Ćw. 11 Podstawowe układy pracy tranzystora MOS.pdf

(522 KB) Pobierz
L ABORATORIUM UKŁ ADÓW ELEKTRONICZNYCH
11
Podstawowe układy
pracy tranzystora MOS
Ćwiczenie opracował Bogdan Pankiewicz
d) zmierzyć dolną i górną 3-decybelową częstotliwość
graniczną ( f
f
,
). Pomiar należy wykonać w
1. Wstęp
3
dBL
3
dBH
następujący sposób:
Ćwiczenie umożliwia pomiar i porównanie właściwości trzech
podstawowych konfiguracji pracy tranzystora MOS. Są to
kolejno układ wspólnego źródła (CS), wspólnej bramki (CG)
oraz wspólnego drenu (CD). W ramach ćwiczenia wykonuje
się pomiary: wzmocnienia w środku pasma przepustowego,
rezystancji wejściowej oraz wyjściowej, dolnej oraz górnej 3dB-
owej częstotliwości granicznej a także amplitudowej
charakterystyki częstotliwościowej poza pasmem
przepustowym wzmacniacza. Poszczególne konfiguracje
wybiera się przy pomocy przełącznika obrotowego, który
poprzez przekaźniki, przełącza pomiędzy trzema układami CS,
CG i CD. Czwarta pozycja przełącznika wykorzystana jest do
bezpośredniego zwarcia gniazda sygnału wejściowego z
gniazdem wyjściowym. Umożliwia to pomiar napięcia
wejściowego i wyjściowego przy pomocy jednego i tego
samego przyrządu. Poszczególne układy wykonano tak, aby
zapewniały niemalże identyczne warunki zasilania
tranzystorów. Różnice pomiędzy parametrami wzmacniaczy
wynikają więc głównie z różnych konfiguracji pracy elementu
aktywnego, co umożliwia jakościowe porównanie układów. Dla
uniezależnienia się od parametrów przyrządów pomiarowych
oraz jakości połączeń, w każdym ze wzmacniaczy wbudowano
bufor o wzmocnieniu jednostkowym.
Przed przystąpieniem do ćwiczenia należy
zapoznać się z teorią dotyczącą pracy tranzystora MOS
jako wzmacniacza liniowego (zamieszczona jest ona w
niniejszym opracowaniu). Prowadzący ma obowiązek
sprawdzić przygotowanie do ćwiczenia.
- ustawić częstotliwość generatora na 5kHz,
- ustalić wartość napięcia wejściowego w ten sposób, aby
na wyjściu badanego układu uzyskać 300mV,
- zmniejszać (dla pomiaru częstotliwości granicznej
dolnej) lub zwiększać (dla pomiaru częstotliwości
granicznej górnej) częstotliwość sygnału wejściowego
aż do uzyskania napięcia wyjściowego równego
300
mV / , uzyskana wartość jest odpowiednią
częstotliwością graniczną.
e) zmierzyć amplitudową charakterystykę częstotliwościową w
zakresie od 30Hz do oraz od do 2MHz w rastrze
częstotliwości 1, 2, 4, 7, 10 (tj. np. dla 10Hz, 20Hz, 40Hz,
70Hz, 100Hz, ... ). Zmierzoną charakterystykę należy nanieść
na wykres. Oś pionowa powinna być wzmocnieniem
wyrażonym w mierze logarytmicznej tj.
2
f
f
3
dBL
3
dBH
log V OIN , oś
pozioma (częstotliwość sygnału pomiarowego) powinna być
logarytmiczna.
20
10
Przykłady tabel pomiarowych
CS
CG
CD
V o /V in [V/V]
R in [k Ω ]
R out [k Ω ]
f 3dBL [Hz]
f 3dBH [kHz]
f [Hz]
30
40
...
...
1M
2M
f
f
2. Pomiary
Dla każdego z układów CS, CG i CD należy:
a) zmierzyć wzmocnienie dla środka pasma v o /v s (warunki
pomiaru: sygnał wejściowy o częstotliwości 5kHz i napięciu ok.
