מעגלים ליניאריים, סיכום הקורס, עמוד 1 מתוך 19 הפתק הסגול. מעגלים ליניארים סיכום הקורס

Transcript

1 4442 מעגלים ליניאריים, סיכום הקורס, עמוד מתוך 9 הפתק הסגול מעגלים ליניארים 4442 סיכום הקורס 27 אבי בנדל

2 4442 מעגלים ליניאריים, סיכום הקורס, עמוד 2 מתוך 9 תוכן עניינים דיודה... 3 טרנזיסטור...MOS 4 טרנזיסטור בי-פולארי... 5 תגובת התדר... 7 מגברים... 7 טרנזיסטור...ommon Souce,MOS 7 טרנזיסטור...ommon Dan,MOS 8 טרנזיסטור... ommon Gate,MOS 9 מגבר ביפולרי,... ommon ollecto מגבר ביפולרי,... ommon mtte מגבר ביפולרי,... ommon ase 2 מגברים דיפרנציאלים (מגברי הפרש)... 3 משוב אבי בנדל

3 4442 מעגלים ליניאריים, סיכום הקורס, עמוד 3 מתוך 9 d זרם הדיודה: התנגדות דינאמית: בממתח קדמי, קיבול הדיפוזיה דומיננטי בממתח אחורי, קיבול הצומת דומיננטי דיודה q = e kt d kt kt = = = d q q j dff τ F = d ~ = D D ממתח קדמי סכמת תמורה הערות d dff ממתח אחורי d j 27 אבי בנדל

4 4442 מעגלים ליניאריים, סיכום הקורס, עמוד 4 מתוך 9 טרנזיסטור MOS Depleton S PMOS nhancement S Depleton D NMOS nhancement D / טרנזיסטור פרמטר DS DS DS DS G G G G סכמה חשמלית > T, D D < W K µ * 2 h L Oxde T, ( ) T = T, γ S + 2φF 2φF GS > T DS GS T DS GS T < T, 2 (( GS T) DS 2 DS) K 2 ( ) ( +λ ) K W K µ * 2 e L Oxde T, ( ) T = T,+ γ S + 2φF 2φ F GS T DS GS < T DS GS T DS GS T 2DS g = 2K ( + λ ) = = 2 K m GS T DS DS GS T, lnea d DS = = d DS λ= γ < DS = 2K ( ) GS T DS S S > γ > מתח סף התחלתי קבוע הטרנזיסטור מתח סף כולל אפקט מצע קיטעון מצבי ליניארי הולכה רוויה זרם הטרנזיסטור במצב ליניארי זרם הטרנזיסטור במצב רוויה מוליכות ב קטן ברוויה במצב התנגדות רוויה במצב התנגדות אוהמי מקדם התקצרות התעלה מקדם אפקט המצע c gd g gs gmgs d סכמת תמורה ל קטן s c gs 27 אבי בנדל

5 4442 מעגלים ליניאריים, סיכום הקורס, עמוד 5 מתוך 9 טרנזיסטור בי-פולארי β α α α = α F S R S τ זמן המעבר בבסיס מקדם המעבר הגבר זרם α הפיכות bγ NPN γ = D W N + D W N h, e D, 2 W τ b= = 2Dτ τ e e e q q kt kt = S e + α RS e q q kt kt = α F S e S e qde, np, qdh, pn, S = + w L S h, qd n qd p = + w L e, p, h, n, h, PNP γ = D W N + D W N e D, h, 2 W τ b= = 2Dτ τ h h h q q kt kt = S e α RS e q q kt kt = α F S e + S e qdh, pn, qde, np, S = + w L qd h, n, S = + w p qd e, e, p, L e, n נצילות ההזרקה גורם המעבר בבסיס זרם ב mtte זרם ב ollecto זרמי הזליגה α RR α F F מודל אברס-מול עבור : NPN F R להלן תחומי העבודה, כאשר כיווני המתחים והזרמים נקבעו כך שעבור מצב פעיל קדמי, כולם חיוביים. מצב הולכה קיטעון פעיל קדמי רוויה פעיל אחורי ממתחי הדיודות NPN מתחי טרנזיסטור NPN מתחי טרנזיסטור PNP הקשר בין זרמי הטרנזיסטור זרמי זליגה בלבד = β = α F F <β F = β = α R R < =, ON, ON < =, ON, ON >, ON >, ON ניתן להניח כי הטרנזיסטור עדיין פעיל קדמי ) ( =β עבור >, Sat = = =, Sat, Sat, ON < F = = =, Sat, Sat, ON < בממתח אחורי בממתח אחורי בממתח קדמי בממתח אחורי בממתח קדמי בממתח קדמי בממתח אחורי בממתח קדמי 27 אבי בנדל

