CMOS-versterker: 5 belangrijke verklaringen

Onderwerp van discussie: CMOS-versterker

• Wat is CMOS?
• Wat is CMOS-versterker?
• Input Offset-spanning
• Verschillende parameters in CMOS-versterker
• Toepassingen van CMOS-versterker

Wat is CMOS?

CMOS:

CMOS is een afkorting van Complementary Metal Oxide Semiconductors. Het is een van de soorten metaaloxide-veldeffecttransistor en het is een unipolair apparaat in tegenstelling tot BJT's.

Wat is een CMOS-versterker?

CMOS-versterker:

CMOS-versterkers (complementaire metaal-oxide-halfgeleiderversterkers) zijn universele analoge circuits die worden gebruikt in pc's, laptops, audiovisuele apparaten, mobiele telefoons, camera's, communicatiesystemen, verschillende biomedische toepassingen en nog veel meer andere toepassingen. In goed presterende CMOS-versterkercircuits worden over het algemeen transistors gebruikt. Transistor niet alleen gebruikt om de signalen te versterken, maar deze worden ook gebruikt als actieve belasting om een ​​hoge versterking en uitgangszwaai te bereiken in vergelijking met resistieve laadblokken.

De bovenstaande afbeelding toont een tweetraps CMOS-versterker.

Enkele van de kritische parameters die de versterkers vertegenwoordigen zijn: 1. Bereik van de geleverde spanning, 2. Reactie op frequenties, 3. Reactie op de geluiden, enz.

Bereik ingangsspanning:

Het bereik duidt een "toegestane" I / P-spanning aan die een lineair, niet-vervormd O / P-signaal zal genereren.

                                          V_DS>V_GS - V_T

V_G is de ingangsspanning, V._D is V_DD -V_ZA voor PMOS.

Uit de bovenstaande uitleg kan de ingangsspanning tot op zekere hoogte boven de spanning V vegen_DD. Hen₁₅ en M₁₆ zijn geconstrueerd om zich te verzetten tegen die huidige richting van M₁₄. Niettemin, V_DM12 is niet gelijk aan V_DM14.

Signaalpad van CMOS-versterker:

Signaalpad vertegenwoordigt het pad waarlangs het signaal de uitgang van de ingang bereikt. Het signaalpad dat wordt gebruikt om de frequentierespons, stabiliteit en nog veel meer factoren te onderzoeken.

Aangezien de standaard CS-versterker een hoge versterking heeft, verhoogt het Miller-effect de totale ingangscapaciteit. Elke capaciteit tussen output en input kan worden gezien als capaciteit aan de input naar de aarde met de vermenigvuldiging van (1 + Gain).

Laden in CMOS-versterker:

We kunnen twee soorten actieve belasting waarnemen in CMOS-versterker: de diode aangesloten MOS of huidige bron MOS.

1. Het vertegenwoordigt de output die is gekoppeld aan een stroombron. De huidige bron fungeert als 'Load' voor de uitvoer.
2. Vanwege V_gs van de actieve belasting is constant. Weerstandswaarde is r₀ = 1 / λI_d, waar ik_d is de afvoerstroom. De lage frequentie of gelijkstroom (DC) winst,

                        A_v = gr_mn (r_OM16 // R_{0 casp}) G_M17 (r_0M18 // R_0M17)

Typisch laadprobleem:

• Bufferconfiguratie is een zware test voor instabiliteit. Het is gebleken dat voor dit doel een grotere compensatiecondensator nodig is.

• Het kan geen kleine belastingsweerstand aansturen.

CMOS-versterkerparameters:

Invoercompensatie:

De offsetspanning is V._ref - V_I

De offsetspanning van de versterker is weergegeven in bovenstaande afbeelding. Dit wordt gemeten aan de hand van de ongelijkheden door rekening te houden met parameters zoals drempelspanning, belastingsweerstand, enz.

Gemeenschappelijke modus afwijzingsratio (CMRR):

"CMRR wordt gegeven door de verhouding van de versterking van de versterker in differentiële modus tot de versterking van de versterker in gewone modus."

Power Supply Rejection Ratio (PSRR):

Power Supply Rejection Ratio of PSRR wordt gegeven door de verhouding van de uitgangsspanning tot de ingangsspanning. PSRR beschrijft de ruisonderdrukking van CMOS-versterker. Een typische methode om de onderdrukkingsverhouding van de voeding te verbeteren, is in het algemeen door middel van een cascode-stroombron of -afvoer (dit komt door de hoge uitgangsweerstandswaarde).

Zwenksnelheid en afwikkelingssnelheid:

• Hoge zwenksnelheid
• Kleine compensatiecondensator Verhoog de bedrijfsstroom

De afwikkelingstijd is gelijk aan T_afwikkeling parameter en

Zwenksnelheid = V_IDmax

Lawaai:

Voor 1 μA, 7.8 x 10¹² elektronen die elke seconde passeren, genereren een geluid van 7800 Giga Hertz.

1. De hogere ingangstransistor is nodig om het ruisniveau te verminderen.

2. Verhoging van de bedrijfsstroom is ook vereist.

3. Witte en korte ruis is meestal constant tijdens de totale werking

4. Flikkergeluid

Compensatie in versterker:

Compensatie is vereist om de stabiliteit in de opamp te garanderen. EEN CMOS Versterker, loop-gain en fase zijn de prameter die over het algemeen de stabiliteit van de versterker specificeren. De Op-Amp is over het algemeen geconstrueerd in een gesloten lus voor versterking en faseanalyse. Geschikte capaciteit, weerstand en voorspanning zijn ook vereist voor de compensatie van de versterker.

Gebruik van CMOS-versterker:

• Deze complementaire metaal-oxide-halfgeleiderversterkers worden gebruikt in verschillende persoonlijke elektronische consumentenproducten zoals computers, laptops, audiovisuele apparatuur, mobiele telefoons, camera's enz.
• Dit zijn een van de belangrijkste componenten van telecomapparatuur
• Verschillende biomedische toepassingen maken tegenwoordig gebruik van dit type versterker. Er zijn veel meer andere toepassingen van CMOS-versterker en de lijst wordt steeds groter.

Voor meer informatie over MOSFET-basisprincipes en andere artikelen over elektronica  klik hier

Lees meer over Log & Antilog-versterker.

Soumali Bhattacharya

Hallo, ik ben Soumali Bhattacharya. Ik heb de master Elektronica gedaan.
Ik ben momenteel geïnvesteerd op het gebied van elektronica en communicatie.
Mijn artikelen zijn gericht op de belangrijkste gebieden van de kernelektronica in een zeer eenvoudige maar informatieve benadering.
Ik ben een levendige leerling en probeer mezelf op de hoogte te houden van de nieuwste technologieën op het gebied van elektronica.

Laten we verbinding maken via LinkedIn –