30mV dla CS oraz CG, dla układu CD ok. 300mV).
b) zmierzyć rezystancję wejściową (sygnał wejściowy jw., opis
w części teoretycznej).
Aby zmierzyć rezystancję wejściową należy (dla ustalonej
amplitudy napięcia na wejściu):
- zmierzyć napięcie na wyjściu układu v o ;
- rozewrzeć rezystor R SZ ER ( poprzez naciśnięcie i
przytrzymanie przycisku R IN ) i zmierzyć napięcie
wyjściowe v o ' ;
- wyznaczyć rezystancję wejściową ze wzoru:
3
dBL
3
dBH
V 0 /V IN
3. Opracowanie wyników
Dla układów CS, CG oraz CD należy obliczyć teoretycznie:
punkty pracy tranzystorów,
wzmocnienie małosygnałowe v o /v in ,
częstotliwości 3-decybelowe górne i dolne,
rezystancję wejściową i wyjściową.
Wyniki obliczeń należy umieścić tak, aby można było łatwo
porównać je z pomiarami (np. we wspólnej tabeli). Dla
każdego z układów narysować zmierzone charakterystyki
częstotliwościowe modułu wzmocnienia a następnie nanieść
na nie wyniki obliczeń (tj. wzmocnienie w środku pasma i
częstotliwości graniczne górną i dolną). Zamieścić własne
wnioski i spostrzeżenia. Porównać układy pomiędzy sobą, a
także skomentować zgodność obliczeń z pomiarami.
'
v
vv R
o
R
=
R
(1)
IN
SZER
GEN
'
o
o
c) zmierzyć rezystancję wyjściową (sygnał wejściowy jak w pkt.
a, opis w części teoretycznej).
Aby zmierzyć rezystancję wyjściową należy (dla ustalonej
amplitudy napięcia na wejściu):
- zmierzyć napięcie na wyjściu układu v o ;
- zewrzeć rezystor R W (po przez naciśnięcie i
przytrzymanie przycisku R OUT ) i zmierzyć napięcie
wyjściowe v o ' ;
- wyznaczyć rezystancję wyjściową ze wzoru:
4. Teoria
W ćwiczeniu wykonane są trzy wzmacniacze oznaczone
konfiguracjami pracy tranzystorów tj. CS, CG oraz CD.
Wszystkie układy posiadają wbudowane bufory wejściowy i
wyjściowy. Bufory te są identyczne a ich parametry
przedstawia poniższa tabela:
v
v
0
0
RR
1
Parametr
Jednostki Wartość
L
F
'
Wzmocnienie
V/V
1
R
=
(2)
OUT
1
RR
RR
R BUF
M Ω
v
v
Rezystancja wejściowa
L
F
0
'
50
R
R GEN
Ω
Rezystancja wyjściowa
0
L
F RÓW
10-03-09
793630986.356.png 793630986.367.png 793630986.378.png 793630986.389.png 793630986.001.png 793630986.012.png 793630986.023.png 793630986.034.png 793630986.045.png 793630986.056.png 793630986.066.png 793630986.077.png 793630986.088.png 793630986.099.png 793630986.110.png 793630986.121.png 793630986.132.png 793630986.143.png 793630986.154.png 793630986.164.png 793630986.175.png 793630986.186.png 793630986.197.png 793630986.208.png 793630986.219.png 793630986.230.png 793630986.241.png 793630986.251.png 793630986.262.png 793630986.273.png 793630986.284.png 793630986.295.png 793630986.306.png 793630986.317.png 793630986.328.png 793630986.338.png 793630986.339.png 793630986.340.png 793630986.341.png
 
4B-2
pF
3
VVI
=−
R
C BUF
Pojemność wejściowa
GS
G
D
S
2
(4)
Częstotliwość graniczna
MHz
4
(
)
I
=
KVV
D
N
GS
T
Rozwiązaniami powyższego układu równań są dwa różne
prądy, z których ten prawidłowy spełnia nierówność:
VVI
Małosygnałowy
model
zastępczy
tranzystora
MOS
przedstawiony jest na rysunku 1,
= − > . Znając wartość prądu drenu można
wyznaczyć napięcia na źródle i drenie tranzystora MOS jako:
VI
RV
GS
G
D
S
T
= − . W przypadku, gdy
spełniona jest nierówność: , tranzystor
pracuje w zakresie nasycenia, a jego transkonduktancja
wynosi:
=
R
oraz VV I R
D
S
DS
DDD
V
V
V
DS
GS
T
g
= 2
K
I
D .
