcolare l’impedenza di ingresso Zi2 e il carico del primo stadio, e la resistenza Rb. Zi2 del primo stadio Zi2=2,673 KΩ Carico del primo stadio: Rc1= 759,247Ω Ricavati i valori Rc1 , Zi2, possiamo ricavare il circuito equivalente corrispondente: Dal circuito equivalente possiamo determinare: Amplificazione di corrente primo stadio: Ai= L’amplificazione di corrente del primo stadi risulta: Ai=217,034 Amplificazione di tensione primo stadio: Av1=
∆
Δ=hie hoe –hre hfe L’amplificazione del primo stadio risulta: Av1=61.708 L’amplificazione complessiva è data da: Amplificazione totale del sistema Avt= A v1 Av2=3433 Questa amplificazione uno è quella reale, per la resistenza del generatore in ingresso. Considerando l’effetto prodotto dalla resistenza del generatore possiamo calcolare l’attenuazione prodotta. La resistenza equivalente di polarizzazione risulta Rb= R1 // R2 3
Rb=7,554 10 Ω Possiamo calcolare l’attenuazione del segnale dovuto alla resistenza del generatore. =0,791 L’amplificazione è data da Av=Av1 Av2 La tensione Vbe1 data dall’espressione. Vbe1=
L’attenuazione di tensione risulta α= =0,791 Da cui l’amplificazione totale è data da: Avt= α Av1 Av2 = 2714. Il valore 2714 corrisponde al valore ottenuto nella simulazione. La variabilità dei parametri ibridi : hoe=18< 30µS hfe =220 hre= 1,8 10‐4 hie=2,7 (1,6 a 4,5)KΩ N.B. Osservare che: hoe=18<30 µS, ed hie 2,7(1,6 a 4,5)KΩ non sono valori definiti, ciò determina una variazione nei risultati. Cambiando il transistor BC107, con un altro dello stesso tipo, mantenendo i valori delle resistenze, otteniamo diversi valori dell’amplificazione, ciò è dovuto alla variazione di hoe e hie. Nome file: Circuiti a parametri ibridi per BJT Directory: C:\Users\gino\Desktop\Libri definitivi\Elettronica\Elettronica Analogica\Reti elettriche e dispositivi Modello: C:\Users\gino\AppData\Roaming\Microsoft\Templates\Normal.dotm Titolo: Oggetto: Autore: gino Parole chiave: Commenti: Data creazione: 29/05/2012 18:40:00 Numero revisione: 11 Data ultimo salvataggio: 30/05/2012 15:31:00 Autore ultimo salvataggio: gino Tempo totale modifica 190 minuti Data ultima stampa: 30/05/2012 15:31:00 Come da ultima stampa completa Numero pagine: 10 Numero parole: 1.051 (circa) Numero caratteri: 5.995 (circa)