View
319
Download
3
Category
Preview:
DESCRIPTION
cascoda tranzistoare
Citation preview
1/22
Raspunsul in frecventaal amplificatoarelor
cu tranzistoare
Raspunsul in frecventa al amplificatorului SC,
analiza calitativa
Analiza cantitativa a raspunsului in frecventa pentru amplificatoarele SC si EC - optional
Amplificatorul cascoda - optional
2/22
Conexiune SC
frecvente medii
circuitul complet:
circuitul echivalent de semnal mic la frecvente medii:
DoDO RrRR ||Gi RR Dmv RgA
3/22
frecvenţe medii:– condensatoarele de cuplaj → scurtcircuit– condensatoarele parazite intrinseci tranzistorului → întreruperi
frecvenţe joase:- condensatoarele de cuplaj → impedante echivalente
- condensatoarele parazite intrinseci tranzistorului → întreruperi
frecvenţe înalte: - condensatoarele de cuplaj → scurtcircuit- condensatoarele parazite intrinseci tranzistorului →
impedante echivalente
• trebuie luate în considerare si:- rezistenţa de ieşire a sursei de semnal- rezistenţa de sarcină
Comportarea în frecvenţă
4/22
sursa
reala de
semnal
sarcina
R
Frecvente medii
• Nu apar condensatoare in
schema echivalenta pentru
variatii
• Comportament independent de frecventa
cst)( jAv
la variatia frecventei
5/22
sursa
reala de
semnal
sarcina
Frecvente joase
• Condensatoarele de
cuplare/decuplare apar in schema echivalenta pentru variatii
• Comportament dependent de frecventa
• Trece sus
)(, jAf v
Fixeazăfrecvența de
tăiere inferioară
fL
6/22
sursa
reala de
semnal
sarcina
Frecvente inalte
• Capacitatile parazite apar
in schema echivalenta pentru variatii
• Comportament dependent de frecventa
• Trece jos
)(, jAf v
Fixeazăfrecvența de
tăiere superioară
fH
7/22
Raspunsul in frecventa
8/22
sursa
reala de
semnal
sarcina
jv
jvjA
i
ov )(
Conexiune SC
vo(j)=Fo(j)id(j);
id(j)=Fs(j)vg(j);
vg(j)=Fi(j)vi(j);
jFjFjFjA osiv )(
Analiza in domeniul frecventelor joase
Optional
9/22
iG
iG
C
C
i
g
iCRRj
CRj
jv
jvjF
1
Ci
LiCRR
fG
2
1FTS, introduce pol la frecventa
Frecvenţa polului: produsul dintre condensatorul CCi şi rezistenţa
echivalentă la bornele lui
Cii
LiCRR
f
2
1Generalizare:
Analiza in domeniul frecventelor joase
Optional
10/22
Frecvenţa polului: produsul dintre
condensatorul CS şi rezistenţa echivalentă la
bornele lui
jv
jijF
g
ds
SS
m
Ls
CRg
f
||1
2
1
Analiza in domeniul frecventelor joase
S
SgsmgsgCj
Rjvgjvjv
1
|| jvgji gsmd
Generalizare: SS
LsCRR
f||2
1'
Optional
11/22
frecvenţa polului: produsul dintre CCo şi
rezistenţa echivalentă la bornele lui
ji
jvjF
d
oo
CoLD
LoCRR
f
2
1
• pol dominant: cel mai mare dintre fLi, fLs, fLo daca este cu o decada
mai mare decat oricare dintre celelalte
• uzual dat de fLs la aceleasi capacitati de cuplaj
Analiza in domeniul frecventelor joase
CoLo
LoCRR
f
2
1Generalizare:
Optional
12/22
Analiza in domeniul frecventelor inalte
reflectarea Cgd la intrare cu teorema lui Miller
gdvgd CaC 1ech,
Cds nu este
prezentata
deoarece
genereaza un pol
la o frecventa
mult mai mare
decat cel generat
de Cgs si Cgd
gdLmgd CRgC '1ech,
oDLmLmv rRRgRga ||||'
Optional
13/22
Analiza in domeniul frecventelor inalte
gdLmgsgdgsi CRgCCCC '1ech,
iG
Lm
G
G
i
ov
CRRjRg
RR
R
jv
jvjA
||1
1'
Lm
G
Gvo Rg
RR
RA '
ii
HCRR
f||2
1
iG
HCRR
f||2
1
Optional
14/22
Exemplul numeric
CCi=CCo=Cs=10F, R=20K, RG=2M, RD=10k, RL=20k,
Rs=10K, I=400µA.
