Circuite integrate analogice CIA_CP_Curs_1.pdf 2. Circuite integrate analogice fundamentale 3. Surse

  • View
    26

  • Download
    4

Embed Size (px)

Text of Circuite integrate analogice CIA_CP_Curs_1.pdf 2. Circuite integrate analogice fundamentale 3. Surse

  • Circuite integrate analogice

  • Structura cursului 1. Modelarea dispozitivelor bipolare si MOS

    2. Circuite integrate analogice fundamentale

    3. Surse de curent si surse de tensiune

    4. Amplificatoare elementare

    5. Etaje de iesire

    6. Amplificatoare operationale. Structuri interne

    7. Raspunsul in frecventa al circuitelor.

    Stabilitatea circuitelor cu reactie

    8. Structuri analogice liniare

    9. Structuri neliniare de calcul analogic

  • Capitolul 1

    Modelarea dispozitivelor

    bipolare si MOS

  • 1.1. Relatii fundamentale ale tranzistorului bipolar

  • Domenii de functionare:

    • Regiunea de blocare (1) • Regiunea activa normala (2) • Regiunea de saturatie (3)

  • 1.1.1. Functionarea la semnal mare

    Regim activ normal:

    th

    BE

    th

    BE

    V

    v

    S V

    v

    Sc eI1eIi    

       

     Efectul Early:

     

      A

    CEV

    v

    Sc V

    v 1eIi th

    BE

    vCE

    iC

    vBE = ct.

    -VA

  • 1.1.2. Modelul de semnal mic (regim activ normal)

    Conductanta de transfer:

    BE

    C m

    V

    I g 

    

     

     th

    BE SC

    V

    V II exp

    C th

    C

    thth

    BE Sm I40

    V

    I

    V

    1

    V

    V Ig 

      exp

    E

    C gmvbe

    ro r C vbe

    B C

    r

  • Rezistenta de iesire:

    CE

    Co o

    V

    I

    1

    g

    1 r

     

     

      

     A

    CE

    th

    BE SC

    V

    V 1

    V

    V II exp

    C

    A

    Ath

    BE S

    o I

    V

    V

    1

    V

    V I

    1 r 

     

     exp

    Rezistenta r:

    mg r

      Rezistenta r:

    orKr  

    PNP.pt52K

    NPN.pt10K

     

  • Circuit echivalent cu rezistente serie

    E

    C

    gmvbe ro

    r C vbe

    B C

    r

    re

    CCS

    rb rc

  • 1.2. Relatii fundamentale ale tranzistorului MOS

  • Simboluri: Notatii:

    G = grila (poarta)

    D = drena

    S = sursa

    B = substrat (bulk)

    W/L = factor de aspect

    K’ = parametru transconductanta VT = tensiune de prag

    VGS = tensiune grila-sursa

    VDS = tensiune drena-sursa

    1.2.1. Modelul de semnal mare

    NMOS PMOS

    S

    G

    D

    D

    G

    S

    B B

  • I. Regiunea de inversie puternica

    a. Saturatie

    b. Regiunea liniara

    TGS VV  TGSDSsatDS VVVV 

     2TGSD VV 2

    K I 

      DSDSTGSD V 2

    V VVKI 

      

    DSsatDS VV 

    L

    W C

    L

    W KK oxn '

    II. Regiunea de inversie slaba

    TGS VV   

      th

    TGS 0DD

    nV

    VV

    L

    W II exp

  •    

      th

    TGS

    th 0DTGS

    nV

    VV

    nV

    1

    L

    W IVVK exp

       

      th

    TGS 0D

    2 TGS

    nV

    VV

    L

    W IVV

    2

    K exp

     th TGS nV

    2

    VV 

      20D2th e L

    W InV2

    2

    K 

     thTGS nVVV 

    2

    2 th

    0D e

    nV2K I

    )('

    ..iwDsatD II 

    ..iwGS

    D

    satGS

    D

    V

    I

    V

    I

     

  • Caracteristicile de iesire ale tranzistorului MOS

  • Efectele de ordin secundar: a. Modularea lungimii canalului

    b. Degradarea mobilitatii

    c. Efectul de substrat

       DS2TGSD V1VV 2

    K I 

    ))](([ DSDTGSG

    0

    V1VV1

    K K  

       BS0TT VVV

    Modularea lungimii canalului

    I

  • GS

    D m

    V

    I g 

    

    DS

    Dds ds

    V

    I

    1

    g

    1 r

     

    vgs S

    D

    G gmvgs

    rds

    gmbsvbs B

    S

    vbs vds

     TGS GS

    D m VVK

    V

    I g 

    

      K

    I2 VVVV

    2

    K I DTGS

    2 TGSD 

    Dm KI2g 

      D2TGS DS

    D ds

    I

    1

    VV 2

    K

    1

    V

    I

    1 r  

    

    1.2.2. Modelul de semnal mic al tranzistorului MOS

  • Exemplu

    

    M1 I

    1 r

    VmA1KI2g

    VA105KV10mA1I

    D ds

    Dm

    2413 D

     

     

    /

    /,,

    Modelul de inalta frecventa

  • 1.3. Rezistente dinamice

  • Rezistenta in baza

    R1 R2

    Q ro r vBE gmvBE

    RO

    R2

    R1

    iX

    vX

    B

    E

    C

      1xxx Ri1riv     1

    x

    x O R1r

    i

    v R  

  • R1 R2

    Q

    ro r vBE gmvBE

    RO

    R2 R1

    iX

    vX

    B

    E

    C

    1

    rR R 1O 

      

    Rezistenta in emitor

  • Rezistenta in colector

    R1 R2

    Q

    ro r vBE gmvBE

    RO

    R2

    R1 iX

    vX

    B C

    E

     

      21

    2 oO

    RRr

    R 1rR 

  • R1 R2

    Q rds

    vGS gmvGS

    RO

    R2

    R1

    iX

    vX

    G

    S

    D

    OR

    Rezistenta in poarta

  • Rezistenta in sursa

    R1 R2

    Q

    rds

    vGS gmvGS

    RO

    R2 R1

    iX

    vX

    G

    S

    D

     xmgsmx vgvgi mx

    x O

    g

    1

    i

    v R 

  • Rezistenta in drena

    R1 R2

    Q

    rds

    vGS gmvGS

    RO

    R2

    R1 iX

    vX

    G D

    S

      2xdsgsmxx Rirvgiv  2xgs Riv     2mds22mdsxxO Rg1rRRg1ri

    v R 