Fyra typer av förstärkare

Transkript

1 1 Föreläsg 1, Ht2 Hambley astt , 11.11, 12.1, 12.3 Fyra tyer a förstärkare s 0 s ut s A ut L s L 0 ägsförstärkare ägströmförstärkare (trasadmttasförst.) 0 ut s s ut L s s A 0 L trömsägsförstärkare (trasmedasförst.) trömförstärkare Följade fyra förstärkare deferas: 1. ägsförstärkare: Både sgal och utsgal är sägar. Förstärkares resstas skall då dealt sett ara oädlg och förstärkares utresstas (tomgåg) o skall dealt sett ara oll. å blr = s och ut = A. 2. trömförstärkare: Både sgal och utsgal är strömmar. Förstärkares resstas skall dealt sett ara oll och förstärkares utresstas o skall dealt sett ara oädlg. å blr = s och ut = A. 3. Trasadmttasförstärkare: Isgal är e säg och utsgale e ström. Förstärkares resstas skall dealt sett ara oädlg och förstärkares utresstas (tomgåg) o skall dealt sett ara oädlg. 4. Trasmedasförstärkare: Isgal är e ström och utsgale e säg. Förstärkares resstas skall dealt sett ara oll och förstärkares utresstas (tomgåg) o skall dealt sett ara oll.

2 2 fferesförstärkare fferesförstärkare förstärker skllade mella tå sägar. ea ty a förstärkare kommer att behadlas asttet om oeratosförstärkare seare kurse. ckeerterade gåg fferesförstärkare o = A d ( ) erterade gåg A d =förstärkg a dfferessgale. Om d = 1 2 = 0 skall e deal dfferesförstärkare ge utsgale oll. Om det lgger e gemesam säg (commo mode oltage) cm = 0.5( 1 2 ) å både de ckeerterade och de erterade gåge ger dock de flesta förstärkare e lte utsäg. Målet är aturlgts att dea utsäg skall ara så lte som möjlgt. d d 2 2 fferesförstärkare = o A d d A cm cm cm d = 1 2 =dfferessgale cm =0.5( 1 2 )=commo mode sgale A d =förstärkg a dfferessgale A cm =förstärkg a commomode sgale Ett mått å förstärkares förmåga att udertrycka commomode sgale är CM (commo mode rejecto rato) som deferas a CM= A d. Ju högre CM A cm desto bättre förstärkare. Mätt db är CM db >120 db bra.

3 3 NMOtrasstor dra gate oxdskkt source body stryt trod mättat NMOtrasstor sas fgure oa. ea är e fälteffekttrasstor som aäds olka tyer a förstärkare, me också logska kretsar för att geomföra logska oeratoer. Trasstor består a ett doat område med tå små doade öar, ett oxdskkt och e lte ledade latta som kallas gate 1. trömme styrs a gatesource säge och a drasource säge. Obserera att mella gate och substratet fs ett solerade oxdskkt. et gör att det te går ågo ström frå gate. Om det te är ågo säg mella gate och source kommer strömme att se tå motsatt rktade serekolade doder (e för öergåge frå tll och e frå tll ). et betyder att det te ka gå ågo ström frå dra tll source och därmed är = 0. Trasstor är stryt. Läggs e ost säg å gate drar gate tll sg elektroer det Pdoade området. Om det blr tllräcklgt måga elektroer kommer dessa att bl fler ä de osta håle och det skaas ett område som fugerar som e doad kaal. et kräs dock att öerstger de så kallade tröskelsäge (treshold oltage) to för att blda de doade kaale. Tröskelsäge är olka för olka trasstorer me brukar lgga mella 0.2 och 1. När kaale bldats leder trasstor strömme. trömme ka ökas geom att öka säge. å läge kaale fs uder hela gate är trasstor trodområdet. et betyder att strömme ökar sabbt med. När ökar mskar säge =. et betyder att kaale blr mdre d dra. d tllräcklgt stor blr < to och då förser 1 ate, dra och source är de egelska ame. Motsarade seska am är styre, kollektor och emtter. I kurse aäds för ekelhets skull de egelska ame.

4 4 kaale d dra. Trasstor är då mättad, lket medför att strömme stort sett kommer att ara oberoede a. e tre olka oeratosområdea för trasstor ka u sammafattas (se fgur): I (ma) trod = 4 mättat = 3 = I < =0 stryt (, ) < to = = 0. I detta fall fs ge ledade kaal och strömme är oll, = 0. Trasstor befer sg det stryta området. > to och < to. etta ger = > to. Nu fs e ledade kaal hela äge frå dra tll source och trasstor befer sg trodområdet. trömme ges a = K(2( to ) 2 ). Trodområde aäds är trasstor skall ara e sägsstyrd resstas. esstase styrs a. > to och > to. etta ger = < to. Nu fs e ledade kaal frå source och e bt u mot dra. d dra hamar otetale uder tröskelsäge och kaale är stryt. et får tll följd att strömme blr oberoede a och ges a = K( to ) 2. Trasstor befer sg u mättadsområdet. et är ktgt att befa sg detta område då trasstor skall fugera som förstärkare. trömme styrs u a. Trasstor fugerar som e sägsstyrd strömkälla. I formlera oa är K e kostat som beror a trasstors dmesoer och materalkostater. äge to är tröskelsäge. Baserg Trasstor hamar det mättade området geom att försäa (basera) trasstor med e lksäg Q mella gate och source och e lksäg Q

5 5 mella dra och source. essa lksägar ger e lkström I Q. I fgure eda fås = I Q Q. Å adra sda gäller I Q = K( Q to ) 2. Lösge tll dessa båda ekatoer ger arbetsukte Q = ( Q, I Q ). et är ktgt att arbetsukte hamar å rätt ställe för att förstärkge skall bl rätt. Baserg a trasstorer toas er dea kurse eftersom de behadlas gåede adra kurser, t.ex. aalog elektrok. måsgalschema (kurst) Atag att e lte tdsberoede sgal (t) skall förstärkas. gale serekolas med lksäge Q, se ästra schemat. atesource säge är alltså (t) = Q (t). I Q d g m Q Q måsgalschema = d etta ger uho tll e ström (t) = I Q d (t). Med rätt baserg kommer trasstor att befa sg det mättade området och (t) = K( to ) 2. Om sgale är lte ka de kadratska terme 2 försummas. ärmed gäller det ljära sambadet d (t) = g m (t). Traskoduktase g m ges a g m = 2K( Q to ). Trasstor är då ekalet med e sägsstyrd strömkälla. gales förstärkg bestäms a småsgalschemat de högra fgure.