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Max segnale in ingresso BJT o MOS per piccolo segnale

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[1] Max segnale in ingresso BJT o MOS per piccolo segnale

Messaggioda Foto UtenteRoswell1947 » 7 nov 2022, 10:54

Salve,farò una domanda stupida ma ci provo lo stesso,forse qualcuno mi darà qualche spiegazione.Se ho un semplice stadio a BJT o MOS (p.es uno ad emettitore comune con in ingresso un generatore di segnale con la sua resistenza interne Rs) e volessi calcolare il max segnale del generatore di segnale utilizzabile per far lavorare il transistore in regime di piccolo segnale,come dovrei procedere?
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[2] Re: Max segnale in ingresso BJT o MOS per piccolo segnale

Messaggioda Foto UtenteMarcoD » 7 nov 2022, 11:51

Bella domanda !.
Una sfinge risponderebbe alla domanda con: cosa intendi per piccolo segnale ?
Risposta: un segnale di ampiezza tale per cui in uscita la distorsione è trascurabile.
Cosa consideri accettabile per distorsione?

Un modo grossolano è chiederti quale è la massima dinamica del segnale in uscita?
Poi dividendo la dinamica per l'amplificazione ottieni il massimo segnale di ingresso
utile.
Forse ho confuso le idee :-)
O_/

p.s.: la dinamica è la variazione della tensione in uscita quando il transistor finale passa da saturazione (Vce quasi corto circuito) a interdizione (Vce quasi circuito aperto).
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[3] Re: Max segnale in ingresso BJT o MOS per piccolo segnale

Messaggioda Foto UtenteRoswell1947 » 7 nov 2022, 12:36

C'è una piccolo confusione sul discorso del piccolo segnale,in molti testi viene detto che il circuito equivalente per piccolo segnale è valido per vbe molto minore di Vt (sviluppo di Taylor..) nel caso del BJT e quindi si ha una condizione sulla vbe che però ,a quanto ho capito,non permette di determinare il max segnale di ingresso affinchè si rimanga in condizione di piccolo segnale.L''altra condizione è sulla max dinamica di uscita (con cui si ha un segnale di uscita non distorto) che permette la determinazione del max segnale di ingresso una volta che si è rappresentato il circuito equivalente senza sapere prima se si è omeno in condizioni di piccolos segnale.E' corretta la mia interpretazione?
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[4] Re: Max segnale in ingresso BJT o MOS per piccolo segnale

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 8 nov 2022, 12:27

Piccolo segnale di solito e` quello riferito alla tensione di comando dall'elemento attivo, quindi v_{be} rispetto a V_T oppure v_{gs} rispetto a V_{OD}=V_{GS}-V_{TN}, con qualche coefficiente numerico davanti.

Il coefficiente numerico dipende da quanta distorsione armonica uno e` disposto a tollerare.

Nel caso di transistori bipolari, si dice di solito che per avere un piccolo segnale la tensione deve essere v_{be}/2 \le V_T/10, in pratica 5 mV. Ho scritto i coefficienti cosi` perche' il 2 deriva dallo sviluppo di Taylor dell'esponenziale, mentre il 10 e` il solito fattore del molto minore. Pero` con questo limite, una sinusoide di ampiezza di picco di 5mV ha una distorsione armonica dalle parti del 5%, abbastanza elevata!

Nel caso di un transistore con resistenza di emettitore RE, si ha una retroazione negativa e la tensione applicata al transistore e` solo una frazione di quella di ingresso e questo linearizza il comportamento. Ad esempio il segnale di ingresso per un BJT con RE, perche' sia di piccolo segnale deve essere v_{in}\le \frac{5\text{mV}}{1+g_mR_E}.

Trovi queste considerazioni sparse per il libro di Jaeger e Blalock, Microelettronica.
Per usare proficuamente un simulatore, bisogna sapere molta più elettronica di lui
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[5] Re: Max segnale in ingresso BJT o MOS per piccolo segnale

Messaggioda Foto UtenteRoswell1947 » 8 nov 2022, 13:40

Grazie IsidoroKZ ,ma il metodo migliore per trovare il max segnale di ingresso che mi permette di rimanere in zona di piccolo segnale rimane quello della dinamica di uscita?
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[6] Re: Max segnale in ingresso BJT o MOS per piccolo segnale

Messaggioda Foto UtenteRoswell1947 » 9 nov 2022, 15:35

Se ho la max dinamica di uscita e trovo il max segnale di ingresso per un uscita non distorta,sono sicuro che il max segnale di ingresso sono ancora in regime di piccolo segnale?
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[7] Re: Max segnale in ingresso BJT o MOS per piccolo segnale

Messaggioda Foto UtenteMarcoD » 9 nov 2022, 18:36

Se ho la max dinamica di uscita e trovo il max segnale di ingresso per un uscita non distorta, sono sicuro che il max segnale di ingresso sono ancora in regime di piccolo segnale?

Per me la risposta è affermativa, ma la domanda è poco definita, diventa una questione di definizione del problema.
Secondo me appena il segnale di ingresso è maggiore di zero, nasce distorsione in uscita perché nessun componente è completamente lineare.
Cosa si intende con " uscita indistorta " ?
Una distorsione armonica inferiore al 10%, 1%, 0,1 % =,0..x % ?
E se il segnale in ingresso è piccolo, viene sommerso dal rumore generato internamente all'amplificatore.
Lo stadio di amplificazione è a un transistore? è provvisto di retroazione ?
Con la reazione si può ridurre la distorsione a spese del guadagno.
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[8] Re: Max segnale in ingresso BJT o MOS per piccolo segnale

Messaggioda Foto UtenteRoswell1947 » 10 nov 2022, 8:49

Ok ,quindi quale potrebbe essere una buona definizione di piccolo segnale?
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[9] Re: Max segnale in ingresso BJT o MOS per piccolo segnale

Messaggioda Foto UtenteMarcoD » 10 nov 2022, 15:07

Non conosco la definizione corretta e accettata, suppongo sia arbitraria e che non sia di utilità approfondire troppo la questione.
La realtà fisica è un circuito fisico con transistor, resistori, condensatori e alimentazione, poi interessa se è un esemplare unico o deve essere replicato in serie con componenti commerciali aventi le loro tolleranze.
Per un progetto grossolano, per dimensionare i componenti semplificando i calcoli, si suppone il tutto in linearità e si chiede una dinamica simmetrica. Poi l'approfondimento dipende dai tuoi requisiti.

Propongo un altro quesito tecnofilosofico:
quali sono i limiti di validità della legge di ohm applicata a un bipolo (un resistore fisico).
O_/
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[10] Re: Max segnale in ingresso BJT o MOS per piccolo segnale

Messaggioda Foto UtenteRoswell1947 » 10 nov 2022, 17:52

Hai ragione,comunque riguardo la legge di ohm conosco un aneddoto (non so se sia vero ...ma pare di si) che racconta di un prof dell Univ di Pisa che chiedeva ai suoi studenti cosa dicesse la legge di Ohm e tutti rispondevano V=R*I e lui ,per tale risposta,continuamente abbassava di parecchio i voti perché diceva che se la legge di Ohm fosse V=R*I oggi l'elettronica come la conosciamo oggi non esisterebbe..
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