Amplificador CMOS: 5 explicações importantes

Tópico de discussão: Amplificador CMOS

• O que é CMOS?
• O que é amplificador CMOS?
• Tensão de compensação de entrada
• Parâmetros diferentes no amplificador CMOS
• Aplicações do amplificador CMOS

O que é CMOS?

CMOS:

CMOS é a sigla de Complementary Metal Oxide Semiconductors. É um dos tipos de transistor de efeito de campo de óxido de metal e é um dispositivo unipolar, ao contrário dos BJTs.

O que é um amplificador CMOS?

Amplificador CMOS:

Amplificadores CMOS (amplificadores de semicondutores de óxido de metal complementares) são circuitos analógicos universais utilizados em computadores pessoais, laptops, dispositivos audiovisuais, telefones celulares, câmeras, sistemas de comunicação, diferentes aplicações biomédicas e muitas outras aplicações. Em circuitos amplificadores CMOS de alto desempenho, os transistores são geralmente usados. Transistor não apenas utilizados para amplificar os sinais, mas também são utilizados como carga ativa para obter alto ganho e oscilação de saída em comparação com blocos de carga resistiva.

A figura acima mostra um amplificador CMOS de dois estágios.

Alguns dos parâmetros críticos que representam os amplificadores são - 1. Faixa da tensão fornecida, 2. Resposta às frequências, 3. Resposta aos ruídos, etc.

Faixa de tensão de entrada:

A faixa designa uma tensão I / P “permitida” que irá gerar um sinal O / P linear e não distorcido.

                                          V_DS>V_GS - V_T

V_G é a tensão de entrada, V_D é V_DD -V_Sábado para PMOS.

A partir da explicação acima, a tensão de entrada é capaz de deslizar até certo grau acima da tensão V_DD. Eles₁₅ e M₁₆ são construídos para se opor a essa direção atual de M₁₄. No entanto, V_DM12 não é igual a V_DM14.

Caminho de sinal do amplificador CMOS:

O caminho do sinal representa o caminho através do qual o sinal chega à saída da entrada. O caminho do sinal empregado para investigar a resposta de frequência, estabilidade e muitos outros fatores.

Como o amplificador CS padrão tem alto ganho, o efeito Miller aumentará a capacitância de entrada total. Qualquer capacitância entre a saída e a entrada pode ser vista como capacitância na entrada para o solo com a multiplicação de (1 + Ganho).

Carregar no amplificador CMOS:

Podemos observar duas variedades de carga ativa no amplificador CMOS: O MOS conectado ao diodo ou o MOS da fonte de corrente.

1. Ele representa a saída associada a uma fonte de corrente. A fonte atual atua como 'Carga' para a saída.
2. Por motivo de V_gs da carga ativa é constante. O valor da resistência é r₀ = 1 / λI_d, onde eu_d é a corrente de dreno. A baixa frequência ou corrente direta (DC) ganho,

                        A_v =g_mn (r_oM16 //r_0casp)g_M17 (r_0M18 //r_0M17)

Problema de carregamento típico:

• A configuração do buffer é um teste severo de instabilidade. Verifica-se a necessidade de haver um capacitor de maior compensação para esse fim.

• Não pode acionar um resistor de carga pequeno.

Parâmetros do amplificador CMOS:

Deslocamento de entrada:

A tensão compensada é V_ref - V_I

A tensão de deslocamento do amplificador é apresentada na figura acima. Isso é medido a partir das disparidades, levando em consideração os parâmetros, como tensão de limiar, resistência de carga, etc.

Taxa de rejeição de modo comum (CMRR):

“CMRR é dado pela razão entre o ganho do amplificador no modo diferencial e o ganho do amplificador no modo comum.”

Taxa de rejeição da fonte de alimentação (PSRR):

A relação de rejeição da fonte de alimentação ou PSRR é dada pela relação entre a tensão de saída e a tensão de entrada. PSRR descreve a rejeição de ruído do amplificador CMOS. O método típico para melhorar a taxa de rejeição da fonte de alimentação é geralmente por meio de uma fonte ou dissipador de corrente cascode (isso é devido ao alto valor de resistência de saída).

Taxa de variação e taxa de assentamento:

• Alta taxa de variação
• Pequeno capacitor de compensação Aumente a corrente operacional

O tempo de acomodação é equivalente a T_liquidação parâmetro e

Taxa de variação = V_idmax

Ruído:

Para 1 μA, 7.8 × 10¹² elétrons passando a cada segundo irão gerar um ruído de 7800 Giga Hertz.

1. O transistor de entrada mais alto é necessário para reduzir o nível de ruído.

2. Também é necessário aumentar a corrente operacional.

3. O ruído branco e curto é principalmente constante durante a operação total

4. Ruído de tremulação

Compensação no amplificador:

A compensação é necessária para garantir a estabilidade em opamp. UMA CMOS Amplificador, ganho de loop e fase são os parâmetros que geralmente especificam a estabilidade do amplificador. O Op-Amp é geralmente construído em malha fechada para ganho e análise de fase puropse. Capacitância, resistência e polarização adequadas também são necessárias para a compensação do amplificador.

Usos do amplificador CMOS:

• Estes amplificadores semicondutores de óxido metálico complementares são utilizados em diferentes produtos eletrônicos de consumo, como computadores, laptops, dispositivos audiovisuais, telefones celulares, câmeras, etc.
• Estes são um dos componentes importantes do aparelho de telecomunicações
• Diferentes aplicações biomédicas utilizaram este tipo de amplificador atualmente. Existem muitas outras aplicações do amplificador CMOS e a lista está aumentando.

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Soumali Bhattacharya

Olá, sou Soumali Bhattacharya. Fiz mestrado em Eletrônica.
Atualmente estou investido na área de Eletrônica e comunicação.
Meus artigos concentram-se nas principais áreas da eletrônica central em uma abordagem muito simples, mas informativa.
Sou um aprendiz vívido e procuro me manter atualizado com todas as tecnologias mais recentes na área de Eletrônica.

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