Układy CMOS. inwerter CMOS. Prąd pobierany tylko przy przełączaniu! bramka NAND. Zestawienie podstawowych parametrów rodzin TTL i CMOS.

Podobne dokumenty
Układy CMOS. inwerter CMOS. Prąd pobierany tylko przy przełączaniu! bramka NAND. Zestawienie podstawowych parametrów rodzin TTL i CMOS.

Eksperyment elektroniczny sterowany komputerowo

Eksperyment elektroniczny sterowany komputerowo

Eksperyment elektroniczny sterowany komputerowo

Stabilizator napięcia

Temat: Wzmacniacze operacyjne wprowadzenie

WSTĘP DO ELEKTRONIKI

Bramki logiczne o specjalnych cechach. τ ~ R*C. Bramka z otwartym kolektorem.

Liniowe układy scalone w technice cyfrowej

Statyczne badanie wzmacniacza operacyjnego - ćwiczenie 7

9. Sprzężenie zwrotne własności

Wzmacniacze operacyjne

Liniowe układy scalone w technice cyfrowej

Realizacja regulatorów analogowych za pomocą wzmacniaczy operacyjnych. Instytut Automatyki PŁ

Wzmacniacze, wzmacniacze operacyjne

Wzmacniacze operacyjne.

Wzmacniacze. Klasyfikacja wzmacniaczy Wtórniki Wzmacniacz różnicowy Wzmacniacz operacyjny

A-4. Filtry aktywne rzędu II i IV

Układy arytmetyczne (układy iteracyjne) X 4 X 2 X 1 P 2. P n

Tranzystorowe wzmacniacze OE OB OC. na tranzystorach bipolarnych

Filtry przypomnienie. Układ różniczujący Wymuszenie sinusoidalne. Układ całkujący Wymuszenie sinusoidalne. w.6, p.1

UKŁADY SCALONE. The Nobel Prize in Physics 2000 "for basic work on information and communication technology" Federal Republic of Germany USA

A-3. Wzmacniacze operacyjne w układach liniowych

2 Dana jest funkcja logiczna w następującej postaci: f(a,b,c,d) = Σ(0,2,5,8,10,13): a) zminimalizuj tę funkcję korzystając z tablic Karnaugh,

Wzmacniacze operacyjne

PODSTAWY ELEKTRONIKI I TECHNIKI CYFROWEJ

WZMACNIACZE OPERACYJNE

Laboratorium z Układów Elektronicznych Analogowych

Wzmacniacz operacyjny

Podstawowe układy elektroniczne

BADANIE PRZERZUTNIKÓW ASTABILNEGO, MONOSTABILNEGO I BISTABILNEGO

WZMACNIACZ OPERACYJNY. Podstawowe właściwości wzmacniaczy operacyjnych. Rodzaj wzmacniacza Rezystancja wejściowa Rezystancja wyjściowa

Wzmacniacze operacyjne

2. Który oscylogram przedstawia przebieg o następujących parametrach amplitudowo-czasowych: Upp=4V, f=5khz.

ĆWICZENIE 2 Wzmacniacz operacyjny z ujemnym sprzężeniem zwrotnym.

Tranzystory bipolarne elementarne układy pracy i polaryzacji

Tranzystory bipolarne elementarne układy pracy i polaryzacji

Wzmacniacze operacyjne

Wzmacniacze. sprzężenie zwrotne

Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki Katedra Elektroniki

Spis treści Przełączanie złożonych układów liniowych z pojedynczym elementem reaktancyjnym 28

Podstawowe zastosowania wzmacniaczy operacyjnych wzmacniacz odwracający i nieodwracający

Tranzystory bipolarne. Właściwości dynamiczne wzmacniaczy w układzie wspólnego emitera.

β blok sprzężenia zwrotnego

Liniowe układy scalone

Liniowe układy scalone

Wyjścia analogowe w sterownikach, regulatorach

Zaprojektowanie i zbadanie dyskryminatora amplitudy impulsów i generatora impulsów prostokątnych (inaczej multiwibrator astabilny).

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

Liniowe układy scalone. Wykład 2 Wzmacniacze różnicowe i sumujące

Instrukcja nr 6. Wzmacniacz operacyjny i jego aplikacje. AGH Zespół Mikroelektroniki Układy Elektroniczne J. Ostrowski, P. Dorosz Lab 6.

