Problemes Electronica Analogica (2015)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Ingeniería Electrónica de Telecomunicación - 2º curso
Asignatura Electronica Analogica
Profesor A.C.
Año del apunte 2015
Páginas 5
Fecha de subida 23/03/2015
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Problema dos transistors petit senyal i models baixa i alta freq

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ÀLEX  ROMAGOSA   UAB     Problemes  Transistor  Bipolar  i  mosfet     2.12   Trobar  el  punt  de  polarització  i  els  paràmetres  de  petit  senyal.Calcular  la  resposta   de  l’amplificador  a  alta  i  baixa  freqüència.       Dades  a  rectificar  :   Falta  Rg2=12,5k   Ara  ja  podem  començar:           𝑅!! = 50𝑘Ω   𝑅!! = 100𝛺   𝑅!! = 150𝛺   𝑅! = 10𝑘𝛺   𝑅!! = 250𝛺   2,96𝑚𝐴 𝑘! = 𝑘! =   𝑉!   1   ÀLEX  ROMAGOSA   UAB     VG1   𝑉!! = 20𝑉 𝑅!! 50𝑘 = 20 · = 16𝑉   𝑅!! + 𝑅!! 12,5𝑘 + 50𝑘 𝑇𝐴𝐿𝐿:   𝑉!" ≤ 𝑉!" ; 𝐼! = 0   𝐿𝑖𝑛𝑒𝑎𝑙:   𝑉!" ≥ 𝑉!"   𝑉!" ≤ 𝑉!! − 𝑉!"   𝑘 𝐼! = 𝑉!" − 𝑉!" 𝑉!"   2 𝑆𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑐𝑖ó:   𝑉!" ≥ 𝑉!"   𝑉!" ≥ 𝑉!" − 𝑉!"   𝑘 𝐼! = 𝑉!" − 𝑉!" !   2   Suposem  saturació:   𝑘 𝐾! 𝐼!! = 𝑉!" − 𝑉!" ! = 𝑉 − 𝐼!! · 𝑅!! − 𝑉!"! !   2 2 !! 𝑅!! 𝑘 ! ! !  𝐼 + 2𝑉!"! 𝑅!! − 2𝑉!! 𝑅!! − 1 𝐼!! + 𝑉!! + 𝑉!"! − 2𝑉!! 𝑉!"! = 0   2 !! ! 𝑎  𝐼!! + 𝑏𝐼!! + 𝑐 = 0   −𝑏 ± 𝑏 ! − 4𝑎𝑐 𝐼!! = = 30,0108𝑚𝐴   2𝑎 𝑉!! = 𝐼!! · 𝑅!! = 7,5   𝑉!"! = 20 − 𝑉!! = 12,5𝑉   𝑉!"! − 𝑉!"! = 7,5   𝑉!"! = 12,5     𝑉!"! ≥ 𝑉!"! − 𝑉!"!  𝑆𝐴𝑇𝑈𝑅𝐴𝐶𝐼Ó   𝑉!"! = 𝑉!! − 𝑉!! = 16 − 7,5 = 8,5𝑉   𝑉!! = 𝑉!! = 7,5   𝑘! 𝐼!! ? → 𝐼!! = 𝑉 − 𝑉!! − 𝑉!"! ! ; 𝑀𝑎𝑡𝑒𝑖𝑥𝑎  𝑒𝑞  𝑒𝑛  𝑠𝑒𝑔𝑜𝑛  𝑔𝑟𝑎𝑢:   2 !! 𝐼!! = 35𝑚𝐴  𝑎𝑝𝑟𝑜𝑥  𝑗𝑎  𝑞𝑢𝑒  ℎ𝑒𝑚  𝑐𝑜𝑚𝑒𝑠  𝑢𝑛  𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟  𝑖  ℎ𝑒𝑚  𝑎𝑔𝑎𝑑𝑎𝑡  𝑉!! = 12,5  𝑖  ℎ𝑎𝑢𝑟𝑖𝑎  𝑑𝑒  𝑠𝑒𝑟  7,5𝑉   𝑉!"! = 2𝑉   2,90𝑚𝐴 𝐾! =   𝑉! 𝑉!! = 7,5𝑉   MODEL  PETIT  SENYAL             2   ÀLEX  ROMAGOSA   UAB         𝑉!" |   𝐼!" !! !! = 𝐼!" 𝑅! = 𝐼!" (𝑅!! //𝑅!! )   𝑉!" = 𝑅!! //𝑅!!   𝐼!" 𝑍!" = 𝑉!"   𝑉!"# |   𝐼!"# !!" !! 𝑉!! = 𝑔𝑚! −𝑉!! · 𝑅!!  𝑙 ! 𝑢𝑛𝑖𝑐𝑎  𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó  𝑒𝑠  𝑞𝑢𝑒  𝑉!! = 0   𝑉!" = 𝑉!! = 0   𝑉!"