Polarizzazione bjt

Progetti, domande e idee sparse sull'autocostruzione delle elettroniche
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plovati
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Messaggio da plovati »

Plo, cosa intendi per VT?

Originally posted by gserpentino - 24/05/2007 :  23:21:55
Tensione termica, kT/q pari a 26mV a temperatura ambiente. E' la grandezza fondamentale che regola il funzioanmento delle giunzioni a semiconduttore in Silicio.

Cerca il Giometti-Frascari, libro di elettronica per le superiori era fatto bene, completo e chiaro.

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Piergiorgio
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Messaggio da mrttg »

Per la stabilità spesso hò visto usare il criterio empirico Vre=Vcc/10.

Tiziano
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Messaggio da gserpentino »

Questo e' quanto riporta un sito....

PROGETTO DI UN CIRCUITO DI POLARIZZAZIONE

In sede di progetto del circuito di polarizzazione si usano i seguenti criteri pratici. Per la VCE si fissa un valore all'incirca uguale a VCC/2;

per la caduta di tensione ai capi di RE, cioè VE, si fissa un valore uguale a VCC/10; per la corrente del partitore IP si fissa una corrente uguale a IC/10. Con l'aiuto delle caratteristiche e delle equazioni della maglia di uscita e della maglia di ingresso si calcolano i valori di tutti i resistori.

----------------------------------------------------------------

Cosa ne pensate?

Poi ovviamente si puo' approfondire...

A fronta di quanto riportato mi risulta:

Rc = 600 ohm
Re = 120 ohm
R1 (resistenza alta) = 10k2
R2 (resistenza bassa) = 1k8
tensione di collettore rispetto a massa 6V
Tensione della base rispetto a massa 1,8 V
Tensione di emettitore 1,2V

Ic = 10mA
Ipar = 1mA





gabriele
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Messaggio da mrttg »

per la corrente del partitore IP si fissa una corrente uguale a IC/10. Con l'aiuto delle caratteristiche e delle equazioni della maglia di uscita e della maglia di ingresso si calcolano i valori di tutti i resistori.
Ciao Gabriele,
quest' ultima condizione ti abbassa molto l' impedenza del partitore di ingresso basta che nel partitore passi 10 Ib (con ib calcolata al Beta tipico).

I libro consigliato da Plo è veramente ben fatto e la parte sulla polarizzazione molto chiara (il procedimento sgeuito è quello riportato dal Mirri e altri testi).

Tiziano
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Messaggio da gserpentino »

Quindi considerando le curve caratteristiche vedo che
con 6V e 10 mA di Ic ottengo circa 5 microA di Ib
Per cui la corrente di collettore dovrebbe essere 50 microA.
Ovvero 0,05 mA.

Per cui R1 (res alta partitore) = 200K
e R2 (res bassa partitore) = 36K

Bevo il caffe' e regiono sull'impedenza.
Appena possibile mi procuro il libro suggerito da Plo.

gabriele
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Messaggio da gserpentino »

Che bene, vedo che il thread ha preso una direzione divertente. :)
Giaime che programma di simulazione utilizzi? E' free? Concordo facciamo un bel progettino per sperimentare e toglierci delle curiosità a tensioni non pericolose perché con le valvole rischio che un giorno o l'altro mia moglie mi ritrova attaccato!!! :x Però se lo facciamo mettiamoci di impegno, ci si spartiscono i compiti, ci si impegna a studiare quello dove siamo lacunosi.... altrimenti si inizia e poi va a finire tutto in vacca.

I conti della serva li avete fatti già voi, dal messaggio di PG intravedo che Av=-10 (quella che avevo ipotizzato io) ci darebbe una Ve troppo bassina, ma del resto non avevo fatto nessun calcolo con quella Vcc.

Allora continuo con le mie elucubrazioni, molto semplificate, fatte senza ne foglio ne penna, ma solo alla tastiera. (mi aiuterò con la calcolatrice di Windows)
Utilizzo sempre l'elettrotecnica in particolare la legge di Ohm, facendo dei piccolissimi salti nell'osticissima elettronica (per tutti i novizi come me).
Abbiamo la sorgente, che possiamo rappresentare come un generatore di segnale (tensione) ideale con in serie la sua impedenza di uscita.
Dal punto di vista del segnale se correttamente dimensionata la capacità di ingresso non esiste, serve solo per separare le continue.
Il segnale abbandona l'impedenza di uscita, traversa la capacità e si trova difronte ad un incrocio: le due resistenze di base e la base stessa. Sono tre impedenze che possiamo considerare in parallelo dal punto di vista del segnale Ri=R1//R2//Rb.
R1 e R2 le avete già trovate, quanto vale la Rb? Varrà Vb/Ib ovvero Rb=(0,7+Re*Ic)/((1/Hfe)*Ic)~(1,25*Re*Ic)/((1/Hfe)*Ic)=1,25*Re*Hfe~375*Re=82,5K (con le ipotesi di PG, ma Hfe di 300 circa quello tipico di questo transistor in questo punto di lavoro).
La Ri perciò alla fine è calcolato il parallelo: Ri=5,84K
L'impedenza di ingresso è data per lo più dal partitore e in minima parte dalla base del transistor (solo 1/10 del segnale in realtà entra nella base del transistor). Quanto viene attenuato in tensione? Dipenderà tutto dall'impedenza di uscita della sorgente. Non ho i valori tipici, ma se qualcuno li avesse facciamo il calcolo.
Chiaramente i conti sono fatti a spanne, ma meglio a spanne per partire che non partire per niente.

