Zusammenfassung

Zusammenfassung - RK Rückkopplung Allgemeines Model Vereinfachte Analyse Formeln Test-Schaltungen Einfluss der RK auf die Verstärkung und Impedanzen

Testschaltungen für Feedbackanalyse Messpunkt - blau Kurzschluss Testquelle - rot AOL1 – Gain am Eingangsnetz AOL2 – aktive Verstärkung RK FF T - Schleifenverstärkung Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

Zusammenfassung - AC AC-Analyse Übertragungsfunktion Grad des charakteristischen Polynoms und Zahl der Kondensatoren Faktoren im char. Polynom und die Zeitkonstanten Einfluss der Rückkopplung auf die Zeitkonstanten CR-Formeln für die Konstanten im Polynom Methode der Nullimpedanzen für die Herleitung des Polynoms, Bedingungen für die unendliche Übertragungsfunktion. Miller-Effekt Zwei Beispiele: Common Source Verstärker (wir benutzten die Methode der Nullimpedanzen) Anwendung: Mit RK als TIA Ohne RK als 2te Stufe eines differenziellen Verstärkers TIA: ein CS Verstärker mit Rückkopplung (Rückkopplung-Formeln und die CR Formeln) Anwendung: Verstärkung der Sensorsignale

Zusammenfassung - CS CS-Verstärker Rd Ausgang Cf Cd Cg Rg Eingang 𝑣 𝑜𝑢𝑡 =− 𝑔 𝑚 𝑟 𝑜𝑢𝑡 𝑟 𝑖𝑛 𝑠 𝑐 𝑓 𝑔 𝑚 −1 𝑠 2 𝑟 𝑜𝑢𝑡 𝑟 𝑖𝑛 𝑐 𝑜𝑢𝑡 𝑐 𝑖𝑛 + 𝑐 𝑓 𝑐 𝑖𝑛 + 𝑐 𝑓 𝑐 𝑜𝑢𝑡 +𝑠 𝑟 𝑖𝑛 𝑐 𝑓 𝑔 𝑚 𝑟 𝑜𝑢𝑡 +1 𝑖 𝑖𝑛 𝑣 𝑜𝑢𝑡 =− 𝑔 𝑚 𝑟 𝑜𝑢𝑡 𝑟 𝑖𝑛 𝑠 𝑐 𝑓 𝑔 𝑚 −1 𝑠 𝑐 𝑜𝑢𝑡 𝑐 𝑖𝑛 + 𝑐 𝑓 𝑐 𝑖𝑛 + 𝑐 𝑓 𝑐 𝑜𝑢𝑡 𝑐 𝑓 𝑔 𝑚 +1 𝑠 𝑟 𝑖𝑛 𝑐 𝑓 𝑔 𝑚 𝑟 𝑜𝑢𝑡 +1 𝑖 𝑖𝑛

Zusammenfassung - TIA TIA Rf Rf Rf 𝑣 𝑜𝑢𝑡 =− 𝑔 𝑚 𝑟 𝑜𝑢𝑡 𝑟 𝑓 𝑠 𝑐 𝑓 𝑔 𝑚 −1 𝑠 2 𝑟 𝑜𝑢𝑡 𝑟 𝑓 𝑐 𝑜𝑢𝑡 𝑐 𝑖𝑛 + 𝑐 𝑓 𝑐 𝑖𝑛 + 𝑐 𝑓 𝑐 𝑜𝑢𝑡 +𝑠 𝑟 𝑓 𝑐 𝑓 𝑔 𝑚 𝑟 𝑜𝑢𝑡 +1 𝑣 𝑜𝑢𝑡 =− 𝑔 𝑚 𝑟 𝑜𝑢𝑡 𝑟 𝑓 1+ 𝑔 𝑚 𝑟 𝑜𝑢𝑡 𝑠 𝑐 𝑓 𝑔 𝑚 −1 𝑠 2 𝑟 𝑜𝑢𝑡 𝑟 𝑓 𝑐 𝑜𝑢𝑡 𝑐 𝑖𝑛 + 𝑐 𝑓 𝑐 𝑖𝑛 + 𝑐 𝑓 𝑐 𝑜𝑢𝑡 1+ 𝑔 𝑚 𝑟 𝑜𝑢𝑡 + 𝑠 𝑟 𝑓 𝑐 𝑓 𝑔 𝑚 𝑟 𝑜𝑢𝑡 1+ 𝑔 𝑚 𝑟 𝑜𝑢𝑡 +1 𝑣 𝑜𝑢𝑡 =− 𝑟 𝑓 𝑠 𝑐 𝑓 𝑔 𝑚 −1 𝑠 2 𝑟 𝑓 𝑐 𝑓 𝑐 𝑜𝑢𝑡 𝑐 𝑖𝑛 + 𝑐 𝑓 𝑐 𝑖𝑛 + 𝑐 𝑓 𝑐 𝑜𝑢𝑡 𝑔 𝑚 𝑐 𝑓 +𝑠+ 𝑟 𝑓 𝑐 𝑓 1

Klassifizierung der Verstärker Verstärker: Klassifizierung Single-Ended (hat einen Eingang) Differenziell (hat zwei Eingänge) Single Ended sind normalerweise invertierend Anwendung: Verstärkung der Landungen und Strömen (TIA mit RK) 2te Stufe eines 2-stufigen differenziellen Verstärkers = ohne RK (Miller Effekt) Differenzieller Verstärker Anwendung: Buffer, Nicht-Invertierender Verstärker, beide Spannungsverstärker mit RK Invertierender Verstärker, Spannungsverstärker mir RK

Klassifizierung der Verstärker Single Ended Verstärker als TIA Differenzieller Verstärker als invertierender Verstärker Differenzieller Verstärker als nichtinvertierender Verstärker Single Ended Verstärker als 2te Stufe

Klassifizierung der Verstärker Grundlegende single-ended-Verstärker CS Source Follower Cascode Ausgangselementen (Last-Elementen) Folded-Cascode Stromspiegel Differenzieller Verstärker (Einstufig) Differenzieller Verstärker (Zweistufig)

Bauteile

Bauteile Verstärker-Stufe I const V not const I=gmV V const Stromquelle Cascode Source follower

Bauteile

Stromspiegel mit der Cascode Bauteile Diode Differenzielles Paar Stromspiegel Stromspiegel mit der Cascode

Bauteile

Bauteile Stromquelle Knoten hoher Impedanz Cascode Verstärker-Stufe Last als Stromquelle

Regenerative (positive) Rückkopplung Bauteile Regenerative (positive) Rückkopplung Last-Element

Bauteile Ausgangsstuffe Klasse A (Bias Strom fließt immer – wird nur verstärket, gedämpft) Ausgangsstuffe Klasse AB (Wenn ein Transistor nicht gebraucht wird, wird sein Biasstrom ausgeschaltet) Variante mit bipolaren Transistoren

Bauteile 1 m R

Bauteile 1 m R 𝐼= 𝑉𝑇 𝑅 ln(m) Spannungsreferenz