Amplificador CMOS | Sus características importantes | 3+ aplicaciones importantes

Tema de discusión: Amplificador CMOS

  • ¿Qué es CMOS?
  • ¿Qué es el amplificador CMOS?
  • Voltaje de compensación de entrada
  • Diferentes parámetros en el amplificador CMOS
  • Aplicaciones del amplificador CMOS

¿Qué es CMOS?

CMOS:

CMOS es el acrónimo de Semiconductores de óxido de metal complementario. Es uno de los tipos de transistores de efecto de campo de óxido metálico y es un dispositivo unipolar a diferencia de los BJT.

Amplificador CMOS: inversor CMOS
Inversor CMOS

¿Qué es un amplificador CMOS?

Amplificador CMOS:

Los amplificadores CMOS (amplificadores complementarios de semiconductores de óxido de metal) son circuitos analógicos universales utilizados en computadoras personales, laptops, dispositivos audiovisuales, teléfonos móviles, cámaras, sistemas de comunicación, diferentes aplicaciones biomédicas y muchas otras aplicaciones. En la circuitería de amplificadores CMOS de alto rendimiento, generalmente se utilizan transistores. El transistor no solo se utiliza para amplificar las señales, sino que también se utiliza como carga activa para lograr una alta ganancia y oscilación de salida en comparación con los bloques de carga resistivos.

La figura anterior muestra un amplificador CMOS de dos etapas.

Algunos de los parámetros críticos que representan los amplificadores son: 1. Rango del voltaje suministrado, 2. Respuesta a las frecuencias, 3. Respuesta a los ruidos, etc.

Rango de entrada de voltaje:

El rango designa un voltaje I / P “permisible” que generará una señal O / P lineal y no distorsionada.

                                          VDS>VGS - VT

VG es el voltaje de entrada, VD es VDD -VSAT para PMOS.

De la explicación anterior, el voltaje de entrada puede deslizarse hasta cierto punto por encima del voltaje VDD. Ellos15 y M16 están construidos para oponerse a esa dirección actual de M14. No obstante, VDM12 no es igual a VDM14.

Ruta de la señal del amplificador CMOS:

Ruta de la señal de los amplificadores semiconductores de óxido de metal complementarios: La ruta de la señal representa la ruta a través de la cual la señal llega a la salida de la entrada. La ruta de la señal empleada para investigar la respuesta de frecuencia, la estabilidad y muchos más factores.

Ruta de la señal del amplificador CMOS

Como el amplificador CS estándar tiene una alta ganancia, el efecto Miller aumentará la capacitancia de entrada total. Cualquier capacitancia entre la salida y la entrada se puede ver como capacitancia en la entrada a tierra con la multiplicación de (1 + Gain).

Carga en amplificador CMOS:

Podemos observar dos variedades de carga activa en el amplificador CMOS: el diodo conectado MOS o fuente de corriente MOS.

  1. Representa la salida asociada con una fuente de corriente. La fuente actual actúa como 'Carga' para la salida.
  2. Por razón de Vgs de la carga activa es constante. El valor de resistencia es r0 = 1 / λId, donded es la corriente de drenaje. La ganancia de baja frecuencia o corriente continua (CC),

                        Av = gmn (roM16 // r0casp) gM17 (r0M18 // r0M17)

Problema de carga típico:

• La configuración del búfer es una prueba severa de inestabilidad. Se constata la necesidad de disponer de un condensador de compensación mayor para este fin.

• No puede impulsar una pequeña resistencia de carga.

Parámetros del amplificador CMOS:

Compensación de entrada:

El voltaje de compensación es Vref. - VI

El voltaje de compensación del amplificador se ha presentado en la figura anterior. Esto se mide a partir de las disparidades teniendo en cuenta parámetros como el voltaje de umbral, la resistencia de carga, etc.

Relación de rechazo de modo común (CMRR):

"CMRR viene dado por la relación entre la ganancia del amplificador en modo diferencial y la ganancia del amplificador en modo común".

Relación de rechazo de la fuente de alimentación (PSRR):

La relación de rechazo de la fuente de alimentación o PSRR viene dada por la relación entre el voltaje de salida y el voltaje de entrada. PSRR describe el rechazo de ruido del amplificador CMOS. El método típico para mejorar la relación de rechazo de la fuente de alimentación es generalmente mediante una fuente o sumidero de corriente en cascodo (esto se debe al alto valor de resistencia de salida).

Tasa de respuesta y tasa de asentamiento:

  • Alta tasa de respuesta
  • Condensador de compensación pequeño Aumentar la corriente de funcionamiento

El tiempo de asentamiento es equivalente a Tasentamiento parámetro y

Velocidad de respuesta = Vidmax

Ruido:

Para 1 μA, 7.8 × 1012 los electrones que pasan cada segundo generarán un ruido de 7800 Giga Hertz.

1. Se requiere el transistor de entrada más alto para reducir el nivel de ruido.

2. También se requiere un aumento de la corriente de funcionamiento.

3. El ruido blanco y corto es mayormente constante durante la operación total

4. Ruido de parpadeo

Compensación en amplificador:

Se requiere compensación para garantizar la estabilidad en opamp. Un amplificador CMOS, ganancia de bucle y fase son los parámetros que generalmente especifican la estabilidad del amplificador. El amplificador operacional generalmente se construye en un circuito cerrado para análisis de ganancia y fase puropse. También se requieren capacitancia, resistencia y polarización adecuadas para la compensación del amplificador.

Técnicas de compensación para amplificadores de dos etapas
Crédito de la imagen: Alireza1990polimiAmplificadores de dos etapas-métodos de compensaciónCC BY-SA 4.0

Usos del amplificador CMOS:

  • Estos amplificadores de semiconductores de óxido de metal complementarios se utilizan en diferentes productos de consumo electrónicos personales, como computadoras, computadoras portátiles, dispositivos audiovisuales, teléfonos móviles, cámaras, etc.
  • Estos son uno de los componentes importantes del dispositivo de telecomunicaciones.
  • Diferentes aplicaciones biomédicas utilizan este tipo de amplificadores en la actualidad. Hay muchas más aplicaciones de amplificador CMOS y la lista está aumentando.

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Acerca de Soumali Bhattacharya

Actualmente me dedico al campo de la Electrónica y la comunicación.
Mis artículos se centran en las principales áreas de la electrónica básica en un enfoque muy simple pero informativo.
Soy un aprendiz vivo y trato de mantenerme actualizado con las últimas tecnologías en el campo de los dominios de Electrónica.

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