G. Martines 1

Amplificatori a Transistori con controreazione

Esempi di amplificatori invertenti (CS e CE) con controreazione.

G. Martines 2

Modello equivalente a piccolo segnale e guadagno di tensione

beCmo vRgv −= beEm

ie

bei vRgh

vv

++=

1 Em

i

Em

ie

i

beRg

v

Rgh

vv

+≈

++

=11

1

E

C

Em

Cm

i

o

VR

R

Rg

Rg

v

vA −≈

+−≈=

1

G. Martines 3

Impedenza di ingresso a frequenze intermedie

( )

bfee ihi += 1 ( )Efeieb Rhhr ++= 1

bi rRRr //// 21=

Co Rr ≈

G. Martines 4

Amplificatore inseguitore di tensione

11

≈+

≈=Sm

Sm

i

o

VRg

Rg

v

vA Gi Rr =

m

og

r1

=

G. Martines 5

Amplificatore non invertente (a base comune o gate comune)

Cm

i

o

V Rgv

vA ≈=

m

ig

r1

≈

Co Rr ≈

G. Martines 6

Riepilogo delle prestazioni degli stadi elementari con BJT

G. Martines 7

Amplificatore differenziale

G. Martines 8

Modello equivalente a piccolo segnale della coppia differenziale

Ipotesi: variazione della tensione del nodo P1 per effetto del segnale trascurabile, cioè RS si comporta come un generatore di corrente costante. Tesi: la tensione differenziale sugli ingressi provoca variazioni delle correnti di drain

uguali ed opposte poiché: 043 =+DD R

v

R

v e quindi Dmd Rg

vv

vvA −≈

−

−=

21

43

Per il Rapporto di Reiezione di Modo Comune si può dimostrare che Sm RgCMRR ≈

G. Martines 9

Generatori di corrente costante con FET

G. Martines 10

Specchio di corrente con BJT

G. Martines 11

Coppia differenziale con generatore di corrente con JFET

G. Martines 12

Coppia differenziale con specchio di corrente con BJT

G. Martines 13

Two-stage CMOS op-amp configuration

G. Martines 14

Amplificatore Push-Pull

� Ciascuno dei due transistori

funziona come inseguitore di tensione

� i transistori però non sono polarizzati cioè il punto di riposo è nella regione di interdizione

� T1 esce dalla interdizione solo se vi > 0

� T2 esce dalla interdizione solo se vi < 0

� Se i due transistori hanno trans caratteristiche uguali il segnale non è distorto

G. Martines 15

Principio di funzionamento amplificatore in classe B

Efficienza di conversione degli amplificatori:

onealimentazi dalla assorbita potenza

carico sul dissipata potenza=η

G. Martines 16

Amplificatore finale con pilota (pre-amplificatore)

G. Martines 17

Distorsione da crossover

G. Martines 18

Stadio di uscita in classe AB

Nasce per ridurre la distorsione di crossover tipica degli amplificatori in classe B

G. Martines 19

Amplificatore in classe AB con polarizzazione a moltiplicatore di VBE

� Il moltiplicatore di VBE permette di ottenere in modo semplice e flessibile la polarizzazione dei transistori T1 e T2.

� Il moltiplicatore di VBE offre la possibilità di compensare gli effetti della temperatura sul punto di riposo (fuga termica)

� Le resistenze sull’emettitore (di valore molto ridotto) introducono una reazione negativa che stabilizza il punto di riposo rispetto sia a variazioni parametriche che termiche.

� Le resistenze sull’emettitore vengono utilizzate anche come sensori per i circuiti di protezione dal sovraccarico

G. Martines 20

Il Tiristore

È un dispositivo a quattro strati che si comporta come un diodo polarizzato inversamente quando l’anodo risulta negativo rispetto al catodo e per questo motivo viene anche indicato con il termine SCR (silicon controller rectifier)

Anche quando lo si polarizza direttamente non conduce finché non si applica al gate un impulso positivo rispetto al catodo.

G. Martines 21

Controllo di potenza in sistemi AC con SCR Esempio di controllo di potenza a semplice semionda.

∗ il gate è controllato da uno stretto impulso di corrente

∗ un circuito di trigger esterno genera l’impulso quando il segnale di alimentazione supera una prefissata soglia di tensione

∗ lo SCR continua a condurre fino a che la tensione ai suoi capi non si annulla, annullando la corrente sul carico

∗ la potenza sul carico può essere variata fra 0 e 50% della potenza massima

G. Martines 22

Schema di

principio per un

variatore di

potenza AC fra lo

0 ed il 100%

Esempio di controllo di potenza a doppia semionda.

G. Martines 23

Il Triac Il Diac

∗ Equivale a due

tiristori collegati inversamente in parallelo

∗ può condurre durante entrambe le semionde della forma d’onda della alimentazione

∗ Gli impulsi di trigger possono essere di entrambe le polarità.

∗ è un altro dispositivo a quattro strati che si innesca per break down anziché con un impulso esterno

∗ L’innesco della conduzione avviene quando la tensione applicata (qualunque sia il segno) supera una tensione prefissata detta di breakover

∗ viene spesso utilizzato per generare la sequenza di impulsi di innesco dei triac nei dimmer (nell’esempio)

G. Martines 24

Esempio di dimmer a controllo di fase

per la regolazione della luminosità di lampade alogene