Università degli Studi di Roma Tor Vergata
Dipartimento di Ing. Elettronica
corso di
ELETTRONICA APPLICATA
Prof. Franco Giannini
Retroazione
1
PROCEDIMENTO PER IL CIRCUITO DELL’AMPLIFICATORE
Si identifica il tipo di reazione (corrente tensione parallelo serie)
Si determina il circuito dell’amplificatore senza reazione ma comprendente il carico
introdotto dalla rete di reazione:
CIRCUITO D’INGRESSO
CIRCUITO D’USCITA
Si cortocircuita l’uscita VL se si ha
reazione di tensione in uscita (parallelo)
Si cortocircuita ingresso Vi se si ha
reazione corrente in ingresso (parallelo)
Si apre la maglia di uscita con reazione di
di corrente (serie) in uscita
Si apre la maglia di ingresso con
reazione di tensione (serie) in ingresso
Si disegna il circuito equivalente dell’amplificatore senza reazione ma tenendo in conto il
carico, adottando come circuito d’ingresso dell’amplificatore il modello del generatore
secondo Thevenin (Norton) a seconda dell’ingresso: con reazione serie (parallelo e
considerando la resistenza interna del generatore come parte integrante
dell’amplificatore).
Si ricavano i parametri dell’amplificatore non retroazionato.
Tramite la schematizzazione a blocchi si ricavano i valori retroazionati.
A cura dell’ Ing. Antonio Nanni
2
I o=IL
+
Vs
Vi
- βv o +
+
Vf
-
+
RL +
Amplificatore
di tensione
Vo
Vs
-
Vi
- βv o +
+
β
Vf
-
Ii
RL +
Amplificatore
di transconduttanza
β
Tensione
Serie
is
Vo
Ii
I o=I L
-
Amplificatore
di trans-resistenza
I f=βI o
If =βV o
β
Topologia
Caratteristiche
Feedback Xf
Tensione
Corrente
Serie
Tensione
Campionamento Xo
Tensione
Circuito d’ingresso (*)
RL +
is
RL
Amplificatore
di corrente
β
Corrente Parallelo Tensione Parallelo
Corrente
Corrente
Corrente
Corrente
Tensione
Vo=0
Io=0
Io=0
Vo=0
Circuito d’uscita (*)
Ii=0
Ii=0
Vi=0
Vi=0
Sorgente
Thevenin
Thevenin
Norton
Norton
β=Xf/Xo
A=Xo/Xi
Vf/Vo
AV=Vo/Vi
Vf/Io
GM=Io/Vi
If/Io
Af=Io/Ii
If/Vo
RM=Vo/Ii
T=D=1+ βA
1+ βAV
1+ βGM
1+ βAI
1+ βRM
Af
AV/D
GM /D
AI /D
RM /D
Rif
RiD
RiD
Ri/D
Ri/D
Rof
Ro/(1+ βAV)
Ro(1+ βGM)
Ro(1+ βAI)
Ro/(1+ βRM)
R’of
R’o/D
R’o(1+ βGM)/D
R’o(1+ βAI)/D
R’o/D
A cura dell’ Ing. Antonio Nanni
3
vo
-
I o=IL
+
Vs
Vi
- βv o +
+
Vf
-
+
RL +
Amplificatore
di tensione
Vo
-
Vs
Vi
- βv o +
+
β
Ii
Vf
I o=I L
+
is
Amplificatore
di corrente
RL +
Amplificatore
di transconduttanza
Vo
-
β
Ii
RL
Vo
-
I f=β I o
β
RL +
is
Amplificatore
di trans-resistenza
β
If =V
Vo
-
o
β
(d)
A cura dell’ Ing. Antonio Nanni
4
Individuazione del tipo di retroazione (I)
VCC
RC
R’
C
If
RS
B
+
Vs
Vo
E
Vi
R’of
N
R’if
VCC
RC1
RS I’S
Ii
RC2
Io
Q1
Q2
+
VS
Vt1
If
A cura dell’ Ing. Antonio Nanni
R’
Vo
Vt2
Re
Ve2
5
Esercizio: Inseguitore d’Emettitore (I)
hoe=40 uA/V
hie=3 kΩ
hfe=300
Rs=10kΩ
R1=7.45 kΩ
R2=9.8 kΩ
RE= 500 Ω
RL=120 Ω
β =?
R’if=?
RES
ID=R1
R’of=?
A’vf=?
