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C.E.A.D.C.E.A.D. 20.20.11
CIRCUITI ELETTRONICI CIRCUITI ELETTRONICI ANALOGICI E DIGITALIANALOGICI E DIGITALI
LEZIONE N° 20 (3 ore)LEZIONE N° 20 (3 ore)• Accoppiamento induttivoAccoppiamento induttivo• Fenomeno di raddrizzamentoFenomeno di raddrizzamento• Amplificatori in classe BAmplificatori in classe B• Rendimento e EfficienzaRendimento e Efficienza• DistorsioniDistorsioni• Metodi di riduzione delle distorsioniMetodi di riduzione delle distorsioni• Amplificatori in classe B a simmetria Amplificatori in classe B a simmetria
complementaricomplementari
C.E.A.D.C.E.A.D. 20.20.22
RichiamiRichiami
• Amplificatori per grandi segnaliAmplificatori per grandi segnali• Rendimento e EfficienzaRendimento e Efficienza• Amplificatori in classe AAmplificatori in classe A• Accoppiamento capacitivoAccoppiamento capacitivo• Accoppiamento in continua con Accoppiamento in continua con
specchio di correntespecchio di corrente
C.E.A.D.C.E.A.D. 20.20.33
Amplificatore C-E Amplificatore C-E ad accoppiamento direttoad accoppiamento diretto
• Schema di principioSchema di principio
+--VS
VBB
RB
CA
VCC
RL
Q
VU
+
--
VCE
IC
VCC
VCC/RL
IM
I0
Im
Vm V0 VM
C.E.A.D.C.E.A.D. 20.20.44
RendimentoRendimento
• Il massimo rendimento si ha quando la Il massimo rendimento si ha quando la potenza utile, di prima armonica è potenza utile, di prima armonica è massimamassima
%25
2
822
2
max0
1
L
CC
L
CC
CC
MM
E
RV
RV
IV
IV
P
P
C.E.A.D.C.E.A.D. 20.20.55
EfficienzaEfficienza
• Rapporto fra potenza utile e potenza che deve dissipare Rapporto fra potenza utile e potenza che deve dissipare l’elemento attivol’elemento attivo
• La max potenza utile si ha per la max dinamicaLa max potenza utile si ha per la max dinamica• La max potenza dissipata dal BJT si ha per segnale nulloLa max potenza dissipata dal BJT si ha per segnale nullo
5.0
4
82
max
max1
2
00minmax
200
max1
D
L
CCLED
L
CC
P
PF
R
VIVPPP
R
VIVP
C.E.A.D.C.E.A.D. 20.20.66
Classe A accoppiamento in Classe A accoppiamento in continua continua
con specchio di correntecon specchio di corrente•
+
--VS
-VCC
R1
VCC
RL
Q1
VU
+
--Q2
RS
D1
C.E.A.D.C.E.A.D. 20.20.77
RendimentoRendimento
• Trascurando VTrascurando VCESATCESAT
• Trascurando la dissipazione su RTrascurando la dissipazione su R11
%25
2
2
1
01
0
E
CCU
CCE
P
P
IVPP
IVP
C.E.A.D.C.E.A.D. 20.20.88
EfficienzaEfficienza
• La max potenza utile si ha per la max dinamicaLa max potenza utile si ha per la max dinamica
• La max potenza dissipata dal QLa max potenza dissipata dal Q11 si ha per segnale nullo si ha per segnale nullo
• QQ22 dissipa potenza costante dissipa potenza costante
5.0
22
max
max1
2
0max
20
max1
21
D
L
CCCCDQDQ
L
CCCC
P
PF
R
VIVPP
R
VIVP
C.E.A.D.C.E.A.D. 20.20.99
Classe AClasse AAccoppiamento a trasformatoreAccoppiamento a trasformatore
• Schema di principioSchema di principio
I0
+--VS
VBB
RB
CA
VCC
RL
Q
IM
ImVCE
IC
VCC
VCC/RL
Vm V0 VM
C.E.A.D.C.E.A.D. 20.20.1010
RendimentoRendimento
• Il punto di riposo è scelto in modo da Il punto di riposo è scelto in modo da avere la max dinamica avere la max dinamica
%50
2
1
01
0
00
E
CCU
CCE
C
CCCC
P
P
IVPP
IVP
R
VIVV
IM
Im
VCE
IC
VCC
VCC/RL
Vm V0 VM
C.E.A.D.C.E.A.D. 20.20.1111
EfficienzaEfficienza
• La max potenza utile si ha per la max dinamicaLa max potenza utile si ha per la max dinamica• La max potenza dissipata dal BJT si ha per segnale nulloLa max potenza dissipata dal BJT si ha per segnale nullo
5.0
22
max
max1
2
0max
200
max1
D
L
CCCCD
L
CC
P
PF
R
VIVP
R
VIVP
IM
Im
VCE
IC
VCC
VCC/RL
Vm V0 VM
C.E.A.D.C.E.A.D. 20.20.1212
Fenomeno di raddrizzamentoFenomeno di raddrizzamento
+
--VS
VBB
RB
CA
VCC
RL
Q
RE
CEVCE
IC
VCC
B0RE
C.E.A.D.C.E.A.D. 20.20.1313
OsservazioniOsservazioni
• L’eventuale presenza di componente L’eventuale presenza di componente continua dovuta alla non linearità viene continua dovuta alla non linearità viene rivelata su Crivelata su CEE
