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Zusammenfassung
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Zusammenfassung - RK Rückkopplung Allgemeines Model
Vereinfachte Analyse Formeln Test-Schaltungen Einfluss der RK auf die Verstärkung und Impedanzen
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Testschaltungen für Feedbackanalyse
Messpunkt - blau Kurzschluss Testquelle - rot AOL1 – Gain am Eingangsnetz AOL2 – aktive Verstärkung RK FF T - Schleifenverstärkung Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
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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
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Zusammenfassung - CS CS-Verstärker
Rd Ausgang Cf Cd Cg Rg Eingang 𝑣 𝑜𝑢𝑡 =− 𝑔 𝑚 𝑟 𝑜𝑢𝑡 𝑟 𝑖𝑛 𝑠 𝑐 𝑓 𝑔 𝑚 − 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 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 𝑖 𝑖𝑛
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Zusammenfassung - TIA TIA
Rf Rf Rf 𝑣 𝑜𝑢𝑡 =− 𝑔 𝑚 𝑟 𝑜𝑢𝑡 𝑟 𝑓 𝑠 𝑐 𝑓 𝑔 𝑚 − 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 − 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 − 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
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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
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Klassifizierung der Verstärker
Single Ended Verstärker als TIA Differenzieller Verstärker als invertierender Verstärker Differenzieller Verstärker als nichtinvertierender Verstärker Single Ended Verstärker als 2te Stufe
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Klassifizierung der Verstärker
Grundlegende single-ended-Verstärker CS Source Follower Cascode Ausgangselementen (Last-Elementen) Folded-Cascode Stromspiegel Differenzieller Verstärker (Einstufig) Differenzieller Verstärker (Zweistufig)
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Bauteile
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Bauteile Verstärker-Stufe I const V not const I=gmV V const
Stromquelle Cascode Source follower
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Bauteile
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Stromspiegel mit der Cascode
Bauteile Diode Differenzielles Paar Stromspiegel Stromspiegel mit der Cascode
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Bauteile
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Bauteile Stromquelle Knoten hoher Impedanz Cascode Verstärker-Stufe
Last als Stromquelle
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Regenerative (positive) Rückkopplung
Bauteile Regenerative (positive) Rückkopplung Last-Element
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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
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Bauteile 1 m R
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Bauteile 1 m R 𝐼= 𝑉𝑇 𝑅 ln(m) Spannungsreferenz
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