K=100A/V2, (W/L)=18, VA=100V. La I=400A Cgs=Cgd= 1pF
mS2,1mgRezolvare: KΩ250or
mHz8
1010102000202
1
)(2
163
CiG
LiCRR
f
Hz21
10101010||2,1
12
1
||1
2
1
63
SS
m
Ls
CRg
f
Hz5,0
10101020102
1
2
163
DD
LoRR
f
fL=21HzRezistenta de iesire a sursei de semnal, R nu
afecteaza fLi dar afecteaza fH
Optional
15/22
pF8,9120||10||2502,111||||1 gdLDomgsi CRRrgCC
KHz820
108,9102000||202
1
||2
1123
iG
HCRR
f
7,17)7,7log(20dB
voA
7.75.62.1202.0
2'
Lm
G
Gvo Rg
RR
RA Optional
16/22
Efectul fiecărui condensator se determinăconsiderând celelalte douăcondensatoare cu capacitatea infinită (impedanţă zero)
Conexiunea EC
Analiza in domeniul frecventelor joase
CibeBCii
LiCrRRCRR
f)||(π2
1
)(π2
1
;
π2
1
||π2
1'
EEEE
LeCRCRR
f
1
|||||| '
RRrRRRR Bbe
EEE
CoLCCoLO
LoCRRCRR
f)(π2
1
)(π2
1
21 || BBB RRR
Optional
17/22
Analiza in domeniul frecventelor inalte
bcLmbei CRgCC )1(
ii
LCm
beB
beBv
CRRRg
rRR
rRA
j1
1)||(
||
||)j(
RRrR Bbei ||||
iBbe
HCRRr
f)||||π(2
1)||(
||
||LCm
beB
beBvo RRg
rRR
rRA
Optional
18/22
Amplificatoare cascodă la conexiunile SC şi EC modulul amplificării şi banda de trecere sunt invers proporţionale datorită efectului Miller.
cu creşterea amplificării, creşte capacitatea parazită reflectată la intrare ceea ce duce la micşorarea benzii de frecvenţe de trecere
Lm
G
Gvo Rg
RR
RA '
gdLmgsi
HCRgCRR
f'1||π2
1
reducerea efectului de multiplicarea a capacităţii datorită efectului Miller:configuraţia cascodă:
- conectarea unui etaj în conexiunea SC (EC) şi a unui etaj în conexiunea GC (BC)
• tehnica pentru amplificatoare de banda larga
'
LmRg
Optional
19/22
Conexiunea cascodă cu tranzistore MOS
2
111
1
1||
m
om
i
ov
grg
v
vA
1
2
1o
m
rg
acelasi curent prin T1 si T2
frecvente medii
21 mmm ggg 11 vA
GC
DmDm
o
ov RgRg
v
vA 22
1
21 vvv AAA
Dmv RgA
GGGi RRRR 21 ||
DoomooDo RrrgrrRR )(|| 21221
SC
Optional
20/22
Frecventa inalta
11111 2)1( gdgsgdvgsi CCCACC
Factorul de multiplicare al Cgd1 este 2, considerabil mai mic dacât al
conexiunii SC . Ci rezultă mult mai redusă, ceea ce
conduce la o valoare mult mai mare a frecvenţei superioare de tăiere:
)1( LmRg
iG
HCRR
f)||(π2
1
ceilalti doi poli introdusi de Cgs2 şi de Cgd2 sunt la frecvenţe
considerabil mai mari decât frecvenţa fH
Ci introduce polul dominant la înaltă frecvenţă şi determină banda de
trecere a amplificatorului.
Optional
21/22
Exemplul numericMΩ421 GG RR K10DR
μA400I
KΩ20R KΩ20LR
18)/( LW V100AV
2V
μA100K
pF1 gdgs CC
mS 1,2μS 12004001810022 IL
WKgm
M 24||4|| 21 GGG RRR
9,7)20||10(2,1200020
20)||(
LDm
G
v RRgRR
RA
pF 31212 gdgsi CCC
MHz 7,210310)2000||20(2
1
)||(2
1123
iG
HCRR
f
Optional
22/22
Conexiunea cascodă cu tranzistoare bipolare
)||(1
||
||2
2
1
1
1LCm
m
m
beB
beB
i
ov RRg
gg
rRR
rR
v
vA
21 || BBB RRR
21 bebebe rrr
21 mmm ggg
)||(||
||LCm
beB
beBv RRg
rRR
rRA
)2)(||||(2
1
bcbeBbe
HCCRRr
f
Pentru tranzistoare T1 si T2 identice
Optional
Recommended