• La caduta risultaLa caduta risulta
• Il punto di riposo risulta spostato e quindi Il punto di riposo risulta spostato e quindi non è più garantita la max dinamicanon è più garantita la max dinamica
• Lo spostamento è proporzionale al segnaleLo spostamento è proporzionale al segnale
0BRV ECE
C.E.A.D.C.E.A.D. 20.20.1414
Classe B con accoppiamento a Classe B con accoppiamento a TrasformatoreTrasformatore
Q1
Vs Vcc
RS
RL
Q2
Ic1
Ib1
Ic2
Ib2
Is ILIs
IL
C.E.A.D.C.E.A.D. 20.20.1515
Classe B a simmetria Classe B a simmetria complementarecomplementare
• Push-PullPush-Pull
+
--VS
-VCC
VCC
RL
Q1
VU
+
--Q2
RS
C.E.A.D.C.E.A.D. 20.20.1616
Caratteristica di trasferimentoCaratteristica di trasferimento
• QQ11 semionda positiva semionda positiva
• QQ22 semionda negativa semionda negativaVU-VCESAT
-V VI
VU
-VU+VCESAT
V
+
--VS
-VCC
VCC
RL
Q1
VU
+
--Q
2
RS
C.E.A.D.C.E.A.D. 20.20.1717
Rendimento 1Rendimento 1
• Trascurando la non linearità si ha la Trascurando la non linearità si ha la conduzione per 180°conduzione per 180°
• Semiperiodo positivoSemiperiodo positivo
• Semiperiodo negativoSemiperiodo negativo
tIi MRL sin
DCCCEM
T
MDC IVPI
tdtIT
I
2
0
sin1
DCCCEE IVPP
C.E.A.D.C.E.A.D. 20.20.1818
Rendimento 2Rendimento 2
• Potenza erogata totalePotenza erogata totale
Potenza utilePotenza utile
RendimentoRendimento
L
MCCMCCDCCCEEE R
VVIVIVPPP
22
2
L
MMM
R
VIVP
22
2
1
%5.7844 max
1
CC
M
E V
V
P
P
C.E.A.D.C.E.A.D. 20.20.1919
Potenza dissipata dai BJTPotenza dissipata dai BJT
• Potenza dissipata dai BJTPotenza dissipata dai BJT
• Potenza dissipata MAXPotenza dissipata MAXL
M
L
MCCED R
V
R
VVPPP
2
2 2
1
L
CCD
CC
L
M
L
CC
M
D
R
VP
VVM
R
V
R
V
V
P
2
2
max
2
20
2
L
MCCE R
VVP
2
L
M
R
VP
2
2
1
C.E.A.D.C.E.A.D. 20.20.2020
EfficienzaEfficienza
• RisultaRisulta
• Potenza dissipata da ciascun BJTPotenza dissipata da ciascun BJT
46.24
2
2
2
max
max1
2
2
max
2
max1
D
L
CCD
L
CC
P
PF
R
VP
R
VP
11111 2.04.0 PPPPFPP DQDQDTOT
C.E.A.D.C.E.A.D. 20.20.2121
DisporsioniDisporsioni
• Distorsione di crossover Distorsione di crossover
t
Vi VU
C.E.A.D.C.E.A.D. 20.20.2222
Eliminazione del CrossoverEliminazione del Crossovermediante reazionemediante reazione
• Si usa il principio del “diodo ideale”Si usa il principio del “diodo ideale”
+
--
-VCC
VCC
RL
Q1
VU
+
--
Q2
RS
VS
C.E.A.D.C.E.A.D. 20.20.2323
Eliminazione del CrossoverEliminazione del Crossovermediante Classe ABmediante Classe AB
• Schema di principioSchema di principio
-VCC
VCC
RL
Q1
VU
+
--
Q2
VS
RA
RB
D1
D2
C.E.A.D.C.E.A.D. 20.20.2424
OSSERVAZIONIOSSERVAZIONI
• La caduta sui diodi elimina la La caduta sui diodi elimina la distorsione di Crossoverdistorsione di Crossover
• I transistori d’uscita sono spesso delle I transistori d’uscita sono spesso delle coppie DARLINGTONcoppie DARLINGTON
• La caduta sui diodi deve essere uguale La caduta sui diodi deve essere uguale alla somma delle Valla somma delle Vcut-incut-in dei Transistori dei Transistori
• Le resistenze di polarizzazione riducono Le resistenze di polarizzazione riducono l’amplificazionel’amplificazione
C.E.A.D.C.E.A.D. 20.20.2525
Classe AB a trasformatoreClasse AB a trasformatore
Q1
Vs
RS
RL
Q2
Vcc
R1
R2
C.E.A.D.C.E.A.D. 20.20.2626
Riduzione dell’attenuazioneRiduzione dell’attenuazione
Q1
Vs
RS
RL
Q2
Vcc
R1
R2
C1
NO!!!!!
C.E.A.D.C.E.A.D. 20.20.2727
ConclusioniConclusioni
• Accoppiamento induttivoAccoppiamento induttivo• Fenomeno di raddrizzamentoFenomeno di raddrizzamento• Amplificatori in classe BAmplificatori in classe B• Rendimento e EfficienzaRendimento e Efficienza• DistorsioniDistorsioni• Metodi di riduzione delle distorsioniMetodi di riduzione delle distorsioni• Amplificatori in classe B a simmetria Amplificatori in classe B a simmetria
complementaricomplementari
