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Quando usare il mezzo circuito differenziale

MessaggioInviato: 27 lug 2021, 20:25
da ElectroFranco
Ciao gente, vi scrivo perché ho un dubbio che non mi fa dormire la notte :lol: .
Sto studiando la coppia differenziale e sono arrivato a un punto in cui si dice che l’analisi di tali circuiti può essere fatta analizzando solo metà del circuito.
Tale cosa, da quel che ho capito, è valida solo se la coppia è esattamente simmetrica perche ai piccoli segnali (e non in DC) il source è a tensione nulla (Massa virtuale). Siccome non mi sono fidato ho provato a verificare per via analitica, ma sono entrato in un loop da cui non riesco a uscire. Qualcuno potrebbe spiegarmi come funziona questa cosa della Massa virtuale e perché se il circuito non è simmetrico allora il source non è a Massa?

Re: Quando usare il mezzo circuito differenziale

MessaggioInviato: 27 lug 2021, 20:33
da MarcoD
Ho capito poco.
Per coppia differenziale intendi un amplificatore differenziale.?
Realjzzato con un operazionale?

Re: Quando usare il mezzo circuito differenziale

MessaggioInviato: 27 lug 2021, 20:40
da ElectroFranco
Ciao Foto UtenteMarcoD, posto una immagine per maggiore chiarezza.
Intendo un circuito di questo tipo (sia che siano BJT sia che siano MOS), vorrei dimostrare che la Vs al source è 0 quando il circuito è simmetrico e diverso da 0 quando non lo è.
A intuizione mi viene da pensare alle variazioni di correnti, ma non riesco a convincermi.

Re: Quando usare il mezzo circuito differenziale

MessaggioInviato: 27 lug 2021, 21:15
da GioArca67
Il circuito così disegnato non è simmetrico per via del generatore di corrente che devi spezzare in due (I/2 ciascuno) e metterne uno sotto un emitter e l'altro sotto l'altro emitter.
A questo punto se le Rc. e i Q. sono uguali il circuito è simmetrico e nel collegamento fra gli emitter non scorre corrente: puoi tagliarlo.
Ma non è una massa né reale né virtuale.
Se è un BJT ed è correttamente polarizzato in attiva o saturazione dal generator di corrente ideale, la tensione all'emitter è ovviamente -Vbe oppure -Vbesat.
Fra l'altro in base a quale principio potresti tagliare un nodo che ha valore di tensione 0V?

Re: Quando usare il mezzo circuito differenziale

MessaggioInviato: 27 lug 2021, 21:27
da ElectroFranco
Ciao Foto UtenteGioArca67, grazie per la risposta.
Il libro che sto leggendo (Sedra smith) dice che se il circuito è simmetrico la tensione al source (supponiamo siano MOS, ma il discorso dovrebbe essere analogo per i BJT) deve essere 0. Questo però considerando i piccoli segnali (non in DC). Questo concetto è valido anche con il circuito che ho mostrato (la corrente si divide egualmente fra i due rami se sono uguali), il mezzo circuito risultante è esattamente la metà di quello mostrato, ma con il source a Massa (sempre nei piccoli segnali).
Io non riesco a capire a livello di formule come si sia ottenuto questa sorta di Massa virtuale (il libro la chiama proprio così e riprende come esempio la Massa virtuale dello opamp)

Re: Quando usare il mezzo circuito differenziale

MessaggioInviato: 27 lug 2021, 22:15
da claudiocedrone
È la traduzione di "virtual" che è errata poiché va tradotto con "praticamente come se fosse" e non con virtuale. Identica cosa per gli opamp e per il "virtual short" ("praticamente come se fosse un cortocircuito" e non cortocircuito virtuale).

Re: Quando usare il mezzo circuito differenziale

MessaggioInviato: 27 lug 2021, 22:25
da GioArca67
Ma il circuito che hai allegato non puoi analizzarlo come intendi.