m
N
Rys. 1. Małosygnałowy schemat zastępczy tranzystora
MOS.
4.1.2 Analiza małosygnałowa:
Środek pasma:
Zastępczy schemat małosygnałowy w zakresie średnich
częstotliwości (w paśmie przepustowym) jest tworzony przy
założeniu, że pojemności sprzęgające i bocznikujące stanowią
zwarcie dla sygnałów zmiennych, natomiast pojemności
pasożytnicze tranzystora są rozwarciem.
(
) 2
I
=
K
V
V
g
= 2
K
I
gdzie:
D ,
,
m
N
D
N
GS
T
= 0, L -
parametr transkonduktacyjny tranzystora MOS, W, L - wymiary
geometryczne obszaru kanału elementu, - ruchliwość
nośników w kanale. Parametry tranzystorów wykorzystanych w
ćwiczeniu podane są w tabeli na końcu opracowania. Ze
względu na dużą wartość napięcia tych elementów,
rezystancja wyjściowa tranzystorów MOS w niniejszym
ćwiczeniu została pominięta.
r VI
OA
=
V T
K
k
W
,
- napięcie progowe,
D
N
n
k n
V A
4.1 Układ w konfiguracji wspólnego
źródła (CS):
Rys. 4. Zastępczy schemat małosygnałowy wzmacniacza w
układzie CS dla zakresu częstotliwości średnich.
RRR
IN
=
(5)
G
1
G
2
R
=
R
(6)
OUT
D
)
(
v
0 =−
g
v RRR
mgs
(7)
D
L
BUF
R
RR v
IN
v
=
(8)
gs
in
+
IN
GEN
v
v
R
RR gRRR
(
)
0 =−
IN
(9)
mDL
F
+
in
IN
GEN
Rys. 2. Schemat wzmacniacza z tranzystorem MOS w
konfiguracji wspólnego źródła (CS).
Wysokie częstotliwości:
Częstotliwość graniczna górna wyznaczona jest w oparciu o
stałe czasowe, powiązane z odpowiednimi pojemnościami
pasożytniczymi tranzystora MOS. Korzystając z twierdzenia
Millera, pojemność
4.1.1 Punkt pracy
Ze względu na brak przepływu prądu przez bramkę tranzystora
MOS napięcie stałe na jej wyprowadzeniu można obliczyć
korzystając z zależności na dzielnik napięciowy:
C GD
M1 i C M2 .
(
można zamienić (patrz rys. 5) na
pojemności C
R
RR
v
v
)
G
2
(3)
VV
=
o
K
= −
gRRR
(10)
G
D
+
mDL
F
G
1
G
2
gs
CC K
M
=
(
1
)
(11)
1
gd
1
CC
=
1
(12)
M
2
gd
K
Rys. 5. Zastępczy schemat małosygnałowy dla
wyznaczenia częstotliwości granicznej górnej.
Rys. 3. Schemat do wyznaczenia punktu pracy
tranzystora.
