Argomento di discussione: Amplificatore CMOS
- Cos'è CMOS?
- Cos'è l'amplificatore CMOS?
- Tensione di offset in ingresso
- Diversi parametri nell'amplificatore CMOS
- Applicazioni dell'amplificatore CMOS
Cos'è CMOS?
CMOS:
Cos'è un amplificatore CMOS?
Amplificatore CMOS:
Gli amplificatori CMOS (amplificatori complementari di ossido di metallo e semiconduttore) sono circuiti analogici universali utilizzati in personal computer, laptop, dispositivi audiovisivi, telefoni cellulari, fotocamere, sistemi di comunicazione, diverse applicazioni biomediche e molte altre applicazioni. Nei circuiti dell'amplificatore CMOS ad alte prestazioni, vengono generalmente utilizzati i transistor. Transistor non solo vengono utilizzati per amplificare i segnali, ma vengono anche utilizzati come carico attivo per ottenere un guadagno elevato e un'oscillazione dell'uscita rispetto ai blocchi di carico resistivi.
La figura sopra mostra un amplificatore CMOS a due stadi.
Alcuni dei parametri critici che rappresentano gli amplificatori sono: 1. Gamma della tensione fornita, 2. Risposta alle frequenze, 3. Risposta ai rumori, ecc.
Gamma di tensione in ingresso:
L'intervallo indica una tensione I / P “ammissibile” che genererà un segnale O / P lineare e non distorto.
VDS>VGS - VT
VG è la tensione di ingresso, VD è VDD -VSAB per PMOS.
Dalla spiegazione sopra, la tensione di ingresso è in grado di scorrere fino a un certo grado sopra la tensione V.DD. Il M15 e M16 sono costruiti per opporsi a quella direzione corrente di M14. Tuttavia, VDM12 non è uguale a VDM14.
Percorso del segnale dell'amplificatore CMOS:
Signal-path rappresenta il percorso attraverso il quale il segnale raggiunge l'uscita dall'ingresso. Il percorso del segnale impiegato per studiare la risposta in frequenza, la stabilità e molti altri fattori.
Poiché l'amplificatore CS standard ha un guadagno elevato, l'effetto Miller aumenterà la capacità di ingresso totale. Qualsiasi capacità tra uscita e ingresso può essere vista come capacità all'ingresso verso terra con la moltiplicazione di (1 + guadagno).
Carica nell'amplificatore CMOS:
Possiamo osservare due varietà di carico attivo nell'amplificatore CMOS: il MOS collegato a diodo o il MOS sorgente di corrente.
- Rappresenta l'uscita associata a una sorgente di corrente. La sorgente corrente funge da "Load" per l'uscita.
- In ragione di Vgs del carico attivo è costante. Il valore di resistenza è r0 = 1 / λId, dove iod è corrente di scarico. La bassa frequenza o corrente continua (DC) guadagno,
Av =gmn (roM16 // R0casp) GM17 (r0M18 // R0M17)
Problema di carico tipico:
• La configurazione del buffer è un test severo per l'instabilità. Si è riscontrata la necessità di avere un condensatore di compensazione maggiore per questo scopo.
• Non può pilotare un piccolo resistore di carico.
Parametri dell'amplificatore CMOS:
Offset ingresso:
La tensione di offset è Vref - VI
La tensione di offset dell'amplificatore è presentata nella figura sopra. Questo viene misurato dalle disparità prendendo in considerazione parametri come tensione di soglia, resistenza di carico, ecc.
Rapporto di reiezione di modo comune (CMRR):
"CMRR è dato dal rapporto tra il guadagno dell'amplificatore in modo differenziale e il guadagno dell'amplificatore in modo comune."
Rapporto di reiezione dell'alimentazione (PSRR):
Il rapporto di reiezione dell'alimentazione o PSRR è dato dal rapporto tra la tensione di uscita e la tensione di ingresso. PSRR descrive la reiezione del rumore dell'amplificatore CMOS. Il metodo tipico per migliorare il rapporto di reiezione dell'alimentazione è generalmente mediante una sorgente di corrente cascode o un sink (questo a causa dell'elevato valore della resistenza di uscita).
Velocità di risposta e velocità di assestamento:
- Alta velocità di risposta
- Condensatore di compensazione piccolo Aumentare la corrente di esercizio
Il tempo di assestamento è equivalente a Tsedimentazione parametro e
Velocità di rotazione = Vidmax
Rumore:
Per 1 μA, 7.8 × 1012 gli elettroni che passano ogni secondo generano un rumore di 7800 Giga Hertz.
1. Il transistor di ingresso più alto è necessario per ridurre il livello di rumore.
2. È necessario anche aumentare la corrente di esercizio.
3. Il rumore bianco e breve è per lo più costante durante l'intera operazione
4. Rumore di sfarfallio
Compensazione in amplificatore:
La compensazione è necessaria per garantire la stabilità nell'opamp. UN CMOS Amplificatore, guadagno di loop e fase sono i parametri che generalmente specificano la stabilità dell'amplificatore. L'amplificatore operazionale è generalmente costruito in un circuito chiuso per l'analisi del guadagno e della fase. Per la compensazione dell'amplificatore sono necessarie anche capacità, resistenza e polarizzazione adeguate.
Immagine di credito: Amplificatori a due stadi-metodi di compensazione by Alireza1990polimi è sotto licenza CC BY-SA 4.0
Usi dell'amplificatore CMOS:
- Questi amplificatori complementari a semiconduttore in ossido di metallo sono utilizzati in diversi prodotti elettronici di consumo personali come computer, laptop, dispositivi audiovisivi, telefoni cellulari, fotocamere ecc.
- Questi sono uno dei componenti importanti degli apparecchi di telecomunicazione
- Diverse applicazioni biomediche hanno utilizzato questo tipo di amplificatore al giorno d'oggi. Ci sono molte altre applicazioni dell'amplificatore CMOS e l'elenco è in aumento.
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Per saperne di più, leggi Amplificatore logaritmico e antilogaritmico.
Ciao, sono Soumali Bhattacharya. Ho fatto il Master in Elettronica.
Attualmente sono investito nel campo dell'elettronica e della comunicazione.
I miei articoli si concentrano sulle principali aree dell'elettronica di base in un approccio molto semplice ma informativo.
Sono uno studente brillante e cerco di mantenermi aggiornato con tutte le ultime tecnologie nel campo dei domini dell'elettronica.
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