MOSFET operacioni pojačavači — разлика између измена

== Ulazna i izlazna otpornost ==

Prvi stepen operacionog pojačavača sa slike 2 sastoji se od P-kanalonog diferencijalnog pojačavača ('''''M1-M2'''''), strujnog izvora '''''M5''''', opterećen sa N-kanalnim strujnim ogledalom ('''''M3-M4'''''). Drugi stepen je sastavljen od pojačavača sa zajedničkim sorsom ('''''M6''''') i aktivnog opterećenja ('''''M7'''''). U suštini, ulazna otpornost teži beskonačno velikoj vrijednosti, pod uslovom da nema potrebe za zaštitnim [[dioda]]ma za njihove gejtove. I ulazna otpornost drugog stepena, u suštini, teži beskonačnosti. Izlazna otpornost za ovo kolo će biti:

 

Iako je ova otpornost obično mnogo velika u odnosu na onu koja se dobija sa bipolarnim operacionim pojačavačima opšte namjene, ipak zbog velike ulazne otpornosti na pojačavaču sa MOS tranzistorima to ne predstavlja poseban problem.

Gdje je <math>R_o </math> određeno sa izrazom (1.1). Ukupno pojačanje pojačavača će biti:

:<math>A_v=A_{v1}A_{v2}=-g_{m1}(r_{o2} \| r_{o4})g_{m6}(r_{o6} \|

 

Izraz pokazuje da je pojačanje proporcionalno sa <math>{(g_mr_o)}^2 </math>. Ako se zna da važi:

 

Kada je izlaz prvog stepena povezan sa ulazom od drugog, imamo da je -{'''''V'''GS6 ''= '''''V'''DS4''}-. Pri potpunoj usaglašenosti elemenata i kada su ulazni naponi jednaki nuli važi -{''VDS4=VDS3=VGS3 ''i ''Vt3=Vt4=Vt6''}-. Otuda: <math> V_{ov3} = V_{ov4} + V_{ov6} </math>, kada unesemo:

:<math> {{(W / L)}_3 \over {(W / L)}_6}={{(W / L)}_3 \over {(W / L)}_6}={{1 \over 2}} {{(W / L)_5 \over (W / L)_7}} </math>

 

:<math>V_{OS}\approx\Delta V_t+\frac{(V_{GS}-V_t)}{2}\left(-\frac{\Delta I_D}{I_D}-\frac{\Delta(W/L)}{(W/L)}\right)</math>

 

 

Prvi član sa desne strane proizlazi od razlike napona praga kod MOS tranzistora. Ova razlika je prisutna samo kod MOS ne i kod bipolarnih tranzistora. Ako se izraz primijeni na kolo sa slike 2, dobija se:

Prvi član sa desne strane izraza je rezultat razlike napona zasićenja kod ulaznih MOS-tranzistora. Drugi član je rezultat razlike napona zasićenja pod opterećenjem dobijenih sa strujnim ogledalom. Ova razlika može da se smanji sa odgovarajućim izborom odnosa W/L, pri čemu će se njihove transkonduktanse znatno smanjiti u odnosu na one na ulaznim MOS tranzistorima. Znači ako se dužine kanala kod M3 i M4 naprave znatno dužim u odnosu na dužinu kanala kod '''''M1''''' i '''''M2''''', time se može smanjiti slučajni ulazni naponski ofset. Treći član u jednačini je rezultat razlike odnosa -{W/L}- ulaznih MOS-tranzistora i opterećenja i može se smanjiti ako ulazni MOSFET-ovi rade na malim vrijednostima napona zasićenja (tipične vrijednosti su od 50 do 200 -{mV}-).

 

Osnovna definicija faktora za potiskivanje je:

:<math>CMRR=\left\vert\frac{A_{dm} }{A_{cm} }\right\vert=\left\vert\frac{\frac{\nu_o}{\nu_{o1} }\frac{\nu_{o1} }{\nu_{id} } }{\frac{\nu_o}{\nu_{o1} }\frac{\nu_{o1} }{\nu_{ic} } }\right\vert=CMRR_1</math>

Izraz pokazuje da -{CMRR}- faktor može biti povećan smanjenjem napona zasićenja aktivnih elemenata.

 

Napon zasićenja MOSFET-a može se smanjiti smanjenjem odnosa između njegove struje drejna i -{W/L}-. Dakle, smanjenje napona zasićenja kod elemenata operacionog pojačavača poboljšava performanse povećanjem pojačanja:

:<math>A_\nu=-\frac{2}{\vert V_{o\nu 1}\vert}\frac{2}{V_{o\nu 6} }\left(\frac{\vert V_{A2}\vert V_{A4} }{\vert V_{A2}\vert+V_{A4} }\right)\left(\frac{V_{A6}\vert V_{A7}\vert}{V_{A6}+\vert V_{A7}\vert}\right)</math>

 

== Spoljašnje veze ==

 

[[Категорија:Транзистори]]

[[Категорија:Операциони појачавач]]