Źródła i zwierciadła prądowe

Wielkość: px
Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Źródła i zwierciadła prądowe"

Transkrypt

1 PUAV Wykład 6

2 Źródła i zwierciadła prądowe

3 Źródła i zwierciadła prądowe Źródło prądowe: element lub układ, który wymusza w jakiejś gałęzi prąd o określonej wartości

4 Źródła i zwierciadła prądowe Źródło prądowe: element lub układ, który wymusza w jakiejś gałęzi prąd o określonej wartości Zwierciadło (lustro) prądowe: źródło prądowe, które wymusza prąd o wartości równej (lub będącej w określonym stosunku do) prądu w innej gałęzi układu

5 Źródła i zwierciadła prądowe Źródło prądowe: element lub układ, który wymusza w jakiejś gałęzi prąd o określonej wartości Zwierciadło (lustro) prądowe: źródło prądowe, które wymusza prąd o wartości równej (lub będącej w określonym stosunku do) prądu w innej gałęzi układu Źródło prądu odniesienia: układ generujący prąd o określonej wartości, który jest powielany przez zwierciadła prądowe (zwykle chcemy, aby prąd odniesienia był stabilny i miał mały rozrzut produkcyjny)

6 Zwierciadło najprostsze o

7 Zwierciadło najprostsze o Źródło prądowe

8 Zwierciadło najprostsze ua -i(vds) o Źródło prądowe czyli tranzystor w zakresie nasycenia voltage sweep V

9 Zwierciadło najprostsze ua -i(vds) o Źródło prądu odniesienia Źródło prądowe czyli tranzystor w zakresie nasycenia voltage sweep V

10 Zwierciadło najprostsze ua -i(vds) o Źródło prądu odniesienia Źródło prądowe czyli tranzystor w zakresie nasycenia Zwierciadło prądowe voltage sweep V

11 Zwierciadło najprostsze ua -i(vds) o Źródło prądu odniesienia VDS1 M1 M2 VGS VDS2 Źródło prądowe czyli tranzystor w zakresie nasycenia Zwierciadło prądowe voltage sweep V ' 0 = µc ox ' = µc ox W L W L 1 2 ( V GS V ) 2 TH 2 ( V GS V ) 2 TH 2 ( 1+ λv ) DS1 ( 1+ λv ) DS2

12 Zwierciadło najprostsze ua -i(vds) o Źródło prądu odniesienia VDS1 M1 M2 VGS VDS2 Źródło prądowe czyli tranzystor w zakresie nasycenia ' 0 = µc ox ' = µc ox W L W L 1 2 Zwierciadło prądowe ( V GS V ) 2 TH 2 ( V GS V ) 2 TH 2 ( 1+ λv ) DS1 ( 1+ λv ) DS voltage sweep V Przyczyny różnic między 0, a :

13 Zwierciadło najprostsze ua -i(vds) o Źródło prądu odniesienia VDS1 M1 M2 VGS VDS2 Źródło prądowe czyli tranzystor w zakresie nasycenia ' 0 = µc ox ' = µc ox W L W L 1 2 Zwierciadło prądowe ( V GS V ) 2 TH 2 ( V GS V ) 2 TH 2 ( 1+ λv ) DS1 ( 1+ λv ) DS voltage sweep V Przyczyny różnic między 0, a : różne wartości VDS

14 Zwierciadło najprostsze ua -i(vds) o Źródło prądu odniesienia VDS1 M1 M2 VGS VDS2 Źródło prądowe czyli tranzystor w zakresie nasycenia ' 0 = µc ox ' = µc ox W L W L 1 2 Zwierciadło prądowe ( V GS V ) 2 TH 2 ( V GS V ) 2 TH 2 ( 1+ λv ) DS1 ( 1+ λv ) DS voltage sweep V Przyczyny różnic między 0, a : różne wartości VDS rozrzuty lokalne (VTH, W, L)

15 Zwierciadło najprostsze ua -i(vds) o Źródło prądu odniesienia VDS1 M1 M2 VGS VDS2 Źródło prądowe czyli tranzystor w zakresie nasycenia Zwierciadło prądowe voltage sweep V ' 0 = µc ox ' = µc ox W L W L 1 2 ( V GS V ) 2 TH 2 ( V GS V ) 2 TH 2 ( 1+ λv ) DS1 ( 1+ λv ) DS2 Przyczyny różnic między 0, a : różne wartości VDS rozrzuty lokalne (VTH, W, L) Redukcja wpływu VDS : długie tranzystory (im większe L, tym mniejsza λ)(

16 Zwierciadło najprostsze ua -i(vds) o Źródło prądu odniesienia VDS1 M1 M2 VGS VDS2 Źródło prądowe czyli tranzystor w zakresie nasycenia ' 0 = µc ox ' = µc ox W L W L 1 2 Zwierciadło prądowe ( V GS V ) 2 TH 2 ( V GS V ) 2 TH 2 ( 1+ λv ) DS1 ( 1+ λv ) DS voltage sweep V Przyczyny różnic między 0, a : różne wartości VDS rozrzuty lokalne (VTH, W, L) Redukcja wpływu VDS : długie tranzystory (im większe L, tym mniejsza λ)( Redukcja rozrzutów: duże tranzystory, zwarta topografia, jednakowe T

17 Zwierciadło najprostsze VDD Wariant zwierciadła najprostszego o A Zwierciadło prądowe klasyczne

18 Zwierciadło najprostsze VDD o A Wariant zwierciadła najprostszego Podłoże można użyć jako bramkę. Można to zrobić, jeśli tranzystory są na izolowanej wyspie. Zwierciadło prądowe klasyczne

19 Zwierciadło najprostsze VDD o A Wariant zwierciadła najprostszego Podłoże można użyć jako bramkę. Można to zrobić, jeśli tranzystory są na izolowanej wyspie. Zwierciadło prądowe klasyczne VDD Vp o A Wyspa Zwierciadło prądowe z podłożem jako bramką

20 Zwierciadło najprostsze VDD o A Wariant zwierciadła najprostszego Podłoże można użyć jako bramkę. Można to zrobić, jeśli tranzystory są na izolowanej wyspie. ua (-i(vdd2)) (-i(vdd4)) (-i(vdd1)) (-i(vdd3)) Alter Zwierciadło prądowe klasyczne VDD Vp o A Wyspa Zwierciadło prądowe z podłożem jako bramką voltage sweep mv Zależność prądu od napięcia na drenie prawego tranzystora jest praktycznie taka sama. V A

21 Zwierciadło najprostsze VDD Wariant zwierciadła najprostszego Vp o A Wyspa

22 Zwierciadło najprostsze VDD Wariant zwierciadła najprostszego Vp o A Wyspa Wady: izolowana wyspa, dodatkowe nap. polaryzacji

23 Zwierciadło najprostsze VDD Wariant zwierciadła najprostszego Vp o A Wyspa Wady: izolowana wyspa, dodatkowe nap. polaryzacji Zaleta: lepiej się nadaje przy niskich napięciach zasilania

24 Zwierciadło najprostsze VDD Wariant zwierciadła najprostszego Vp o A Wyspa Wady: izolowana wyspa, dodatkowe nap. polaryzacji Zaleta: lepiej się nadaje przy niskich napięciach zasilania ua (-i(vdd4)) (-i(vdd3)) Alter 1 o, 8.0 Źródło klasyczne voltage sweep V VDD

25 Zwierciadło najprostsze VDD Wariant zwierciadła najprostszego Vp o A Wyspa Wady: izolowana wyspa, dodatkowe nap. polaryzacji Zaleta: lepiej się nadaje przy niskich napięciach zasilania ua (-i(vdd4)) (-i(vdd3)) Alter 1 ua (-i(vdd2)) (-i(vdd1)) o, 8.0 Źródło klasyczne o, 8.0 Wariant voltage sweep V VDD voltage sweep V VDD

26 Zwierciadło najprostsze Przykład topografii minimalizującej lokalne rozrzuty deterministyczne 0 M1 M1 M2 M2 M1 M1 M2 M2

27 Zwierciadło najprostsze Rozmieszczenie tranzystorów w dużym układzie

28 Zwierciadło najprostsze Rozmieszczenie tranzystorów w dużym układzie Źle - rezystancja długiego połączenia wprowadza różnicę napięć VGS Dobrze

29 Zwierciadło najprostsze Rozmieszczenie tranzystorów w dużym układzie Źle - rezystancja długiego połączenia wprowadza różnicę napięć VGS Dobrze o M1 M2 VDS2 Rezystancja wyjściowa (małosygnałowa): Minimalne napięcie VDS2: (z warunku nasycenia M2) r wy = 1 λ V DS2min = V GS V TH

30 Zespół źródeł/zwierciadeł o W L 0 W L 1 W L 2 W L 3 W L 4 W L 5

31 Zespół źródeł/zwierciadeł o W L 0 W L 1 W L 2 W L 3 W L 4 W L 5 Jeśli wszystkie tranzystory mają jednakowe długości kanałów, to

32 Zespół źródeł/zwierciadeł o W L 0 W L 1 W L 2 W L 3 W L 4 W L 5 Jeśli wszystkie tranzystory mają jednakowe długości kanałów, to 0 W 0 = 1 W 1 = 2 W 2 = 3 W 3 = 4 W 4 = 5 W 5

33 Zespół źródeł/zwierciadeł o W L 0 W L 1 W L 2 W L 3 W L 4 W L 5 Jeśli wszystkie tranzystory mają jednakowe długości kanałów, to 0 W 0 = 1 W 1 = 2 W 2 = 3 W 3 = 4 W 4 = 5 W 5 Tranzystory grupuje się obok siebie, by uniknąć długiego połączenia masy

34 Zwierciadła prądowe Zwierciadła o zwiększonej rezystancji wyjściowej o Zwierciadło kaskodowe M3 M4 G4 M1 M2 S4

35 Zwierciadła prądowe Zwierciadła o zwiększonej rezystancji wyjściowej Rz o Zwierciadło kaskodowe M3 M4 G4 M1 M2 S4 Rz G4 1 g m3 1 g m1 S4 g m4 v gs4 r ds4 r ds2 i wy v wy

36 Zwierciadła prądowe Zwierciadła o zwiększonej rezystancji wyjściowej Rz o Zwierciadło kaskodowe M3 M4 G4 M1 M2 S4 Rz G4 1 g m3 1 g m1 S4 g m4 v gs4 r ds4 r ds2 i wy v wy Rz G4 1 g m3 1 g m1 S4 r ds2 r ds4 g m4 v gs4 r ds4 i wy v wy

37 Zwierciadła prądowe Zwierciadła o zwiększonej rezystancji wyjściowej Rz o Zwierciadło kaskodowe M3 M4 G4 M1 M2 S4 Rz G4 1 g m3 1 g m1 S4 g m4 v gs4 r ds4 r ds2 i wy v wy Rz G4 1 g m3 1 g m1 S4 r ds2 r ds4 g m4 v gs4 r ds4 i wy v wy v wy = i wy r ds2 + i wy r ds4 g m4 v gs4 r ds4

38 Zwierciadła prądowe Zwierciadła o zwiększonej rezystancji wyjściowej Rz o Zwierciadło kaskodowe M3 M4 G4 M1 M2 S4 Rz G4 1 g m3 1 g m1 S4 g m4 v gs4 r ds4 r ds2 i wy v wy Rz G4 1 g m3 1 g m1 S4 r ds2 r ds4 g m4 v gs4 r ds4 i wy v wy v wy = i wy r ds2 + i wy r ds4 g m4 v gs4 r ds4 = i wy r ds2 + i wy r ds4 + g m4 i wy r ds2 r ds4

39 Zwierciadła prądowe Zwierciadła o zwiększonej rezystancji wyjściowej Rz o Zwierciadło kaskodowe M3 M4 G4 M1 M2 S4 Rz G4 1 g m3 1 g m1 S4 g m4 v gs4 r ds4 r ds2 i wy v wy Rz G4 1 g m3 1 g m1 S4 r ds2 r ds4 g m4 v gs4 r ds4 i wy v wy v wy = i wy r ds2 + i wy r ds4 g m4 v gs4 r ds4 = i wy r ds2 + i wy r ds4 + g m4 i wy r ds2 r ds4 stąd rezystancja wyjściowa: r wy = r ds2 + r ds4 + r ds4 g m4 r ds2 r ds4 g m4 r ds2