Per il foglio Excel posso fare, qualche giorno di tempo..... poi lo si può rendere piano piano sempre più sofisticato, i miei calcoli sono molto elementari!
Ciao,

Francesco


Originally posted by hobbit - 24/05/2007 :  18:21:07
Ma l'impedenza di ingresso non e' definita dalla R2 (resistenza bassa partitore) con in parallelo la resisteza di emettitore Re + la resistenza base-emettitore ?

gabriele
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Messaggio da mrttg »

La resistenza di ingresso è data dal parallelo di Rb (parallelo resistenze partitore di ingresso) e B*RE.

Tiziano
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Messaggio da Giaime »

Salve a tutti!
Ma l'impedenza di ingresso non e' definita dalla R2 (resistenza bassa partitore) con in parallelo la resisteza di emettitore Re + la resistenza base-emettitore ?

gabriele


Originariamente inviato da gserpentino - 25/05/2007 : 14:30:38
Caro Gabriele, posto che se ti procuri un bel libro è meglio :) perchè cercando di spiegare la questione tramite forum si rischia sempre di fraintendersi, per le modestissime capacità del sottoscritto a scrivere in italiano comprensibile.

In ogni caso (usando la convenzione precedentemente menzionata per i nomi delle R), immaginiamo che R1 e R2 non ci siano, che siano un circuito aperto. La resistenza d'ingresso non è solo la rpigreco, ossia la resistenza equivalente base-emettitore (non è una vera resistenza! La resistenza di base c'è ed è fisica ma non è questa rpigreco, bensì la resistenza intrinseca di base... molto più piccola di solito), ma in serie a questa c'è pure la resistenza di emettitore Re.

Occhio però a fare la facile intuizione che in questa configurazione Rin = rpigreco + Re, perchè non è affatto così! :)

Questo deriva dal fatto che sulla Re ci scorre anche Ic, oltre che Ib. Potresti, con l'aiuto del modello equivalente ai piccoli segnali, facilmente ricavarti l'espressione: qui vorrei dartene un'idea qualitativa invece.

Immagina che la tensione di base, da un valore costante, stia aumentando: se Re fosse zero, Ve sarebbe costante, e effettivamente la Rin = rpigreco.
Se Re è diversa da zero, ad un aumento di tensione di base corrisponde un aumento di corrente di collettore (dato dalla relazione esponenziale Ic = Isat e^(Vbe/Vt) ), e siccome Ic aumenta anche Ve aumenterà, per legge di Ohm su Re.

Occhio quindi: la tensione di base aumenta, ma all'altro capo di rpigreco c'è un'aumento di tensione molto più grande, dovuto alla maggior "forza" (circa beta volte) che ha la Ic, rispetto alla Ib, di aumentare la tensione Ve.

L'effetto di questo è una relazione più complicata della Rin, dovuta a questo fenomeno. In pratica è una sorta di bootstrap, una retroazione serie che ti aumenta la resistenza d'ingresso...

Ricavando la relazione si trova Rin = rpigreco * (1+gm*Re).

Ora però, tra l'ingresso e la massa, ci sono anche R2 e R1: occhio a R1, nel circuito và alla Vcc e non a massa, ma dal punto di vista del segnale l'alimentazione è a massa, poichè (teoricamente) dovrebbe essere una tensione piatta e costante a 12Vdc. Pensa al fatto che il condensatore di filtro sull'alimentazione in pratica mette quest'ultima a massa dal punto di vista del segnale.

La Rin totale quindi sarà R1 // R2 // Rin (quella di prima).

Meno male che Rout è una fesseria invece: è praticamente uguale a Rc.

