SP - UMEL - Vysoké učení technické v Brně

Návrh analogových integrovaných obvodů (BNAO) 99VinVinVGS1= VGS0+ ; VGS2= VGS0−22( 10.21 )kde V GS0 je napětí ve společném uzlu (spojené source terminály) a V in je rozdílovýsignál.Považujeme-li rozdílový proud, ∆I, za výstupní veličinu obvodu, pak dostáváme⎛W⎞( V −V)∆I= I1 − I2= µ Cox⎜ ⎟ VinGS 0 TH⎝ L( 10.22 )⎠1Vyjádříme-li pracovní (bias) proud jakoPak pro rozdílový proud platíISS⎛W⎞= I + I = µ C ⎜ ⎟ ( V −V) 2( 10.23 )1 2 oxGS 0 TH⎝ L ⎠1⎛W⎞∆I = Vinµ Cox⎜ ⎟ ISS= Vingm( 10.24 )⎝ L ⎠1poslední vztah ukazuje, že výstup diferenčního páru je přímo úměrný vstupnímu napětía odmocnině z poměru W/L a nastavenému pracovnímu proudu. Vidíme, že v případědiferenčního páru je situace velmi podobná invertoru s aktivní zátěží a přenosové zesíleníroste s odmocninou proudu v pracovním bodě.Důležitým znakemje lineární vztah mezivstupním napětím avýstupním proudemObr. 51 Diferenční pár z MOS tranzistorůPOZNÁMKAVztah mezi velkosignálovým vstupním napětím a rozdílovýmvýstupní proudem je u diferenčního páru lineární pokudoba tranzistory pracuje v saturační oblasti.v oblasti „velkých“signálů. Je to důsledekspecifické kvadratické proudově-napěťové závislosti MOS tranzistoru v saturační oblasti (viz.vztah pro proud tranzistorem v saturaci).Při výpočtu ∆I se kvadratické členy navzájem vyruší a zůstanou pouze lineární členy.Necháváme na čtenáři, aby jako vhodné cvičení pro pochopení funkce diferenčního páruprovedl jednoduchý důkaz, že tento výsledek zůstává v platnosti i v oblasti malosignálový.Hlavní funkcí diferenčního stupně je zesilovat rozdílový vstupní signál, ±V in , a conejvíce potlačovat souhlasnou složku vstupního signálu, V GS0 . Je tedy důležité znát chování aodezvu obvodu na tento souhlasný vstupní signál. Pro zkoumání těchto vlastností použijemezjednodušený malosignálový model diferenčního páru na Obr. 52. Obvod obsahuje pouze