40 Zwierciadła prądowe Zwierciadła o zwiększonej rezystancji wyjściowej Rz o Zwierciadło kaskodowe M3 M4 G4 M1 M2 S4 Vwy Rz G4 1 g m3 1 g m1 S4 g m4 v gs4 r ds4 r ds2 i wy v wy Rz G4 1 g m3 1 g m1 S4 r ds2 r ds4 g m4 v gs4 r ds4 i wy v wy v wy = i wy r ds2 + i wy r ds4 g m4 v gs4 r ds4 = i wy r ds2 + i wy r ds4 + g m4 i wy r ds2 r ds4 stąd rezystancja wyjściowa: r wy = r ds2 + r ds4 + r ds4 g m4 r ds2 r ds4 g m4 r ds2 Minimalne napięcie Vwy: V wy = V GS1 + V GS 3 V GS 4 + V DSsat 4 2V DSsat + V TH

41 Zwierciadła prądowe Zwierciadła o zwiększonej rezystancji wyjściowej Rz o M3 M4 Zwierciadło Wilsona M1 M2 VGS1

42 Zwierciadła prądowe Zwierciadła o zwiększonej rezystancji wyjściowej Zwierciadło Wilsona Rz o M3 M4 M1 M2 Rezystancja wyjściowa: r wy r ds4 g m4 g m2 g m1 r T R Z g m3 ( ) 1+ R Z g m3 gdzie r T = r ds1 R Z + 1 g m3 VGS1 RZ: rezystancja zewnętrzna, powinna być większa od rds

43 Zwierciadła prądowe Zwierciadła o zwiększonej rezystancji wyjściowej Zwierciadło Wilsona Rz o M3 M4 M1 M2 Vwy Rezystancja wyjściowa: r wy r ds4 g m4 g m2 g m1 r T R Z g m3 ( ) 1+ R Z g m3 gdzie r T = r ds1 R Z + 1 g m3 VGS1 RZ: rezystancja zewnętrzna, powinna być większa od rds Minimalne napięcie Vwy: V wymin = V GS1 + V DSsat 4 = V TH + V DSsat1 + V DSsat 4 2V DSsat + V TH

44 Zwierciadła prądowe Zwierciadła o zwiększonej rezystancji wyjściowej o Zwierciadło precyzyjne Vp M3 M4 M1 M2

45 Zwierciadła prądowe Zwierciadła o zwiększonej rezystancji wyjściowej Zwierciadło precyzyjne Vp o M3 M4 Rezystancja wyjściowa jak dla źródła kaskodowego: r wy r ds4 g m4 r ds2 M1 M2

46 Zwierciadła prądowe Zwierciadła o zwiększonej rezystancji wyjściowej Zwierciadło precyzyjne Vp o M3 M4 Rezystancja wyjściowa jak dla źródła kaskodowego: Vwy r wy r ds4 g m4 r ds2 M1 M2 Minimalne napięcie Vwy: V wymin 2V DSsat

47 Zwierciadła prądowe Zwierciadła o zwiększonej rezystancji wyjściowej Zwierciadło precyzyjne Vp o M3 M4 Rezystancja wyjściowa jak dla źródła kaskodowego: Vwy r wy r ds4 g m4 r ds2 M1 M2 Minimalne napięcie Vwy: V wymin 2V DSsat Napięcie polaryzujące Vp musi zapewnić pracę tranzystorów w nasyceniu; stąd w przybliżeniu V TH + 2V DSsat < V p < 2V TH + V DSsat

48 Zwierciadła prądowe Zwierciadła o zwiększonej rezystancji wyjściowej Zwierciadło precyzyjne Vp o M3 M4 Rezystancja wyjściowa jak dla źródła kaskodowego: M1 M2 Vwy r wy r ds4 g m4 r ds2 Minimalne napięcie Vwy: V wymin 2V DSsat Napięcie polaryzujące Vp musi zapewnić pracę tranzystorów w nasyceniu; stąd w przybliżeniu ua vi#branch 0 = 100µA V TH + 2V DSsat < V p < 2V TH + V DSsat voltage sweep V Vp

49 Źródła prądu odniesienia VDD Rz o VGS R Z = V DD V GS 0

50 Źródła prądu odniesienia VDD VDD VDD VDD Rz o o o o VGS VGS VGS VGS R Z = V DD V GS 0 Zbyt duże rezystancje zastępuje się tranzystorami

51 Źródła prądu odniesienia VDD VDD VDD VDD Rz o o o o VGS VGS VGS VGS R Z = V DD V GS 0 Zbyt duże rezystancje zastępuje się tranzystorami Wada: prąd uzależniony od napięcia zasilania VDD

52 Źródła prądu odniesienia Źródło dające prąd mało uzależniony od napięcia zasilania VDD VDD o VGS3 M3 VGS4 R M4 M1 M2

53 Źródła prądu odniesienia Źródło dające prąd mało uzależniony od napięcia zasilania VDD VDD o VGS3 M3 VGS4 R M4 M1 M2 Prądy 0 oraz są jednakowe dzięki zwierciadłu prądowemu M1 - M2

54 VDD Źródła prądu odniesienia Źródło dające prąd mało uzależniony od napięcia zasilania VDD o VGS3 M3 VGS4 R M4 M1 M2 Prądy 0 oraz są jednakowe dzięki zwierciadłu prądowemu M1 - M2 Tranzystor M4 ma stosunek W/L większy, niż tranzystor M3. Dzięki temu napięcie napięcie VGS4 jest mniejsze, niż VGS3. Różnica tych napięć odkłada się na rezystorze R. Stąd prąd wynosi: = V GS 3 V GS 4 R

55 Źródła prądu odniesienia Źródło dające prąd mało uzależniony od napięcia zasilania VDD VDD VDD o VGS3 M3 VGS4 M1 M2 R M4 o M1 M2 M3 VGS3 VGS4 M4 R Prądy 0 oraz są jednakowe dzięki zwierciadłu prądowemu M1 - M2 Tranzystor M4 ma stosunek W/L większy, niż tranzystor M3. Dzięki temu napięcie napięcie VGS4 jest mniejsze, niż VGS3. Różnica tych napięć odkłada się na rezystorze R. Stąd prąd wynosi: = V GS 3 V GS 4 R

56 Źródła napięciowe

57 Źródła napięciowe Źródło napięciowe: wymusza określoną różnicę potencjałów między dwoma węzłami układu

58 Źródła napięciowe Źródło napięciowe: wymusza określoną różnicę potencjałów między dwoma węzłami układu Źródło napięcia zasilania: zasila układ napięciem o wartości możliwie jak najmniej zależnej od poboru prądu, czyli ma bardzo małą rezystancję wewnętrzną

59 Źródła napięciowe Źródło napięciowe: wymusza określoną różnicę potencjałów między dwoma węzłami układu Źródło napięcia zasilania: zasila układ napięciem o wartości możliwie jak najmniej zależnej od poboru prądu, czyli ma bardzo małą rezystancję wewnętrzną Źródło napięcia odniesienia: wytwarza stałą, stabilną różnicę potencjałów, do niej odnoszone są inne napięcia w układzie; może też służyć jako stabilne napięcie polaryzacji. Na ogół nie musi mieć małej rezystancji wewnętrznej.

60 Źródła napięciowe Źródło napięciowe: wymusza określoną różnicę potencjałów między dwoma węzłami układu Źródło napięcia zasilania: zasila układ napięciem o wartości możliwie jak najmniej zależnej od poboru prądu, czyli ma bardzo małą rezystancję wewnętrzną Źródło napięcia odniesienia: wytwarza stałą, stabilną różnicę potencjałów, do niej odnoszone są inne napięcia w układzie; może też służyć jako stabilne napięcie polaryzacji. Na ogół nie musi mieć małej rezystancji wewnętrznej. Układ przesuwania poziomu składowej stałej: umożliwia łączenie ze sobą bloków układu, pomiędzy którymi przesyłany jest sygnał zmienny, a składowe stałe na odpowiednich wejściach i wyjściach różnią się.

61 Pierwotne źródła napięciowe Pierwotne źródło napięciowe: dwójnik nieliniowy mający taki zakres charakterystyki prądowo-napięciowej, w którym dużym zmianom prądu odpowiadają małe zmiany napięcia

62 Pierwotne źródła napięciowe Pierwotne źródło napięciowe: dwójnik nieliniowy mający taki zakres charakterystyki prądowo-napięciowej, w którym dużym zmianom prądu odpowiadają małe zmiany napięcia Typowe wykorzystanie: wymuszamy prąd przez dwójnik (w odpowiednim zakresie charakterystyk), napięciem jest spadek napięcia na dwójniku V

63 Pierwotne źródła napięciowe

64 Pierwotne źródła napięciowe ua -i(vd) + _ Dioda w zakresie przebicia (potocznie: dioda Zenera, chociaż przebicie lawinowe) voltage sweep V

65 Pierwotne źródła napięciowe ua -i(vd) + _ Dioda w zakresie przebicia (potocznie: dioda Zenera, chociaż przebicie lawinowe) Korzystna charakterystyka voltage sweep V

66 Pierwotne źródła napięciowe ua -i(vd) + _ Dioda w zakresie przebicia (potocznie: dioda Zenera, chociaż przebicie lawinowe) voltage sweep V Korzystna charakterystyka Napięcie rzędu 4-8 V

67 Pierwotne źródła napięciowe ua -i(vd) + _ Dioda w zakresie przebicia (potocznie: dioda Zenera, chociaż przebicie lawinowe) voltage sweep V Korzystna charakterystyka Napięcie rzędu 4-8 V Napięcie rośnie z temperaturą (ok. 3 mv/k)

68 Pierwotne źródła napięciowe ua -i(vd) + _ Dioda w zakresie przebicia (potocznie: dioda Zenera, chociaż przebicie lawinowe) voltage sweep V Korzystna charakterystyka Napięcie rzędu 4-8 V Napięcie rośnie z temperaturą (ok. 3 mv/k) W układach CMOS stosowana wyjątkowo w układach zabezpieczenia wejścia/wyjścia

69 Pierwotne źródła napięciowe

70 Pierwotne źródła napięciowe ua -i(vd) + _ Dioda w zakresie przewodzenia V BE = kt q ln C J ES0 A E voltage sweep mv

71 Pierwotne źródła napięciowe ua -i(vd) + _ Dioda w zakresie przewodzenia V BE = kt q ln C J ES0 A E voltage sweep mv Mniej korzystna charakterystyka

72 Pierwotne źródła napięciowe ua -i(vd) + _ Dioda w zakresie przewodzenia V BE = kt q ln C J ES0 A E voltage sweep mv Mniej korzystna charakterystyka Napięcie rzędu V

73 Pierwotne źródła napięciowe ua -i(vd) + _ Dioda w zakresie przewodzenia V BE = kt q ln C J ES0 A E voltage sweep mv Mniej korzystna charakterystyka Napięcie rzędu V Napięcie maleje z temperaturą (ok. 2 mv/k)

74 Pierwotne źródła napięciowe ua -i(vd) + _ Dioda w zakresie przewodzenia V BE = kt q ln C J ES0 A E voltage sweep mv Mniej korzystna charakterystyka Napięcie rzędu V Napięcie maleje z temperaturą (ok. 2 mv/k) W układach CMOS stosowany jest podłożowy tranzystor bipolarny w połączeniu diodowym; musi pracować w zakresie idealnej charakterystyki C(VBE)

75 Pierwotne źródła napięciowe ua -i(vds) 5.0 Tranzystor MOS w połączeniu diodowym V GS = V TH + 2 D ' µc ox L W voltage sweep mv

76 Pierwotne źródła napięciowe ua -i(vds) 5.0 Tranzystor MOS w połączeniu diodowym V GS = V TH + 2 D ' µc ox L W voltage sweep mv Jeszcze mniej korzystna charakterystyka

