Tramite poche semplici equazioni è possibile determinare l’amplificazione in tensione, la resistenza d’ingresso, e la resistenza d’uscita di qualsiasi amplificatore a transistori bipolari (BJT) o ad effetto di campo (JFET). Questo articolo raccoglie le principali formule utili nello di questi circuiti.
Formule dei circuiti a transistori bipolari (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) | \([(\beta+1)(r_e+R’_E)]\parallel R_{B}\) | \(\sim 1\) | \(\left [r_e +\frac{R_s}{1+\beta} \right ]\parallel R_E\) |
Dove:
- \(r_e=V_T/I_E\), dove \(V_T\approx \textrm{26 mV}\) a temperatura ambiente
- \(I_E\approx\left(V_{CC}\frac{R_{B2}}{R_{B1}+R_{B2}}-V_{BE}\right ) / R_E \), dove \(V_{BE}\approx \textrm{0,65 V}\)
- \(R_B=R_{B1}\parallel R_{B2}\)
- \(R’_C=R_C\parallel R_L\)
- \(R’_E=R_E\parallel R_L\)
Formule dei circuiti a transistori ad effetto di campo (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:
- \(g_m=-\frac{2\sqrt{I_{DSS}}}{V_{GS\mathrm{(off)}}}\sqrt{I_D}\)
- \(R’_D=R_D\parallel R_L\)
- \(R’_S=R_S\parallel R_L\)
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