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Dinamica d'ingresso

La dinamica d'ingresso per il modo comune, come già ricordato, è il campo di valori nel quale può variare un segnale di modo comune senza che intervengano fenomeni di non linearità negli elementi attivi componenti l'amplificatore.

Esaminiamo, ora, nel caso di un differenziale che utilizzi transistors a giunzione, da cosa dipenda.

Osserviamo il circuito in figura:

è immediato vedere come il segnale di modo comune, applicato agli ingressi, non possa superare il valore della tensione sui collettori dei transistors, contrariamente si verificherebbe un'inversione di polarità, fra le basi ed i collettori, che porterebbe i transistors stessi alla saturazione.

Quindi, volendo calcolare il limite superiore della dinamica d'ingresso per il modo comune, consideriamo il valore della tensione a riposo VCO sui collettori di T1 e T2, questo valore praticamente non cambia al variare di Vc, in quanto l'amplificazione di modo comune è molto piccola, quindi possiamo scrivere la seguente relazione:


Consideriamo ancora il circuito della figura precedente; la tensione VCO sarà data dalla differenza fra la tensione di alimentazione VCC e la tensione ai capi della resistenza RC. Vediamo, allora, che, considerando la corrente , la disuguaglianza si trasformerà nella seguente:


e ricordando che l'amplificazione differenziale è definita come

,

possiamo scrivere:


Dal risultato ottenuto vediamo che, fissata la tensione di alimentazione Vcc, per ottenere un'alta dinamica superiore d'ingresso possiamo solamente diminuire l'amplificazione differenziale. Per superare questa difficoltà ed ottenere sia un'ampia dinamica superiore sia una elevata amplificazione differenziale, sostituiamo i resistori di carico RC con un circuito che presenti una bassa resistenza apparente (piccola caduta di tensione ai sui capi) ed una elevatissima resistenza differenziale. Questo circuito, utilizzato nei più recenti circuiti integrati monolitici, è lo "specchio di corrente".

Valutiamo, ora, il limite inferiore per la dinamica di modo comune. Vediamo, considerando ancora la figura precedente, che la tensione VE sugli emettitori di T1 e T2 è pari a VE = VC - VBE.

Il livello di tensione VE non deve scendere al di sotto del valore che assicura, ancora, un corretto funzionamento per il generatore di corrente IO. Quindi, affinchè il limite inferiore per la dinamica di modo comune sia il più alto possibile, si rende necessario che, ai capi del generatore di corrente, vi sia una caduta di tensione molto bassa. Tra i generatori di corrente, lo "specchio di corrente" è quello che fa al caso nostro, in quanto la caduta di tensione ai suoi capi è di appena poche centinaia di millivolt.

Utilizzando gli accorgimenti descritti è possibile ottenere una dinamica d'ingresso che si estenda, a meno di qualche centinaio di millivolt, da -Vcc a +Vcc.

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