Devi usare uno schema con un ingresso differenziale vid (v piccola id piccolo) allora cortocircuitando i generatori di tensione DC ovvero metti VDD a massa, aprendo il generatore di corrente sui source e sostituendo il modello per piccoli segnali, fra i source hai una massa virtuale perché:
Partendo dalla massa (il VDD messo a massa sopra Q1, hai corrente che scorre in Rc1 verso il basso, quindi una tensione negativa del Drain, passi per il transistor, sei fra i source (ancora non sai a che tensione), passi per Q2 a salire, passi per Rc2 (=Rc1 e percorsa dalla stessa corrente) quindi sul Drain di Q2 c'è una tensione positiva ed in modulo pari alla tensione negativa che c'era sul Drain di Q1.
Poiché anche i Q. sono uguali ed attraversati dalla stessa corrente (abbiamo staccato il generatore di corrente dai Source) presentano cadute uguali ed opposte per la simmetria del circuito. E pari in valore assoluto a Rc*I.
Quindi il punto di mezzo ai Source non può che stare a 0V.
Allora, sempre per la simmetria, dalla massa sopra a Q1 esce I e scende e passa in un nodo che sta a 0V e dopo un "giro tortuoso" se ne ritorna a massa.
Allora (e solo in questo caso) invece di farle fare il giro tortuoso supponiamo che quel nodo a 0V dove entra I sia a massa (virtuale), tanto la massa vera non se ne accorge, e nemmeno la corrente; però puoi studiare mezzo circuito, tanto l'altra metà è uguale ma con i segni invertiti.

Re: Quando usare il mezzo circuito differenziale

MessaggioInviato: 27 lug 2021, 22:36
da GioArca67
ElectroFranco ha scritto:.
Il libro che sto leggendo (Sedra smith) dice che se il circuito è simmetrico la tensione al source (supponiamo siano MOS, ma il discorso dovrebbe essere analogo per i BJT) deve essere 0. Questo però considerando i piccoli segnali (non in DC). Questo concetto è valido anche con il circuito che ho mostrato (la corrente si divide egualmente fra i due rami se sono uguali),

Nel SedraSmith, anche se non l'ho mai aperto, son sicuro che il circuito che mostri sia per calcolare l'offset e non lo analizza col semicircuito.
Con gli ingressi entrambi a massa come mostrato, non appena sostituisci il circuito per piccoli segnali, apri i generatori di corrente e cortocircuiti quelli di tensione ti accorgi subito che sta tutto a 0V... e che non circola corrente!
Banale.
Sei nel punto di polarizzazione e quindi tutte le variazioni dal punto di polarizzazione (sono quelle che studiamo coi piccoli segnali) sono nulle.

Quando affermi
(la corrente si divide egualmente fra i due rami se sono uguali)

nello schema mostrato è un grave errore concettuale: per piccoli segnali (con ingresso nullo) non c'è corrente poiché stiamo esaminando variazioni rispetto al punto di lavoro: abbiamo linearizzato e ci siamo messi in un punto e vediamo cosa succede se variamo leggermente l'ingresso... ma se l'ingresso lo blocchi a massa che varia?

Re: Quando usare il mezzo circuito differenziale

MessaggioInviato: 27 lug 2021, 23:55
da IsidoroKZ
Si puo` semplificare l'analisi di un differenziale studiando solo mezzo circuito quando sono verificate due condizioni, la prima, che riporti anche tu, e` che il circuito sia simmetrico. La seconda e` che il segnale di ingresso sia di puro modo comune CM (due ingressi uguali) oppure di puro modo differenziale DM (un segnale uguale all'opposto dell'altro).

I due circuiti risultanti per CM e DM sono diversi, ma hanno un transistore solo e sono piu` facili da analizzare.

E se i due segnali di ingresso non sono di modo comune o di modo differenziale ma sono qualunque? In questo caso le due tensioni di ingresso "qualunque" si possono sempre scomporre in una tensione di modo comune e una di modo differenziale, tensioni che vengono trattate ognuna per conto suo. Questo cambiamento di variabili di ingresso e` utile perche' di solito il segnale "utile" e` DM, mentre il segnale CM e` un disturbo che si vuole eliminare.

Guarda questo splendido articolo di Foto UtenteDarwinNE, https://www.electroyou.it/piercarlo/wik ... lo-darwine e questo post viewtopic.php?f=1&t=38368. L'articolo c'e` anche in inglese, guardalo, e in fondo fa riferimento a un altro post, guarda anche quello!

Se poi cerchi in giro per il forum sono quasi sicuro che ci sono altri post sul circuito differenziale e sull'uso del teo di Bartlett.

Re: Quando usare il mezzo circuito differenziale

MessaggioInviato: 28 lug 2021, 8:51
da lelerelele
mi pare che sullo schema [3] non ci siano dubbi, se i due rami sono identici avrò la tensione V0=0, altrimenti V0 sarà diversa da 0.

intendevi questo?

saluti.