Una rapida analisi dei circuiti a transistori può essere eseguita ricorrendo a poche semplici equazioni. In questo articolo sono riassunte alcune formule relative alle principali configurazioni impiegate in ambito audio; le equazioni sono state semplificate per ottenere un ragionevole compromesso tra accuratezza e complessità.
Nei circuiti a BJT
Nella figura seguente sono riportati alcuni circuiti a BJT comunemente impiegati in ambito audio.
Le equazioni fornite richiedono la sola conoscenza di \(I_E\) (che può essere facilmente calcolata, ed è molto simile a \(I_C\)) e il valore di \(\beta\) (\(\simeq h_{fe}\)) del transistore ottenibile dal datasheet. \(R_L\) rappresenta la resistenza di carico, mentre \(R_s\) rappresenta la resistenza interna della sorgente.
| Configurazione | Resistenza d’ingresso | Amplificazione in tensione | Resistenza d’uscita | |
|---|---|---|---|---|
| a | Emettitore comune con \(R_E\) |
\([(\beta+1)(r_e+R_E)]\parallel R_{B}\) | \(-\frac{R’_C}{r_e+R_E}\) | \(R_C\) |
| b | Emettitore comune con \(R_E\) e \(C_E\) |
\([(\beta+1)r_e]\parallel R_{B}\) | \(-\frac{R’_C}{r_e}\) | \(R_C\) |
| c | Collettore comune (inseguitore di emettitore) |
\([(\beta+1)(r_e+R’_E)]\parallel R_{B}\) | \(1\) | \(\left [r_e +\frac{R_s}{1+\beta} \right ]\parallel R_E\) |
Dove:
- \(r_e=V_T/I_E\) (a temperatura ambiente, si ha \(V_T\approx \textrm{26 mV}\))
- \(I_E\approx\left ( \frac{V_{CC}R_{B2}}{R_{B1}+R_{B2}}-0,65\,\mathrm{V} \right )/R_E\)
- \(R_B=R_{B1}\parallel R_{B2}\)
- \(R’_C=R_C\parallel R_L\)
- \(R’_E=R_E\parallel R_L\)
Nei circuiti a JFET
Nella figura seguente sono riportati alcuni circuiti a JFET comunemente impiegati in ambito audio.
Le equazioni fornite richiedono la conoscenza di \(I_D\), ottenibile esaminando il circuito, e dei parametri \(V_{GS\mathrm{(off)}}\) e \(I_{DSS}\) ottenibili dal datasheet. \(R_L\) rappresenta la resistenza di carico.
| Configurazione | Resistenza d’ingresso | Amplificazione in tensione | Resistenza d’uscita | |
|---|---|---|---|---|
| a | Source comune con \(R_S\) |
\(R_G\) | \(-\frac{g_mR’_D}{1+g_mR_S}\) | \(R_D\) |
| b | Source comune con \(R_S\) e \(C_S\) |
\(R_G\) | \(-g_mR’_D\) | \(R_D\) |
| c | Drain comune (inseguitore di source) |
\(R_G\) | \(\frac{g_mR’_S}{1+g_mR’_S}\) | \(\frac{1}{g_m}\parallel R_S\) |
Dove:
- \(g_m=-\frac{2\sqrt{I_{DSS}}}{V_{GS\mathrm{(off)}}}\sqrt{I_D}\)
- \(R’_D=R_D\parallel R_L\)
- \(R’_S=R_S\parallel R_L\)
Bibliografia
Sedra, Smith, Circuiti per la microelettronica, EdiSES