6 4442 מעגלים ליניאריים, סיכום הקורס, עמוד 6 מתוך 9 סכמת תמורה ל קטן, עבור טרנזיסטור ביפולארי במצב פעיל סכמת π (עדיף להשתמש כאשר ידוע המתח בפולט) µ b x c µ π π gm π π e סכמת T (עדיף להשתמש כאשר ידוע המתח בבסיס) µ π µ e e π c α e x α c e β α = β + π ( β ) = + e b g π m β c b β = α q = = kt = m β kt β = = g q e = α g פרמטרים m 27 אבי בנדל

7 4442 מעגלים ליניאריים, סיכום הקורס, עמוד 7 מתוך 9 תדרים נמוכים תדרי ביניים תדרים גבוהים תגובת התדר קבלים גדולים משתתפים קצר קצר מגברים קבלים קטנים נתק נתק משתתפים DD טרנזיסטור ommon Souce,MOS סכמת המגבר: R G R D n R R n R G2 R S התנגדות יציאה R התנגדות כניסה R n פרמטרים: הגבר מתח m (( gm+ gmb) RS + RS + + RD) n g R D (( + ) + + ) g g R R R m mb S S D R R G G2, R S נקרא נגד ניוון הנגד במקור, הערות: 27 אבי בנדל

8 4442 מעגלים ליניאריים, סיכום הקורס, עמוד 8 מתוך 9 טרנזיסטור ommon Dan,MOS סכמת המגבר: DD R G R D n R n R G 2 R S R התנגדות יציאה R התנגדות כניסה R n פרמטרים: הגבר מתח g R m (( gm+ gmb) RS + RS + + RD) n S S( + D) ( ) R R R + R g + g + R + D S m mb s R R G G אבי בנדל

9 4442 מעגלים ליניאריים, סיכום הקורס, עמוד 9 מתוך 9 טרנזיסטור ommon Gate,MOS סכמת המגבר: DD R G R D R n R G 2 R S R n התנגדות יציאה R התנגדות כניסה R n פרמטרים: הגבר מתח n ( + ( + ) ) R g g D m mb R D + ( + ( )) R g R R S S m S S D S( + D) ( ) R R R + R g + g + R + D S m mb S S התנגדות המקור: הערות 27 אבי בנדל

10 4442 מעגלים ליניאריים, סיכום הקורס, עמוד מתוך 9 מגבר ביפולרי, ommon ollecto DD R R n R n R 2 R R µ הנחות: + התנגדות יציאה R התנגדות כניסה R n פרמטרים: הגבר מתח ( + R + R)( x + π ) R ( β+ ) n R( x + π )( + R) ( + R + R )( + ) + R ( β + ) x π ( β+ ) R R R2 x + π + R + R אבי בנדל

11 4442 מעגלים ליניאריים, סיכום הקורס, עמוד מתוך 9 מגבר ביפולרי, ommon mtte DD R R R n R n R 2 R µ הנחות: התנגדות יציאה R התנגדות כניסה R n פרמטרים: הגבר מתח n ( ) ( β ) g R m π x + π + R + R ( β+ ) R R R2 x + π + R + R אבי בנדל

12 4442 מעגלים ליניאריים, סיכום הקורס, עמוד 2 מתוך 9 מגבר ביפולרי, ommon ase DD R R R n R 2 R R n x =, µ הנחות: התנגדות יציאה R התנגדות כניסה R n פרמטרים: הגבר מתח g R m n R R (( β+ ) π ) 27 אבי בנדל

13 4442 מעגלים ליניאריים, סיכום הקורס, עמוד 3 מתוך 9 = + d n, d c n, c n, d n, n,2, d,,2 2 2 ( + ) ( + ) n, c n, n,2, c,,2 = + = = = 2 2 n, n, c n, d,, c, d n,2 n, c n, d,2, c, d MRR= d MRR= 2 log d c c מגברים דיפרנציאלים (מגברי הפרש) פרמטרי מגבר דיפרנציאלי באופן כללי: כאשר מגדירים ואז מתקבל מגדירים יחס דחיית אופן משותף: או בדציבלים: 27 אבי בנדל