Ciao!
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Messaggio da hobbit »

Gabriele, nel mio messaggio che hai quotato ti ho spiegato il perché la resistenza di ingresso è dato dal parallelo di R1, R2 e Rb, rileggilo bene. Cercandolo di spiegare in maniera differente il segnale se ne può andare a massa per tre vie diverse e scorrelate (perciò possono essere considerate in parallelo). Dal nodo di base il segnale può andare a massa passando per R1 verso Vcc, può andare a massa passando per R2 verso terra e può andare a massa traversando la base e Re verso terra.
I calcoli che ti ho postato sono corretti anche se approssimati nella determinazione di Rb (dovuta alla base ed Re).
Poi ognuno di noi calcola in maniera leggermente differente Rb perché segue approssimazioni diverse, ma stiamo dicendo cose sostanzialmente consistenti e a parte qualche svarione (spero di no) non in contrasto.
Rileggi bene i messaggi e meditaci, fai degli schemi, conti, ...., in pratica se vuoi capirci qualcosa devi studiarci sopra.
Ciao,

Francesco
Se adopera spesso l'Anello per rendersi invisibile, sbiadisce: infine diventa permanentemente invisibile e cammina nel crepuscolo sorvegliato dall'oscuro potere che governa gli Anelli.
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Messaggio da mrttg »

Se continuamo con questo andazzo a breve usiamo il modello Ebers Moll... e da buon fisico toccherà a Francesco spiegarlo :D :D :D .

Tiziano
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Messaggio da gserpentino »

Giaime scrive:

Ora però, tra l'ingresso e la massa, ci sono anche R2 e R1: occhio a R1, nel circuito và alla Vcc e non a massa, ma dal punto di vista del segnale l'alimentazione è a massa, poichè (teoricamente) dovrebbe essere una tensione piatta e costante a 12Vdc. Pensa al fatto che il condensatore di filtro sull'alimentazione in pratica mette quest'ultima a massa dal punto di vista del segnale.

Ecco , mi mancava questo passaggio....:

grazie molte a tutti per la pazienza.

gabriele
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Messaggio da plovati »

in pratica stai progettando questo:
http://www.newprestar.com/ita/index.asp

come vedi l'alimentazione è 35-40V.
Come mai?
Ha un'impedenza di ingresso molto più alta, come si potrebbe ottenere?

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Messaggio da mrttg »

Il tipo sul sito che fà levitare il circuito elettronico chi è??

Uri Geller :D

Tiziano
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Messaggio da gserpentino »

in pratica stai progettando questo:
http://www.newprestar.com/ita/index.asp

come vedi l'alimentazione è 35-40V.
Come mai?
Ha un'impedenza di ingresso molto più alta, come si potrebbe ottenere?

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Originally posted by plovati - 25/05/2007 :  17:00:43
In pratica sto cercando di capirci qualche cosa in tutto 'sto marasma... :)

ricalcolando il tutto ho ottenuto i seguenti valori:

R1 = 200K
R2 = 36K
Rc = 600
Re = 120

Ic = 10mA
Ib = 0,05 mA

Impedenza di ingresso : 120 ohm.

Se ho fatto bene i conti .....
Troppo bassa eh????

Se si significa che si deve alzare la Re..... e quindi.....

A risentirci.....ci devo pensare.
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Messaggio da hobbit »

Ti sei dimenticato della resistenza della giuzione base-emettitore che va sommata ad Re, l'impedenza non è un gran che ma molto migliore di quella che hai calcolato.
Riprova sarai più fortunato!
Ciao,

Francesco
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Messaggio da plovati »

Impedenza di ingresso : 120 ohm.
Se ho fatto bene i conti .....
Troppo bassa eh????

Originally posted by gserpentino - 25/05/2007 :  17:54:09
vediamola così:

R1 e R2 sono dinamicamente in parallelo tra loro (l'alimentazione è dinamicamente pari alla massa) e sono in parallelo con la resistenza vista guardando nella base del transistor.

La resistenza è sempre, per la legge di Ohm, V/I.

Se io guardo dentro la base del transistor applicandoci una tensione ('sondo' l'ingresso) vedo la resistenza dinamica rbe (beta/gm) sulla quale transita la corrente di base ib e la resistenza di emettitore RE che però viene attraversata dalla corrente di collettore ic, che è beta volte la ib, più la corrente di base.
La caduta di tensione su RE sarà quindi beta volte più alta della tensione che avrebbe se ci fosse la sola ib e quindi RE verrà vista dalla base come (beta+1) * RE

quindi devo fare il parallelo tra R1, R2 e rbe+(beta+1)RE.

