g v R C V g g beecR C ĝ v R V ĝ ĝ ĝ v a)b) beecR Dipendenza dei parametri del bjt dalla frequenza

Dipendenza dei parametri del bjt dalla frequenza

g

g

g

v

b

e e

R

c

R

C

C

V

Capacita' di transizione della giunzione  base­collettore contropolarizzata

Capacita' di diffusione della giunzione  base­emettitore in polarizzazione diretta

ĝ

ĝ

ĝ

v

b

e e

R

c

R

V

ĝ

v

Al crescere della frequenza i parametri g diventano funzioni complesse:

ĝ()

Si aggiungono al circuito due capacita' estranee al modello: C

 e C

a)

b)

g

g

g

v

b

e e

R

c

R

C

C

Capacita' di diffusione della giunzione  base­emettitore in polarizzazione diretta

Per un diodo in conduzione:     

C

 r

 =  _r

 ₌ 

 =  1 / g

 = V

 / I

Per un transistor:

        = ( 2  f

)

  = 

g

g

C

= g

2  f

= I

2  f

 V

Esempio: transistor CA3046 con I_E = 0.74 mA:

f

  = 400 MHz      g

 = 20 mA/V   C

  ≃  _9 pF

Capacita' di diffusione C

V

g

g

g

v

b

e e

R

c

R

 = 10 k

C

C

Capacita' di transizione della giunzione  base­collettore contropolarizzata

V

Capacita' di transizione C

0.45 pF

Capacita' di transizione per un transistor del chip CA3046

g

g

g

v

b

e e

R

c

R

C

  (0.45  pF)

C

(9 pF)  Effetto Miller

Con guadagno di tensione  A_v = ­140  il condensatore  C_T  tra ingresso ed uscita equivale alla  capacita' di  Miller  C_i  =  C_T ∙ (1 ­ A_v)  =  63 pF  all'ingresso e alla capacita' C_o = C_T ∙  (1 ­ A_v) / A_v  =  0.45 pF all'uscita.

La costante di tempo di ingresso diventa

 _i = ( C_i + C_D ) / g_ie  = (63 + 9) pF  / 0.25 mA/V  =  0.29 s e la frequenza di taglio

f_i = 1 /  (2  0.29 s)  =  0.55 MHz

La resistenza R_g interna del generatore si aggiunge in parallelo a g_ie e riduce la costante di tempo, aumentando  la banda passante (a spese della corrente fornita dal generatore V_G).

La costante di tempo all'uscita e':    _o =  C_o ∙ (g_oe // R_L ) ≃  0.45 pF  ∙ 10 k  =  4.5 ns.

V

C

C

I transistor ad effetto di campo in alta frequenza

C_gs C_gd

g_ds b g_fs v_gs

s s

g d

C_db C_sb

Ai  circuiti  in  corrente  continua  vengono  aggiunte  le  capacita'  tra  source,  drain  e  gate  e  le  capacita'  delle giunzioni PN tra source, drain  e bulk (nel mosfet).

g

s

d

s C

C

C

g

g

v

g

Modello lineare per il transistor jfet in alta frequenza.

Modello lineare per il transistor mosfet in alta frequenza.

C

 = capacita' gate­source C

 = capacita' gate­drain

C

 = capacita' source­substrato

C

 = capacita' drain­substrato

Banda passante di un amplificatore ad emettitore comune

Modulo e fase del guadagno:

    ——   di tensione     ——   di corrente     ——   di potenza

R

     10 k

R

     50  I

       0.72 mA V

    8.5 V A

      106 A

      250

Condizioni di lavoro:

g

     27 mA/V

g

     0.24 mA/V

g

    6.6   A/V

C

     9.1 pF

C

     0.44 pF

C

    0.5 pF

Impedenza di ingresso di un amplificatore ad emettitore comune

Modulo e fase dell'impedenza di 

ingresso  di  un  amplificatore  ad 

emettitore comune

Impedenza di uscita

Misura della impedenza di uscita

R

Z

v

v

Senza la resistenza di carico R

 si misura la tensione v

 = v

Con la resistenza di carico R

 si misura v

 = v

 R

 / (Z

 + R

) Risolvendo:

Z

 = (v

 / v

 – 1) R

Misure in alta frequenza

10 k

Capacita' del cavo: ~ 100 pF/m

Costante di tempo   = 10 k  100 pF = 1 s  F

 = 1 / 2 = 160 kHz

La capacita' del cavo interferisce pesantemente con il funzionamento del circuito in misura

Misure in alta frequenza

La  sonda  dell'oscilloscopio  contiene  un  partitore  compensato che riduce di un fattore 10 l'inetnsita' del  segnale e la capacita' collegata al circuito.

in out

1 M

9 M

120 pF

13 pF

fig:low_pass

Risposta di un partitore compensato

out dB

frequenza (kHz)

tempo (ms)

       R

/ (R

 + R

) = 0.1

——  C

/ (C

 + C

)  = 0.08

——  C

/ (C

 + C

)  = 0.10

——   C

/ (C

 + C

) = 0.12

R

in

C

C

R

Onda quadra 1 kHz 0.5 V

Regolazione di C

Calibrazione della sonda dell'oscilloscopio

Calibrazione della sonda dell'oscilloscopio