77 Pierwotne źródła napięciowe ua -i(vds) 5.0 Tranzystor MOS w połączeniu diodowym V GS = V TH + 2 D ' µc ox L W voltage sweep mv Jeszcze mniej korzystna charakterystyka Napięcie rzędu VTH + kilkadziesiąt... kilkaset mv

78 Pierwotne źródła napięciowe ua -i(vds) 5.0 Tranzystor MOS w połączeniu diodowym V GS = V TH + 2 D ' µc ox L W voltage sweep mv Jeszcze mniej korzystna charakterystyka Napięcie rzędu VTH + kilkadziesiąt... kilkaset mv Napięcie maleje z temperaturą (ok mv/k)

79 Pierwotne źródła napięciowe ua -i(vds) 5.0 Tranzystor MOS w połączeniu diodowym V GS = V TH + 2 D ' µc ox L W voltage sweep mv Jeszcze mniej korzystna charakterystyka Napięcie rzędu VTH + kilkadziesiąt... kilkaset mv Napięcie maleje z temperaturą (ok mv/k) Może być użyty tranzystor NMOS lub PMOS

80 Pierwotne źródła napięciowe Porównanie ua -i(vd) ua -i(vd) Dioda: voltage sweep V voltage sweep mv ua -i(vds) Tranzystor MOS: voltage sweep mv

81 Źródła napięcia zasilania Źródła obniżające napięcie

82 Źródła napięcia zasilania Liniowy stabilizator napięcia: idea Źródła obniżające napięcie Element regulacyjny (np. tranzystor MOS) Vwe + Wzmacniacz różnicowy Vwy < Vwe Pierwotne źródło napięciowe

83 Źródła napięcia zasilania Liniowy stabilizator napięcia: idea Źródła obniżające napięcie Element regulacyjny (np. tranzystor MOS) Vwe + Wzmacniacz różnicowy Vwy < Vwe Pierwotne źródło napięciowe Niekiedy bywa stosowany wewnątrz układu scalonego, np. gdy kilka bloków wymaga różnych napięć zasilania

84 Źródła napięcia zasilania Liniowy stabilizator napięcia: idea Źródła obniżające napięcie Element regulacyjny (np. tranzystor MOS) Vwe + Wzmacniacz różnicowy Vwy < Vwe Pierwotne źródło napięciowe Niekiedy bywa stosowany wewnątrz układu scalonego, np. gdy kilka bloków wymaga różnych napięć zasilania Poważna wada: straty mocy w elemencie regulacyjnym

85 Źródła napięcia zasilania Źródła obniżające napięcie mpulsowy stabilizator napięcia: idea Vwe + Wzm. różnicowy Gen. o regulowanej długości impulsów Vwy < Vwe Pierwotne źródło napięciowe

86 Źródła napięcia zasilania Źródła obniżające napięcie mpulsowy stabilizator napięcia: idea Vwe + Wzm. różnicowy Gen. o regulowanej długości impulsów Vwy < Vwe Pierwotne źródło napięciowe Powszechnie stosowany w zasilaczach, ładowarkach itp.

87 Źródła napięcia zasilania Źródła obniżające napięcie mpulsowy stabilizator napięcia: idea Vwe + Wzm. różnicowy Gen. o regulowanej długości impulsów Vwy < Vwe Pierwotne źródło napięciowe Powszechnie stosowany w zasilaczach, ładowarkach itp. Zaleta: małe straty energii, wysoka częstotliwość impulsów pozwala stosować małe transformatory i kondensatory

88 Źródła napięcia zasilania Źródła podwyższające napięcie - pompy ładunkowe Pompa ładunkowa: idea vwe: amplituda nap. wejściowego Vwy vwe ~ VD: spadek napięcia na diodzie (kier. przew.)

89 Źródła napięcia zasilania Źródła podwyższające napięcie - pompy ładunkowe Pompa ładunkowa: idea vwe: amplituda nap. wejściowego _ Vwy vwe ~ VD: spadek napięcia na diodzie (kier. przew.) +

90 Źródła napięcia zasilania Źródła podwyższające napięcie - pompy ładunkowe Pompa ładunkowa: idea vwe: amplituda nap. wejściowego _ V we V D Vwy - + vwe ~ VD: spadek napięcia na diodzie (kier. przew.) +

91 Źródła napięcia zasilania Źródła podwyższające napięcie - pompy ładunkowe Pompa ładunkowa: idea vwe: amplituda nap. wejściowego VD: spadek napięcia na diodzie (kier. przew.) vwe ~ V we V D - + Vwy

92 Źródła napięcia zasilania Źródła podwyższające napięcie - pompy ładunkowe Pompa ładunkowa: idea vwe: amplituda nap. wejściowego VD: spadek napięcia na diodzie (kier. przew.) vwe ~ + _ V we V D - + Vwy

93 Źródła napięcia zasilania Źródła podwyższające napięcie - pompy ładunkowe Pompa ładunkowa: idea vwe: amplituda nap. wejściowego Vwy ~ VD: spadek napięcia na diodzie (kier. przew.) + V we V D vwe - + 2( V we V D ) + - _

94 Źródła napięcia zasilania Źródła podwyższające napięcie - pompy ładunkowe Pompa ładunkowa: idea vwe: amplituda nap. wejściowego V we V D Vwy vwe ~ - + 2( V we V D ) + - VD: spadek napięcia na diodzie (kier. przew.)

95 Źródła napięcia zasilania Źródła podwyższające napięcie - pompy ładunkowe Pompa ładunkowa: idea vwe: amplituda nap. wejściowego _ V we V D Vwy vwe ~ - + 2( V we V D ) + - VD: spadek napięcia na diodzie (kier. przew.) +

96 Źródła napięcia zasilania Źródła podwyższające napięcie - pompy ładunkowe Pompa ładunkowa: idea 3( V we V D ) vwe: amplituda nap. wejściowego vwe ~ _ - + V we V D - + 2( V we V D ) + - Vwy VD: spadek napięcia na diodzie (kier. przew.) +

97 Źródła napięcia zasilania Źródła podwyższające napięcie - pompy ładunkowe Pompa ładunkowa: idea 3( V we V D ) vwe: amplituda nap. wejściowego vwe ~ - + V we V D - + 2( V we V D ) + - Vwy VD: spadek napięcia na diodzie (kier. przew.)

98 Źródła napięcia zasilania Źródła podwyższające napięcie - pompy ładunkowe Pompa ładunkowa: idea 3( V we V D ) itd. vwe: amplituda nap. wejściowego vwe ~ - + V we V D - + 2( V we V D ) + - Vwy VD: spadek napięcia na diodzie (kier. przew.)

99 Źródła napięcia zasilania Źródła podwyższające napięcie - pompy ładunkowe Pompa ładunkowa: idea 3( V we V D ) itd. vwe: amplituda nap. wejściowego vwe ~ - + V we V D - + 2( V we V D ) + - Vwy VD: spadek napięcia na diodzie (kier. przew.) V wy = 2N ( V we V ) D

100 Źródła napięcia zasilania Źródła podwyższające napięcie - pompy ładunkowe Pompa ładunkowa Dicksona Φ 1 t Vwe Vwy Φ 2 t Φ 1 Φ 2

101 Źródła napięcia odniesienia Mnożnik VBE

102 Źródła napięcia odniesienia VDD Mnożnik VBE M1 M2 o

103 Źródła napięcia odniesienia VDD Mnożnik VBE M1 M2 o VA M3 M4 VB

104 Źródła napięcia odniesienia VDD Mnożnik VBE M1 M2 o VA M3 M4 VB

105 Źródła napięcia odniesienia Mnożnik VBE VDD M1 M2 o VA M3 M4 VA = VB VB

106 Źródła napięcia odniesienia Mnożnik VBE VDD M1 M2 o VA M3 M4 VA = VB VB VBE T1 R1 VR

107 Źródła napięcia odniesienia Mnożnik VBE VDD M1 M2 o M3 M4 VA VA = VB VB VBE T1 R1 VR

108 Źródła napięcia odniesienia Mnożnik VBE VDD M1 M2 o M3 M4 VA VA = VB VBE VB T1 VBE = VR R1 VR

109 Źródła napięcia odniesienia Mnożnik VBE VDD M1 M2 M5 V R = R 1 = V BE = V BE R 1 o M3 M4 VA VA = VB VBE VB T1 VBE = VR R1 VR

110 Źródła napięcia odniesienia Mnożnik VBE VDD M1 M2 M5 V R = R 1 = V BE = V BE R 1 o M3 M4 VA VA = VB VB VBE T1 VBE = VR R1 VR R2 V wy = R 2 = V BE R 2 R 1

111 Źródła napięcia odniesienia Mnożnik VBE VDD M1 M2 M5 V R = R 1 = V BE = V BE R 1 o M3 M4 VA VA = VB VB VBE T1 VBE = VR R1 VR R2 V wy = R 2 = V BE R 2 R 1 Układ wytwarza napięcie propocjonalne do VBE tranzystora bipolarnego; napięcie to maleje z temperaturą o około 2 R 2 R 1 mv/k

112 Źródła napięcia odniesienia Mnożnik VBE - projektowanie

113 Źródła napięcia odniesienia Mnożnik VBE - projektowanie 1. Wybieramy wartość prądu 0, musi być w zakresie idealnej charakterystyki C(VBE) tranzystora bipolarnego, określamy wartość napięcia VBE dla tego prądu

114 Źródła napięcia odniesienia Mnożnik VBE - projektowanie 1. Wybieramy wartość prądu 0, musi być w zakresie idealnej charakterystyki C(VBE) tranzystora bipolarnego, określamy wartość napięcia VBE dla tego prądu 2. Znając prąd 0 oraz napięcie VBE obliczamy rezystancję R1

115 Źródła napięcia odniesienia Mnożnik VBE - projektowanie 1. Wybieramy wartość prądu 0, musi być w zakresie idealnej charakterystyki C(VBE) tranzystora bipolarnego, określamy wartość napięcia VBE dla tego prądu 2. Znając prąd 0 oraz napięcie VBE obliczamy rezystancję R1 3. Określamy wymiary tranzystorów M1, M2 oraz M3, M4 tak, aby wszystkie przy wybranej wartości prądu 0 pracowały w zakresie nasycenia

116 Źródła napięcia odniesienia Mnożnik VBE - projektowanie 1. Wybieramy wartość prądu 0, musi być w zakresie idealnej charakterystyki C(VBE) tranzystora bipolarnego, określamy wartość napięcia VBE dla tego prądu 2. Znając prąd 0 oraz napięcie VBE obliczamy rezystancję R1 3. Określamy wymiary tranzystorów M1, M2 oraz M3, M4 tak, aby wszystkie przy wybranej wartości prądu 0 pracowały w zakresie nasycenia 4. Obliczamy rezystancję R2 odpowiednią do wymaganej wartości napięcia wyjściowego

117 Źródła napięcia odniesienia Mnożnik kt/q - źródło PTAT

118 Źródła napięcia odniesienia VDD Mnożnik kt/q - źródło PTAT M1 M2 o

119 Źródła napięcia odniesienia VDD Mnożnik kt/q - źródło PTAT M1 M2 o VA M3 M4 VB

120 Źródła napięcia odniesienia VDD Mnożnik kt/q - źródło PTAT M1 M2 o VA M3 M4 VB

121 Źródła napięcia odniesienia Mnożnik kt/q - źródło PTAT VDD M1 M2 o VA M3 M4 VA = VB VB

122 Źródła napięcia odniesienia VDD Mnożnik kt/q - źródło PTAT M1 M2 o VA M3 M4 VA = VB VB T1 VBE1 VBE2 R1 T2 VR

123 Źródła napięcia odniesienia VDD Mnożnik kt/q - źródło PTAT M1 M2 o VA M3 M4 VA = VB VB T1 VBE1 VBE2 R1 T2 VR

124 Źródła napięcia odniesienia VDD Mnożnik kt/q - źródło PTAT M1 M2 o VA M3 M4 VA = VB VB VR = VBE1-VBE2 T1 VBE1 VBE2 R1 T2 VR

