Dr. Pap László jegyzete - BME Hálózati Rendszerek és ...

414 18. FÜGGELÉK
I 0
T 4
T 5
T 6
T 7 T 8
T 9 T 10
u 1
u 2
U b1
T 11 T 12
T 3
T 1 T 2 T 13 T 14
u ki
+U t
18.13. ábra. A CMOS bemeneti, erősítő és szintáttevő fokozat kapcsolási elrendezése.
CMOS eszközökkel felépített bemeneti, erősítő és szintáttevő fokozat. A CMOS bemeneti,
erősítő és szintáttevő fokozat kapcsolási elrendezése a 18.13. ábrán látható.
A kapcsolás alapvető újdonsága az NMOS tranzisztorokat tartalmazó kapcsolásokkal szemben,
hogy itt a fokozatot terhelő ellenállásokat komplementer tranzisztorokkal valósítjuk meg. Meg
kell jegyezni, hogy ebben a kapcsolási elrendezésben a MOS eszközök substrat-ja n-csatornás
eszközöknél földön, p-csatornás eszközöknél az U t telepfeszültségen van, így az NMOS fokozatoknál
tárgyalt substrat hatások (az áram változása azu BS substrat-source feszültség hatására)
nem jelentkeznek.
A kapcsolás munkaponti áramáról azI 0 áramú áramgenerátor és a T 1 , T 2 és T 4 tranzisztorokból
álló áramtükör gondoskodik, amely a T 3 n-csatornás, és a T 7 és T 8 p-csatornás tranzisztorok
munkapontját állítja be. Azonos T 1 , T 2 , T 3 , T 4 , T 7 és T 8 tranzisztorok esetén a szimmetriapontban
a T 5 , T 6 , T 9 , T 10 , T 11 , T 12 , T 13 és T 14 tranzisztorok áramaI 0 /2 értékű.
A kapcsolás erősítő fokozata a T 5 , T 6 , T 9 és T 10 tranzisztorokból álló CMOS "visszahajtott"
(folded) kaszkód differenciálerősítő, melynek a kimeneti feszültsége az
u ki = 2 u 1 −u 2 S 5 S 6
1
S 5
+ 1 R ter = 2(u 1 −u 2 ) R ter (18.82)
S
S 6 5 +S 6
kifejezéssel határozható meg, ahol S 5 és S 6 a megfelelő indexű tranzisztorok munkaponti meredeksége,
és R ter a kimeneten mérhető eredő terhelő ellenállás. A kimeneti feszültség a szimmetriapontban,
haS 5 = S 6 = S, az
alakban adható meg.
u ki = 2(u 1 −u 2 ) S 2 R ter = (u 1 −u 2 )SR ter (18.83)
A kaszkód elrendezésnek az alábbi előnyei vannak:
– A fokozat sávszélessége nagy, mivel a T 5 és T 6 tranzisztor drain-jét a T 9 és T 10 földelt
gate-es tranzisztor kis bemeneti ellenállása terheli, ami növeli a felső határfrekvenciát,
– A fokozatban az n-csatornás T 5 és T 6 tranzisztort a T 9 és T 10 p-csatornás tranzisztorok
követik, amelyek biztosítják azt, hogy a fokozat statikus kimeneti feszültsége negatív
irányban tolódjon el (szintáttevési funkció),