Amplificador CMOS: 5 explicaciones 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.

¿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, computadoras portátiles, dispositivos audiovisuales, teléfonos móviles, cámaras, sistemas de comunicación, diferentes aplicaciones biomédicas y muchas otras aplicaciones. En los circuitos amplificadores CMOS de alto rendimiento, generalmente se utilizan transistores. 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.

                                          V_DS>V_GS - V_T

V_G es el voltaje de entrada, V_D es V_DD -V_Sábado para PMOS.

De la explicación anterior, el voltaje de entrada puede deslizarse hasta cierto punto por encima del voltaje V_DD. Ellos₁₅ y M₁₆ están construidos para oponerse a esa dirección actual de M₁₄. No obstante, V_DM12 no es igual a V_DM14.

Ruta de la señal del amplificador CMOS:

Signal-path representa el camino a través del cual la señal llega a la salida desde la entrada. La ruta de la señal empleada para investigar la respuesta de frecuencia, la estabilidad y muchos más factores.

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 V_gs de la carga activa es constante. El valor de resistencia es r₀ = 1 / λI_d, donde_d es corriente de drenaje. La baja frecuencia o corriente continua (CC) ganancia,

                        A_v = gramo_mn (r_oM16 // r_0casp) gramo_M17 (r_0M18 // r_0M17)

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 V_ref. - V_I

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 T_asentamiento parámetro y

Velocidad de respuesta = V_idmax

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 CMOS El amplificador, la ganancia de bucle y la fase son los parámetros que generalmente especifican la estabilidad del amplificador. El Op-Amp generalmente se construye en un bucle cerrado para fines de análisis de ganancia y fase. También se requiere una capacitancia, resistencia y polarización adecuadas para la compensación del amplificador.

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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Soumali Bhattacharya

Hola, soy Soumali Bhattacharya. He realizado el Máster en Electrónica.
Actualmente me dedico al campo de la Electrónica y la comunicación.
Mis artículos se centran en las principales áreas de la electrónica básica con un enfoque muy simple pero informativo.
Aprendo intensamente y trato de mantenerme actualizado con las últimas tecnologías en el campo de la electrónica.

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