CAP
ID=C
GBJT3
2 C
1
CAP
ID=C
B
ACVS
ID=Vs
RES
ID=Rs
3 E
RES
ID=R2
A cura dell’ Ing. Antonio Nanni
RES
ID=RE
RES
ID=RL
6
Esercizio: Inseguitore d’Emettitore (II)
GBJT3
2 C
1
B
ACVS
ID=Vs
RES
ID=Rs
RES
ID=R12
3 E
RES
ID=RE
vf
A cura dell’ Ing. Antonio Nanni
RES
ID=RL
vL
7
PROCEDIMENTO PER IL CIRCUITO DELL’AMPLIFICATORE
Si identifica il tipo di reazione
Si determina il circuito dell’amplificatore senza reazione ma comprendente il carico
introdotto dalla rete di reazione:
CIRCUITO D’INGRESSO
CIRCUITO D’USCITA
Si cortocircuita l’uscita VL se si ha
reazione di tensione in uscita (parallelo)
Si apre la maglia di ingresso con
reazione di tensione (serie) in ingresso
Si disegna il circuito equivalente dell’amplificatore senza reazione ma tenendo in conto il
carico, adottando come circuito d’ingresso dell’amplificatore il modello del generatore
secondo Thevenin perchè con reazione serie
A cura dell’ Ing. Antonio Nanni
8
Esercizio: Inseguitore d’Emettitore (III)
RES
ID=R's
vf
ACVS
ID=V's
RES
ID=hie
DC_I
ID=hfe*ib
RES
ID=hoe
RES
ID=RE
vL
RES
ID=RL
R’i=v’s/ib=R’s+hie
R’if=R’i*T
R*o=1/hoe//RE//RL
R*of=R*o/T
A’v=vL/v’s=(R*o*hfe)/R’i
A’vf=A’v/T
β=vf/vL=1
T=1+ β*A’v
A cura dell’ Ing. Antonio Nanni
9
Esercizio: Inseguitore d’Emettitore (IV)
+
Vs
Vi
- βv o +
RL +
Amplificatore
di tensione
Vo
Av=vo/vi
-
β=vf/vL=vf/vo
Avf=vL/(vi+vf)=Av*vi/(vi+ β*Av*vi)
Rif=vs/is=(vi+vf)/is=(1+ βAv)*vi/ii
+
Vf
-
β
Aif=iL/is=(vL/RL)/(vs/Rif)=Avf*(Rif/RL)
R*of=16.5 Ω
Aif=240
A’vf=0.828
R’if=34.86 kΩ
A cura dell’ Ing. Antonio Nanni
10
Esercizio: Amplificatore con emettitore fuori massa (I)
hoe=50 uA/V
hie=1 kΩ
β =?
hfe=200
Rs=2.5kΩ
R’if=?
R1=6.6 kΩ
R2=1.5 kΩ
RE= 200 Ω
RL=1.2 KΩ
RES
ID=R1
R*of=?
RES
ID=Rc
A’vf=?
Rc= 0.8 kΩ
CAP
ID=C
GBJT3
2 C
CAP
ID=C
1
B
ACVS
ID=Vs
RES
ID=Rs
3 E
RES
ID=R2
A cura dell’ Ing. Antonio Nanni
RES
ID=RE
RES
ID=RL
11
Esercizio: Amplificatore con emettitore fuori massa (II)
GBJT3
2 C
1
B
ACVS
ID=Vs
RES
ID=Rs
3 E
RES
ID=R12
RES
ID=RL
RES
ID=Rc
RES
ID=RE
vf
A cura dell’ Ing. Antonio Nanni
12
vL
PROCEDIMENTO PER IL CIRCUITO DELL’AMPLIFICATORE
Si identifica il tipo di reazione
Si determina il circuito dell’amplificatore senza reazione ma comprendente il carico
introdotto dalla rete di reazione:
CIRCUITO D’INGRESSO
CIRCUITO D’USCITA
Si apre la maglia di uscita con reazione di
di corrente (serie) in uscita
Si apre la maglia di ingresso con
reazione di tensione (serie) in ingresso
Si disegna il circuito equivalente dell’amplificatore senza reazione ma tenendo in conto il
carico, adottando come circuito d’ingresso dell’amplificatore il modello del generatore
secondo Thevenin a seconda dell’ingresso: con reazione serie.
