Circuite cu surse comandate

Circuite cu surse comandate

Sursele comandate sunt utilizate indeosebi pentru modelarea dispozitivelor electronice. De exemplu, in Fig. 2.15.3. se prezinta modelul unui tranzistor cu efect de camp TEC-J ( sau JFET) si a unui tranzistor bipolar obisnuit.

In Fig. 2.15.3.a este prezentata schema echivalenta a unui tranzistor cu efect de camp cu jonctiuni la semnale mici si frecvente joase. Parametrul g_m este numit conductanta de transfer (sau transconductanta , sau uneori panta ) iar marimea    g_d = 1/r_d este numita conductanta de drena.

respectiv

Acesti parametri pot fi determinati pe cale grafica folosind caracteristicile statice ale tranzistoarelor. Uzual, conductanta de transfer g_m are valori cuprinse intre 1-10 mA/V, iar r_d = 1/g_d = 10-100 k . Tranzistorul cu efect de camp cu jonctiuni TEC-J sau JFET este un element de circuit frecvent utilizat la realizarea amplificatoarelor electronice si a calculatoarelor digitale.

In Fig.2.15.3.b este prezentata una dintre schemele electrice echivalente a unui tranzistor bipolar cu jonctiuni, un alt element de circuit frecvent utilizat in circuitele electronice. Modelarea celor doua dispozitive electronice ar fi imposibila fara ajutorul surselor comandate. In Fig. 2.15.4 sunt prezentate doua posibilitati de modelare a unui rezistor cu ajutorul unor surse comandate la care variabila de control se afla in latura comandata.

Cu ajutorul acestor modelari se vede ca toate circuitele electrice prezentate pot fi modelate folosind doar surse independente sau surse comandate. Se observa si in acest caz faptul ca este extrem de importanta precizarea locului si a polaritatii variabilei de control.

Exemplul 1

Sa se determine valoarea intensitatii curentului din circuitul din Fig. 2.15.5

Solutie : Aplicand teorema a II-a a lui Kirchhoff in sensul acelor de ceasornic, in ochiul de circuit dat se obtine :

E - αi_x = i_x R, de unde , mai departe

i_x (R+α) = E, astfel ca

Cu datele numerice : E = 10 V, R = 3 = 2 se obtine pentru curentul i_x valoarea i_x = 2A

Sa presupunem ca dintr-o eroare de marcare a simbolului curentului sensul acestuia ar fi fost invers, adica cel indicat cu linie intrerupta. In acest caz in urma aplicarii teoremei a II-a alui Kirchhoff am obtine:

E - αi_x = -i_x R , de unde i_x (R-α) = -E, iar valoarea intensitatii curentului devine :

Cu datele numerice de mai inainte se obtine i_x = -10A. Este deci clar ca sensul variabilei de control i_x este extrem de important sa fie corect indicat in latura de control.

Exemplul 2

Sa se determine intensitatea curentului electric i_x din circuitul din Fig.2.15.6.    

Solutie Aplicand teorema I-a a lui Kirchhoff nodului de sus se obtine :

I = i_x + σ i_x

De unde rezulta :

Cu datele numerice I = 5A, R = 2 , σ = 3 se obtine i_x = 5/4 A. Tensiunea la bornele rezistentei R va fi u_R = R i_x = 2.5V.