Al 90% sapere bene veramente la legge di Ohm e Thevenin si fa tutto. E il ragionamento per arrivarci serve a far crescere un poco di 'naso' elettronico. Il 'guessing' che è la base dell'elettronica. In pratica il mondo così com'è ora, retto dall'elettronica, si basa sul c u l o. :D

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Messaggio da gserpentino »

Ci riprovo.
Sempre considerando

R1 = 200K
R2 = 36K
Rc = 600
Re = 120

Ic = 10mA
Ib = 0,05 mA

Il beta del bc550c in questo punto di lavoro dovrebbe essere
Ic/Ib quindi 10 mA / 0,05 mA = 200

La Reff = Beta + 1 * Re = 200 * 120 = 24K circa

Il parallelo di R1//R2//Reff mi da : 13 K circa come R di ingresso.

Sono andato meglio questa volta?

gabriele
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Messaggio da Giaime »

Ciao Gabriele!
Ib = 0,05 mA
Perchè? Da dove viene, da dove l'hai calcolata? Se Ic hai deciso che sia 10mA, Ib sarà Ic / beta. Come puoi vedere dai datasheet, il BC550C per quelle correnti ha un beta di circa 500 (il beta è un parametro dato, non devi calcolartelo in funzione del tuo punto di lavoro! Devi solo andarlo a pescare nel datasheet, assicurandoti che sia il beta valido per una corrente Ic simile a quella che vuoi usare), quindi Ib = Ic / 500 = 20uA.
La Reff = Beta + 1 * Re = 200 * 120 = 24K circa

Il parallelo di R1//R2//Reff mi da : 13 K circa come R di ingresso.

Originariamente inviato da gserpentino - 26/05/2007 : 16:08:07
E qui ovviamente cambiando beta, cambia tutto: vediamo.
Dalla tabella che puoi trovare qui vedi che Rin, a parte R1 e R2, è uguale a:

R'in = rpigreco + (beta + 1) Re

Calcoliamo rpigreco = beta / gm: ci serve gm che è uguale a Ic/Vt (Vt tensione termica, citata qualche post fa...). Gm quindi uguale a 385mS, rpigreco = 1300ohm.

R'in = 1300 + (500 + 1) 120 = 61kOhm.

Considerando anche R1 e R2, Rin = R'in // R1 // R2 = 20kOhm circa :)

Ciao!
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Ciao Gabriele!

Ib = 0,05 mA

Perchè? Da dove viene, da dove l'hai calcolata? Se Ic hai deciso che sia 10mA, Ib sarà Ic / beta. Come puoi vedere dai datasheet, il BC550C per quelle correnti ha un beta di circa 500 (il beta è un parametro dato, non devi calcolartelo in funzione del tuo punto di lavoro! Devi solo andarlo a pescare nel datasheet, assicurandoti che sia il beta valido per una corrente Ic simile a quella che vuoi usare), quindi Ib = Ic / 500 = 20uA.
Ciao Giaime,
sul datasheet vedo che

Hfe = 500 per Ic di 2.0 mA e Vce 5V
Hfe = 270 per Ic di 10 uA e Vce 5V

quindi da qui avevo dedotto che cambiava il beta a seconda del punto di lavoro.

Dal datasheet di cui mi avevi girato l'allegato ho dedotto che con circa 6V di Vce e 10 mA di Ic avevo 50 uA di Ib cioe 0,05 mA di Ib.

http://www.ortodoxism.ro/datasheets2/8/ ... ldcq7y.pdf

Ho capito male?

ciao
gabriele
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Messaggio da Giaime »

Caro Gabriele,

basta che vai a pagina 2 di questo datasheet che mi hai appena linkato. Guarda il grafico di figura 3, DC current gain vs. Collector Current.

Come puoi notare per correnti sotto i 100mA il guadagno è praticamente costante.

Ora, il grafico si riferisce probabilmente ad un BC546A, visto che sembra che il guadagno sia 200. Se vai a vedere nelle caratteristiche elettriche (pag. 1) c'è il "hfe classification" sotto, che ti dà il beta a seconda della lettera finale del dispositivo (A, B o C). Per i C, sei tra i 420 e gli 800... Gli altri datasheet (e i BC547C che ho qui) concordano per un beta "medio" di circa 500.

Una volta che "imponi" Ic, Ib DEVE essere Ic/beta. Se non è Ic/beta (dove beta è il guadagno DC per un range ragionevole di correnti di collettore, il più possibile vicino alla Ic che stai considerando), vuol dire che il transistor sta lavorando in zona di saturazione, una porzione delle curve caratteristiche (quella all'estrema sinistra) dove il dispositivo è fortemente nonlineare (Vce troppo bassa).

Il discorso per il BC550C è molto, molto semplice, perchè se stai sotto i 100mA di Ic, il beta è praticamente costante e indipendente da Ic.

Prova a dare uno sguardo invece ai grafici del beta vs. Ic di un 2N3055, ad esempio, e prova a immaginare che casino che sia fare questi semplici nostri conti in quel caso lì! :D

Ciao!
Giaime Ugliano
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