circuite integrate analogicecia_cp_curs_1.pdf2. circuite integrate analogice fundamentale 3. surse...
TRANSCRIPT
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
SV
v
Sc eI1eIi
Efectul Early:
A
CEV
v
ScV
v1eIi th
BE
vCE
iC
vBE = ct.
-VA
1.1.2. Modelul de semnal mic (regim activ normal)
Conductanta de transfer:
BE
Cm
V
Ig
th
BESC
V
VII exp
Cth
C
thth
BESm I40
V
I
V
1
V
VIg
exp
E
C gmvbe
ro r C vbe
B C
r
Rezistenta de iesire:
CE
Coo
V
I
1
g
1r
A
CE
th
BESC
V
V1
V
VII exp
C
A
Ath
BES
oI
V
V
1
V
VI
1r
exp
Rezistenta r:
mgr
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 VV2
KI
DSDS
TGSD V2
VVVKI
DSsatDS VV
L
WC
L
WKK oxn '
II. Regiunea de inversie slaba
TGS VV
th
TGS0DD
nV
VV
L
WII exp
th
TGS
th0DTGS
nV
VV
nV
1
L
WIVVK exp
th
TGS0D
2TGS
nV
VV
L
WIVV
2
Kexp
thTGS nV
2
VV
20D
2th e
L
WInV2
2
K
thTGS nVVV
2
2th
0De
nV2KI
)('
..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
DS2
TGSD V1VV2
KI
))](([ DSDTGSG
0
V1VV1
KK
BS0TT VVV
Modularea lungimii canalului
I
GS
Dm
V
Ig
DS
Ddsds
V
I
1
g
1r
vgs
S
D
G
gmvgs
rds
gmbsvbs
B
S
vbs vds
TGSGS
Dm VVK
V
Ig
K
I2VVVV
2
KI D
TGS2
TGSD Dm KI2g
D2TGS
DS
Dds
I
1
VV2
K
1
V
I
1r
1.2.2. Modelul de semnal mic al tranzistorului MOS
Exemplu
M1I
1r
VmA1KI2g
VA105KV10mA1I
Dds
Dm
2413D
/
/,,
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
1x
xO R1r
i
vR
R1 R2
Q
ro r
vBE
gmvBE
RO
R2 R1
iX
vX
B
E
C
1
rRR 1
O
Rezistenta in emitor
Rezistenta in colector
R1 R2
Q
ro r
vBE
gmvBE
RO
R2
R1
iX
vX
B C
E
21
2oO
RRr
R1rR
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 vgvgimx
xO
g
1
i
vR
Rezistenta in drena
R1 R2
Q
rds
vGS
gmvGS
RO
R2
R1
iX
vX
G D
S
2xdsgsmxx Rirvgiv 2xgs Riv 2mds22mds
x
xO Rg1rRRg1r
i
vR