125 Źródła napięcia odniesienia VDD Mnożnik kt/q - źródło PTAT M1 M2 M5 V R = R 1 = V BE1 V BE 2 = kt q ln A E 2 A E1 = 1 kt R 1 q ln A E 2 A E1 o gdzie musi być A E 2 = na E1 ; n > 1 VA M3 M4 VA = VB VB VR = VBE1-VBE2 T1 VBE1 VBE2 R1 T2 VR

126 Źródła napięcia odniesienia VDD Mnożnik kt/q - źródło PTAT M1 M2 M5 V R = R 1 = V BE1 V BE 2 = kt q ln A E 2 A E1 = 1 kt R 1 q ln A E 2 A E1 o gdzie musi być A E 2 = na E1 ; n > 1 VA M3 M4 VA = VB VB VR = VBE1-VBE2 T1 VBE1 VBE2 R1 T2 VR R2 V wy = R 2 = R 2 kt R 1 q ln A E 2 A E1 = kt q R 2 ln( n) R 1

127 Źródła napięcia odniesienia VDD Mnożnik kt/q - źródło PTAT M1 M2 M5 V R = R 1 = V BE1 V BE 2 = kt q ln A E 2 A E1 = 1 kt R 1 q ln A E 2 A E1 o gdzie musi być A E 2 = na E1 ; n > 1 VA M3 M4 VA = VB VB VR = VBE1-VBE2 T1 VBE1 VBE2 R1 T2 VR R2 V wy = R 2 = R 2 kt R 1 q ln A E 2 A E1 = kt q R 2 ln( n) R 1 Układ wytwarza napięcie propocjonalne do kt/q, czyli do temperatury absolutnej; napięcie to rośnie z temperaturą jak kt q R 2 R 1 ln n ( ) mv/k

128 Źródła napięcia odniesienia Źródła wykorzystujące tranzystory bipolarne To jest zastosowanie dla podłożowych tranzystorów bipolarnych pnp, kolektory są zwarte z minusem zasilania

129 Źródła napięcia odniesienia Źródła wykorzystujące tranzystory bipolarne To jest zastosowanie dla podłożowych tranzystorów bipolarnych pnp, kolektory są zwarte z minusem zasilania Dla zachowania dokładnej wartości stosunku AE1/AE2 należy tranzystor T2 wykonać przez równoległe połączenie odpowiedniej liczby tranzystorów identycznych z T1

130 Źródła napięcia odniesienia Źródła wykorzystujące tranzystory bipolarne To jest zastosowanie dla podłożowych tranzystorów bipolarnych pnp, kolektory są zwarte z minusem zasilania Dla zachowania dokładnej wartości stosunku AE1/AE2 należy tranzystor T2 wykonać przez równoległe połączenie odpowiedniej liczby tranzystorów identycznych z T1 Można też zaprojektować tranzystor wieloemiterowy kolektor zwarty z bazą emiter T1 emitery T2

131 Źródła napięcia odniesienia Źródło z kompensacją wpływu temperatury dea: sumowanie z właściwymi wagami dwóch napięć: rosnącego ze wzrostem temperatury i malejącego ze wzrostem temperatury Mnożnik VBE VBE: -2 mv/k + Vwy Mnożnik kt/q kt/q: mv/k

132 Źródła napięcia odniesienia Źródło z kompensacją wpływu temperatury dea: sumowanie z właściwymi wagami dwóch napięć: rosnącego ze wzrostem temperatury i malejącego ze wzrostem temperatury Mnożnik VBE VBE: -2 mv/k V wy = p 1 V BE + p 2 kt q + Vwy Mnożnik kt/q kt/q: mv/k

133 Źródła napięcia odniesienia Źródło z kompensacją wpływu temperatury dea: sumowanie z właściwymi wagami dwóch napięć: rosnącego ze wzrostem temperatury i malejącego ze wzrostem temperatury Mnożnik VBE VBE: -2 mv/k + Vwy V wy = p 1 V BE + p 2 kt q Współczynnik temperaturowy Vwy równy zeru, gdy Mnożnik kt/q kt/q: mv/k p 2 p 1 2 0,0862 = 23,2

134 Źródła napięcia odniesienia Źródło z kompensacją wpływu temperatury dea: sumowanie z właściwymi wagami dwóch napięć: rosnącego ze wzrostem temperatury i malejącego ze wzrostem temperatury Mnożnik VBE VBE: -2 mv/k + Vwy V wy = p 1 V BE + p 2 kt q Współczynnik temperaturowy Vwy równy zeru, gdy Mnożnik kt/q kt/q: mv/k p 2 p 1 2 0,0862 = 23,2 Dla p 1 = 1 p 2 = 23,2 ; otrzymujemy V wy = V BE + 23,2 kt q stąd nazwa bandgap reference voltage 0,65V + 0,6V = 1,25V

135 Źródła napięcia odniesienia Źródło z kompensacją wpływu temperatury

136 Źródła napięcia odniesienia Źródło z kompensacją wpływu temperatury VDD VDD M5 M2 M1 M1 M2 M5 2 2 o2 o1 1 1 VB M4 M3 VA VA VBE T1 M3 M4 VB R1 VR1 R3 Vwy VR2 R2 VBE1 VBE2 T1

137 Źródła napięcia odniesienia Źródło z kompensacją wpływu temperatury VDD VDD M5 M2 M1 M1 M2 M5 2 2 o2 Mnożnik VBE o1 1 1 VB M4 M3 VA VA VBE T1 M3 M4 VB R1 VR1 R3 Vwy VR2 R2 VBE1 VBE2 T1

138 Źródła napięcia odniesienia Źródło z kompensacją wpływu temperatury VDD VDD M5 M2 M1 M1 M2 M5 2 2 o2 Mnożnik VBE o1 1 1 VB M4 M3 VA Mnożnik kt/q VA VBE T1 M3 M4 VB R1 VR1 R3 Vwy VR2 R2 VBE1 VBE2 T1

139 Źródła napięcia odniesienia Źródło z kompensacją wpływu temperatury VDD VDD M5 M2 M1 M1 M2 M5 2 2 o2 Mnożnik VBE o1 1 1 VB M4 M3 VA Mnożnik kt/q VA VBE T1 M3 M4 VB R1 VR1 R3 Vwy VR2 R2 VBE1 VBE2 T1 Zamiast sumować napięcia wygodniej jest sumować prądy (z właściwymi wagami: ) 2 23,2 1

140 Źródła napięcia odniesienia Źródło z kompensacją wpływu temperatury Mnożnik VBE i mnożnik kt/q można połączyć VDD M1 M2 M VA 02 M3 M4 VB 2 1 R1 VR1 VBE1 VBE2 R2 VR2 R1 VR1 R3 T1 T2

141 Źródła napięcia odniesienia Źródło z kompensacją wpływu temperatury Mnożnik VBE i mnożnik kt/q można połączyć VDD M1 M2 M = 1 = V BE1 R 1 R1 01 VR1 VA 02 M3 M4 VBE1 VBE2 VB R2 2 VR2 R1 1 VR1 R3 T1 T2

142 Źródła napięcia odniesienia Źródło z kompensacją wpływu temperatury Mnożnik VBE i mnożnik kt/q można połączyć VDD M1 M2 M5 01 = 1 = V BE1 R 1 R1 01 VR VA 02 M3 M4 VBE1 VBE2 VB R VR2 R1 1 VR1 R = 2 = 1 kt R 2 q ln A E 2 A E1 = 1 kt R 2 q ln n ( ) T1 T2

143 Źródła napięcia odniesienia Źródło z kompensacją wpływu temperatury Mnożnik VBE i mnożnik kt/q można połączyć VDD M1 M2 M5 01 = 1 = V BE1 R 1 R1 01 VR VA 02 M3 M4 VBE1 VBE2 VB R VR2 R1 1 VR1 R = 2 = 1 kt R 2 q ln A E 2 = 1 kt R 2 q ln n A E1 V wy = 1 V BE1 + ln ( n ) R 1 R 2 kt q ( ) T1 T2

144 Źródła napięcia odniesienia Źródło z kompensacją wpływu temperatury Mnożnik VBE i mnożnik kt/q można połączyć VDD M1 M2 M5 01 = 1 = V BE1 R 1 R1 01 VR VA 02 M3 M4 VBE1 VBE2 VB R2 T1 T VR2 R1 1 VR1 R = 2 = 1 kt R 2 q ln A E 2 = 1 kt R 2 q ln n A E1 V wy = 1 V BE1 + ln ( n ) R 1 R 2 kt q ( ) V wy = p 1 V BE1 + p 2 kt q ; p 2 p 1 23,2

145 Źródła napięcia odniesienia Źródło z kompensacją wpływu temperatury Mnożnik VBE i mnożnik kt/q można połączyć VDD M1 M2 M5 01 = 1 = V BE1 R 1 R1 01 VR VA 02 T1 M3 M4 VBE1 VBE2 VB R2 T VR2 R1 1 VR1 R3 1+2 Stąd warunek stabilności temperaturowej: 02 = 2 = 1 kt R 2 q ln A E 2 = 1 kt R 2 q ln n A E1 V wy = 1 V BE1 + ln ( n ) R 1 R 2 kt q ( ) V wy = p 1 V BE1 + p 2 kt q ; p 2 p 1 23,2 R 1 ln n ( ) R 2 23,2

146 Źródła napięcia odniesienia Źródło z kompensacją wpływu temperatury Przykład zależności napięcia od temperatury Napięcie Vwy [V] ,05 mv Temperatura C

147 Źródła napięcia odniesienia Źródło z kompensacją wpływu temperatury Przykład zależności napięcia Vwy od napięcia zasilania V v(7) 2.50 Tranzystory MOS o L=Lmin Tranzystory MOS o L=2Lmin Tranzystory MOS o L=6Lmin voltage sweep V

148 Źródła napięcia odniesienia Źródło z kompensacją wpływu temperatury Praktyczne wskazówki: Źródło typu bandgap reference nie nadaje się przy niskich napięciach zasilania Tranzystory MOS powinny być długie Wszystkie rezystory tego samego rodzaju Należy dbać o minimalizację rozrzutów lokalnych Dla zminimalizowania zmian napięcia z temperaturą można dostrajać rezystancje rezystorów R1 (zawsze jednakowych); zależność VBE od temperatury waha się między -1,8 mv/k a -2,3 mv/k, zatem optymalny stosunek R1ln(n)/R2 może wynosić od do

149 Źródła napięcia odniesienia Źródło bez tranzystorów bipolarnych VDD dea: T1, T3 w zakresie podprogowym T2 T4 T5 T1 T3 VGS R1 R2

150 Źródła napięcia odniesienia Źródło bez tranzystorów bipolarnych VDD dea: T1, T3 w zakresie podprogowym T2 T4 T5 ( ) W D( p) = t L exp q V GS V TH nkt 1 exp qv DS kt T1 T3 VGS R1 R2

151 Źródła napięcia odniesienia Źródło bez tranzystorów bipolarnych VDD dea: T1, T3 w zakresie podprogowym T2 T4 T5 ( ) W D( p) = t L exp q V GS V TH nkt 1 exp qv DS kt T1 T3 ΔV GS = kt q ln ( W / L ) 3 W / L ( W / L) 2 ( ) 1 ( W / L) 4 VGS R1 R2

152 Źródła napięcia odniesienia Źródło bez tranzystorów bipolarnych VDD dea: T1, T3 w zakresie podprogowym T2 T4 T5 ( ) W D( p) = t L exp q V GS V TH nkt 1 exp qv DS kt T1 T3 ΔV GS = kt q ln ( W / L ) 3 W / L ( W / L) 2 ( ) 1 ( W / L) 4 VGS R1 R2 V wy = ΔV GS R 2 R 1

