PROGETTAZIONE DI UNO STADIO BF - 4

GUADAGNO DELLO STADIO

Il guadagno dello stadio, che indichiamo con la lettera G, può essere definito mediante la  seguente relazione:

G = R3: R4 =  2.700 / 2.700  = 1

Lo stadio in questione, dunque, presenta un guadagno unitario essendo R4= R3. Questo guadagno G=1 non è adeguato ai nostri usi. Ma osservando la relazione ora presentata, appare chiaro che, per aumentare il guadagno dello stadio, basta aumentare il valore della resistenza R3 oppure diminuire quello della resistenza R4. Tuttavia, intervenendo sui valori reali di queste resistenze, si provoca una variazione del punto di lavoro del transistor TR, cosa questa che intendiamo evitare assolutamente. L'aumento del guadagno G dello stadio può essere raggiunto ugualmente ricorrendo ad un semplice accorgimento, che consiste nel far diminuire il valore della resistenza R4 soltanto per i segnali variabili in frequenza. Questo si ottiene collegando in parallelo alla resistenza R4, un gruppo RC (resistivo - capacitivo), composto dal un condensatore C3 e dal resistore R5 come riportato in figura 5. 

Il condensatore C3 blocca la tensione continua in quanto  e' un circuito aperto per la tensione continua ma per i segnali variabili, presenta una " resistenza" detta anche reattanza capacitiva che sappiamo decrescere all'aumentare della frequenza della tensione ai capi del condensatore. Quindi si calcolera' il valore di C3 in modo che, nel range di frequenza del segnale che vogliamo amplificare, questo presenti una bassa resistenza. La resistenza R5 quindi nel range di frequenza del segnale da amplificare va in parallelo alla R4 per cui  l'espressione del guadagno G diventa:

G =R3: (R5 // R4) = R3: Rp45

avendo indicato con Rp45 il parallelo delle due resistenze R4 - R5. Il valore della resistenza Rp45 va quindi determinata in basea alla specifica di guadagno G. Supposto nel nostro caso che G=10, allora si ha:

G =R3: Rp45 = 10 

=>   

Rp45 = R3 / 10 = 2700 / 10 = 270 ohm

Dalla definizione di Rp45 si può ricavare il valore di R5.  A tal proposito, considerando il fatto che la reattanza del condensatore e' trascurabile rispetto alla resistenze in gioco nel parallelo, può scrivere:

1/Rp45 = 1/R4 + 1/R5   = >  1/ R5 = 1/Rp45 -1/R4 

1/R5 = 1/270 -1/2700 = 0.00333   =>    R5 = 300 ohm

In pratica, poiché il valore della resistenza R5 potrebbe rimanere influenzato sia dall'impedenza del condensatore elettrolitico C3 che dalla resistenza interna di emittore del transistor TR, per raggiungere realmente il guadagno di 10, occorre diminuire leggermente il valore ora calcolato di 300 ohm, portandolo ad esempio a 270 ohm.
Un più alto guadagno dello stadio preso in esame è ottenibile cortocircuitando direttamente la resistenza R4 tramite un condensatore, senza l'inserimento di alcuna  resistenza addizionale, come chiaramente indicato nello schema di figura 6.

Con quest'ultimo intervento, il guadagno dello stadio dipende tuttavia in larga misura dal tipo di transistor utilizzato e dalla temperatura  in cui il circuito lavora. Può accadere quindi che una sostituzione del transistor TR, con altro modello, determini differenti comportamenti circuitali.