! = 𝑉!! − 𝑉!! = −𝑉!! = 0   𝑉!! = 0   𝑉!! = 0     𝑉!"! = 0   𝑉! = 𝐼! (𝑅!! //𝑅! )   𝑉! 𝑍! = = 𝑅!! //𝑅!   𝐼! Com  calculem  el  guany  cmençem  per  Vo  i  anem  expresnat  fisn  a  que  quedin  en   funció  de  Vin   𝑉! ∆𝑣𝑜 = |   𝐼!" !! !! 𝑉!! = 𝑉!"   𝑉! = −𝑔𝑚! 𝑉!"! (𝑅!! //𝑅! )   𝑉!"! = 𝑉!! − 𝑉!! = 𝑉!! = 𝑉!!   𝑉!! = 𝑔𝑚! 𝑉!"! 𝑅!! = 𝑔𝑚! 𝑅!! 𝑉!! − 𝑉!!   𝑉!"! = 𝑔𝑚! 𝑅!! 𝑉!" − 𝑉!! →   𝑉! = −𝑔𝑚! 𝑔𝑚! 𝑅!! 𝑉!" − 𝑉!! (𝑅!! //𝑅! )   𝑉!! = 𝑔𝑚! 𝑅!! 𝑉!" − 𝑉!!   𝑔𝑚! 𝑅!! 𝑉!! 1 + 𝑔𝑚! 𝑅!! = 𝑔𝑚! 𝑅!! 𝑉!" → 𝑉!! = 𝑉!"   1 + 𝑔𝑚! 𝑅!! 𝑔𝑚! 𝑅!! 𝑉! = −𝑔𝑚! 𝑔𝑚! 𝑅!! 1 − 𝑉 (𝑅 //𝑅! )   1 + 𝑔𝑚! 𝑅!! !" !! 𝑍!"# =   3   ÀLEX  ROMAGOSA   UAB     = −𝑔𝑚! 𝑔𝑚! 𝑅!! (𝑅!! //𝑅! ) −𝑔𝑚! (𝑅!! //𝑅! ) =   1 1 + 𝑔𝑚! 𝑅!! 1 + 𝑔𝑚 𝑅 ! !! Frequencies  de  tall  baixes     1 1 1 𝐹! = + +   𝑅!"! 𝐶! 𝑅!"! 𝐶! 𝑅!"! 𝐶! 𝑉!" → 0   𝑅!"! = 𝑅! + 𝑅! → 𝐶!   𝑉! = 𝑉! = 𝐼! 𝑅! + 𝑅!   𝐼! 𝑉!! = 0  &  𝑉!! = 0 → 𝑉!! = 0   𝑉! 𝑅!"! =   𝐼! 𝑉! = 𝐼! + 𝑔𝑚! 𝑉! 𝑅!!     𝑉· 1 + 𝑔𝑚𝑅!! = 𝐼! 𝑅!!   𝑉! 𝑅!! = 𝑅!"! =   𝐼! 1 + 𝑔𝑚𝑅!! 𝑅!! 𝑅!"! = → 𝐶!!   1 + 𝑔𝑚𝑅!! 𝑉! = 𝐼! — 𝑔𝑚! 𝑉!! 𝑅!! + 𝐼! 𝑅!   𝑉! = 𝐼! 𝑅!! + 𝑅!   𝑅!"! = 𝑅!! + 𝑅! → 𝐶!   1 1 1 1 1 1 𝑓! = + + = + +   𝑅!! 𝑅!"! 𝐶! 𝑅!"! 𝐶! 𝑅!"! 𝐶! 𝐶! (𝑅! + 𝑅! ) 𝐶 ( 𝐶 (𝑅 + 𝑅 !! !! !) ! 1 + 𝑔𝑚𝑅 ) !! Les  capacitats  nomes  em  modifiquen  les  resistències  si  vull  canviar  la  freq  de   treball  tocaré  capacitats  no  resistències.   F  baixes:     Obrir  C     VAC-­‐>C.C     Altres  C  C.C     Frequencia  alta   -­‐>Miro  Req  de  cada  C     VAC-­‐>curtcircuit     Altes  C-­‐>C.Obert   𝐶!"! → 𝑅!"! = 𝑅! //𝑅!   𝑔!! 𝑉!"! = 𝑔𝑚! 𝑉!   𝑉! = 𝐼! 𝑅! //𝑅! + 𝐼! − 𝑔𝑚! 𝑉! 𝑅!!   𝑉! 1 + 𝑔𝑚! 𝑅!! = 𝐼! (𝑅!! + (𝑅! //𝑅! )   𝑉! 𝑅!! + 𝑅! //𝑅! =   𝐼! 1 + 𝑔𝑚! 𝑅!! 𝑅!! + 𝑅! //𝑅! 𝐶!"! → 𝑅!"! =   1 + 𝑔𝑚! 𝑅!! 𝑔𝑚! 𝑉!"! = −𝑔𝑚! 𝑉!   𝑉! = 𝐼! − 𝑔𝑚! 𝑉! 𝑅!!   𝑉! 𝑔𝑚! 𝑅!! + 1 = 𝐼! 𝑅!!   ∆𝑉! =   4   ÀLEX  ROMAGOSA   UAB     𝑉! 𝑅!! =   𝐼! 1 + 𝑔𝑚! 𝑅!! 𝑅!! 𝐶!"! → 𝑅!"! =   1 + 𝑔𝑚! 𝑅!! 𝑉! = 𝐼! (𝑅!! //𝑅! )   𝐶!"! → 𝑅!"! = (𝑅!! //𝑅! )   La  frequencia  de  treball  a  freq  altes  es:   𝐹! 1 =   𝑅!! + 𝑅! //𝑅! 𝑅!! 𝐶!"! (𝑅! //𝑅! ) +   𝐶!"! ( 1 + 𝑔𝑚 𝑅 ) + 𝐶!"! (1 + 𝑔𝑚 𝑅 ) + 𝐶!"! ((𝑅!! //𝑅! )) ! !! ! !! 𝑅!"! =   5   ...