SP - UMEL - Vysoké učení technické v Brně

106 FEKT Vysokého učení technického v BrněVýraz g m1 g m4 r d3 je dominantní v celém jmenovateli rovnice ( 10.45 ). Z tohoto důvoduje výstupní odpor redukován faktorem g m4 r d3 (což je vpodstatě zesílení smyčky zpětné vazby)z původní hodnoty 1/g m1 . Dalším rozborem zjistíme, že pozitivní vliv lokální zpětné vazbyzaniká, pokud proud tranzistorem M2 bude nulový. Tato situace nastane v případě, kdy zátěžbude odebírat proud větší než je klidový proud tranzistoru M2. Za těchto podmínek lokálnízpětná vazba nefunguje. Závěrem lze říci, že minimalizace nelinearity výstupního odporuvlivem lokální zpětné vazby, funguje v určitém rozmezí daném velikostí výstupního proudu.Obr. 57 Malosignálový model napěťového sledovače s lokální zpětnou vazbouObecně obvod (Obr. 56 b) stejně jako ostatní jednoduché sledovače) není schopensymetrického řízení proudu zátěží. Jednoduše lze ukázat, že pokud vstupní napětí roste,tranzistor M2 je otevřen a dodává proud zátěži a jeho velikost (proudu) je limitována pouzerozměry tranzistoru a velikostí saturačního napětí. V opačném případě (vstupní napětí klesá),pokud musí blok ze zátěže odebírat velký proud tranzistor M2 se uzavře. Další klesánívstupního napětí snižuje proud tranzistorem M1 až se tento sám uzavře. Potom je celkováschopnost sledovače proud ze zátěže odebírat limitována saturačním proudem tranzistoru M4.Poslední poznámku věnujeme stabilitě této struktury. Ačkoliv jde o kaskádu dvouzesilovacích bloků se zpětnou vazbou, musíme se otázce stability celého obvodu věnovatpozorněji. V závislosti na typu zátěže se může ukázat, že je potřeba obvod dodatečněkompenzovat. Stejná poznámka směřuje i k realizacím sledovačů odvozených ze struktury naObr. 56 a): je zde zabudovaná zpětná vazba a je potřeba se vždy zabývat otázkou stabilityvýsledné struktury. Protože smyčka obsahuje sledovač, musíme zkontrolovat jeho fázovýposuv, který může způsobit zmenšení fázové rezervy výsledného obvodu.10.6 Dvoustupňový operační zesilovačObr. 58 ukazuje zapojení operačního transkonduktančního zesilovače (OTA,Operational Tranconductance Amplifier) sestaveného ze dvou zesilovacích bloků. Naschématu je varianta se vstupními tranzistory typu pmos, ale jako v případě všech ostatníchbloků v CMOS technologii, je možné sestavit komplementární zapojení s opačnými typytranzistorů. Celý zesilovač můžeme rozdělit do dvou samostatných bloků: prvním je vstupnídiferenční (rozdílový) zesilovač (jeho úkolem je převádět zesílený rozdílový signál na signáljednoduchý („single-ended“)) a druhým blokem je běžný invertující zesilovač s aktivní zátěží.Obvod využívá jednoho referenčního proudu, který je stejný pro obě části OTA. Vidíme, žepřevod rozdílového signálu na jednoduchý zajišťuje (provádí) diferenciální pár, který má jako