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QUADRIPOLIQUADRIPOLI

IL transistor può essere considerato un QUADRIPOLO una volta posto uno qualsiasi

dei suoi 3 terminali in COMUNE : E, B, CE, B, C si ottengono le tre configurazioni possibili :

EMETTITORE COMUNE (C.E.) (nel disegno)BASE COMUNE COLLETTORE COMUNE

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.

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

INTERDIPENDENTIINTERDIPENDENTI

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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.

2

Una delle possibili scelte è la seguente: ),( 2111 VIfV ),( 2122 VIfI

VOGLIAMO DETERMINARE un Circuito Equivalente VALIDO

PER “PICCOLE VARIAZIONI” delle Variabili,CALCOLIAMO

il DIFFERENZIALE TOTALE delle FUNZIONI che DESCRIVONO il SISTEMA

costcost 12

2

1

21

1

11

I

dVV

f

VdI

I

fdV

costcost 12

2

2

21

1

22

I

dVV

f

VdI

I

fdI

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

2211 ; IfVf

costcost 12

2

1

21

1

11

I

dVV

V

VdI

I

VdV

costcost 12

2

2

21

1

22

I

dVV

I

VdI

I

IdI

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

2221212

2121111

v

vv

hihi

hih

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3

Possiamo ora TENTARE di DISEGNARE il CIRCUITO EQUIVALENTE DINAMICO

del QUADRIPOLO per PARAMETRI IBRIDI Rappresentanti Grandezze

FISICHE NON OMOGENEE

ACONDUTTANZ una di dimensioni le ha

aleadimension

aleadimension

RESISTENZA una di dimensioni le ha

22

21

12

11

h

h

h

h

GENERATORI DIPENDENTIGENERATORI DIPENDENTI

PUR APPARTENENDO AD UNAMAGLIA, 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

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Circuito Equivalente Dinamico

[h11] è la RESISTENZA dinamica dell’ingresso

[h22] è la CONDUTTANZA dinamica dell’USCITA

4

I PARAMETRI IBRIDII PARAMETRI IBRIDI

;

;

12

11

rx

ix

hh

hh

ox

fx

hh

hh

22

21

COMUNE , , MENTERISPETTIVA

c b, e, :IONECONFIGURAZ DI TIPO IL " "

OUTPUT " "

FORWARD " "

REVERSE " "

INPUTper sta

COLLETTOREBASEEMETTITORE

x

o

f

r

i

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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;

oebfec hihi 2vb

oefei i

hhA 2v 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

cc Ri 2voecifeoec

b

cfei hRAhhRi

ihA

coe

fei Rh

hA

1

in generale si ha che un valore tipico per hoe è dell'ordine di 165 1010 quindi 1 coe Rh

fei hA

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6

2) Resistenza di ingresso

Essa va considerata dai terminali di ingresso avendo chiuso l'uscita sul carico Rc.

b

rebie

i

ii i

hih

iR 2vv

cc Ri 2vicreie

b

ccreiei ARhhi

iRhhR ieicre hARh

iei hR

questo in generale è sempre vero, infatti,

10

1;100;10 4

icre

cire

ARh

KRAh

mentre

Khie 1

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7

3) Amplificazione di tensione Av

ccrebie

cc

rebie

cc

iRhih

iR

hih

iRA

21

2v vV

VDividendo num. e den. per ib

icreie

ic

ARhh

ARA

v ieicre hARh i

ie

c Ah

RA v

Notare che:ie

c

i h

R

A

Av

3

4

10; 10

1;100;10

ieicre

cire

hARh

KRAh

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8

oebfec hihi 2v

4)Resistenza di uscita

2

2v

iRu

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:

0v)( 21 reies hhRi oeies

refe hhR

hhi

22

2 vv

dalla quale dividendo per v2

ies

refeoe

uscita hR

hhh

R

i

1

v2

2

50R ; 10

;100;10

S3

4

ie

fere

h

hh

] 1010 [ 1 54 oe

uscita hR

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9

Circuito equivalente semplificatoCircuito equivalente semplificato

Dal calcolo delle grandezze fisiche tipiche della configurazione ad emettitore comune abbiamo imparato che

1 coe Rh 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”

ieicre hARh 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”

3

4

10; 10

1;100;10

ieicre

cire

hARh

KRAh

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10

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:

cuie

cfefeiiei RRh

RhAhAhR , , , v

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

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11

Configurazione a base comune

11

fe

fe

bbfe

bfe

bc

bfe

e

ci h

h

iih

ih

ii

ih

i

iA

1

v

fe

ie

bc

bie

e

ebi h

h

ii

ih

iR

ie

cfe

ieb

cbfe

ieb

cc

eb

cb

h

Rh

hi

Rih

hi

RiA

v

vv

cc

cc

c

cu R

i

Ri

iR

v

(unitaria)

(molto bassa)

(come nell’E.C. a parte il segno)

(come nell’E.C.)

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12

Configurazione a collettore comune

1

feb

bc

b

ei h

i

ii

i

iA (~ come nell’E.C.)

efeieb

ebfeebieb

b

eeieb

b

bci Rhh

i

RihRihi

i

Rihi

iR

1

v(molto grande)

1

1

1

1

1

v

vv

efeie

efe

befebie

bfee

eeieb

ee

bc

ec

Rhh

Rh

iRhih

ihR

Rihi

RiA (unitario)

11

v

fe

ies

bfe

iesb

e

eu h

hR

ih

hRi

iR (molto bassa)

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