153 Źródła napięcia odniesienia Źródło bez tranzystorów bipolarnych VDD dea: T1, T3 w zakresie podprogowym T2 T4 T5 ( ) W D( p) = t L exp q V GS V TH nkt 1 exp qv DS kt T1 T3 ΔV GS = kt q ln ( W / L ) 3 W / L ( W / L) 2 ( ) 1 ( W / L) 4 VGS R1 R2 V wy = ΔV GS R 2 R 1 W praktyce dość trudno dobrać tak wymiary tranzystorów, by pracowały we właściwych zakresach

154 Źródła napięcia odniesienia Źródło bez tranzystorów bipolarnych: przykład praktyczny VDD Vwy Tranzystor izolujący Komp. temperaturowa Tranzystor startowy Tranzystory zastępujące rezystor (praca w zakresie liniowym) T. Borejko and W. A. Pleskacz, A Resistorless Voltage Reference Source for 90 nm CMOS Technology with Low Sensitivity to Process and Temperature Variations, Proc. EEE DDECS 2008, pp. 1-6

155 Źródła napięcia odniesienia nne źródło bez tranzystorów bipolarnych 0 T2 T4 T5 VDD dea: T3 - tranzystor o niższym napięciu progowym, niż T1; wszystkie tranzystory w nasyceniu T1 T3 VGS R1 R2

156 Źródła napięcia odniesienia nne źródło bez tranzystorów bipolarnych 0 T2 T4 T5 VDD dea: T3 - tranzystor o niższym napięciu progowym, niż T1; wszystkie tranzystory w nasyceniu ΔV GS = V TH ' µc ox L W V TH 2 2 ' µc ox L W V TH1 V TH 2 T1 T3 VGS R1 R2

157 Źródła napięcia odniesienia nne źródło bez tranzystorów bipolarnych 0 T2 T4 T5 VDD dea: T3 - tranzystor o niższym napięciu progowym, niż T1; wszystkie tranzystory w nasyceniu ΔV GS = V TH ' µc ox L W V TH 2 2 ' µc ox L W V TH1 V TH 2 T1 T3 VGS R1 R2 V wy = ΔV GS R 2 R 1

158 Źródła napięcia odniesienia nne źródło bez tranzystorów bipolarnych 0 T2 T4 T5 VDD dea: T3 - tranzystor o niższym napięciu progowym, niż T1; wszystkie tranzystory w nasyceniu ΔV GS = V TH ' µc ox L W V TH 2 2 ' µc ox L W V TH1 V TH 2 T1 T3 VGS R1 R2 V wy = ΔV GS R 2 R 1 Tranzystory o dwóch różnych napięciach progowych są dostępne w nielicznych technologiach

159 Dzielniki napięcia

160 Dzielniki napięcia Rezystancyjny V we R1 R2 V wy = V we R 2 R 1 + R 2 Może być dość dokładny Wada: pobór prądu

161 Dzielniki napięcia Rezystancyjny Pojemnościowy V we V we R1 R2 V wy = V we R 2 R 1 + R 2 C1 C2 V wy = V we C 1 + C 2 C 2 Może być dość dokładny Wada: pobór prądu Może być dość dokładny Wada: upływności zmieniają proporcje podziału Rzadko stosowany

162 Dzielniki napięcia Tranzystorowy V we V we M2 M2 V wy V wy M1 M1

163 Dzielniki napięcia Tranzystorowy M2 V we M2 V we V wy = V we α 2 α 1 +α 2 + α 1 V TH1 α 2 V TH2 α 1 +α 2 M1 V wy M1 V wy W α 1 = µ 1 L 1 W α 2 = µ 2 L 2

164 Dzielniki napięcia Tranzystorowy M2 V we M2 V we V wy = V we α 2 α 1 +α 2 + α 1 V TH1 α 2 V TH2 α 1 +α 2 M1 V wy M1 V wy W α 1 = µ 1 L 1 W α 2 = µ 2 L 2 Znacznie mniej dokładny Mniejszy pobór prądu, niż dla dzielnika rezystorowego

165 Układy przesuwania poziomu składowej stałej VDD Wtórnik źródłowy VDD we ΔV wy we ΔV wy ΔV = V TH + 2 ' µc ox L W Wada: zależność od napięcia progowego (rozrzut)

166 Układy przesuwania poziomu składowej stałej Układ o przesunięciu niezależnym od napięcia progowego VDD 1 2 Vwe M1 M2 Vwy 1+2

167 Układy przesuwania poziomu składowej stałej Układ o przesunięciu niezależnym od napięcia progowego VDD 1 2 Vwe M1 M2 Vwy 1+2 V wy V we = V TH ' µc ox L W 2 V TH 2 1 ' µc ox L W 1 = 2 2 ' µc ox L W ' µc ox L W 1

Analogowy układ mnożący

Analogowy układ mnożący PUAV Wykład 12 Pomiar mocy: P = V I R I V 2 = IR Pomiar poboru mocy: V V 1 V 1 V 2 = VIR Odb. Pomiar kwadratu amplitudy sygnału (np. szumów): v n v n v n v n 2 Inne operacje nieliniowe na sygnałach Dzielenie

Bardziej szczegółowo

Tranzystory bipolarne w układach CMOS

Tranzystory bipolarne w układach CMOS PUAV Wykład 4 Tranzystory bipolarne w układach CMOS Tranzystor nmos Tranzystor pmos M1 (Al) M2 (Al) M1 (Al) M1 (Al) Tlenek polowy S Bramka poli typu n Tlenek bramkowy D Tlenek polowy Podłoże typu p D Bramka

Bardziej szczegółowo

Stopnie wzmacniające

Stopnie wzmacniające PUAV Wykład 7 Najprostszy wzmacniacz R Tranzystor pracuje w zakresie nasycenia Konduktancja jściowa tranzystora do pominięcia: g ds

Bardziej szczegółowo

Szumy Wprowadzenie. Źródłem szumu nazywamy źródło napięcia lub prądu, które generuje przebieg o losowej wartości chwilowej napięcia lub prądu

Szumy Wprowadzenie. Źródłem szumu nazywamy źródło napięcia lub prądu, które generuje przebieg o losowej wartości chwilowej napięcia lub prądu PUAV Wykład 3 Szumy Wprowadzenie Szumy Wprowadzenie Źródłem szumu nazywamy źródło napięcia lub prądu, które generuje przebieg o losowej wartości chwilowej napięcia lub prądu Szumy Wprowadzenie Źródłem

Bardziej szczegółowo

Tranzystory bipolarne elementarne układy pracy i polaryzacji

Tranzystory bipolarne elementarne układy pracy i polaryzacji Tranzystory bipolarne elementarne układy pracy i polaryzacji Ryszard J. Barczyński, 2010 2014 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego

Bardziej szczegółowo

Modelowanie elementów Wprowadzenie

Modelowanie elementów Wprowadzenie PUAV Wykład 2 Modelowanie elementów Wprowadzenie Modelowanie elementów Wprowadzenie Modelem elementu elektronicznego nazywamy ilościowy opis jego elektrycznych charakterystyk Modelowanie elementów Wprowadzenie

Bardziej szczegółowo

Tranzystory bipolarne elementarne układy pracy i polaryzacji

Tranzystory bipolarne elementarne układy pracy i polaryzacji Tranzystory bipolarne elementarne układy pracy i polaryzacji Ryszard J. Barczyński, 2016 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego Układy

Bardziej szczegółowo

Technologia BiCMOS Statystyka procesów produkcji

Technologia BiCMOS Statystyka procesów produkcji Technologia BiCMOS Statystyka procesów produkcji 1 Technologia BiCMOS 2 Technologia CMOS i BiCMOS Tranzystor nmos Tranzystor pmos M2 (Cu) M3 (Cu) M1 (Cu) S Poli typu n D M1 (Cu) D Poli typu p S M1 (Cu)

Bardziej szczegółowo

Laboratorium Elektroniki

Laboratorium Elektroniki Wydział Mechaniczno-Energetyczny Laboratorium Elektroniki Badanie wzmacniaczy tranzystorowych i operacyjnych 1. Wstęp teoretyczny Wzmacniacze są bardzo często i szeroko stosowanym układem elektronicznym.

Bardziej szczegółowo

Liniowe układy scalone w technice cyfrowej

Liniowe układy scalone w technice cyfrowej Liniowe układy scalone w technice cyfrowej Wykład 6 Zastosowania wzmacniaczy operacyjnych: konwertery prąd-napięcie i napięcie-prąd, źródła prądowe i napięciowe, przesuwnik fazowy Konwerter prąd-napięcie

Bardziej szczegółowo

Tranzystorowe wzmacniacze OE OB OC. na tranzystorach bipolarnych

Tranzystorowe wzmacniacze OE OB OC. na tranzystorach bipolarnych Tranzystorowe wzmacniacze OE OB OC na tranzystorach bipolarnych Wzmacniacz jest to urządzenie elektroniczne, którego zadaniem jest : proporcjonalne zwiększenie amplitudy wszystkich składowych widma sygnału

Bardziej szczegółowo

Ćwiczenie 5. Zastosowanie tranzystorów bipolarnych cd. Wzmacniacze MOSFET

Ćwiczenie 5. Zastosowanie tranzystorów bipolarnych cd. Wzmacniacze MOSFET Ćwiczenie 5 Zastosowanie tranzystorów bipolarnych cd. Wzmacniacze MOSFET Układ Super Alfa czyli tranzystory w układzie Darlingtona Zbuduj układ jak na rysunku i zaobserwuj dla jakiego położenia potencjometru

Bardziej szczegółowo

Komparator napięcia. Komparator a wzmacniacz operacyjny. Vwe1. Vwy. Vwe2

Komparator napięcia. Komparator a wzmacniacz operacyjny. Vwe1. Vwy. Vwe2 PUAV Wykład 11 Komparator a wzmacniacz operacyjny Vwe1 Vwe2 + Vwy Komparator a wzmacniacz operacyjny Vwe1 Vwe2 + Vwy Wzmacniacz operacyjny ( ) V wy = k u V we2 V we1 Komparator a wzmacniacz operacyjny

Bardziej szczegółowo

Przykładowe zadanie egzaminacyjne dla kwalifikacji E.20 w zawodzie technik elektronik

Przykładowe zadanie egzaminacyjne dla kwalifikacji E.20 w zawodzie technik elektronik 1 Przykładowe zadanie egzaminacyjne dla kwalifikacji E.20 w zawodzie technik elektronik Znajdź usterkę oraz wskaż sposób jej usunięcia w zasilaczu napięcia stałego 12V/4A, wykonanym w oparciu o układ scalony

Bardziej szczegółowo

Opracowane przez D. Kasprzaka aka 'master' i D. K. aka 'pastakiller' z Technikum Elektronicznego w ZSP nr 1 w Inowrocławiu.

Opracowane przez D. Kasprzaka aka 'master' i D. K. aka 'pastakiller' z Technikum Elektronicznego w ZSP nr 1 w Inowrocławiu. Opracowane przez D. Kasprzaka aka 'master' i D. K. aka 'pastakiller' z Technikum Elektronicznego w ZSP nr 1 w Inowrocławiu. WZMACNIACZ 1. Wzmacniacz elektryczny (wzmacniacz) to układ elektroniczny, którego

Bardziej szczegółowo

11. Wzmacniacze mocy. Klasy pracy tranzystora we wzmacniaczach mocy. - kąt przepływu

11. Wzmacniacze mocy. Klasy pracy tranzystora we wzmacniaczach mocy. - kąt przepływu 11. Wzmacniacze mocy 1 Wzmacniacze mocy są układami elektronicznymi, których zadaniem jest dostarczenie do obciążenia wymaganej (na ogół dużej) mocy wyjściowej przy możliwie dużej sprawności i małych zniekształceniach

Bardziej szczegółowo

Wykład VIII TRANZYSTOR BIPOLARNY

Wykład VIII TRANZYSTOR BIPOLARNY Wykład VIII TRANZYSTOR BIPOLARNY Tranzystor Trójkońcówkowy półprzewodnikowy element elektroniczny, posiadający zdolność wzmacniania sygnału elektrycznego. Nazwa tranzystor pochodzi z angielskiego zwrotu

Bardziej szczegółowo

Wzmacniacze prądu stałego

Wzmacniacze prądu stałego PUAV Wykład 13 Wzmacniacze prądu stałego Idea Problem: wzmacniacz prądu stałego (lub sygnałów o bardzo małej częstotliwości, rzędu ułamków Hz) zrealizowany konwencjonalnie wprowadza błąd wynikający z wejściowego

Bardziej szczegółowo

Budowa. Metoda wytwarzania

Budowa. Metoda wytwarzania Budowa Tranzystor JFET (zwany też PNFET) zbudowany jest z płytki z jednego typu półprzewodnika (p lub n), która stanowi tzw. kanał. Na jego końcach znajdują się styki źródła (ang. source - S) i drenu (ang.