Napięcie na wyprowadzeniu źródła jest równe spadkowi
napięcia na rezystorze , stąd napięcie bramka - źródło
można wyrazić wzorem: VV
C GD
Po zamianie , w układzie są dwie stałe czasowe o
następujących wartościach:
)
(
τ H
=
(
CC RR
+
)
(13)
1
M
1
GS
in
GEN
(
)
R S
τ H
=
(
CC C RRR
+
+
)
(14)
2
M
2
BUF
DS
D
L
BU
F
=
I
R
; natomiast prąd
GS
G
D
S
Przybliżona częstotliwość graniczna górna może być
określona wzorem:
drenu można wyznaczyć z układu równań:
793630986.342.png 793630986.343.png 793630986.344.png 793630986.345.png 793630986.346.png 793630986.347.png 793630986.348.png 793630986.349.png 793630986.350.png 793630986.351.png 793630986.352.png 793630986.353.png 793630986.354.png 793630986.355.png 793630986.357.png 793630986.358.png 793630986.359.png 793630986.360.png 793630986.361.png 793630986.362.png 793630986.363.png 793630986.364.png 793630986.365.png 793630986.366.png 793630986.368.png 793630986.369.png 793630986.370.png 793630986.371.png 793630986.372.png 793630986.373.png 793630986.374.png 793630986.375.png 793630986.376.png 793630986.377.png 793630986.379.png 793630986.380.png 793630986.381.png 793630986.382.png 793630986.383.png 793630986.384.png 793630986.385.png 793630986.386.png 793630986.387.png 793630986.388.png 793630986.390.png 793630986.391.png 793630986.392.png 793630986.393.png 793630986.394.png 793630986.395.png 793630986.396.png 793630986.397.png 793630986.398.png 793630986.399.png 793630986.002.png 793630986.003.png 793630986.004.png 793630986.005.png 793630986.006.png 793630986.007.png 793630986.008.png 793630986.009.png 793630986.010.png 793630986.011.png 793630986.013.png 793630986.014.png 793630986.015.png 793630986.016.png 793630986.017.png 793630986.018.png 793630986.019.png 793630986.020.png 793630986.021.png 793630986.022.png 793630986.024.png 793630986.025.png 793630986.026.png 793630986.027.png 793630986.028.png 793630986.029.png 793630986.030.png 793630986.031.png 793630986.032.png 793630986.033.png 793630986.035.png 793630986.036.png 793630986.037.png 793630986.038.png 793630986.039.png 793630986.040.png 793630986.041.png 793630986.042.png 793630986.043.png 793630986.044.png 793630986.046.png 793630986.047.png 793630986.048.png 793630986.049.png 793630986.050.png 793630986.051.png 793630986.052.png 793630986.053.png 793630986.054.png 793630986.055.png
 
4B-3
1
f HdB
(15)
3
2
πτ τ
(
+
)
HH
1
2
Niskie częstotliwości:
Częstotliwość graniczna dolna wyznaczona jest w oparciu o
stałe czasowe, powiązane z odpowiednimi pojemnościami
sprzęgającymi lub bocznikującymi (licząc stałe czasowe dla
każdej z pojemności, pozostałe należy traktować jako
zwarcie). Pojemności pasożytnicze tranzystora MOS traktuje
się jako rozwarcia.
Rys. 8 Zastępczy schemat małosygnałowy wzmacniacza w
układzie CG z rys. 7 dla zakresu częstotliwości
średnich.
1
RR g
=
(20)
IN
S
m
R
=
R
(21)
OUT
D
)
(
v
0 =−
g
v
RRR
(22)
mgs
D
L
BUF
R
RR v
IN
v
=−
(23)
gs
in
+
Rys. 6. Zastępczy schemat małosygnałowy wzmacniacza z
rys. 2 dla częstotliwości niskich.