14 4442 מעגלים ליניאריים, סיכום הקורס, עמוד 4 מתוך 9 מגבר דיפרנציאלי ביפולארי R R,,2 n, n,2 R פרמטרים: התנגדות כניסה דיפרנצילית n, dm Rn, dm התנגדות יציאה דיפרנצילית, d R, dm הגבר מתח דיפרנצילי, dm, dm m n, dm ( ) g R ( R ) 2 התנגדות יציאה משותפת, cm R, cm הגבר מתח משותף, cm, cm n, cm gmr + 2g R m R 2 MRR, cm + 2g m R, dm, cm n, dm 2 π התנגדות כניסה משותפת n, cm Rn, dm n, cm π + ( + β) R אבי בנדל

15 4442 מעגלים ליניאריים, סיכום הקורס, עמוד 5 מתוך 9 מגבר דיפרנציאלי ביפולארי עם עומס אקטיבי n, n,2 R L 2 R פרמטרים: התנגדות כניסה דיפרנצילית n, dm Rn, dm התנגדות יציאה דיפרנצילית, d R, dm הגבר מתח דיפרנצילי, dm, dm g R m n, dm L n, dm התנגדות כניסה משותפת n, cm Rn, dm התנגדות יציאה משותפת, cm R, dm הגבר מתח משותף, cm, cm n, cm, cm MRR 2log, dm, cm n, cm 27 אבי בנדל

16 4442 מעגלים ליניאריים, סיכום הקורס, עמוד 6 מתוך 9 מגבר MOS דיפרנציאלי עם עוצס אקטיבי ויציאה אחת M 3 M 4 n, M M 2 n,2 R g = g, g = g, = =, = m m2 m3 m4,,2,3,4 נתון:, c התנגדות יציאה R הגבר מתח דיפרנצילי, d הגבר מתח משותף, c n, c,4 m2 = + + g ( 2gm,5)( 2gm4,3) n, d g g = g +,4 m m4,3, d m2 2 + gm3,3 R =, אבי בנדל

17 4442 מעגלים ליניאריים, סיכום הקורס, עמוד 7 מתוך 9 מגבר שרת mplfe) (Opeatonal אופיין המגבר: = n 2 a n = 2 = 2 = עבור מגבר שרת אידיאלי, מתקיים: וגם מתקיים קצר וירטואלי: ומהתנגדות הכניסה הגבוהה: סכמת תמורה של מגבר שרת: = n 2 n a n אבי בנדל

18 4442 מעגלים ליניאריים, סיכום הקורס, עמוד 8 מתוך 9 סכמת משוב כללי: משוב xn x e + x x f קביעת סוג המשוב: דגימת ה במוצא (דומה לפעולת מדידה) ( PO ) דגימה מצומת המוצא היא דגימה מקבילית של מתח o ( SO ) דגימה מחוג המוצא היא דגימה טורית של זרם o החזרת ה לכניסה (דומה לפעולת סיכום) ( P ) החזרה לצומת הכניסה היא החזרה מקבילית של זרם o ( S ) החזרה לחוג הכניסה היא החזרה טורית של מתח o n a R / G n n R / G R / G R f n / G n = + הגדרות וסימונים: התנגדות כניסה בחוג פתוח, בריקם התנגדרות מוצא בחוג פתוח, בריקם הגבר בחוג פתוח, בריקם התנגדות/מוליכות כניסה בחוג פתוח, כולל העמסת המשוב התנגדרות/מוליכות מוצא בחוג פתוח, כולל העמסת המשוב הגבר בחוג פתוח, כולל העמסת המשוב גורם המשוב התנגדות/מוליכות כניסה בחוג סגור התנגדרות/מוליכות מוצא בחוג סגור הגבר בחוג סגור חישוב התנגדויות הכניסה והיציאה של גורם המשוב : R n, R, PPO R n, R, PSO R n, R, SPO R n, R, SSO 27 אבי בנדל

19 4442 מעגלים ליניאריים, סיכום הקורס, עמוד 9 מתוך 9 משוב SPO סוגי המשוב הקיימים: שרטוט הרשת מוצא כניסה החזרה f n R S ( ) R = R + R n n S = f n R L ( ) G = G + G L = n f משוב SSO ( ) R = R + R n n S שרטוט הרשת מוצא כניסה החזרה f n = f n R S R L ( ) R = R + R L = n f משוב PPO שרטוט הרשת מוצא כניסה החזרה f n ( ) G = G + G n n S = f n R S R L ( ) G = G + G L = n f משוב PSO שרטוט הרשת מוצא כניסה החזרה f n ( ) G = G + G n n S = f n R S R L ( ) R R R = = + L n f 27 אבי בנדל