Bardziej szczegółowo

PL B1. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE, Kraków, PL BUP 14/12

PL B1. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE, Kraków, PL BUP 14/12 PL 218560 B1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 218560 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 393408 (51) Int.Cl. H03F 3/18 (2006.01) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia:

Bardziej szczegółowo

LABORATORIUM ELEKTRONIKA I ENERGOELEKTRONIKA BADANIE GENERATORÓW PRZEBIEGÓW PROSTOKĄTNYCH I GENERATORÓW VCO

LABORATORIUM ELEKTRONIKA I ENERGOELEKTRONIKA BADANIE GENERATORÓW PRZEBIEGÓW PROSTOKĄTNYCH I GENERATORÓW VCO LABORATORIUM ELEKTRONIKA I ENERGOELEKTRONIKA BADANIE GENERATORÓW PRZEBIEGÓW PROSTOKĄTNYCH I GENERATORÓW VCO Opracował: mgr inż. Andrzej Biedka . Zapoznać się ze schematem ideowym płytki ćwiczeniowej 2.

Bardziej szczegółowo

Wzmacniacze napięciowe z tranzystorami komplementarnymi CMOS

Wzmacniacze napięciowe z tranzystorami komplementarnymi CMOS Wzmacniacze napięciowe z tranzystorami komplementarnymi CMOS Cel ćwiczenia: Praktyczne wykorzystanie wiadomości do projektowania wzmacniacza z tranzystorami CMOS Badanie wpływu parametrów geometrycznych

Bardziej szczegółowo

Liniowe układy scalone. Komparatory napięcia i ich zastosowanie

Liniowe układy scalone. Komparatory napięcia i ich zastosowanie Liniowe układy scalone Komparatory napięcia i ich zastosowanie Komparator Zadaniem komparatora jest wytworzenie sygnału logicznego 0 lub 1 na wyjściu w zależności od znaku różnicy napięć wejściowych Jest

Bardziej szczegółowo

Liniowe układy scalone. Wykład 2 Wzmacniacze różnicowe i sumujące

Liniowe układy scalone. Wykład 2 Wzmacniacze różnicowe i sumujące Liniowe układy scalone Wykład 2 Wzmacniacze różnicowe i sumujące Wzmacniacze o wejściu symetrycznym Do wzmacniania małych sygnałów z różnych czujników, występujących na tle dużej składowej sumacyjnej (tłumionej

Bardziej szczegółowo

Liniowe układy scalone. Budowa scalonego wzmacniacza operacyjnego

Liniowe układy scalone. Budowa scalonego wzmacniacza operacyjnego Liniowe układy scalone Budowa scalonego wzmacniacza operacyjnego Wzmacniacze scalone Duża różnorodność Powtarzające się układy elementarne Układy elementarne zbliżone do odpowiedników dyskretnych, ale

Bardziej szczegółowo

Instrukcja nr 5. Wzmacniacz różnicowy Stabilizator napięcia Tranzystor MOSFET

Instrukcja nr 5. Wzmacniacz różnicowy Stabilizator napięcia Tranzystor MOSFET Instrukcja nr 5 Wzmacniacz różnicowy Stabilizator napięcia Tranzystor MOSFET AGH Zespół Mikroelektroniki Układy Elektroniczne J. Ostrowski, P. Dorosz Lab 5.1 Wzmacniacz różnicowy Wzmacniacz różnicowy jest

Bardziej szczegółowo

Tranzystor bipolarny. przykłady zastosowań cz. 1

Tranzystor bipolarny. przykłady zastosowań cz. 1 Tranzystor bipolarny przykłady zastosowań cz. 1 Ryszard J. Barczyński, 2016 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego Wzmacniacz prądu

Bardziej szczegółowo

Ćwiczenie - 3. Parametry i charakterystyki tranzystorów

Ćwiczenie - 3. Parametry i charakterystyki tranzystorów Spis treści Ćwiczenie - 3 Parametry i charakterystyki tranzystorów 1 Cel ćwiczenia 1 2 Podstawy teoretyczne 2 2.1 Tranzystor bipolarny................................. 2 2.1.1 Charakterystyki statyczne

Bardziej szczegółowo

Wykład X TRANZYSTOR BIPOLARNY

Wykład X TRANZYSTOR BIPOLARNY Wykład X TRANZYSTOR BIPOLARNY Tranzystor Trójkoocówkowy półprzewodnikowy element elektroniczny, posiadający zdolnośd wzmacniania sygnału elektrycznego. Nazwa tranzystor pochodzi z angielskiego zwrotu "transfer

Bardziej szczegółowo

Ćwiczenie - 4. Podstawowe układy pracy tranzystorów

Ćwiczenie - 4. Podstawowe układy pracy tranzystorów LABORATORIM ELEKTRONIKI Spis treści Ćwiczenie - 4 Podstawowe układy pracy tranzystorów 1 Cel ćwiczenia 1 2 Podstawy teoretyczne 2 2.1 Podstawowe układy pracy tranzystora........................ 2 2.2 Wzmacniacz

Bardziej szczegółowo

ELEMENTY ELEKTRONICZNE. Układy polaryzacji i stabilizacji punktu pracy tranzystora

ELEMENTY ELEKTRONICZNE. Układy polaryzacji i stabilizacji punktu pracy tranzystora Politechnika Białostocka Wydział Elektryczny Katedra Automatyki i Elektroniki Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych z przedmiotu: ELEMENTY ELEKTRONICZNE TS1C300 018 Układy polaryzacji i stabilizacji punktu

Bardziej szczegółowo

Politechnika Białostocka

Politechnika Białostocka Politechnika Białostocka Wydział Elektryczny Katedra Automatyki i Elektroniki Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych z przedmiotu: ELEKTRONIKA EKS1A300024 BADANIE TRANZYSTORÓW BIAŁYSTOK 2015 1. CEL I ZAKRES

Bardziej szczegółowo

Właściwości tranzystora MOSFET jako przyrządu (klucza) mocy

Właściwości tranzystora MOSFET jako przyrządu (klucza) mocy Właściwości tranzystora MOSFET jako przyrządu (klucza) mocy Zalety sterowanie polowe niska moc sterowania wyłącznie nośniki większościowe krótki czas przełączania wysoka maksymalna częstotliwość pracy

Bardziej szczegółowo

Laboratorium układów elektronicznych. Zasilanie i stabilizacja punktu pracy tranzystorów bipolarnych i unipolarnych.

Laboratorium układów elektronicznych. Zasilanie i stabilizacja punktu pracy tranzystorów bipolarnych i unipolarnych. Ćwiczenie numer Zasilanie i stabilizacja punktu pracy tranzystorów bipolarnych i unipolarnych Zagadnienia do przygotowania kłady zasilania tranzystorów bipolarnych Wpływ temperatury na podstawowe parametry

Bardziej szczegółowo

Liniowe układy scalone

Liniowe układy scalone Liniowe układy scalone Układy wzmacniaczy operacyjnych z elementami nieliniowymi: prostownik liniowy, ograniczniki napięcia, diodowe generatory funkcyjne układy logarytmujące i alogarytmujące, układy mnożące

Bardziej szczegółowo

TEORIA TRANZYSTORÓW MOS. Charakterystyki statyczne

TEORIA TRANZYSTORÓW MOS. Charakterystyki statyczne TEORIA TRANZYSTORÓW MOS Charakterystyki statyczne n Aktywne podłoże, a napięcia polaryzacji złącz tranzystora wzbogacanego nmos Obszar odcięcia > t, = 0 < t Obszar liniowy (omowy) Kanał indukowany napięciem

Bardziej szczegółowo

PL B1. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE, Kraków, PL BUP 12/15

PL B1. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE, Kraków, PL BUP 12/15 PL 223865 B1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 223865 (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: 406254 (22) Data zgłoszenia: 26.11.2013 (51) Int.Cl.

Bardziej szczegółowo

Liniowe układy scalone

Liniowe układy scalone Liniowe układy scalone Wykład 3 Układy pracy wzmacniaczy operacyjnych - całkujące i różniczkujące Cechy układu całkującego Zamienia napięcie prostokątne na trójkątne lub piłokształtne (stała czasowa układu)

Bardziej szczegółowo

Pracownia pomiarów i sterowania Ćwiczenie 3 Proste przyrządy elektroniczne

Pracownia pomiarów i sterowania Ćwiczenie 3 Proste przyrządy elektroniczne Małgorzata Marynowska Uniwersytet Wrocławski, I rok Fizyka doświadczalna II stopnia Prowadzący: dr M. Grodzicki Data wykonania ćwiczenia: 14.04.2015 Pracownia pomiarów i sterowania Ćwiczenie 3 Proste przyrządy

Bardziej szczegółowo

Podstawy Elektroniki dla Informatyki. Tranzystory unipolarne MOS

Podstawy Elektroniki dla Informatyki. Tranzystory unipolarne MOS AGH Katedra Elektroniki Podstawy Elektroniki dla Informatyki Tranzystory unipolarne MOS Ćwiczenie 3 2014 r. 1 1. Wstęp. Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z działaniem i zastosowaniami tranzystora unipolarnego

Bardziej szczegółowo

Wydział Elektryczny. Temat i plan wykładu. Politechnika Białostocka. Wzmacniacze

Wydział Elektryczny. Temat i plan wykładu. Politechnika Białostocka. Wzmacniacze Politechnika Białostocka Temat i plan wykładu Wydział Elektryczny Wzmacniacze 1. Wprowadzenie 2. Klasyfikacja i podstawowe parametry 3. Wzmacniacz w układzie OE 4. Wtórnik emiterowy 5. Wzmacniacz róŝnicowy

Bardziej szczegółowo

Tranzystory bipolarne w układach CMOS i ich modelowanie

Tranzystory bipolarne w układach CMOS i ich modelowanie Tranzystory bipolarne w układach CMOS i ich modelowanie 1. Po co modelujemy tranzystory bipolarne? W analogowych układach CMOS pasożytnicze struktury bipolarne bywają wykorzystywane jako elementy aktywne.

Bardziej szczegółowo

ZŁĄCZOWY TRANZYSTOR POLOWY

ZŁĄCZOWY TRANZYSTOR POLOWY L A B O R A T O R I U M ELEMENTY ELEKTRONICZNE ZŁĄCZOWY TRANZYSTOR POLOWY RE. 2.0 1. CEL ĆWICZENIA - Pomiary charakterystyk prądowo-napięciowych tranzystora. - Wyznaczenie podstawowych parametrów tranzystora

Bardziej szczegółowo

Politechnika Białostocka

Politechnika Białostocka Politechnika Białostocka Wydział Elektryczny Katedra Automatyki i Elektroniki Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych z przedmiotu: ELEKTRONIKA EKS1A300024 Zastosowania wzmacniaczy operacyjnych w układach

Bardziej szczegółowo

Wzmacniacze napięciowe z tranzystorami komplementarnymi CMOS

Wzmacniacze napięciowe z tranzystorami komplementarnymi CMOS Wzmacniacze napięciowe z tranzystorami komplementarnymi CMOS Cel ćwiczenia: Praktyczne wykorzystanie wiadomości do projektowania wzmacniacza z tranzystorami CMOS Badanie wpływu parametrów geometrycznych

Bardziej szczegółowo

Układy akwizycji danych. Komparatory napięcia Przykłady układów

Układy akwizycji danych. Komparatory napięcia Przykłady układów Układy akwizycji danych Komparatory napięcia Przykłady układów Komparatory napięcia 2 Po co komparator napięcia? 3 Po co komparator napięcia? Układy pomiarowe, automatyki 3 Po co komparator napięcia? Układy

Bardziej szczegółowo

Vgs. Vds Vds Vds. Vgs

Vgs. Vds Vds Vds. Vgs Ćwiczenie 18 Temat: Wzmacniacz JFET i MOSFET w układzie ze wspólnym źródłem. Cel ćwiczenia: Wzmacniacz JFET w układzie ze wspólnym źródłem. Zapoznanie się z konfiguracją polaryzowania tranzystora JFET.

