SP - UMEL - Vysoké učení technické v Brně

108 FEKT Vysokého učení technického v BrněAV=⎛W⎞⎜ ⎟⎝ L ⎠1515 Bα ( 10.47 )⋅I7⎛W⎞⎜ ⎟⎝ L ⎠I6=αIBias⋅⎛W⎞⎜ ⎟⎝ L ⎠⎛W⎞⎜ ⎟⎝ L ⎠⎛W⎞⎜ ⎟⎝ L ⎠7⎛W⎞⎜ ⎟⎝ L ⎠⎛W⎞⎜ ⎟⎝ L ⎠kde α je konstanta, která závisí na vlastnostech použité technologie – pohyblivostinosičů, specifické tloušťce hradlového oxidu a faktoru λ. Dále předpokládejme, že všechnytranzistory pracují v saturační oblasti. Ze vzorce ( 10.47 ) vidíme, že výsledné zesílení jenepřímo úměrná klidovému pracovnímu (bias) proudu. Je to pochopitelné, když siuvědomíme, že zesílení jednoduchého zesilovače je nepřímo úměrné odmocnině z pracovníhoproudu. Pokud jsou tedy dvě takové části poskládány do kaskády, dostaneme pravě takovývýsledek, jako je ( 10.47 ).Prozkoumáme-li dále rovnici ( 10.47 ) zjistíme, že zesílení je dále závislé na poměruW/L čtyř tranzistorů a přes parametr α (hlavně tedy přes parametr λ) i na délce kanálutranzistorů tvořících aktivní zátěž obou stupňů. Tato situace jak se zdá nám poskytujepoměrně hodně volnosti při samotném návrhu a dolaďování parametrů OTA. Není to ovšemúplně pravda. Brzy poznáme, že poměr W/L či samotná délky L kanálu nejde volit úplnělibovolně. Abychom splnily požadavky na základní vlastnosti OTA (např. nulovýsystematický napěťový offset či symetrická rychlost přeběhu) musíme často respektovaturčitá pravidla a mnohdy I dělat kompromisní rozhodnutí.610.6.2 Souhlasné stejnosměrné zesílení (common-mode dc gain)Souhlasné stejnosměrné zesílení zjistíme připojením souhlasného signálu na vstupnísvorky zesilovače. Za těchto podmínek bude pracovat vstupní část symetricky. Můžeme tedyurčit souhlasné zesílení pomocí úpravy prvního bloku – rozpůlíme ho. Výsledné schémaobvodu vidíme na Obr. 59. Všimněme si velikosti tranzistoru M7, je to důsledeksymetrického chování diferenčního stupně, jednou větví musí samozřejmě protékat jenpoloviční proud. Navíc napětí na drain M4 je shodné s napětím na drain M3. Využijeme tedytohoto napětí pro řízení hradla M5. Výstup poloviny diferenčního stupně je tedy zesílenstupněm druhým. Zesílení poloviny diferenčního páru je možno zjistit např. malosignálovouanalýzou náhradního zapojení. Může však stačit “intuitivní” prozkoumání chování obvodu naObr. 59.