SP - UMEL - Vysoké učení technické v Brně

Návrh analogových integrovaných obvodů (BNAO) 105Obr. 55 Náhradní obvod pro analýzu nelineárního chování výstupní části10.5.1 Sledovač s lokální zpětnou vazbouObecně známou metodou ke zmenšení výstupního odporu je využití zpětné vazby. Lzesamozřejmě uplatnit zmíněnou techniku i v případě sledovače jak je naznačeno na Obr. 56 a).Vložený blok zesiluje rozdílový signál mezi vstupem a výstupem a zmenšuje i výstupníodpor tak, že vlastně zesiluje zisk samotného sledovače (nezapomeňme, že výstupní odporsledovače je dán 1/g m1 ; tím, že vložíme do série zesilovač, dostaneme A*g m1 ). Zesilovacístupeň může být velmi jednoduchý nebo i složitější jako třeba operační zesilovače, kterébudou studovány v dalších kapitolách.Obr. 56 Napěťový sledovač s lokální zpětnou vazbouVýstupní odpor a jeho linearita může být vylepšena také aplikací lokální zpětné vazby.Nelinearita výstupního odporu je způsobována změnami proudu MOS tranzistoru, který sesnaží pracovat jako sledovač. Zpětná vazba se tedy použije pro zachování konstantníhoproudu, který teče tranzistorem sledovače. Možné řešení je na Obr. 56 b). Stejně jakov obyčejném sledovači, i zde je vstupní signál zopakován na svorce source tranzistoru M1, alenavíc se v zesílené podobě objeví i na jeho drainu. Tento signál je potom na vstuputranzistoru M2, který je vlastně vstupním tranzistorem druhého zesilovacího stupně. Smyčkazpětné vazby je v tomto případě tvořena tranzistory M1-M2. Všimněte si, že jakákoliv změnaproudu tranzistoru M1 ovlivní zpětnovazební větev, která se snaží držet proud I M1 konstantní.V tomto případě se přenosová vodivost g m1 mění jen velmi nepatrně což je základnímpředpokladem pro lineární chování výstupního odporu sledovače (zavedením této zpětnévazby dochází tedy k vylepšení linearity výstupního odporu). Je však třeba poznamenat, žesmyčka zpětné vazby ovlivňuje velikost výstupního odporu. Pokud dojde ke změně zesílenízpětné vazby např. vlivem velkého signálu, projeví se toto jako nelinearita výstupního odporusledovače.Malosignálový model zapojení je na Obr. 57. Pro proud i x můžeme psáti = g1+ g2+ g4v + g4v2; v2= g1r3v( 10.44 )a dále dostávámex(m ds ds)x mm ds xRout=gm( + g4r3) + g2+ g4mds1 1 1dsds( 10.45 )