Bardziej szczegółowo

Ćwiczenie 4- tranzystor bipolarny npn, pnp

Ćwiczenie 4- tranzystor bipolarny npn, pnp Ćwiczenie 4- tranzystor bipolarny npn, pnp Tranzystory są to urządzenia półprzewodnikowe, które umożliwiają sterowanie przepływem dużego prądu, za pomocą prądu znacznie mniejszego. Tranzystor bipolarny

Bardziej szczegółowo

Ćwiczenie 21 Temat: Komparatory ze wzmacniaczem operacyjnym. Przerzutnik Schmitta i komparator okienkowy Cel ćwiczenia

Ćwiczenie 21 Temat: Komparatory ze wzmacniaczem operacyjnym. Przerzutnik Schmitta i komparator okienkowy Cel ćwiczenia Ćwiczenie 21 Temat: Komparatory ze wzmacniaczem operacyjnym. Przerzutnik Schmitta i komparator okienkowy Cel ćwiczenia Poznanie zasady działania układów komparatorów. Prześledzenie zależności napięcia

Bardziej szczegółowo

12. Zasilacze. standardy sieci niskiego napięcia tj. sieci dostarczającej energię do odbiorców indywidualnych

12. Zasilacze. standardy sieci niskiego napięcia tj. sieci dostarczającej energię do odbiorców indywidualnych . Zasilacze Wojciech Wawrzyński Wykład z przedmiotu Podstawy Elektroniki - wykład Zasilacz jest to urządzenie, którego zadaniem jest przekształcanie napięcia zmiennego na napięcie stałe o odpowiednich

Bardziej szczegółowo

Ćwiczenie 24 Temat: Układy bramek logicznych pomiar napięcia i prądu. Cel ćwiczenia

Ćwiczenie 24 Temat: Układy bramek logicznych pomiar napięcia i prądu. Cel ćwiczenia Ćwiczenie 24 Temat: Układy bramek logicznych pomiar napięcia i prądu. Cel ćwiczenia Poznanie własności i zasad działania różnych bramek logicznych. Zmierzenie napięcia wejściowego i wyjściowego bramek

Bardziej szczegółowo

Lekcja 19. Temat: Wzmacniacze pośrednich częstotliwości.

Lekcja 19. Temat: Wzmacniacze pośrednich częstotliwości. Lekcja 19 Temat: Wzmacniacze pośrednich częstotliwości. Wzmacniacze pośrednich częstotliwości zazwyczaj są trzy- lub czterostopniowe, gdyż sygnał na ich wejściu musi być znacznie wzmocniony niż we wzmacniaczu

Bardziej szczegółowo

Ćwiczenie nr 4 Tranzystor bipolarny (npn i pnp)

Ćwiczenie nr 4 Tranzystor bipolarny (npn i pnp) Ćwiczenie nr 4 Tranzystor bipolarny (npn i pnp) Tranzystory są to urządzenia półprzewodnikowe, które umożliwiają sterowanie przepływem dużego prądu, za pomocą prądu znacznie mniejszego. Tranzystor bipolarny

Bardziej szczegółowo

Zbiór zadań z elektroniki - obwody prądu stałego.

Zbiór zadań z elektroniki - obwody prądu stałego. Zbiór zadań z elektroniki - obwody prądu stałego. Zadanie 1 Na rysunku 1 przedstawiono schemat sterownika dwukolorowej diody LED. Należy obliczyć wartość natężenia prądu płynącego przez diody D 2 i D 3

Bardziej szczegółowo

Laboratorium KOMPUTEROWE PROJEKTOWANIE UKŁADÓW

Laboratorium KOMPUTEROWE PROJEKTOWANIE UKŁADÓW Laboratorium KOMPUTEROWE PROJEKTOWANIE UKŁADÓW SYMULACJA UKŁADÓW ELEKTRONICZNYCH Z ZASTOSOWANIEM PROGRAMU SPICE Opracował dr inż. Michał Szermer Łódź, dn. 03.01.2017 r. ~ 2 ~ Spis treści Spis treści 3

Bardziej szczegółowo

Tranzystor bipolarny

Tranzystor bipolarny Tranzystor bipolarny 1. zas trwania: 6h 2. ele ćwiczenia adanie własności podstawowych układów wykorzystujących tranzystor bipolarny. 3. Wymagana znajomość pojęć zasada działania tranzystora bipolarnego,

Bardziej szczegółowo

Politechnika Białostocka

Politechnika Białostocka Politechnika Białostocka Wydział Elektryczny Katedra Automatyki i Elektroniki Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych z przedmiotu: ELEKTRONIKA 2 (EZ1C500 055) BADANIE DIOD I TRANZYSTORÓW Białystok 2006

Bardziej szczegółowo

Lustra prądowe i układ polaryzacji

Lustra prądowe i układ polaryzacji Politechnika Warszawska Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki Instrukcja do przedmiotu Projektowanie układów analogowych dla systemów VLSI Lustra prądowe

Bardziej szczegółowo

ĆWICZENIE 14 BADANIE SCALONYCH WZMACNIACZY OPERACYJNYCH

ĆWICZENIE 14 BADANIE SCALONYCH WZMACNIACZY OPERACYJNYCH 1 ĆWICZENIE 14 BADANIE SCALONYCH WZMACNIACZY OPERACYJNYCH 14.1. CEL ĆWICZENIA Celem ćwiczenia jest pomiar wybranych charakterystyk i parametrów określających podstawowe właściwości statyczne i dynamiczne

Bardziej szczegółowo

Układy zasilania tranzystorów

Układy zasilania tranzystorów kłady zasilania tranzystorów Wrocław 2 Punkt pracy tranzystora B BQ Q Q Q BQ B Q Punkt pracy tranzystora Tranzystor unipolarny SS Q Q Q GS p GSQ SQ S opuszczalny obszar pracy (safe operating conditions

Bardziej szczegółowo

Ćwiczenie 10 Temat: Własności tranzystora. Podstawowe własności tranzystora Cel ćwiczenia

Ćwiczenie 10 Temat: Własności tranzystora. Podstawowe własności tranzystora Cel ćwiczenia Ćwiczenie 10 Temat: Własności tranzystora. Podstawowe własności tranzystora Cel ćwiczenia Poznanie podstawowych własności tranzystora. Wyznaczenie prądów tranzystorów typu n-p-n i p-n-p. Czytanie schematów

Bardziej szczegółowo

Tranzystor bipolarny. przykłady zastosowań

Tranzystor bipolarny. przykłady zastosowań Tranzystor bipolarny przykłady zastosowań Ryszard J. Barczyński, 2012 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego Publikacja współfinansowana

Bardziej szczegółowo

Tranzystory polowe FET(JFET), MOSFET

Tranzystory polowe FET(JFET), MOSFET Tranzystory polowe FET(JFET), MOSFET Ryszard J. Barczyński, 2012 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego Publikacja współfinansowana

Bardziej szczegółowo

Tranzystory. 1. Tranzystory bipolarne 2. Tranzystory unipolarne. unipolarne. bipolarny

Tranzystory. 1. Tranzystory bipolarne 2. Tranzystory unipolarne. unipolarne. bipolarny POLTEHNKA AŁOSTOKA Tranzystory WYDZAŁ ELEKTYZNY 1. Tranzystory bipolarne 2. Tranzystory unipolarne bipolarny unipolarne Trójkońcówkowy (czterokońcówkowy) półprzewodnikowy element elektroniczny, posiadający

Bardziej szczegółowo

STABILIZATORY NAPIĘCIA I PRĄDU STAŁEGO O DZIAŁANIU CIĄGŁYM Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych

STABILIZATORY NAPIĘCIA I PRĄDU STAŁEGO O DZIAŁANIU CIĄGŁYM Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych STABILIZATORY NAPIĘCIA I PRĄDU STAŁEGO O DZIAŁANIU CIĄGŁYM Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych Wstęp Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z problemami związanymi z projektowaniem, realizacją i pomiarami

Bardziej szczegółowo

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 171947 (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21)Numer zgłoszenia: 301401 (2)Data zgłoszenia: 08.12.1993 (5 1) IntCl6 H03F 3/72 H03K 5/04

Bardziej szczegółowo

ĆWICZENIE 15 BADANIE WZMACNIACZY MOCY MAŁEJ CZĘSTOTLIWOŚCI

ĆWICZENIE 15 BADANIE WZMACNIACZY MOCY MAŁEJ CZĘSTOTLIWOŚCI 1 ĆWICZENIE 15 BADANIE WZMACNIACZY MOCY MAŁEJ CZĘSTOTLIWOŚCI 15.1. CEL ĆWICZENIA Celem ćwiczenia jest poznanie podstawowych właściwości wzmacniaczy mocy małej częstotliwości oraz przyswojenie umiejętności

Bardziej szczegółowo

PRACOWNIA ELEKTRONIKI

PRACOWNIA ELEKTRONIKI PRACOWNIA ELEKTRONIKI Ćwiczenie nr 4 Temat ćwiczenia: Badanie wzmacniacza UNIWERSYTET KAZIMIERZA WIELKIEGO W BYDGOSZCZY INSTYTUT TECHNIKI 1. 2. 3. Imię i Nazwisko 1 szerokopasmowego RC 4. Data wykonania

Bardziej szczegółowo

Wzmacniacze operacyjne

Wzmacniacze operacyjne Wzmacniacze operacyjne Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest badanie podstawowych układów pracy wzmacniaczy operacyjnych. Wymagania Wstęp 1. Zasada działania wzmacniacza operacyjnego. 2. Ujemne sprzężenie

Bardziej szczegółowo

PL B1. INSTYTUT MECHANIKI GÓROTWORU POLSKIEJ AKADEMII NAUK, Kraków, PL BUP 21/08. PAWEŁ LIGĘZA, Kraków, PL

PL B1. INSTYTUT MECHANIKI GÓROTWORU POLSKIEJ AKADEMII NAUK, Kraków, PL BUP 21/08. PAWEŁ LIGĘZA, Kraków, PL RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 209493 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 382135 (51) Int.Cl. G01F 1/698 (2006.01) G01P 5/12 (2006.01) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22)

Bardziej szczegółowo

Wzmacniacz operacyjny zastosowania liniowe. Wrocław 2009

Wzmacniacz operacyjny zastosowania liniowe. Wrocław 2009 Wzmacniacz operacyjny zastosowania linio Wrocław 009 wzmocnienie różnico Pole wzmocnienia 3dB częstotliwość graniczna k D [db] -3dB 0dB/dek 0 db f ca f T Tłumienie sygnału wspólnego - OT ins M[ V / V ]

Bardziej szczegółowo

Politechnika Białostocka

Politechnika Białostocka Politechnika Białostocka Wydział Elektryczny Katedra Automatyki i Elektroniki Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych z przedmiotu: ELEKTRONIKA 2 Kod: ES1C400 026 BADANIE WYBRANYCH DIOD I TRANZYSTORÓW BIAŁYSTOK

Bardziej szczegółowo

Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki Katedra Elektroniki

Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki Katedra Elektroniki Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki Na podstawie instrukcji Wtórniki Napięcia,, Laboratorium układów Elektronicznych Opis badanych układów Spis Treści 1. CEL ĆWICZENIA... 2 2.