TRANZYSTORY BIPOLARNE ZŁĄCZOWE

WYKŁAD 11 AIN. k f = =

Zastosowania programowalnych układów analogowych isppac

Ćwiczenie 2: pomiar charakterystyk i częstotliwości granicznych wzmacniacza napięcia REGIONALNE CENTRUM EDUKACJI ZAWODOWEJ W BIŁGORAJU

Wzmacniacz operacyjny zastosowania liniowe. Wrocław 2009

P-1a. Dyskryminator progowy z histerezą

Politechnika Białostocka

Wejścia analogowe w sterownikach, regulatorach, układach automatyki

POLITECHNIKA WROCŁAWSKA, WYDZIAŁ PPT I-21 LABORATORIUM Z PODSTAW ELEKTROTECHNIKI I ELEKTRONIKI 2

Liniowe układy scalone. Budowa scalonego wzmacniacza operacyjnego

Badanie wzmacniacza operacyjnego

A-5. Generatory impulsów prostokatnych, trójkatnych i sinusoidalnych

WZMACNIACZE OPERACYJNE Instrukcja do zajęć laboratoryjnych

PODSTAWY ELEKTRONIKI TEMATY ZALICZENIOWE

Tranzystory bipolarne. Właściwości wzmacniaczy w układzie wspólnego kolektora.

Generatory. Podział generatorów

Wzmacniacz operacyjny

PL B1. POLITECHNIKA WROCŁAWSKA, Wrocław, PL BUP 07/10. ZDZISŁAW NAWROCKI, Wrocław, PL DANIEL DUSZA, Inowrocław, PL

Zbiór zadań z elektroniki - obwody prądu stałego.

Laboratorium Elektroniki

Układy zasilania tranzystorów

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

I-21 WYDZIAŁ PPT LABORATORIUM Z ELEKTROTECHNIKI I ELEKTRONIKI

Politechnika Białostocka

Wzmacniacze liniowe 2

Zespół Szkół Łączności w Krakowie. Badanie parametrów wzmacniacza mocy. Nr w dzienniku. Imię i nazwisko

LABORATORIUM PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH

Ogólny schemat blokowy układu ze sprzężeniem zwrotnym

Demonstracja: konwerter prąd napięcie

Część VI. cz.6, p.1. A. Wieloch, Zakład Fizyki Gorącej Materii IF UJ

Tranzystory bipolarne. Małosygnałowe parametry tranzystorów.

Politechnika Białostocka

Liniowe układy scalone. Komparatory napięcia i ich zastosowanie

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

Wykład 2 Projektowanie cyfrowych układów elektronicznych

Ujemne sprzężenie zwrotne, WO przypomnienie

WIECZOROWE STUDIA NIESTACJONARNE LABORATORIUM UKŁADÓW ELEKTRONICZNYCH

ĆWICZENIE 14 BADANIE SCALONYCH WZMACNIACZY OPERACYJNYCH

Zaliczenie wykładu Technika Analogowa Przykładowe pytania (czas zaliczenia minut, liczba pytań 6 8)

Badanie charakterystyk elementów półprzewodnikowych

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

Zastosowania wzmacniaczy operacyjnych cz. 3 podstawowe układy nieliniowe

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

Wzmacniacz operacyjny

Zastosowania liniowe wzmacniaczy operacyjnych

ĆWICZENIE 15 BADANIE WZMACNIACZY MOCY MAŁEJ CZĘSTOTLIWOŚCI

A4: Filtry aktywne rzędu II i IV

Komparatory napięcia. Wprowadzenie. Wprowadzenie. Definicja. Najważniejsze parametry komparatorów napięcia:

Tranzystor bipolarny LABORATORIUM 5 i 6

Transkrypt:

łady CMOS inwerter CMOS Prąd pobierany tylo przy przełączaniu! brama NAND Zestawienie podstawowych parametrów rodzin TTL i CMOS. Parametry uładów CMOS i TTL zasilanych napięciem CC 5V