A cura dell’ Ing. Antonio Nanni
13
Esercizio: Amplificatore con emettitore fuori massa (III)
RES
ID=R's
ACVS
ID=V's
RES
ID=hoe
DC_I
ID=hfe*ib
RES
ID=hie
RES
ID=Rc
RES
ID=RL
vf
RES
ID=RE
RES
ID=RE
Thevenin
RES
ID=R's
ID=hoe
ic
iL
ib
ACVS
ID=V's
RES
ID=hie
RES
ID=Rc
+
ID=hfe*ib/hoe
RES
ID=RE
A cura dell’ Ing. Antonio Nanni
RES
ID=RL
vf
RES
ID=RE
14
vL
I o=IL
+
Vs
Vi
- βv o +
RL +
Amplificatore
di transconduttanza
Vo
-
Ag=iL/vi
β=vf/iL=RE*ic/(iL)
T=1+ βAg
Agf=Ag/T
Rif=(vi+vf)/is=(vi+iL* β)/is=(vi+vi*Ag* β)/is=Ri*T
+
Vf
-
β
A cura dell’ Ing. Antonio Nanni
Rof=Ro*(1+ β*Ag)
15
Esercizio: Amplificatore con emettitore fuori massa (IV)
RES
ID=R's
ID=hoe
iL
ic
ib
ACVS
ID=V's
RES
ID=hie
RES
ID=Rc
+
RES
ID=RL
vf
ID=hfe*ib/hoe
RES
ID=RE
RES
ID=RE
R’i=v’s/ib=R’s+hie+RE
R*o=(1/hoe+RE)//Rc//RL
A’g=iL/v’s
R’if=R’i*T
Ic=(hfe*ib/hoe)/(RE+1/hoe+ Rc//RL)
A’vf=vL/v’s=RL*iL/v’s=RL*A’gf
A’gf=A’g/T
A’If=iL/i’s=(vL/RL)/(v’s/Rif)
R*of=(R*o)*(1+ β*A’g)
iL=-icRc/(Rc+RL)
β=vf/iL=RE*ic/(iL)
T=1+ βA’g
β =-0.5*10^3
R*of=478 Ohm
A cura dell’ Ing. Antonio Nanni
R’if=40.88 kOhm
A’vf=-2.28
16
Esercizio: Amplificatore a doppio stadio (I)
hie=1 kΩ
hfe=100
Rs=2 kΩ
R1=200 kΩ
R2=20 kΩRES
RES
ID=Rc
ID=R1
RE= 100 Ω
Rc= 10 kΩ
RL=2 KΩ
CAP
ID=C
CAP
ID=C
R=50 kΩ
CAP
ID=C
GBJT3
2 C
GBJT3
1
RES
ID=Rs
RES
ID=RE
RES
ID=RL
B
3 E
RES
ID=R2
2 C
1
B
ACVS
ID=Vs
RES
ID=Rc
RES
ID=R1
3 E
RES
ID=R2
CAP
ID=C
RES
ID=RE
β =?
R’if=?
R*of=?
CAP
ID=C
RES
ID=R
Avf=?
A cura dell’ Ing. Antonio Nanni
17
Esercizio: Amplificatore a doppio stadio (II)
GBJT3
2 C
GBJT3
1
ACVS
ID=Vs
RES
ID=Rc
1
B
RES
ID=Rs
2 C
RES
ID=RL
B
RES
ID=R12c
3 E
RES
ID=R12
vL
3 E
RES
ID=RE
Vre
if
A cura dell’ Ing. Antonio Nanni
RES
ID=R
18
PROCEDIMENTO PER IL CIRCUITO DELL’AMPLIFICATORE
Si identifica il tipo di reazione
Si determina il circuito dell’amplificatore senza reazione ma comprendente il carico
introdotto dalla rete di reazione:
CIRCUITO D’INGRESSO
CIRCUITO D’USCITA
Si apre la maglia di uscita con reazione di
di corrente (serie) in uscita
Si cortocircuita ingresso Vi se si ha
reazione corrente in ingresso (parallelo)
Si disegna il circuito equivalente dell’amplificatore senza reazione ma tenendo in conto il
carico, adottando come circuito d’ingresso dell’amplificatore il modello del generatore
secondo Norton a seconda dell’ingresso: con reazione parallelo.
A cura dell’ Ing. Antonio Nanni
19
Esercizio: Amplificatore a doppio stadio (III)
RES
ID=hie
RES
ID=R
DC_I
ID=Is
DC_I
ID=hfe*ib2
RES
ID=R12
RES
ID=Rs
RES
ID=hie
RES
ID=R12c
DC_I
ID=hfe*ib1
RES
ID=Rc
RES
ID=R
RES
ID=RE
RES
ID=RE
A cura dell’ Ing. Antonio Nanni
20
RES
ID=RL
Ii
I o=I L
is
RL
Amplificatore
di corrente
Ai=iL/ii=io/ii
β=if/iL=if/io
T=1+ βAi
Aif=iL/is=iL/(ii+if)=Ai*ii/(ii+ β*iL)=Ai*ii/(ii+
β*Ai*ii)=Ai/T
I f=β I o
β
Rif=vs/is=vi/(ii+if)=vi/(ii+ β*Ai*ii)=Ri/T
Rof=Ro*(1+ βc*Aic)
R*of=(Ro//RL)*(1+ βc*Aic)/ *(1+ β*Ai)
A cura dell’ Ing. Antonio Nanni
21
