Esame di Circuiti Elettronici Analogici - 30 Giugno 2003 C Vcc R Vo Q1 R D Rc Vi 1. Con riferimento al circuito in figura si osserva che: (a) La caratteristica statica VO (VI ) presenta 4 tratti: i. VI < Vγ → VO = VCC , poiché sia il transistore che il diodo sono spenti β ii. Vγ < VI < 3Vγ → VO = VCC − R2RC F (VI − Vγ ), poiché il transistore risulta acceso ed in βF +1 RND, mentre il diodo è ancora spento. Condizione di accensione del diodo: R ∗ IE > Vγ → VI −Vγ ∗ R > Vγ → VI > 3Vγ . 2R β iii. 3Vγ < VI < V ∗ → VO = VCC − RRC F (VI − 2Vγ ) con V ∗ tensione per cui il transistore βF +1 satura. Tale tensione si trova imponendo che Vce1 = VO + Vγ − VI == Vcesat , da cui si ottiene V ∗ = 3.95V . In questo intervallo di tensioni il diodo risulta acceso. iv. VI > V ∗ → VO = VI − Vγ + Vcesat . In questo intervallo di tensioni il diodo risulta acceso mentre il transitore è saturo. β (b) L’equazione che regola il transitorio è la seguente: RC C dVdtU + VU = VCC − RRC F (VI − 2Vγ ). βF +1 t Ricordando che VO (t = 0) = VCC si ottiene che: VO (t) = VCC + VF (e− τ − 1) dove τ = RC C e β VF = RRC F (VI − 2Vγ ). βF +1 (c) Nel punto di riposo indicato il transistore si trova in RND ed il diodo è acceso. La corrente I βF VI −Vγ −VT log ICS che fornisce di collettore IC si trova iterando la seguente equazione IC = R βF +1 β +1 IC = 0.8mA. VO = VCC − RC IC = 3.96V . ID = IE − IR = F IC − VRγ = 457µA. βF βV (d) Parametri differenziali: rd = VIDT = 55Ω, rbe1 = I0 T = 3.13kΩ, CD = τ ∗ gd = 18.3pF . Av (s) = c1 β0 RC 1+sCRC vo (s) =− . Semplificando si ottiene: d R+sCD R vi (s) rbe1 +(β0 +1) 2+g 1 +g +sC D d R β0 RC (1+gd R+sCD R) Av (s) = − (1+sCRC )[rbe1 (1+gd R+sCD R)+(β0 +1)(2R+gd R2 +sCD R2 )] dR = 1.03∗109 s−1 , sp1 = − CR1 C = 7.69∗109 s−1 , (e) La funzione presenta 2 poli ed 1 zero. szero = − 1+g RCD r (1+gd R)+(β0 +1)(2R+gd R2 ) sp1 = − be1 = 1.05 ∗ 109 s−1 . RCD [rbe1 +(β0 +1)R] 2. Con riferimento al circuito in figura si osserva che: (a) Con VI = 0V l’operazionale lavora nella regione di alto guadagno, mentre il transistore è acceso β CC ed in RND. VO = VI + Vγ = Vγ , IU = F VI +V = 3.3mA βF +1 R (b) Con VI = 10V l’operazionale lavora nella regione di saturazione positiva, mentre il transistore β è acceso ed in RND. VO = +VU M , IU = F VU M +VRCC −Vγ = 6.37mA. βF +1 +Vcc Iu Vi + Vo Q1 R −Vcc (c) L’espressione analitica della della funzione di rete richiesta è: β0 Ad0 (s) A(s) = ivui (s) = rbe1 +(β0 +1)R(Ad0 +1)