Charaterystyi przejściowe uładów TTL oraz CMOS Technologia izolacji złączowej z domieszowaniem złotem Standardowa S Schotty'ego Technologia izolacji złączowej z diodami Schotty'ego LS Schotty ego małej mocy F FAST Technologia izolacji tlenowej z diodami Schotty'ego ALS ulepszona LS AS ulepszona S Pełną zgodność ońcówową, oznaczeniową i uncjonalną z uładami TTL mają ułady CMOS z szybich rodzin HC (High-speed CMOS, AHC (Advanced HC i AC (Advanced CMOS Wzmacniacze operacyjne należą do najbardziej uniwersalnych uładów eletronicznych istnieją w postaci uładów scalonych +V CC Wzmacniacz operacyjny ma dwa wejścia: (- - odwracające azę (sygnał wyjściowy jest przesunięty w azie o 80 0 względem wejściowego, (+ - nieodwracające azy + - -V EE ealizuje uncję: A*( + - - gdzie A wzmocnienie uładu Napięcia zasilania +V CC i -V EE (z dwóch niezależnych źródeł Wartości napięć +, - i oraz V CC i V EE oreślone względem wspólnego poziomu odniesienia - masy dealny wzmacniacz operacyjny: wzmocnienie napięciowe A, rezystancje obu wejść względem masy są niesończone, rezystancja między wejściami N (uład nie pobiera prądu z wejść rezystancja wyjściowa jest pomijalnie mała 0 0, nieograniczone pasmo przenoszenia (własności częstościowe wzmacniacza nie mają wpływu na jego pracę 2

dealny wzmacniacz operacyjny nie istnieje! zeczywiste wzmacniacze operacyjne: ezystancje wejściowe wynoszą : 0 4 0 2 Ω, wyjściowe : 0 4 Ω. Wzmocnienie dla małych częstości może sięgać 0 6 Budując wzmacniacz o wzmocnieniu 0 możemy oreślić jego charaterystyę częstościową i pasmo przenoszenia wzmocnienie 000 µa 74 A* const 0 g0 Hz 00 Hz częstość zeczywiste wzmacniacze operacyjne dobrze spełniają założenia dla wzmacniaczy idealnych model działania np. LM 38: A > 20 000, 0 0 Ω, 00 Ω niestety ograniczone pasmo przenoszenia (A* const Wzmacniacz operacyjny µa74 - schemat +V CC -V EE Parametry wzmacniacza µa 74: wzmocnienie przy otwartej pętli sprzężenia 00 000 rezystancja wejściowa i 2 MΩ masymalne różnicowe napięcie wejściowe ± 30 V napięcie zasilania ± 5 V pobór mocy 45 mw 3

Wzmacniacz odwracający azę - podstawowy uład ze wzmacniaczem operacyjnym 2 - + Wzmocnienie? 3 napięcie wyjściowe uładu jest sończone, lecz wzmocnienie idealne A, z równania A*( + - - wynia, że + -, czyli, że - 0 niesończona rezystancja wejściowa prądy wpływające do wejść pomijalne równanie prądów w uładzie: Stąd eetywne wzmocnienie uładu: 2 2 A Ponieważ potencjał - 0 rezystancja wejściowa uładu wynosi Konwerter prąd-napięcie gdy rezystor nie istnieje ( 0 * Zastosowanie: źródła prądowe, np. otodiody, otopowielacze itp. Wzmacniacz sumujący w uładzie wzmacniacza odwracającego azę: n Suma prądów, tóre dopływają do wejścia odwracającego azę jest równa prądowi sprzężenia zwrotnego: wei i i wei Stąd: wy i wy 3 2 n napięcie wyjściowe proporcjonalne do sumy napięć wejściowych z wagami / i Jeśli wszystie opornii będą miały wartość oporu, to: -( + 2 +... + N Jedno z zastosowań: miser austyczny w studiach nagrań. Przez regulację i ustala się wład (głośność ażdego ze źródeł 4

Wzmacniacz nieodwracający azy: napięcie wejściowe podawane jest na wejście nieodwracające (+ wzmacniacza operacyjnego 3 2 óżnica napięć między wejściami wzmacniacza + i - jest ininitezymalna. we prąd płynący w pętli sprzężenia zwrotnego: 2 2 wzmocnienie uładu: + A ezystor 3 oreśla rezystancję wejściową uładu Zastosowanie: współpraca z wysoooporowymi źródłami sygnału ja np. termopary Wtórni napięciowy: gdy w uładzie wzmacniacza, A, lecz prąd wyjściowy może być znacznie więszy niż prąd wejściowy 2 Wzmacniacz różnicowy napięcie wyjściowe: 2 ( 2 2 2 nne operacje matematyczne na sygnałach Wzmacniacz całujący C ównanie prądów w uładzie ma postać: dq C d stąd: C Dla wejściowych sygnałów harmonicznych (sinusoida charaterystya częstościowa uładu: C 5

