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Elettronica fisica/Amplificazione: differenze tra le versioni

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== Circuiti attivi ==
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In base a questi significati i parametri sono identificati anche con gli indici i, f , r, o anzichè con gli indici numerici utilizzati fino ad ora. Ad esempio, nel caso dei parametri g ed h, che sono i più utilizzati nella descrizione dei transistor, si ha:
#g11<math>g_{11} !\rightarrow gig_i</math> conduttanza di ingresso (''input'')
#g12<math>g_{12} !\rightarrow grg_r</math> conduttanza di trasferimento inverso (''reverse'')
#g21<math>g_{21} !\rightarrow gfg_f</math> conduttanza di trasferimento diretto (''forward'')
#g22<math>g_{22} !\rightarrow gog_o</math> conduttanza di uscita (''output'')
#h11<math>h_{11} !\rightarrow hih_i</math> resistenza di ingresso (''input'')
#h12<math>h_{12} !\rightarrow hrh_r</math> trasferimento di tensione inverso (''reverse'')
#h21<math>h_{21} !\rightarrow hfh_f</math> trasferimento di corrente diretto (''forward'')
#h22<math>h_{22} !\rightarrow hoh_o</math> conduttanza di uscita (''output'')
 
<!--Figura 3.3: Modelli lineari di un dispositivo amplificatore corrispondenti alle
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== Trasferimento diretto ed inverso ==
Una rete lineare che non contiene dispositivi attivi a due porte è una rete reciproca: i parametri di trasferimento diretto ed inverso sono identici. I dispositivi attivi a due porte hanno l’importante caratteristica di rendere una rete lineare non reciproca,
(Teorema di Reciprocità - Appendice ??). I dispositivi attivi a due porte hanno l’importante caratteristica di rendere una rete lineare non reciproca,
in quanto la presenza dei generatori controllati rompe la simmetria della matrice che descrive la rete, che è alla base della reciprocità.
Un esempio di rete lineare non reciproca è data dall’amplificatore ideale di tensione di fig. 3.1, che corrisponde ad un modello a parametri m con valori:
valori:
#<math>m11 = 0 m12 = 0</math>▼
#<math>m21 = A m22 = 0 (3.8)</math>▼
 
{| width="100%"
In questo caso la rete oltre ad essere non reciproca è anche unilaterale: un segnale all’ingresso (v1) produce un segnale all’uscita <math>(v2 = m22 \cdot v1)</math>, ma un segnale applicato all’uscita (i2) non produce alcun effetto all’ingresso <math>(i1 = m12 \cdot i2 = 0)</math>.
| align="center" |
 
{| cellspacing="20"
La unilateralità è una condizione ideale per un circuito od un dispositivo amplificatore. Gli amplificatori operazionali possono essere considerati a tutti gli effetti, con ottima approssimazione, equivalenti a dispositivi attivi unilaterali. Nel caso invece dei componenti attivi elementari (transistor) la condizione di unilateralità è solo approssimativa.
|
 
{|
== Note ==
▲#|<math>m11 = 0 m12m_{11} = 0</math>
*{{note|Nota1}} Insieme ad un uso accorto delle simmetrie nei circuiti, come nell’amplificatore differenziale (par. 4.10).
|-
*{{note|Nota2}} È possibile ottenere amplificazione anche da componenti ad una sola porta, come ad esempio dalle resistenze negative fornite da particolari tipi di diodi (diodi tunnel, diodi Gunn).
#|<math>m11m_{21} = 0 m12 = 0A</math>▼
 
|}
== Modelli lineari per i dispositivi a due porte 41 ==
|
Alcuni autori utilizzano la lettera y per la famiglia di parametri qui indicata con la g e la lettera g per la famiglia di parametri misti m. Questa scelta
{|
non sembra felice, in quanto nell’uso abituale la lettera g è utilizzata per indicare una conduttanza.
▲#|<math>m21 = A m22m_{12} = 0 (3.8)</math>
 
