Zesilovač CMOS: 5 důležitých vysvětlení

Téma diskuse: CMOS zesilovač

• Co je CMOS?
• Co je CMOS zesilovač?
• Vstupní ofsetové napětí
• Různé parametry v zesilovači CMOS
• Aplikace CMOS zesilovače

Co je CMOS?

CMOS:

CMOS je zkratka pro Complementary Metal Oxide Semiconductors. Je to jeden z typů tranzistorů s efektem pole z oxidu kovu a na rozdíl od BJT je to unipolární zařízení.

Co je CMOS zesilovač?

Zesilovač CMOS:

CMOS zesilovače (komplementární metal-oxid-polovodičové zesilovače) jsou univerzální analogové obvody používané v osobních počítačích, noteboocích, audiovizuálních zařízeních, mobilních telefonech, fotoaparátech, komunikačních systémech, různých biomedicínských aplikacích a mnoha dalších aplikacích. Ve vysoce výkonných obvodech zesilovačů CMOS se obecně používají tranzistory. Tranzistor Používají se nejen k zesílení signálů, ale také jako aktivní zátěž pro dosažení vysokého zisku a výstupního kolísání ve srovnání s odporovými zátěžovými bloky.

Výše uvedený obrázek ukazuje dvoustupňový CMOS zesilovač.

Některé z kritických parametrů, které představují zesilovače, jsou: 1. Rozsah dodávaného napětí, 2. Odezva na frekvence, 3. Odpověď na zvuky atd.

Rozsah vstupního napětí:

Rozsah označuje „přípustné“ I / P napětí, které bude generovat lineární nezkreslený O / P signál.

                                          V_DS>V_GS - V_T

V_G je vstupní napětí, V_D je V_DD -V_Sobota pro PMOS.

Z výše uvedeného vysvětlení je vstupní napětí schopné přejet do určité míry nad napětí V_DD. M₁₅ a M₁₆ jsou konstruovány tak, aby se postavily proti tomuto aktuálnímu směru M₁₄. Nicméně, V_DM12 není rovno V_DM14.

Cesta signálu zesilovače CMOS:

Signal-path představuje cestu, kterou signál dosáhne na výstup ze vstupu. Cesta signálu použitá ke zkoumání frekvenční odezvy, stability a mnoha dalších faktorů.

Protože standardní zesilovač CS má vysoký zisk, Millerův efekt zvýší celkovou vstupní kapacitu. Jakoukoli kapacitu mezi výstupem a vstupem lze považovat za kapacitu na vstupu do země s násobením (1 + zisk).

Načíst do CMOS zesilovače:

V zesilovači CMOS můžeme pozorovat dvě varianty aktivní zátěže: MOS připojený diodou nebo MOS zdroje proudu.

1. Představuje výstup spojený se zdrojem proudu. Zdroj proudu slouží jako výstup pro výstup.
2. Z důvodu V_gs aktivního zatížení je konstantní. Hodnota odporu je r₀ = 1 / λI_d, kde já_d je vypouštěcí proud. Nízká frekvence resp stejnosměrný proud (DC) zisk,

                        A_v = g_mn (r_oM16 // r_{0 kap}) g_M17 (r_0M18 // r_0M17)

Typický problém se zatížením:

• Konfigurace vyrovnávací paměti je přísným testem nestability. Zjistilo se, že je potřeba mít pro tento účel větší kompenzační kondenzátor.

• Nemůže řídit malý zatěžovací odpor.

Parametry zesilovače CMOS:

Vstupní offset:

Ofsetové napětí je V_ref - V_I

Ofsetové napětí zesilovače je uvedeno na výše uvedeném obrázku. To se měří z rozdílů zohledněním parametru, jako je prahové napětí, odpor zátěže atd.

Poměr odmítnutí společného režimu (CMRR):

"CMRR je dáno poměrem zisku zesilovače v diferenciálním režimu k zisku zesilovače v běžném režimu."

Poměr odmítnutí napájení (PSRR):

Poměr odmítnutí napájení nebo PSRR je dán poměrem výstupního napětí k vstupnímu napětí. PSRR popisuje potlačení šumu zesilovače CMOS. Typická metoda pro zlepšení poměru odmítnutí napájecího zdroje je obvykle pomocí kaskádového zdroje proudu nebo jímky (je to kvůli vysoké hodnotě výstupního odporu).

Rychlost a rychlost usazování:

• Vysoká rychlost zabití
• Malý kompenzační kondenzátor Zvyšte provozní proud

Doba usazování je ekvivalentní T_usídlení parametr a

Rychlost přeběhu = V_idmax

Hluk:

Pro 1 μA, 7.8 × 10¹² elektrony procházející každou sekundu budou generovat šum 7800 Giga Hertz.

1. Vyšší vstupní tranzistor je nutný ke snížení úrovně šumu.

2. Je rovněž nutné zvýšit provozní proud.

3. Bílý a krátký šum je během celého provozu většinou konstantní

4. Šum blikání

Kompenzace v zesilovači:

Pro zajištění stability v operačním zesilovači je nutná kompenzace. A CMOS Zesilovač, smyčkový zisk a fáze jsou parametry obecně specifikující stabilitu zesilovače. Operační zesilovač je obecně konstruován v uzavřené smyčce pro účely zesílení a fázové analýzy. Pro kompenzaci zesilovače je také vyžadována vhodná kapacita, odpor a předpětí.

Použití CMOS zesilovače:

• Tyto doplňkové polovodičové zesilovače oxidů kovů se používají v osobních spotřebních výrobcích různé elektroniky, jako jsou počítače, notebooky, audiovizuální zařízení, mobilní telefony, fotoaparáty atd.
• Jedná se o jednu z důležitých součástí telekomunikačních zařízení
• Různé biomedicínské aplikace v dnešní době využívaly tento typ zesilovače. Existuje mnoho dalších aplikací zesilovače CMOS a seznam se zvyšuje.

Další informace o základech MOSFET a dalším článku týkajícím se elektroniky  klikněte zde

Přečtěte si více o Log & Antilog Amplifier.

Soumali Bhattacharya

Ahoj, jsem Soumali Bhattacharya. Vystudoval jsem elektroniku.
V současné době investuji do oblasti elektroniky a komunikace.
Mé články jsou zaměřeny na hlavní oblasti základní elektroniky ve velmi jednoduchém, ale informativním přístupu.
Jsem živý student a snažím se udržovat si aktuální informace o všech nejnovějších technologiích v oblasti elektronických domén.

Spojme se přes LinkedIn –