1Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Kleinsignalmodell gmvgs rds vgs 0 + -

Präsentation zum Thema: "1Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Kleinsignalmodell gmvgs rds vgs 0 + -"—  Präsentation transkript:

1 1Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Kleinsignalmodell gmvgs rds vgs 0 + -

2 2Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Kleinsignalmodell gmvgs rds vgs 0 + -

3 3Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Superposition Lineares Netzwerk I GES Lineares NetzwerkLineares Netwerk I1I1 I2I2 G1 G2 I GES = I 1 + I 2

4 4Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Äquivalente Quelle I?I? ? U?U? ΩV I?I? ? U?U? VTVT RTRT RTRT VTVT +

5 5Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Äquivalente Quelle I?I? ? U?U? ΩA I?I? ? U?U? ININ RNRN RNRN ININ

6 6Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Reziprozität V0V0 I0I0 V0V0 I0I0 + + AA V0V0 I0I0 V0V0 I0I0 + +

7 7Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Feedback (AC)

8 8Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Sprungantwort

9 9Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs DC

10 10Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Sprungantwort

11 11Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Feedback (DC) ++ U IN U OUT = A U IN Xi Xo Rin Rout

12 12Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Feedback (DC) ++ U IN U OUT = A U IN Xi Xo Rin Rout

13 13Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Feedback (DC) AOL1AOL2 TFF

14 14Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Ein Beispiel - Sourcefolger UIN UOUT Rs Rg gmUgs Rd Ugs

15 15Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Ein Beispiel - Sourcefolger Erste Aufgabe: Xs, Xi und Xo lokalisieren UIN UOUT Rs Rg UIN UOUT Rs Rg Ugs + gmUgs Rd Ugs* Xs XiXi* Xout gmUgs Rd Ugs Xo XsXi

16 16Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Signaldämpfung im Eingangsnetz UIN UOUT Rs* = Rd||Rs Rg Ugs + gmUgs Ugs* Xs XiXi* Xout UIN UOUT Rg Ugs Xs Xi Xout +

17 17Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Direkte (aktive) Verstärkung UIN UOUT Rs* Rg Ugs gmUgs Xs XiXi* Xout UIN UOUT Rs* Rg Xs Xi Xout Ugs* gmUgs* +

18 18Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Schleifenverstärkung UIN UOUT Rs* Rg Ugs gmUgs Xs XiXi* Xout UIN UOUT Rs* Rg Ugs Xs Xi Xout gmUgs* + Ugs*

19 19Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Dead System Gain (FF) UIN UOUT Rs* Rg Ugs + gmUgs Ugs* Xs XiXi* Xout UIN UOUT Rs* Rg Ugs Xs XiXi* Xout Xo Xs

20 20Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Verstärkung mit RK UIN Rs Rg UOUT

21 21Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Analyse des Feedbacksystems (Übertragungsfunktion) Passives Netzwerk Passives Netzwerk Feedback Xs XiXi* Xo Signalquelle am EingangAusgang

22 22Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Ausgangswiderstand Passives Netzwerk Passives Netzwerk Feedback XiXi*Xo=Io Xs=Vs Rout=Vs/Io Spannungsquelle am Ausgang Der Strom wird gemessen

23 23Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Ausgangswiderstand (t 11 ) Passives Netzwerk Passives Netzwerk Feedback Xi* Io Vs Rout=Vs/Io Impedanz ohne Verstärker

24 24Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Ausgangswiderstand (t 12 t 22 ) Passives Netzwerk Passives Netzwerk Feedback Xi Schleifenverstärkung beim kurzgeschlossenen Vs Xi*

25 25Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Ausgangswiderstand Passives Netzwerk Passives Netzwerk Feedback XiXi*Xo=Vo Xs=Is Rout=Vs/Io Stromquelle am Ausgang Die Strom wird gemessen

26 26Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Ausgangswiderstand (t 11 ) Passives Netzwerk Passives Netzwerk Feedback Vo Is Rout=Vs/Io Impedanz ohne Verstärker

27 27Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Ausgangswiderstand (t 12 t 22 ) Passives Netzwerk Passives Netzwerk Feedback Xi Rout=Vs/Io Schleifenverstärkung beim offenem Is Xi*

28 28Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Ausgangswiderstand – die Formel Passives Netzwerk Passives Netzwerk Feedback XiXi*XiXi*

29 29Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Ein Beispiel - Sourcefolger Ausgangswiderstand UIN UOUT Rs Rg Rs Rg Ugs + gmUgs Rd Ugs* XiXi* ROUT

30 30Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Ein Beispiel - Sourcefolger Rs Rg Ugs + gmUgs Rd Ω Widerstand ohne Verstärkung

31 31Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Ein Beispiel - Sourcefolger Schleifenverstärkung beim offenen Ausgang Rs Rg Ugs + gmUgs Rd Ugs*

32 32Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Ein Beispiel - Sourcefolger Rs Rg Ugs + gmUgs Rd Ugs* Schleifenverstärkung beim kurzgeschlossenen Ausgang

33 33Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Sourcefolger – wichtige Parameter UIN UOUT Rs ROUT = 1/gmUOUT/UIN = 1RIN = 1 + U IN - U OUT = U IN + 1/gm

34 34Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Nichtinvertierender Verstärker + U IN - AU IN + R IN R OUT + - OUT R1R1 R2R2 Xs+ Xo + XsXi

35 35Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Nichtinvertierender Verstärker (Verstärkung) + U IN - AU IN + R IN = R OUT = 0 + - OUT R1R1 R2R2 Xs+ Xo + XsXi

36 36Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Signaldämpfung im Eingangsnetz + - OUT R1R1 R2R2 Xs+ Xo + XiXi* + U IN - AU IN + R IN = R OUT = 0

37 37Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Direkte (aktive) Verstärkung + - OUT R1R1 R2R2 Xs+ Xo + XiXi* + - AXi* + Xi*

38 38Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Schleifenverstärkung + - OUT R1R1 R2R2 Xs+ Xo + XiXi* + - AXi* + Xi*

39 39Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Dead System Gain (FF) + U IN - AU IN + + - OUT R1R1 R2R2 Xs+ Xo + XiXi* Xo Xs

40 40Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Verstärkung mit RK + - OUT R1R1 R2R2 Xs+ Xo +

41 41Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Nichtinvertierender Verstärker (Ausgangswiderstand) + U IN - AU IN + R OUT + - OUT R1R1 R2R2 Xi Ω R IN =

42 42Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Nichtinvertierender Verstärker (Ausgangswiderstand) + U IN - AU IN + R OUT + - OUT R1R1 R2R2 Xi Ω Widerstand ohne Verstärkung

43 43Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Nichtinvertierender Verstärker (Ausgangswiderstand) Schleifenverstärkung beim offenen Ausgang + - OUT R1R1 R2R2 Xs+ Xo + XiXi* + - AXi* + Xi* R OUT

44 44Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Nichtinvertierender Verstärker (Ausgangswiderstand) Schleifenverstärkung beim kurzgeschlossenen Ausgang + - OUT R1R1 R2R2 Xs+ Xo + XiXi* + - AXi* + Xi* R OUT

45 45Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Nichtinvertierender Verstärker (Ausgangswiderstand) + - OUT R1R1 R2R2 Ω + - AXi* + Xi* R OUT Ausgangswiderstand mit Rückkopplung