|-
In ognuna delle quattro famiglie di parametri (g, m, h, r) compare un parametro di ingresso ed uno di uscita, individuati dagli indici 11 e 22 e due
#|<math>m21 = A m22m_{22} = 0 (3.8)</math>▼
parametri di trasferimento. L’indice 21 identifica il parametro di trasferimento diretto e descrive l’azione di un segnale, tensione o corrente, secondo
|}
i casi, applicato alla porta 1 (l’ingresso) sulle variabili di uscita alla porta 2; il parametro con indice 12 indica invece il trasferimento inverso, cioè l’effetto di un segnale applicato al circuito di uscita sulle variabili di ingresso.
|}
 
| align="right" | ''(3.8)''
In base a questi significati i parametri sono identificati anche con gli indici i, f , r, o anzichè con gli indici numerici utilizzati fino ad ora. Ad esempio, nel caso dei parametri g ed h, che sono i più utilizzati nella descrizione dei transistor, si ha:
|}
#g11 ! gi conduttanza di ingresso (input)
#g12 ! gr conduttanza di trasferimento inverso (reverse)
#g21 ! gf conduttanza di trasferimento diretto (forward)
#g22 ! go conduttanza di uscita (output)
#h11 ! hi resistenza di ingresso (input)
#h12 ! hr trasferimento di tensione inverso (reverse)
#h21 ! hf trasferimento di corrente diretto (forward)
#h22 ! ho conduttanza di uscita (output)
 
<!--Figura 3.3: Modelli lineari di un dispositivo amplificatore corrispondenti alle
diverse scelte di variabili indipendenti e dipendenti.-->
 
Ai quattro gruppi di equazioni corrispondono i quattro diversi circuiti lineari, modello del dispositivo, riportati in fig. 3.3. Ad ognuna delle due porte è presente un generatore di tensione o corrente, seconda dei casi, controllato dalla variabile elettrica dell’altra porta; ad ogni generatore (e quindi
ad ogni porta) è associata una conduttanza in parallelo, se di corrente, ed una resistenza in serie, se di tensione.
 
Un generatore controllato ideale è un generatore che eroga una tensione (o una corrente) il cui valore è proporzionale al valore di una variabile elettrica in un altro punto del circuito. `E il generatore controllato che schematizza gli effetti fisici fondamentali alla base dell’amplificazione: un segnale elettrico (piccolo) all’ingresso di un dispositivo amplificatore controlla variabili elettriche nel circuito di uscita di potenza (auspicabilmente) molto maggiore.
 
== Trasferimento diretto ed inverso ==
Una rete lineare che non contiene dispositivi attivi a due porte è una rete reciproca: i parametri di trasferimento diretto ed inverso sono identici
(Teorema di Reciprocità - Appendice ??). I dispositivi attivi a due porte hanno l’importante caratteristica di rendere una rete lineare non reciproca,
in quanto la presenza dei generatori controllati rompe la simmetria della matrice che descrive la rete, che è alla base della reciprocità.
Un esempio di rete lineare non reciproca è data dall’amplificatore ideale di tensione di fig. 3.1, che corrisponde ad un modello a parametri m con
valori:
▲#<math>m11 = 0 m12 = 0</math>
▲#<math>m21 = A m22 = 0 (3.8)</math>
 
In questo caso la rete oltre ad essere non reciproca è anche unilaterale: un segnale all’ingresso (v1<math>v_1</math>) produce un segnale all’uscita (<math>(v2v_2 = m22m_{22} \cdot v1)v_1</math>), ma un segnale applicato all’uscita (i2<math>i_2</math>) non produce alcun effetto all’ingresso (<math>(i1i_1 = m12m_{12} \cdot i2i_2 = 0)</math>).
 
La unilateralità è una condizione ideale per un circuito od un dispositivo amplificatore. Gli amplificatori operazionali possono essere considerati a tutti gli effetti, con ottima approssimazione, equivalenti a dispositivi attivi unilaterali. Nel caso invece dei componenti attivi elementari (transistor) la condizione di unilateralità è solo approssimativa.
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