Triodo: disegnarne il circuito equivalente

In un precedente articolo è stato ricavato il circuito equivalente per piccoli segnali del dispositivo triodo, Il disegno del circuito equivalente è stato ottenuto utilizzando \TeX-\LaTeX e di preciso il pacchetto CircuiTikz. Una volta riportato il codice è sufficiente compilarlo, e.g. per ottenere il risultato in formato pdf, per poi ricavarne una immagine png.

Il codice – versione 0.8.3 di CircuiTikz – per il circuito equivalente completo che tiene conto anche delle capacità interelettrodiche è riportato nel seguito:

\ctikzset{tubes/width=2.8, tubes/height=4, tubes/fill=cyan, tubes/thickness=4}
\begin{document}
 \begin{circuitikz}[scale=2.0, american]
    \draw
        (0,0) node[anchor=east] {Catodo} to[short, o-*] (1,0)
        to[C=$C_{gc}$, *-*] (1,2)
        to[C=$C_{ga}$] (3,2)
        to[cI, l_=$g_mV_g$,*-*] (3,0) -- (4,0)
        to[R=$g_p$, *-*] (4,2)
        (3,2) -- (5,2)
        to[C, l_=$C_{ac}$, *-] (5,0)
        (5,2) to[short, -o, i<=$i_a$] (6,2) node[anchor=west] {Anodo}
        (5,0) -- (1,0)  
        (1,2) to[short, -o, i<=$i_g$] (0,2) node[anchor=east] {Griglia};
    \draw
        (-0.2,0) to [open, v<=$V_g$] (-0.2,2);
    \draw
        (5.2,0) to [open, v<=$V_a$] (6,2);
 \end{circuitikz}
\end{document}

Con semplici modifiche è facile ottenere il circuito equivalente del triodo nell’uso in bassa frequenza.

Come “bonus” nel seguito è riportato uno snippet in \TeX-\LaTeX per la creazione del circuito equivalente di un Triodo comprendente il suo simbolo elettrico/elettronico da inserire, ad esempio, in un documento, una pubblicazione o anche una tesi.

NOTA: per questo snippet di codice occorre avere almeno la versione 1.0 di CircuiTikZ poiché alcune caratteristiche non sono supportate in versioni precedenti.

In esso vengono presi in considerazione tutti gli elementi parassiti. Dalle resistenze dei terminali (eventualmente comprensive delle resistenze di contatto), alle induttanze dei terminali fino ad arrivare alle capacità interelettrodiche che, come oramai noto, spiegano il comportamento in alta frequenza del Triodo con l’effetto Miller e l’omonimo teorema.

\ctikzset{tubes/width=2.8, tubes/height=4, tubes/fill=cyan, tubes/thickness=4}
\ctikzset{inductors/scale=1.2}
\begin{circuitikz}
 \draw (0,0) node (start) {}
  ++(0,2+\ctikzvalof{tubes/height})
  to[L=$L_g$,o-] ++(2,0) to[R=$R_g$] ++(4,0)
  % Definiamo il nodo Tri
  node[triode,anchor=control] (Tri) {} ++(2,0)
  % Catodo
  (Tri.cathode) to[R=$R_c$,-] (Tri.cathode |-start) to[L=$L_c$,-o] ++(0,-2)
  % Anodo
  (Tri.anode) to[R=$R_a$] ++(0,4) to [L=$L_a$,-o] ++(0,2);
  % Delimitiamo la valvola ideale
  \draw[red,thin,dashed] (Tri.north west) rectangle (Tri.south east);
  % Capacità interelettrodica griglia-anodo Cga
  \coordinate (a) at ([xshift=-1.0cm]Tri.control);
  \coordinate (b) at ([yshift=1.0cm]Tri.anode);
  \coordinate (c1) at ([xshift=0.8cm, yshift=-0.8cm] a|-b);
  \node [capacitorshape, rotate=45] (C1) at (c1) {};
  \node at (a) [circle, fill=black] {};
  \node at (b) [circle, fill=black] {};
  \draw (a) to[out=90, in=225] (C1.left) (C1.right) to[out=45, in=180] (b);
  \path (C1.center) ++(-0.6,0.6) node{$C_\mathit{ga}$};
  % Capacità interelettrodica griglia-catodo Cgc
  \coordinate (b2) at ([yshift=-0.7cm]Tri.cathode);
  \node at (b2) [circle, fill=black] {};
  \coordinate (c2) at ([xshift=0.7cm, yshift=0.5cm] a|-b2);
  \node [capacitorshape, rotate=135] (C2) at (c2) {};
  \draw (a) to[out=270, in=135] (C2.right) (C2.left) to[out=315, in=180] (b2);
  \path (C2.center) ++(-0.6,-0.6) node{$C_\mathit{gc}$};
  % Capacità interelettrodica anodo-catodo Cac
  \coordinate (c3) at ([xshift=6.1cm, yshift=-3.8cm] a|-b);
  \node [capacitorshape, rotate=90] (C3) at (c3) {};
  \draw (b) to[out=0, in=90] (C3.right) (C3.left) to[out=270, in=0] (b2);
  \path (C3.center) ++(0.9,0) node{$C_\mathit{ac}$};
\end{circuitikz}

Il risultato è visibile in basso: delimitato dal quadrato rosso tratteggiato il triodo ideale.

Come nota finale voglio ringraziare l’utente stackexchange Rmano (sezione Tex – LaTeX), nonché uno degli autori del pacchetto CircuiTikZ, per il prezioso suggerimento sulla creazione dei terminali “curvi” per il collegamento delle capacità interelettrodiche.