Elektronika W Zad cz 2 6

“»T '•8		g u ,-,ws	(3.14.1) i„*o
? 1	n J 2 mS !	ffi" a*- >ems	sV v6 0.2 r*S^L	li < __	L_j
X ‘ '«« V !		Rys. 3.14.4	_ ^0 .
W* R, • 500 t' _»I _	W| v, ! h mS ;	tfir g4,=	n 0.2 mS k	<	F*1 L-_J
4- ^1---------^J ~ ^

W Ciąjtyńsk. - ELEKTRONIKA W ZADANIACH Część 3- Analiza małosyynałown układów półprzewodnikowych

dla małych sygnałów zmiennych) można zastosować zasadę superpozycji. Pierwszą składową napięcia wyjściowego u_uy' dla źródła wymuszającego w postaci SEM równej «,«. obliczamy przy wyłączonej, czyli rozwartej SPM (zgodnie z sytuacją pokazaną na rysunku 3.14.4), jako część u_m wynikającą z podziału tego napięcia na dwu szeregowo połączonych admitancjach gjs i Po:

Drugą składową napięcia wyjściowego, pochodzącą od ¹ wymuszenia w postaci SPM równej g_m obliczamy przy wyłączonej (czyli zwartej)

SEM, jako spadek napięcia wynikający z przepływu prądu SPM przez równoległe _l połączenie rezystancji drenu Rd oraz admitancji kanału dren-źródło gj_x- Zwarcie SEM eliminuje z obwodu rezystancję Rs (sytuacja ta jest przedstawiona na kolejnym rysunku 3.14.5):

“.n = 8«^u,

I—

8 di _t

_ 8_m

P„ +

8 ih

(3.14.2)

Napięcie wyjściowe jest sumą obydwu składowych, tzn. wynosi:

\

8 th

K* ⁺ 8 di Y/>    8 d,

=7*7r"-

^yd ⁺ 8j,

(3.14.3)

(3.14.4)

Poszukiwane wzmocnienie napięciowe układu jest zatem równe: _k    _ 2,0 + 0,015    „_3?

"    y„ + 8*    0,2+0,015 mS '

Zauważmy, że ewentualne obciążenie użytkowe R_L przedstawione na powyższych rysunkach linią przerywaną można uważać za podłączone równolegle do Rd- Tak więc uwzględnienie wpływu tego obciążenia uzyskujemy larwo podstawiając w uzyskanych zależnościach zamiast Po wartość Po + P/..

Ad 2. Rezystancję wejściową wzmacniacza wyznaczymy na podstawie znajomości prądu płynącego przez źródło napięcia wejściowego. Prąd ten jest sumą dwu składowych pochodzących od dwu wymuszeń występujących na schematach zastępczych z rysunków 3.14.4 i 3.14.5. Dla pierwszej składowej pochodzącej od SEM na podstawie rysunku 3.14.4 mamy prąd płynący przez 2 równolegle gałęzie, z których pierwszą tworzy P.ę. a drugą szeregowe połączenie g,/, i Yp.

C=l Y,+

y„-8„,

yu s

(3.14.5)

W Ciązyńłki - ELEKTRONIKA W ZADANIACH Częić 3 Analiza małosygnalowa układów półprzewodnikowych

Druga składowa pochodząca od SPM to część prądu tego źródła równ wynikająca z jego podziału na dwie równoległe gałęzie o admitancjach g_d, i Y₀, płynąca przez Yd i zwartą SEM:

C=77—*.«•    (3.14.6)

Tak więc prąd pobierany ze źródła napięcia wejściowego wynosi:

U*.

(3.14.7)

Y |    ^d 8 di j Yp ‘ 8 w

Yp ⁺ Sdi Y„ + 8is _t a to oznacza, że admitancja wejściowa układu ma wartość:

Y =->£-=Yr+-—

"    Y, + g*

(8<h+g_m) =

= [2,0+-

0,2

(3.14.8)

0,2 + 0,015 czyli rezystancja wejściowa to:

(0,015 + 2,0)] mS = 3,87 inS

1

_R =^=J_ =

" L Y„ 3,87 mS

= 258 0

(3.14.9)

Ad 3. Jak wynika bezpośrednio z rysunku 3.14.3 wzmacniacz widziany z zacisków wyjściowych możemy na mocy twierdzenia Thevenina zastąpić SEM równą napięciu biegu jałowego określoną zależnością 3.14.3 i rezystancją szeregową równą równoległemu połączeniu małosygnalowej rezystancji dren-źródło tranzystora MOS równej l/y22 = \/gj_s oraz rezystancji Rd (przypomnijmy, że rezystancję tę wyznaczamy przy wyłączonych źródłach działających w obwodzie, a więc zwarta SEM eliminuje wpływ Ys). Mamy więc:

= -

1

Y/i ⁺ 8 a,

1

0,2 mS + 15|i5

= —!—*0 = 4,65*0

0,215

(3.14.10)

Rozwiązanie 2

3.9, zależności 3.9.2 do 3.9.6).

CD <S)_® (P)

*m+ Ji<b	- K,h
~ Km ~ gils	_£&-

Rys. 3.14.8 Macierz admitancyjna tranzystora MOS w konfiguracji WG

Rozwiążemy to zadanie powtórnie metodą macierzy admitancyjnej. Schemat zastępczy z rysunku 3.14.2 po usunięciu zbędnych teraz oznaczeń, pokazany ponownie na rysunku 3.14.6 zawiera tylko 2 węzły. Jego macierz elementów biernych jest pokazana na rysunku 3.14.7, a macierz tranzystora MOS w połączeniu ze wspólną bramką na rysunku 3.14.8 (patrz też zadanie

® (S)_® (D)

Ys	0
0	Yd

Rys. 3.14.7 Macierz elementów biernych układu z rysunku 3.14.1

-71