IN
GEN
v
v
R
RR gRRR
(
)
0 =
IN
(24)
mDL
F
Wykorzystując schemat zastępczy z rys. 6 poszczególne stałe
czasowe związane z kolejnymi pojemnościami można wyrazić
nastąpująco:
(
+
in
IN
GEN
Wysokie częstotliwości:
Częstotliwość graniczna górna wyznaczona jest w oparciu o
stałe czasowe powiązane z odpowiednimi pojemnościami
pasożytniczymi tranzystora MOS. Stałe te liczy się dla danej
pojemności pasożytniczej przy założeniu, że pozostałe
pojemności pasożytnicze stanowią rozwarcie. Z rys. 9 wynika,
że poszczególne stałe czasowe są równe:
)
τ L
1 =
CR
+
R R
(16)
G
GEN
G
1
G
2
1
τ L
=
CR g
(17)
2
S
S
m
(
)
3 = + (18)
Przybliżona częstotliwość graniczna dolna może być określona
wzorem:
τ L
CR RR
D
D
L
BUF
1
τ H
=
CR R g
(25)
1
GS
GEN
S
m
1
2
1
1
1
)
) (
f LdB
+
+
(
πτ τ τ
(19)
τ H
2 =
CC
+
RRR
(26)
3
GD
BUF
D
L
BUF
L
1
L
2
L
3
RRR g
1
4.2 Układ w konfiguracji wspólnej
bramki (CG):
DL
Fm
τ H
=
CRRR
+
(27)
3
DS
D
L
BUF
1
RR g
m
GEN
S
Rys. 7. Schemat wzmacniacza z tranzystorem MOS w
konfiguracji wspólnej bramki (CG).
4.1.1 Punkt pracy
Rys. 9. Zastępczy schemat małosygnałowy układu CG dla
wyznaczenia częstotliwości granicznej górnej.
Punkt pracy liczy się identycznie jak dla układu w konfiguracji
CS.
Przybliżona częstotliwość graniczna górna może być
określona wzorem:
4.2.2 Analiza małosygnałowa:
1
f HdB
(28)
Środek pasma:
Zastępczy schemat małosygnałowy w zakresie średnich
częstotliwości (w paśmie przepustowym) jest tworzony przy
założeniu, że pojemności sprzęgające i bocznikujące stanowią
zwarcie dla sygnałów zmiennych, natomiast pojemności
pasożytnicze tranzystora są rozwarciem.
3
2
πτ τ τ
(
++
)
HH H
1
2
3
Niskie częstotliwości:
Częstotliwość graniczna dolna wyznaczona jest w oparciu o
stałe czasowe powiązane z odpowiednimi pojemnościami
sprzęgającymi lub bocznikującymi (licząc stałe czasowe dla
każdej z pojemności, pozostałe należy traktować jako
zwarcie). Pojemności pasożytnicze tranzystora MOS traktuje
się jako rozwarcia. Stała czasowa związana z pojemnością
nie występuje ze względu na nie przechodzenie sygnału z
wyprowadzenia źródła na wyprowadzenie bramki (ze względu
na nieskończenie wielką rezystancję bramki).
C G
793630986.057.png 793630986.058.png 793630986.059.png 793630986.060.png 793630986.061.png 793630986.062.png 793630986.063.png 793630986.064.png 793630986.065.png 793630986.067.png 793630986.068.png 793630986.069.png 793630986.070.png 793630986.071.png 793630986.072.png 793630986.073.png 793630986.074.png 793630986.075.png 793630986.076.png 793630986.078.png 793630986.079.png 793630986.080.png 793630986.081.png 793630986.082.png 793630986.083.png 793630986.084.png 793630986.085.png 793630986.086.png 793630986.087.png 793630986.089.png 793630986.090.png 793630986.091.png 793630986.092.png 793630986.093.png 793630986.094.png 793630986.095.png 793630986.096.png 793630986.097.png 793630986.098.png 793630986.100.png 793630986.101.png 793630986.102.png 793630986.103.png 793630986.104.png 793630986.105.png 793630986.106.png 793630986.107.png 793630986.108.png 793630986.109.png 793630986.111.png 793630986.112.png 793630986.113.png 793630986.114.png 793630986.115.png 793630986.116.png 793630986.117.png 793630986.118.png 793630986.119.png 793630986.120.png 793630986.122.png 793630986.123.png 793630986.124.png 793630986.125.png 793630986.126.png 793630986.127.png 793630986.128.png 793630986.129.png 793630986.130.png 793630986.131.png 793630986.133.png 793630986.134.png 793630986.135.png 793630986.136.png 793630986.137.png 793630986.138.png 793630986.139.png 793630986.140.png 793630986.141.png 793630986.142.png 793630986.144.png 793630986.145.png 793630986.146.png 793630986.147.png 793630986.148.png 793630986.149.png 793630986.150.png 793630986.151.png 793630986.152.png 793630986.153.png 793630986.155.png 793630986.156.png
 
4B-4
Rys. 12. Zastępczy schemat małosygnałowy wzmacniacza
w układzie CD z rys. 11 dla zakresu częstotliwości
średnich.
