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10Per potere ottenere la maggiore escursione del punto di riposo – o, in termini più specifici, lamassima dinamica – è intuitivo prevedere che il punto di riposo debba trovarsi (in assenza disegnale) al centro della regione di linearità. Nel caso dei FET, questo significa che Q deve esseresituato al centro della regione di saturazione, cioè per V DS compresa tra V DS(sat) = V GS – V t (regionedi triodo) e V DD (interdizione); nel caso dei BJT, la massima dinamica si ha ponendo Q al centrodella zona attiva che si ha per V CE compresa tra V CE(sat) ≈ 0 (saturazione) e il valore della tensioned’alimentazione V CC (interdizione).S.4 Metodo di analisi degli amplificatoriRicapitolando quanto detto sinora, un amplificatore funzionante correttamente deve essereinnanzitutto polarizzato con una o più tensioni continue, in modo da portare il punto di riposo nellaregione di linearità; deve essere inoltre applicato un piccolo segnale, le cui oscillazioni si traduconoin escursioni del punto di riposo con la stessa cadenza, le quali a loro volta produconoun’amplificazione del segnale d’uscita.Come si nota, l’analisi di un amplificatore è composta da due parti: un’analisi statica, relativaall’effetto delle tensioni continue sul circuito, e un’analisi dinamica, che invece si riferisce aglieffetti delle variazioni del segnale d’ingresso sull’uscita.Sino a quando il punto di riposo si trova in regione di linearità, è possibile applicare il principiodi sovrapposizione degli effetti, cioè analizzare separatamente i due effetti separando le loro cause econsiderando alla fine la somma dei due effetti come dovuta alla somma delle due cause. In altritermini, si può eseguire dapprima l’analisi statica, ignorando la presenza del piccolo segnaleapplicato in ingresso e in seguito l’analisi dinamica non preoccupandosi più della presenza delletensioni d’alimentazione. Si noti che questo è il procedimento che è stato applicato nei paragrafiprecedenti per effettuare l’analisi grafica.Per svolgere l’analisi completa si possono considerare le seguenti linee generali:1. Si esegue l’analisi statica, ossia il calcolo delle tensioni e correnti di polarizzazione,annullando le sorgenti di segnale, vale a dire cortocircuitando i generatori variabili ditensione indipendenti e aprendo i rami con generatori variabili di corrente indipendenti.2. Si esegue l’analisi dinamica, ossia il calcolo delle ampiezze delle tensioni e correnti(variabili) d’uscita, annullando le sorgenti continue, vale a dire cortocircuitando le tensionid’alimentazione e aprendo i rami con correnti d’alimentazione.In realtà, in quasi tutti i problemi, lo scopo è semplicemente di calcolare l’amplificazione ditensione. Poiché quest’ultima è un rapporto di ampiezze di tensioni sinusoidali, non è influenzatadalla componente continua presente nei segnali. Pertanto, per il calcolo dell’amplificazione è
11sufficiente la sola analisi dinamica. L’analisi statica, tuttavia, è sempre necessaria per verificare chel’amplificatore sia correttamente polarizzato in regione di linearità in modo da poter amplificare.Inoltre, se si desidera conoscere il segnale d’uscita completo, vale a dire il segnale alternato con lasua componente continua, è necessario effettuare entrambe le analisi.S.5 Analisi statica. Reti di polarizzazioneOsserviamo innanzitutto che le correnti e le tensioni in un transistor non sono indipendenti traloro. Normalmente una o più grandezze è imposta dalla rete di polarizzazione esterna (e sicomportano pertanto da variabili indipendenti), le altre (variabili dipendenti) sono sempre ricavabilidalle relazioni:V DS = V DG + V GS ,(S.1)IG 0 , (S.2)ID ISvalide per i FET; inoltre si ha:V CE = V CB + V BE ,(S.3)I C = I B + I E ,(S.4)valide per i BJT npn (per un pnp la (S.4) diviene I E = I B + I C ).Consideriamo l’amplificatore a JFET a source comune di Fig. S.6a. Esso è simile ad altrischemi visti precedentemente, dove l’alimentazione V DD e la resistenza R D formano la retta di caricoe la tensione di polarizzazione V GG fissa il ramo della caratteristica d’uscita sulla quale individuareil punto di riposo.In realtà, la polarizzazione fissa di gate è uno dei peggiori metodi per stabilire il punto di riposo.Come sappiamo, le caratteristiche dei transistor hanno delle elevate dispersioni; ad esempio inFig. S.6b sono riportate le transcaratteristiche I D -V GS minime e massime di un tipico JFET(2N5459). Se il gate è direttamente polarizzato con una tensione fissa V GG (= -1 V, nell’esempio diFig. S.6b), il punto di riposo può trovarsi sulla retta verticale compreso tra Q 1 e Q 2 (dunque lacorrente di drain può variare tra 1 mA e 12,3 mA).
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