Tema d'esame Fondamenti di Elettronica prof.Castoldi

a) Polarizzazione: Si spegne il generatore di segnale Vin, rimane quindi il ramo Rin verso massa. La tensione Vg si ottiene ad esempio applicando la sovrapposizione degli effetti alla parte lineare del circuito (R1, R2, Rin, Vdd, -Vdd), da cui si vede subito che Vg=0. Ipotizzando il MOSFET saturo, Id=k*(Vgs-Vt)^2, con il dato Id=2mA troviamo la Vgs=2.41 V. Essendo Vg=0 si ha quindi Vs=-2.41 V. Per verificare l'ipotesi di saturazione calcolo Vd=Vdd-Rd*Id=10-4k*2m=2 V. Quindi Vds=2-(-2.41)=4.41 > (Vgs – Vt)=1.41 V, ipotesi verificata. La resistenza Rs presenta ai suoi capi la caduta (Vs+Vdd) ed è percorsa dalla corrente Id=2mA per cui deve essere: Rs=(Vs+Vdd)/Id=3.795 kOhm.

b) In bassa frequenza la capacità C è aperta, lo stadio è un source comune con resistenza di degenerazione: vo/vin= - (R12/(R12+Rin) )*gm*Rd/(1+gm*Rs). Ad alta frequenza C è chiusa, Rs è cortocircuitata a massa: vo/vin= - (R12/(R12+Rin) )*gm*Rd/.

c) Con Zs=Rs//(1/sC) sostituita ad Rs e si trova facilmente l'espressione simbolica della FdT vo/vin e le singolarità (si suggerisce di fattorizzare la FdT come ausilio/verifica per identificare correttamente le singolarità della FdT). Alternativamente si potrebbero utilizzare i valori di guadagno in continua e ad alta frequenza calcolati al punto precedente ed il fatto che la FdT vo/vin(s) è per forza caratterizzata da 1 zero ed 1 polo a maggior frequenza. Il polo è legato alla resistenza equivalente vista da C, Req=Rs//(1/gm). La frequenza dello zero si può ricavare noto il rapporto tra i guadagni asintotici e la frequenza del polo.

d) Si nota che la corrente di polarizzazione Id non dipende da Rd, ma solo da Rs. Quindi aumentando Rd, Id rimane costante e la tensione Vd scende: