Анализ дифференциального каскада.
Лабораторная работа №2
«Изучение малосигнальных и переходных характеристик и эффекта Миллера в простейшем КМДП усилителе. Изучение базовых характеристик КМДП дифкаскада»
Вариант 32.
Общие для всех транзисторов параметры:
1)Расчёт паразитных параметров.
N-канальный транзистор токового зеркала (M=1):
Площадь и периметр стока равны площади и периметру истока.
Ширина:
Площадь стока/истока:
Периметр стока/истока:
Число квадратов:
Паразитная ёмкость:
P-канальный транзистор токового зеркала (М=3):
Площадь и периметр стока равны площади и периметру истока.
Ширина:
Площадь стока/истока:
Периметр стока/истока:
Число квадратов:
Паразитная ёмкость:
P-канальный нагрузочный транзистор (М=6):
Ширина:
Площадь истока:
Периметр истока:
Паразитная ёмкость истока:
Площадь стока:
Периметр стока:
Паразитная ёмкость стока:
Число квадратов:
N-канальный входной транзистор (М=2):
Ширина:
Площадь истока:
Периметр истока:
Паразитная ёмкость истока:
Площадь стока:
Периметр стока:
Паразитная ёмкость стока:
Число квадратов:
Выходная паразитная ёмкость:
Полная выходная ёмкость
Анализ схемы кмдп усилителя в частотной и временной областях.
Для всех транзисторов в схеме: W = 32 мкм, L = 0,5 мкм.
Рисунок 1 - Схема кмдп усилителя.
Рисунок 2 - АЧХ и ФЧХ кмдп усилителя.
Максимальный низкочастотный коэффициент усиления
Частота единичного усиления .
Частота полюса
Рисунок 3 - Параметры входного и нагрузочного транзисторов.
.
Рассчитаем и :
Расчётное значение и совпадают со значениями полученными из АЧХ.
для n-канального транзистора и для p-канального транзистора говорит о том, что транзисторы в пологой области.
Рисунок 4 - Временной анализ кмдп усилителя по импульсам.
Временная константа = 1,45 мкс.
Рисунок 5 - Анализ кмдп усилителя по синусоидальному сигналу.
3)Анализ схемы кмдп усилителя с ёмкостью Миллера.
Рисунок 6 - Схема кмдп усилителя с ёмкостью Миллера.
Рисунок 7 - АЧХ и ФЧХ кмдп усилителя с ёмкостью Миллера.
Рисунок 8 - АЧХ и ФЧХ кмдп усилителя с ёмкостью Миллера.
коэффициент усиления
частота единичного усиления
Рисунок 9 - Анализ кмдп усилителя с ёмкостью Миллера по синусоидальному сигналу.
Рисунок 10 - Анализ кмдп усилителя с ёмкостью Миллера по импульсам.
Временная константа = 2 мкс.
Рисунок 11 - Анализ кмдп усилителя с ёмкостью Миллера и уменьшенным входным сопротивлением по импульсам.
Временная константа = 1,62 мкс.
Анализ RC цепочки.
Рисунок 12 - Схема RC цепочки.
Рисунок 13 - АЧХ и ФЧХ RC цепочки.
Рис14. Анализ RC цепочки по импульсному сигналу.
Временная константа = 2,1 мкс.
Анализ дифференциального каскада.
Рисунок 15 - Схема для анализа дифференциального каскада.
Рисунок 16 - АЧХ диф-каскада при подаче на него синфазных сигналов различной величины.
Диапазон от 0 до 3 В с шагом 0,1 В. Дифференциальный каскад не усиливает синфазный сигнал, так как он усиливает только дифференциальный сигнал.