МОСФЕТ диференцијални пар са активним оптерећењем

Урок №23. Полевой (MOSFET) транзистор. (Јун 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

МОСФЕТ диференцијални пар са активним оптерећењем


Сазнајте о прилично једноставној, али врло корисној модификацији верзије диференцијског пара МОСФЕТ-а на бази отпорника.

Подршка информације

  • Дискретни полупроводнички кругови: диференцијални појачавач
  • Дискретни полупроводнички кругови: једноставни оп-ампер
  • Транзистори са теренским ефектом изоловани-гате (МОСФЕТ)
  • Основни извор МОСФЕТ константног тока
  • Основни диференцијални пар МОСФЕТ-а

Прво, пасивно оптерећење

Активно учитавање је неопходно у дизајну појачавача високих перформанси. Иако је коло укључено директно, целокупан концепт може бити, по мом мишљењу, нешто апстрактан. Зато ћемо се посветити времену с овом темом, при чему је примарни циљ (као и обично) темељно, интуитивно разумевање.

Почнимо гледањем пасивног оптерећења, не-диференцијалног МОСФЕТ појачала:

Шта је основни механизам амплификације у овом кругу "центар"> \ (И_Д = \ фрац {1} {2} \ му_нЦ_ {ок} \ фрац {В} {Л} {В_ {ГС} -В_ {ТХ} 2 \)

Дакле, наш улазни сигнал мале амплитуде ће створити варијације малих амплитуда у одводној струји. Однос између малих промена улазног напона и малих промена у струји одвода је трансцондуцтанце, означен гм:

\ (\ Делта И_Д = \ Делта В_ {ГС} \ пута г_м \)

Али трансцондуцтанце није исти као добитак појачавача јер још увек треба претворити ову струју у напон. Ово је сврха Р Д : претвара варијације одводне струје у варијације одводног напона. Од Охмовог закона, знамо да је однос између тренутних варијација и варијација напона отпора Р Д, а тиме и амплитуда варијација напојног одвода бит ће једнака амплитуди варијација напона у вратима помноженог са г м помножен би Р Д. Ако се присетимо да је улазна улазна чвор, а одвод је излазни чвор, можемо рећи да је магнитуда напона напона (А В ) сљедећа:

\ (\ фрац {\ Делта В_ {ОУТ}} {\ Делта В_ {ИН}} = А_В = г_м \ пута Р_Д \)

Према томе, одмах видимо да је један једноставан начин повећања добитка повећати вредност одводног отпорника. Па зашто се трудите са активним оптерећењем? Ако желимо више добитка, једноставно користимо више отпора одвода!

Проблем са доводним отпорником

Постоји један велики проблем са приступом отпорности на више отпорности: тај отпор се односи не само на варијације малих сигнала у струји одвода, већ и на већу струју одводне струје која је потребна за преклапање. Размотримо следећи дијаграм:

Дакле, коришћење великих количина отпора одвода је непрактично, посебно у модерним нисконапонским системима. Како можемо пружити више отпорности на мале сигнале без увођења проблема са тачкама пристрасности?

Размишљање о тренутном извору

Отпорник је претварач струје у напон. Запамтите да се јединица за отпор, ома, може дефинисати као волт по амперу: стављате ја ампере, излазите из И × Р волтова.

Сада да размотримо тренутни извор у овом истом контексту претварача струје и напона. Струја која генерише идеални извор струје никада се не мења, чак и када је напон преко терминала тренутног извора изузетно висок. Дакле, чак и најмања промјена струје одговара бесконачној промјени напона, иу том смислу тренутни извор је еквивалентан бесконачном отпору; ово није превише изненађујуће када се присетимо да теорем једносмерне струје захтијевају да замијените струјни извор са отвореним кругом.

Бесконачна ствар може бити одвратна, па хајде да пређемо сада на добар али не савршен тренутни извор. Еквивалентни отпор је веома висок, што значи да мале измјене у струји доводе до великих промјена напона. Ако бисмо могли да користимо овај добар али не савршени извор струје уместо отпорника за одвод, имали смо веома високу добит, јер би мале варијације напона у вратима довеле до одговарајућих варијација у одводној струји, а оне би, пак, произвеле велике варијације у напон одвода. Штавише, и ово је критична тачка - тренутни извор не би утицао на услове пристрасности на исти начин као и отпорник, јер је извор струје, а не само препрека за струју.

Претходна дискусија је прилично апстрактна, али укључени појмови треба да помогну да сеју семе разумевања. Хајде да пређемо сада из теоријског подручја у област кружења.

Два ФЕТ-а и тренутно огледало

Ево круга: