L'amplificatore a emettitore comune

                       

Quelli che studieremo tra poco si dicono amplificatori per piccoli segnali.

Il motivo risiede nel fatto che l’escursione della vbe e delle ib nelle caratteristiche d’ingresso non può essere troppo elevata, altrimenti si perde la linearità della risposta, cioè tra le variazioni di vbe e quelle di ib, come si vede bene dalla Fig. 11-4 in cui la caratteristica voltamperometrica non è una retta ma un esponenziale. Se il p.d.l. ha un’escursione troppo grande, si va a finire nella sua parte in basso che è quella più curva.

Vediamo allora adesso una configurazione reale, una delle più importanti, che ci consentirà di rispondere a qualche domanda.

L’amplificatore in questione prende il nome di

  amplificatore a emettitore comune

Fig.11- 7

Analizzando la figura sopra si osserva che intorno alla struttura precedente, al circuito di polarizzazione automatica visto nel capitolo precedente, è stata costruita una gabbia composta da:

  • Un generatore di tensione con la sua resistenza interna.

  • Un carico esterno RL

  • Tre condensatori.

Si vede quindi che il segnale da amplificare viene introdotto nella base del BJT, mentre il segnale amplificato viene prelevato ai capi di una resistenza RL collegata attraverso un condensatore al collettore dello stesso BJT. Questa resistenza è il carico esterno. Potrebbe essere anche un secondo stadio amplificatore.

Vi sono poi tre condensatori di cui cerchiamo ora di capire il ruolo.

Cominciamo da Co che viene detto condensatore d’uscita o di blocco.

Con l’applicazione del generatore di tensione, ora nel circuito circolano sia tensioni alternate (generate appunto da Vs(t), che continue (determinate da VCC), sia correnti alternate che continue.

Il segnale Vo(t) che dobbiamo prelevare in uscita, sul carico, dev’essere un segnale sinusoidale a valore medio nullo (ossia simmetrico rispetto all’asse della ascisse).

Se non ci fosse il condensatore Co che, come sappiamo, si comporta come un circuito aperto per le correnti continue mentre si comporta come un cortocircuito per quelle alternate a frequenza elevata, in uscita si rileverebbe una tensione alternata (quella che è stata amplificata come vedremo tra poco dall’amplificatore) a cui si sovrappone una tensione continua (VCEO + VRE). La presenza di Co impedisce invece alla componente continua di passare in uscita costringendola a rimanere ingabbiata nel circuito di polarizzazione.

Una funzione analoga è svolta dal condensatore Ci, detto condensatore d’ingresso o di blocco. Se non ci fosse Ci infatti alla tensione Vs(t) verrebbe a sovrapporsi una tensione continua data da VBEO + VRE, alterandone il valore.

Questo è il motivo per cui Ci e Co vengono chiamati anche condensatori di blocco.

 

Diversa è la funzione che svolge il condensatore CE detto condensatore di by-pass.

Occorre dire innanzitutto che alle frequenze di lavoro dell’amplificatore (che sono di qualche migliaio di Hz), dev’essere la reattanza capacitiva di CE almeno 10 volte più piccola della resistenza RE, diciamo che .

 

 

 

 

 

 

Fig.11- 8

Dall’emettitore, adesso che c’è il generatore di tensione sinusoidale, non esce più solo una corrente continua IEO, ma la somma di una corrente continua (IEO appunto) più una alternata ieo.

Se non ci fosse CE, sia la corrente continua che quella alternata attraverserebbero RE. Questo sarebbe un grosso inconveniente perché così RE non potrebbe più svolgere il suo compito di stabilizzare il p.d.l.

Infatti perché possa svolgere la sua funzione stabilizzatrice, RE deve avere una tensione costante ai suoi capi.

Questa tensione poi dovrà variare solo se varia la corrente di collettore per esempio per un aumento di temperatura, come si è visto nel capitolo precedente.

Se la tensione VRE è già per conto suo variabile, non è più in grado di correggere le variazioni di corrente IC indesiderate.

Con la presenza di CE invece la corrente alternata viene deviata (bypassata appunto) verso CE lasciando che RE venga attraversata solo dalla corrente continua e che ai suoi capi si stabilisca quindi una corrente continua come desiderato.