Rys. 10. Zastępczy schemat małosygnałowy wzmacniacza
z rys. 7 dla częstotliwości niskich.
Na podstawie schematu przedstawionego na rys. 12
poszczególne rezystancje, napięcia oraz wzmocnienie można
określić następująco:
RRR
IN
Wykorzystując schemat zastępczy z rys.10, poszczególne
stałe czasowe są równe:
=
(32)
G
1
G
2
1
τ L
=
CR
+
R g
(29)
1
1
S
GEN
S
R
=
R
(33)
m
OUT
S
g
(
)
m
2 = + (30)
Przybliżona częstotliwość graniczna dolna może być określona
wzorem:
τ L
CR RR
)
(
D
D
L
BUF
vgvRRR
mgs
0 =
(34)
S
L
BUF
R
RR v
IN
v
=
(35)
1
2
1
1
g
in
+
f LdB
+
(31)
IN
GEN
3
(
)
πτ τ
L
1
L
2
v
=−=−=−
0
v
v
v
v
v
gv
RRR
(36)
gs
g
s
g
g
m
gs
S
L
BUF
1
v
=
v
4.3 Układ w konfiguracji wspólnego
drenu (CD):
(37)
(
)
gs
g
1
+
gRRR
m
S
L
BUF
)
(
gRRR
v
v
R
RR
mSL
F
0
IN
=
(38)
(
)
+
1
+
gRRR
in
IN
GEN
mSL
F
Wysokie częstotliwości:
Częstotliwość graniczna górna wyznaczona jest w oparciu o
stałe czasowe powiązane z odpowiednimi pojemnościami
pasożytniczymi tranzystora MOS. Stałe te liczy się dla danej
pojemności pasożytniczej przy założeniu, że pozostałe
pojemności pasożytnicze stanowią rozwarcie. Korzystając z
rys. 13 poszczególne stałe czasowe są równe:
Rys. 11. Schemat wzmacniacza z tranzystorem MOS w
konfiguracji wspólnego drenu (CG).
)
(
τ H
1 =
CR RR
(39)
GD
GEN
G
1
G
2
4.3.1 Punkt pracy
Punkt pracy liczy się jak dla układu w konfiguracji CS. Jedyną
różnicą jest to, że napięcie stałe na wyprowadzeniu drenu
tranzystora jest równe napięciu zasilania.
1
(
)
τ H
=
CCC
+
+
RRR
(40)
2
DS
0
BUF
SL
F
g
m
RRR RRR
+
GEN
G
1
G
2
S
L
BUF
τ H
=
C
4.3.2 Analiza małosygnałowa:
(41)
3
GS
1
+
gR R R
mS
L
BUF
Środek pasma:
Zastępczy schemat małosygnałowy z zakresie średnich
częstotliwości (w paśmie przepustowym) jest tworzony przy
założeniu, że pojemności sprzęgające i bocznikujące stanowią
zwarcie dla sygnałów zmiennych, natomiast pojemności
pasożytnicze tranzystora są rozwarciem. Dodatkowa niewielka
pojemność (35pF) ma wpływ na wysokie częstotliwości,
więc w środku pasma można ją traktować jako rozwarcie.
1
f HdB
(42)
3
2
πτ τ τ
(
++
)
HH H
1
2
3
C 0
Rys. 13. Zastępczy schemat małosygnałowy układu CD z
rys. 11 dla wyznaczenia częstotliwości granicznej
górnej.
