AO Ηλεκτρονική ΙΙΙ Παύλος - Πέτρος Σωτηριάδης Επανάληψη μέρος 1 ο Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών - Μηχανικών Υπολογιστών
Άδεια Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άδεια χρήσης άλλου τύπου, αυτή πρέπει να αναφέρεται ρητώς.
Προαπαιτούµενες Βασικές Γνώσεις Για την Ηλεκτρονική ΙΙΙ Στοιχεία Γραµµικής Άλγεβρας (Πίνακες / Συστήµατα) Στοιχεία Μετασχηµατισµού Laplace Στοιχεία ιαφορικών Εξισώσεων ιαγράµµατα Bode Ότι άλλο συζητήσουµε στις πρώτες 2 (η 3) διαλέξεις Το µάθηµα είναι προχωρηµένο και προαπαιτεί καλήγνώσητηςηλεκτρονικήςι& ΙΙ 2
Θεώρηµα Επαλληλίας (Superposition) Σε ένα γραµµικό δίκτυο µε Ανεξάρτητες πηγές: X1, X2, Xn 15 V 100 Ω 20 Ω 13 V V 1 10 Ω V 2 R 3 1) Γενίκευση 3
Θεώρηµα Thévenin s Γραµµικό δίκτυο µε ανεξάρτητες (ενδεχοµένως και µεεξαρτηµένες) πηγές 4
Figure C.3 Thévenin s theorem applied to simplify the circuit of (a) to that in (b). (See Example C.1.) 5
Θεώρηµα Norton Γραµµικό δίκτυο µε ανεξάρτητες (και ενδεχοµένως εξαρτηµένες) πηγές 6
Figure PC.4 7
Πηγή µε κοινή είσοδο-έξοδο Figure C.4 The source-absorption theorem. 8
Μέτρηση Αντίστασης µεταξύ 2 κόµβων Με χρήση πηγής δοκιµής Τάσης ή Ρεύµατος Figure C.5 Circuit for Example C.2. 9
Θεώρηµα Millman 1) σύνθετες αντιστάσεις 2) N αντιστάσεις 10
Θεώρηµα Miller Z 1 Z * - A * Ideal Opamp Z in = Z out = 0 Σταθερόκέρδος: -A Z 1 Z/(1+A) 11
Μετασχηµατισµός - Υ 1) σύνθετες αντιστάσεις 2) N αντιστάσεις 12
Μέθοδος των Κόµβων V 1 1 2 V 2 g 12 I ext g 1 g 2 g1+ g12 g12 V1 0 = g12 g2+ g12 V 2 I ext 1) Ανεξάρτητες Πηγές Τάσης (Norton) 2) Εξαρτηµένες Πηγές Ρεύµα που Βγαίνει από τους κόµβους Ρεύµα που Μπαίνει «από έξω» από τους κόµβους 13
Opamps (Τελεστικοί Ενισχυτές) Μπορεί να περιλαµβάνει συνάρτηση µεταφοράς 1) Offset V & I 2) Απόκριση Συχνότητας 3) Πεπερασµένο κέρδος 4) Αντίσταση Εισ. / Εξοδ. 5) Slew rate 6) Μη Γραµµική Παραµόρφωση 7) 14
A(f) * f const = GB product Figure 2.22 Open-loop gain of a typical general-purpose internally compensated op amp. 15
Απλές ιατάξεις µε Opamps 16
Iδανική ίοδος Figure 3.1 The ideal diode: (a) diode circuit symbol; (b) i v characteristic; (c) equivalent circuit in the reverse direction; (d) equivalent circuit in the forward direction. 17
Μειδανική ίοδο 18
(πιο) Πραγµατική ίοδος Εκθετική Συµπεριφορά Figure 3.8 The diode i v relationship with some scales expanded and others compressed in order to reveal details. 19
Προσέγγιση για DC ανάλυση 20
Μοντέλο ιόδου του Spice m = 1/3 1/2 diffusion Junction ή depletion V T = kt / q, n = 1 2 Is : saturation current 21
NMOS (DC) 22
NMOS : (DC, κόρο, µεγάλοσήµα) 1 W I = µ C V V 2 L ( ) 2 D n ox GS T Figure 4.12 The i D v GS characteristic for an enhancement-type NMOS transistor in saturation (V t = 1 V, k n W/L = 1.0 ma/v 2 ). 23
1 W I = µ C V V 2 L ( ) 2 D n ox GS T Figure 4.11 (a) An n-channel enhancement-type MOSFET with v GS and v DS applied and with the normal directions of current flow indicated. (b) The i D v DS characteristics for a device with k n (W/L) = 1.0 ma/v 2. 24
Φαινόµενο Early V = V L A A Ανεξάρτητο του L 1 I = µ C W V V + λ V 2 L 2 ( ) ( 1 ) D n ox GS T DS Figure 4.16 Effect of v DS on i D in the saturation region. The MOSFET parameter V A depends on the process technology and, for a given process, is proportional to the channel length L. 25
PMOS 26
Περιοχή Κόρου, Χαµηλή Συχνότητα Τα µοντέλα είναι ΟΛΟΙ ΙΑ (το πανω «διαβάζεται» καλύτερα 27
Σε DC Ig = 0!!!! Figure 4.33 (a) Biasing the MOSFET using a constant-current source I. (b) Implementation of the constant-current source I using a current mirror. 28
ΜοντέλοΜικρούΣήµατος, Χαµηλής Συχνότητας (στον Κόρο) Φαινόµενο «σώµατος» Table 4.2 29
Ορισµοί Rout, Rin (δείτε το βιβλίο) Υπολογίζοντας την Rout, Θυµηθείτε την Rsig! Υπολογίζοντας την Rin, Θυµηθείτετην RL! Rin Table 4.3 30
Figure 4.43 (a) Common-source amplifier based on the circuit of Fig. 4.42. (b) Equivalent circuit of the amplifier for small-signal analysis. (c) Small-signal analysis performed directly on the amplifier circuit with the MOSFET model implicitly utilized. 31
Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα» του ΕΜΠ έχει χρηματοδοτήσει μόνο την αναδιαμόρφωση του υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.