nne operacje matematyczne na sygnałach c.d. Wzmacniacz różniczujący: Zamiana ondensatora i opornia miejscami! dq d C C czyli: C d Charaterystya częstościowa tego uładu dla wejściowych sygnałów harmonicznych: C Zastosowanie wzmacniaczy całujących i różniczujących: ormowanie sygnałów analogowych nne operacje matematyczne na sygnałach c.d. Wzmacniacz logarytmujący: 0 exp( X element o charaterystyce wyładniczej w pętli sprzężenia zwrotnego ln X exp( X 0 0 element nieliniowy: dioda, tranzystor bipolarny Wzmacniacze logarytmujące: przetwarzanie sygnałów o dużej dynamice zmian + Wzmacniacz antylogarytmujący: zamiana miejscami rezystora i elementu nieliniowego 0 exp( X exp( X 0 + łady mnożące: ombinacja wzmacniaczy sumujących, odejmujących, logarytmujących i antylogarytmujących 6

203 Physics Problems 6. Conductance quantum Few people now that conductance quantization can be observed in a simple electromechanical relay at room temperature. Obtain the experimental value o conductivity quantum. How close can it be to the theoretical value at room temperature? The possible scheme o the experimental assembly is shown in the igure. Sprzężenie zwrotne: - oddziaływanie sutu na przyczynę - wpływa na własności uładu eletronicznego Wzmacniacz: podstawowy uład eletroniczny ze sprzężeniem zwrotnym. Pętla sprzężenia zwrotnego przenosi część sygnału z wyjścia na wejście N umożliwiając dodawanie do sygnału wejściowego. A A NA +A A A N β A Wzmocnienie wzmacniacza: Stopień sprzężenia zwrotnego: β ponieważ: A A + A wypadowe wzmocnienie uładu ze sprzężeniem: N A A Wzmacniacz i uład sprzężenia zwrotnego przesuwają azę: A AN A A A A A β N Stąd, wzmocnienie wzmacniacza ze sprzężeniem zwrotnym: exp( jφ oraz β β exp( jψ β ( cosφ + j sinφ [ cos( φ + ψ + j sin( φ + ψ ] 7

Szczególne przypadi: dodatnie sprzężenie zwrotne φ+ψ2nπ ujemne sprzężenie zwrotne φ+ψ(2n+π + β zwięszenie eetywnego β wzmocnienia wzmacniacza zmniejszenie eetywnego wzmocnienia wzmacniacza odzaj sprzężenia zwrotnego wpływa na własności urządzeń eletronicznych Stabilność wzmocnienia: stabilność bezwzględna : γ d d γ d wrażliwość względna : d Dla dodatniego sprzężenia zwrotnego γ γ ( β 2 > β czyli stabilność wzmacniacza pogarsza się Dla ujemnego sprzężenia zwrotnego: Jeśli duże wzmocnienia ( γ ( + β 2 i ujemne sprzężenie, to Parametry uładu są wyznaczone tylo przez parametry uładu sprzężenia zwrotnego, tóre mogą być bardzo stabilne (elementy bierne γ < + β czyli ujemne sprzężenie zwrotne poprawia stabilność uładu β Sprzężenie zwrotne ustala pasmo transmisji uładów eletronicznych Charaterystya wzmacniacza podobna ja dla iltra dolnoprzepustowego 0 ( + j Wzmocnienie uładu ze sprzężeniem zwrotnym β: 0 j + ( g ( β ( β 0 j + g g Oznaczając: wzmocnienie otrzymujemy wzmocnienie uładu ze sprzężeniem: g dodatnie sprzężenie zwrotne bez sprzężenia ujemne sprzężenie zwrotne g g+ g g- ( β 0 0 ( + j częstość 0 0 ( β 0 / g jemne sprzężenie zwrotne: zmniejszenie mas. wzmocnienia zwięszenie częstości granicznej Dodatnie sprzężenie zwrotne: zwięszenie mas. wzmocnienia ograniczenie pasma przenoszenia 8

jemne sprzężenie - orzystna modyiacja własności uładu eletronicznego zwięszenie stabilności, reducja współczynnia szumów, poszerzenie pasmo częstości Zmniejszenie eetywnego współczynnia wzmocnienia nie jest ograniczeniem! L CBC E jemne sprzężenie zwrotne stosuje się w uładach tranzystorowych do stabilizacji puntu pracy - za pomocą rezystora E umieszczanego w emiterze Występuje w postaci eetu Millera, (pojemność C BC powodującego ograniczenie wzmocnienia dla wysoich częstości Dodatnie sprzężenie zwrotne oddziałuje nieorzystnie na uład i w urządzeniach eletronicznych jest w zasadzie stosowane tylo w generatorach 9