Niskie częstotliwości:
Częstotliwość graniczna dolna wyznaczona jest w oparciu o
stałe czasowe powiązane z odpowiednimi pojemnościami
793630986.157.png 793630986.158.png 793630986.159.png 793630986.160.png 793630986.161.png 793630986.162.png 793630986.163.png 793630986.165.png 793630986.166.png 793630986.167.png 793630986.168.png 793630986.169.png 793630986.170.png 793630986.171.png 793630986.172.png 793630986.173.png 793630986.174.png 793630986.176.png 793630986.177.png 793630986.178.png 793630986.179.png 793630986.180.png 793630986.181.png 793630986.182.png 793630986.183.png 793630986.184.png 793630986.185.png 793630986.187.png 793630986.188.png 793630986.189.png 793630986.190.png 793630986.191.png 793630986.192.png 793630986.193.png 793630986.194.png 793630986.195.png 793630986.196.png 793630986.198.png 793630986.199.png 793630986.200.png 793630986.201.png 793630986.202.png 793630986.203.png 793630986.204.png 793630986.205.png 793630986.206.png 793630986.207.png 793630986.209.png 793630986.210.png 793630986.211.png 793630986.212.png 793630986.213.png 793630986.214.png 793630986.215.png 793630986.216.png 793630986.217.png 793630986.218.png 793630986.220.png 793630986.221.png 793630986.222.png 793630986.223.png 793630986.224.png 793630986.225.png 793630986.226.png 793630986.227.png 793630986.228.png 793630986.229.png 793630986.231.png 793630986.232.png 793630986.233.png 793630986.234.png 793630986.235.png 793630986.236.png 793630986.237.png 793630986.238.png 793630986.239.png 793630986.240.png 793630986.242.png 793630986.243.png 793630986.244.png 793630986.245.png 793630986.246.png 793630986.247.png 793630986.248.png 793630986.249.png
 
4B-5
sprzęgającymi lub bocznikującymi (licząc stałe czasowe dla
każdej z
pojemności, pozostałe należy traktować jako zwarcie).
Pojemności
4.5 Pomiar rezystancji wyjściowej
wzmacniaczy
Rezystancję wyjściową mierzy się wykorzystując dodatkowy
rezystor włączany równolegle z rezystancją obciążenia
wzmacniacza . Podczas normalnej pracy rezystor
jest odłączony. W czasie pomiaru rezystancji dołącza się go
przełącznikie m
pasożytnicze
tranzystora
oraz
niewielką
C 0
pojemność
traktuje się jako rozwarcia.
R RÓW
R L
R RÓW
umieszczonym
na
płycie
czołowej
i
R OUT .
oznaczonym
Rys. 14. Zastępczy schemat małosygnałowy wzmacniacza
z rys. 11 dla częstotliwości niskich.
Według rys. 14 poszczególne stałe czasowe odpowiadające za
częstotliwość graniczną dolną są równe:
(
)
τ L
1 =
CR
+
R R
(43)
Rys. 16. Metoda pomiaru rezystancji
wyjściowej wzmacniacza.
G
GEN
G
1
G
2
1
τ L
=
C
RRR
+
(44)
2
S
S
L
B
F
Oznaczając odpowiednio napięcia wyjściowe przy odłączonym
i dołączonym rezystorze
g
m
'
R RÓW
v 0
jako
oraz v
,
Częstotliwość trzydecybelową dolną można wyznaczyć za
pomocą wzoru przybliżone go:
0
otrzymujemy:
R
RR
1
2
1
1
L
vK
=⋅
v
f LdB
+
(50)
(45)
o
in
3
+
πτ τ
L
T
L
1
L
2
RR
RR
L
RÓW
' =⋅
vK
v
(51)
o
in
4.4 Pomiar rezystancji wejściowej
wzmacniaczy
Rezystancję wejściową mierzy się wykorzystując dodatkowy
rezystor włączony szeregowo z rezystancją
wewnętrzną generatora . Podczas normalnej pracy jest
on zwierany przez przełącznik umieszczony na p łycie
czołowej. Po naciśnięciu przycisku oznaczonego
+
R
L
OUT
RÓW
RR
+
R
v
v
R
RR
L
OUT
RÓW
o
L
=
(52)
'
+
RR
L
T
R SZER
o
L
RÓW
R GEN
v
v
0
R
1
L
'
0
R
=
(53)
R IN
OUT
v
v
R
RR
0
L
R SZER
następuje rozwarcie, powodujące dołączenie rezystora
,
'
0
L
RÓW
co prowadzi do zmniejszenia wzmocnienia.
