SP - UMEL - Vysoké učení technické v Brně

Návrh analogových integrovaných obvodů (BNAO) 107zátěž proudové zrcadlo tvořené tranzistory M3, M4. Výstupním signálem diferenčního páru jeproud. Proud protékající tranzistorem M1 je zrcadlem pomocí M3-M4 do druhé větve páru azde je odečten proud tranzistorem M2. Výsledný proud vytváří na výstupním odporu(malosignálovém) diferenčního páru jednoduchý (single-ended) výstupní napěťový signál.Tento výstupní signál prvního bloku je přiveden na vstup – hradlo – tranzistoru M5, kterýtvoří spolu s M6 druhý zesilovací stupeň. Kapacita C c (případně I složitější zpětnovazebnístruktura) je kompenzační kapacita zajišťující stabilitu OTA.Obr. 58 Základní zapojení dvoustupňového OTA (vstupní tranzistory typu p)Dále prostudujeme podrobněji jednotlivé vlastnosti tohoto dvoustupňového operačníhozesilovače s ohledem na vlastní návrh. Naším cílem není provádět komplikované analýzy, alesnažit se odvodit jednoduché vztahy a zákonitosti, které budou použitelné pro počítačovýnávrh OTA struktury. Připomeňme, že dnes je základem práce návrháře simulace, protožepočítačové modely jsou mnohem přesnější než jednoduché ruční výpočty. Není, ale radno tytoruční výpočty, či jednoduchá návrhová pravidla odsuzovat, protože pravě na základě těchtojednoduchých výpočtů a pravidel můžeme provádět rozsáhlé počítačové simulace a analýzy.Pokud nebudeme dobře chápat, jak obvod pracuje a jaký vliv na chování má ta či ona změna,nebudeme schopni navrhnout vyhovující operační zesilovač ani s pomocí nejmodernějšíhosuperpočítače (tento postup návrhu se posměšně nazývá “něco změň a uvidíme co to udělá”).10.6.1 Diferenční (rozdílové) zesíleníMalosignálové diferenční zesílení lze odvodit s pomocí analýzy jednotlivých bloků.Vidíme, že při nízkých kmitočtech druhý stupeň nijak nezatěžuje výstupní uzel diferenčníhopáru. Proto pro nízké kmitočty můžeme prohlásit, že celkové zesílení je dáno násobkemzesílení obou jednotlivých blokůAVgm1gm5= A1A2=g + g )( g + g )( 10.46 )(ds2ds4ds5ds6