SP - UMEL - Vysoké učení technické v Brně

102 FEKT Vysokého učení technického v BrněPokud bude přenosová vodivost g m1 dostatečně velká v porovnání s ostatními členy vejmenovateli, bude se napěťový přenos blížit 1. Samozřejmě pokud budeme muset uvážit i vlivg mb1 pak přenos bude menší. Toto nastane v případě kdy g mb1 není zanedbatelné vůči normálnípřenosové vodivosti g m a situace se objevuje u vysoce dotovaných substrátů (zde g mb1 můžedosahovat až 10% g m1 ).Výstupní a vstupní kapacita v malosignálovém modelu sledovače má za následekkmitočtovou závislost přenosu sledovače. Kapacita C out je seskupením kapacity zátěžeparazitních kapacit příslušných k výstupnímu uzluC = C + C + C + C + C( 10.33 )outKapacita C I je dánaLgd 2 gd 2, ov db2sb1CICgs1 + Cgs1,ov= ( 10.34 )Výstupní kapacita způsobuje pól přenosové funkce, zatímco kapacita vstupní vytvářínulu přenosové funkce. Pro výstupní uzel můžeme psátv − v sC + g v − v − v G − v sC( 10.35 )( ) ( ) 0inoutkde G=g ds1 +g ds2 +g mb1 .1 m1in out out out out=Z těchto rovnic potom dostaneme pro napěťové zesílenígm11+sC1/ gm1Av( s)=g + G 1+s( 10.36 )m1( C + C )/( g + G)1Výstupní kapacita je obvykle větší než kapacita vstupní. Potom se tedy úhlový kmitočetpólu [ω p =(g m1 +g ds1 +g ds2 +g mb1 )/(C 1 +C out )] objeví na frekvenci mnohem nižší než je kmitočetnuly.Všimněte si, že na velmi vysokých kmitočtech už tranzistor nemá na přenosovou funkcižádný vliv a výsledný signál je dán pouze vlastnostmi kapacitního děliče („atenuátoru“)složeného z kapacit C out a C 1 .Velmi důležitým parametrem sledovače je jeho výstupní impedance. Zjistíme jipřiložením testovacího napětí v x na výstupní uzel a změřením proudu i x , který bude tímtonapětím vyvolán (použijeme malosignálový model z Obr. 53).= g + g + g g v( 10.37 )outm1( ds 1 ds 2 mb 1+ m) xi x1A úpravou dostaneme vztah pro výstupní odpor1Rout=≅g + g + g + gds1ds2mb1m11gm1( 10.38 )Existence bloku s nízkou výstupní impedancí je velmi žádoucí. Bohužel dosažitelnéhodnoty přenosových vodivosti (transkonduktancí, g m ) v MOS technologiích nemusí býtdostatečné pro realizaci bloků se skutečně nízkou výstupní impedancí. Transkonduktance jedána g m =2I D /(V GS -V TH ); přitom saturační napětí (V GS -V TH ) je obyčejně řádově ve 100 mV aproud I D není větší než několik desítek či stovek µA a toto potom vede k hodnotám výstupníchimpedancí v řádech kΩ (pokud (V GS -V TH )=260mV a pracovní proud I MOS =260µA, dostáváme1/g m,MOS =500Ω). Tyto hodnoty výstupních impedancí jsou v porovnání s bipolárním blokemse stejným pracovním proudem mnohem větší (bipolární tranzistor, g m,BJT =I o /(kT/q),kT/q=26 mV; s obdobným pracovním proudem I o =260µA dostaneme 1/g m,BJT =100Ω).