Bardziej szczegółowo

BADANIE PRZERZUTNIKÓW ASTABILNEGO, MONOSTABILNEGO I BISTABILNEGO

BADANIE PRZERZUTNIKÓW ASTABILNEGO, MONOSTABILNEGO I BISTABILNEGO Ćwiczenie 11 BADANIE PRZERZUTNIKÓW ASTABILNEGO, MONOSTABILNEGO I BISTABILNEGO 11.1 Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest poznanie rodzajów, budowy i właściwości przerzutników astabilnych, monostabilnych oraz

Bardziej szczegółowo

Ćwiczenie 1: Pomiar parametrów tranzystorowego wzmacniacza napięcia w układzie wspólnego emitera REGIONALNE CENTRUM EDUKACJI ZAWODOWEJ W BIŁGORAJU

Ćwiczenie 1: Pomiar parametrów tranzystorowego wzmacniacza napięcia w układzie wspólnego emitera REGIONALNE CENTRUM EDUKACJI ZAWODOWEJ W BIŁGORAJU REGIONALNE CENTRUM EDUKACJI ZAWODOWEJ W BIŁGORAJU R C E Z w B I Ł G O R A J U LABORATORIUM pomiarów elektronicznych UKŁADÓW ANALOGOWYCH Ćwiczenie 1: Pomiar parametrów tranzystorowego wzmacniacza napięcia

Bardziej szczegółowo

Wiadomości podstawowe

Wiadomości podstawowe Wiadomości podstawowe Tranzystory są urządzeniami półprzewodnikowymi umożliwiającymi sterowanie przepływem dużego prądu, za pomocą prądu znacznie mniejszego. Wykorzystuje się je do wzmacniania małych sygnałów

Bardziej szczegółowo

Ćw. 7 Wyznaczanie parametrów rzeczywistych wzmacniaczy operacyjnych (płytka wzm. I)

Ćw. 7 Wyznaczanie parametrów rzeczywistych wzmacniaczy operacyjnych (płytka wzm. I) Ćw. 7 Wyznaczanie parametrów rzeczywistych wzmacniaczy operacyjnych (płytka wzm. I) Celem ćwiczenia jest wyznaczenie parametrów typowego wzmacniacza operacyjnego. Ćwiczenie ma pokazać w jakich warunkach

Bardziej szczegółowo

Stabilizatory liniowe (ciągłe)

Stabilizatory liniowe (ciągłe) POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA Temat i plan wykładu WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY Jakub Dawidziuk Stabilizatory liniowe (ciągłe) 1. Wprowadzenie 2. Podstawowe parametry i układy pracy 3. Stabilizatory parametryczne 4.

Bardziej szczegółowo

Tranzystory bipolarne. Właściwości dynamiczne wzmacniaczy w układzie wspólnego emitera.

Tranzystory bipolarne. Właściwości dynamiczne wzmacniaczy w układzie wspólnego emitera. ĆWICZENIE 5 Tranzystory bipolarne. Właściwości dynamiczne wzmacniaczy w układzie wspólnego emitera. I. Cel ćwiczenia Badanie właściwości dynamicznych wzmacniaczy tranzystorowych pracujących w układzie

Bardziej szczegółowo

Diody i tranzystory. - prostownicze, stabilizacyjne (Zenera), fotodiody, elektroluminescencyjne, pojemnościowe (warikapy)

Diody i tranzystory. - prostownicze, stabilizacyjne (Zenera), fotodiody, elektroluminescencyjne, pojemnościowe (warikapy) Diody i tranzystory - prostownicze, stabilizacyjne (Zenera), fotodiody, elektroluminescencyjne, pojemnościowe (warikapy) bipolarne (NPN i PNP) i polowe (PNFET i MOSFET), Fototranzystory i IGBT (Insulated

Bardziej szczegółowo

Laboratorium Przyrządów Półprzewodnikowych test kompetencji zagadnienia

Laboratorium Przyrządów Półprzewodnikowych test kompetencji zagadnienia Wrocław, 21.03.2017 r. Laboratorium Przyrządów Półprzewodnikowych test kompetencji zagadnienia Podczas testu kompetencji studenci powinni wykazać się znajomością zagadnień określonych w kartach kursów

Bardziej szczegółowo

Katedra Przyrządów Półprzewodnikowych i Optoelektronicznych Laboratorium Przyrządów Półprzewodnikowych. Ćwiczenie 4

Katedra Przyrządów Półprzewodnikowych i Optoelektronicznych Laboratorium Przyrządów Półprzewodnikowych. Ćwiczenie 4 Ćwiczenie 4 Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest poznanie charakterystyk statycznych układów scalonych CMOS oraz ich własności dynamicznych podczas procesu przełączania. Wiadomości podstawowe. Budowa i działanie

Bardziej szczegółowo

Właściwości przetwornicy zaporowej

Właściwości przetwornicy zaporowej Właściwości przetwornicy zaporowej Współczynnik przetwarzania napięcia Łatwa realizacja wielu wyjść z warunku stanu ustalonego indukcyjności magnesującej Duże obciążenie napięciowe tranzystorów (Vg + V/n

Bardziej szczegółowo

Rys Schemat parametrycznego stabilizatora napięcia

Rys Schemat parametrycznego stabilizatora napięcia ĆWICZENIE 12 BADANIE STABILIZATORÓW NAPIĘCIA STAŁEGO 12.1. CEL ĆWICZENIA Celem ćwiczenia jest poznanie zasady działania, budowy oraz podstawowych właściwości różnych typów stabilizatorów półprzewodnikowych

Bardziej szczegółowo

POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA

POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY KATEDRA AUTOMATYKI I ELEKTRONIKI 3. Podstawowe układy wzmacniaczy tranzystorowych Materiały pomocnicze do pracowni specjalistycznej z przedmiotu: Systemy CAD

Bardziej szczegółowo

1. Zarys właściwości półprzewodników 2. Zjawiska kontaktowe 3. Diody 4. Tranzystory bipolarne

1. Zarys właściwości półprzewodników 2. Zjawiska kontaktowe 3. Diody 4. Tranzystory bipolarne Spis treści Przedmowa 13 Wykaz ważniejszych oznaczeń 15 1. Zarys właściwości półprzewodników 21 1.1. Półprzewodniki stosowane w elektronice 22 1.2. Struktura energetyczna półprzewodników 22 1.3. Nośniki

Bardziej szczegółowo

Podstawy Elektroniki dla Tele-Informatyki. Tranzystory unipolarne MOS

Podstawy Elektroniki dla Tele-Informatyki. Tranzystory unipolarne MOS AGH Katedra Elektroniki Podstawy Elektroniki dla Tele-Informatyki Tranzystory unipolarne MOS Ćwiczenie 4 2014 r. 1. Wstęp. Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z działaniem i zastosowaniami tranzystora

Bardziej szczegółowo

A-6. Wzmacniacze operacyjne w układach nieliniowych (diody)

A-6. Wzmacniacze operacyjne w układach nieliniowych (diody) A-6. Wzmacniacze operacyjne w układach nieliniowych (diody) I. Zakres ćwiczenia 1. Zastosowanie diod i wzmacniacza operacyjnego µa741 w następujących układach nieliniowych: a) generator funkcyjny b) wzmacniacz

Bardziej szczegółowo

Temat i cel wykładu. Tranzystory

Temat i cel wykładu. Tranzystory POLTECHNKA BAŁOSTOCKA Temat i cel wykładu WYDZAŁ ELEKTRYCZNY Tranzystory Celem wykładu jest przedstawienie: konstrukcji i działania tranzystora bipolarnego, punktu i zakresów pracy tranzystora, konfiguracji

Bardziej szczegółowo

Liniowe układy scalone w technice cyfrowej

Liniowe układy scalone w technice cyfrowej Liniowe układy scalone w technice cyfrowej Dr inż. Adam Klimowicz konsultacje: wtorek, 9:15 12:00 czwartek, 9:15 10:00 pok. 132 aklim@wi.pb.edu.pl Literatura Łakomy M. Zabrodzki J. : Liniowe układy scalone

Bardziej szczegółowo

LABORATORIUM PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH

LABORATORIUM PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki Politechniki Wrocławskiej STDIA DZIENNE e LABOATOIM PZYZĄDÓW PÓŁPZEWODNIKOWYCH Ćwiczenie nr Pomiar częstotliwości granicznej f T tranzystora bipolarnego Wykonując

Bardziej szczegółowo

Systemy i architektura komputerów

Systemy i architektura komputerów Bogdan Olech Mirosław Łazoryszczak Dorota Majorkowska-Mech Systemy i architektura komputerów Laboratorium nr 4 Temat: Badanie tranzystorów Spis treści Cel ćwiczenia... 3 Wymagania... 3 Przebieg ćwiczenia...

Bardziej szczegółowo

Laboratorium Analogowych Układów Elektronicznych Laboratorium 6

Laboratorium Analogowych Układów Elektronicznych Laboratorium 6 Laboratorium Analogowych Układów Elektronicznych Laboratorium 6 1/5 Stabilizator liniowy Zadaniem jest budowa i przebadanie działania bardzo prostego stabilizatora liniowego. 1. W ćwiczeniu wykorzystywany

Bardziej szczegółowo

kierunek: Automatyka i Robotyka Zadania uzupełniające do wykładu i ćwiczeń laboratoryjnych z Elektroniki sem. II

kierunek: Automatyka i Robotyka Zadania uzupełniające do wykładu i ćwiczeń laboratoryjnych z Elektroniki sem. II kierunek: Automatyka i Robotyka Zadania uzupełniające do wykładu i ćwiczeń laboratoryjnych z Elektroniki sem. II iody prostownicze i diody Zenera Zadanie Podać schematy zastępcze zlinearyzowane dla diody

Bardziej szczegółowo

Wzmacniacz operacyjny

Wzmacniacz operacyjny parametry i zastosowania Ryszard J. Barczyński, 2016 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego (klasyka: Fairchild ua702) 1965 Wzmacniacze

Bardziej szczegółowo

Elektronika. Wzmacniacz tranzystorowy

Elektronika. Wzmacniacz tranzystorowy LABORATORIUM Elektronika Wzmacniacz tranzystorowy Opracował: mgr inż. Andrzej Biedka Wymagania, znajomość zagadnień: 1. Podstawowych parametrów elektrycznych i charakterystyk graficznych tranzystorów bipolarnych.

Bardziej szczegółowo

Ćwiczenie A7 : Tranzystor unipolarny JFET i jego zastosowania

Ćwiczenie A7 : Tranzystor unipolarny JFET i jego zastosowania Ćwiczenie A7 : Tranzystor unipolarny JFET i jego zastosowania Jacek Grela, Radosław Strzałka 3 maja 9 1 Wstęp 1.1 Wzory Poniżej zamieszczamy podstawowe wzory i definicje, których używaliśmy w obliczeniach.

Bardziej szczegółowo

Wzmacniacze liniowe 2

Wzmacniacze liniowe 2 Wzmacniacze Wzmacniacze liniowe 2 Wzmacniacz oznaczenia 3 Wzmacniacz - funkcja przenoszenia 4 Zasilanie wzmacniaczy 5 Podstawowe rodzaje wzmacniaczy Wzmacniacz napięciowy 6 Podstawowe rodzaje wzmacniaczy

Bardziej szczegółowo

Zbudować 2wejściową bramkę (narysować schemat): a) NANDCMOS, b) NORCMOS, napisać jej tabelkę prawdy i wyjaśnić działanie przy pomocy charakterystyk

Zbudować 2wejściową bramkę (narysować schemat): a) NANDCMOS, b) NORCMOS, napisać jej tabelkę prawdy i wyjaśnić działanie przy pomocy charakterystyk Zbudować 2wejściową bramkę (narysować schemat): a) NANDCMOS, b) NORCMOS, napisać jej tabelkę prawdy i wyjaśnić działanie przy pomocy charakterystyk przejściowych użytych tranzystorów. NOR CMOS Skale integracji

Bardziej szczegółowo

ZASADA DZIAŁANIA miernika V-640

ZASADA DZIAŁANIA miernika V-640 ZASADA DZIAŁANIA miernika V-640 Zasadniczą częścią przyrządu jest wzmacniacz napięcia mierzonego. Jest to układ o wzmocnieniu bezpośred nim, o dużym współczynniku wzmocnienia i dużej rezystancji wejściowej,

Bardziej szczegółowo