4.6 Dane elementów i parametry
tranzystorów w poszczególnych
konfiguracjach układowych.
Parametr
Jednostki
CS
CG
CD
K N
μ A/V 2
312,32 323,46 309,15
V T
V 1,272 1,264 1,252
Rys. 15. Metoda pomiaru rezystancji
wejściowej wzmacniacza.
C DS
pF 12,34 12,36 11,42
C GS
pF 9,33 9,74 8,99
Oznaczając odpowiednio napięcia wyjściowe przy zwartym i
rozwartym rezystorze
C GD
pF
1,7
1,84
1,93
v '
R SZER
jako v
oraz
, otrzymujemy:
R GEN
Ω
50
50
50
0
R BUF
1
1
1
M Ω
R
RR v
IN
vK
=⋅
(46)
C BUF
pF
3
3
3
o
in
+
C 0
pF
nie ma nie ma
35
IN
GEN
R
RR
R SZER
300,8 2,87 306,5
k Ω
' =⋅
IN
vK
v
(47)
o
in
R RÓW
21,8 20,49 3,142
+
+
R
k Ω
IN
GEN
SZER
C G
nF 9,15 9,20 9,17
v
v
RR R
RR
+
+
o
IN
GEN
SZER
C S
0,98 0,98 1,001
=
μ F
(48)
'
+
C D
nF
100
100
100
IN
GEN
o
R G1
752,8 755,5 754,5
k Ω
'
v
vv R
o
R
=
R
(49)
R G2
479 481,3 480,6
k Ω
IN
SZER
GEN
'
R S
21,97 22,26 22,31
o
o
k Ω
R D
k Ω
46,68 46,83 nie ma
R L
46,8 46,78 13,35
k Ω
V DD
V
12
12
12
793630986.250.png 793630986.252.png 793630986.253.png 793630986.254.png 793630986.255.png 793630986.256.png 793630986.257.png 793630986.258.png 793630986.259.png 793630986.260.png 793630986.261.png 793630986.263.png 793630986.264.png 793630986.265.png 793630986.266.png 793630986.267.png 793630986.268.png 793630986.269.png 793630986.270.png 793630986.271.png 793630986.272.png 793630986.274.png 793630986.275.png 793630986.276.png 793630986.277.png 793630986.278.png 793630986.279.png 793630986.280.png 793630986.281.png 793630986.282.png 793630986.283.png 793630986.285.png 793630986.286.png 793630986.287.png 793630986.288.png 793630986.289.png 793630986.290.png 793630986.291.png 793630986.292.png 793630986.293.png 793630986.294.png 793630986.296.png 793630986.297.png 793630986.298.png 793630986.299.png 793630986.300.png 793630986.301.png 793630986.302.png 793630986.303.png 793630986.304.png 793630986.305.png 793630986.307.png 793630986.308.png 793630986.309.png 793630986.310.png 793630986.311.png 793630986.312.png 793630986.313.png 793630986.314.png 793630986.315.png 793630986.316.png 793630986.318.png 793630986.319.png 793630986.320.png 793630986.321.png 793630986.322.png 793630986.323.png 793630986.324.png 793630986.325.png 793630986.326.png 793630986.327.png 793630986.329.png 793630986.330.png 793630986.331.png 793630986.332.png 793630986.333.png 793630986.334.png 793630986.335.png 793630986.336.png 793630986.337.png
 
Zgłoś jeśli naruszono regulamin