1 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Statistische Physik - Mikrozustand
EPotentialenergie
Teilchen
Energiezustand
E, N
Mikrozustand
Mittlere Anzahl der Teilchen
Makrozustand
2 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Statistische Physik - Makrozustand
EPotentialenergie
Makrogröße - T
3 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Statistische Physik
EPotentialenergie
T1 T2
kTE ~
Mittlere Energie
4 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Statistische Physik
EPotentialenergie
T1 T2
kTE ~
Mittlere Energie
5 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Statistische Physik
EPotentialenergie
T1 T1
6 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Statistische Physik
EPotentialenergie
Makrozustand mit vielen Realisierungsmöglichkeiten (Entropie)
T1 T1
Anzahl der Teilchen
Energieverteilung mit wenigen…
7 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Statistische Physik
EPotentialenergie
kTEi
ienn /0
TemperaturBoltzmannsche Konstante
Konstante
CmVkT 19106.126 Bei Zimmertemperatur
Aufgabe 1, E, N
Energieverteilung mit meisten Mikrozuständen
8 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Statistische Physik
EPotentialenergie
T1 T2 T1 T2 TM TM
Wärmetransfer
9 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Klassisch
EPotentialenergie
KM
10 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Quantenmechanisch – Bose-Einstein und Fermi-Dirac
EPotentialenergie
FDBA
Ef, T
Besetzungswahrscheinlichkeit
11 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Fermi-Energie
EPotentialenergie
FDFD
Ef2, T
Ef1, T
12 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Diffusion
TeilchentransferEf1 Ef2 EfM EfM
13 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Halbleiter
Ef2, T
E
Elektron in Bewegung
Bandlücke
14 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Teilchendichte
p = Na
n = ? n = ni
p = ni
15 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Teilchendichte
p = Na
p = ?
n = Nd
n = ?
16 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Ströme
p = Na
n = Nd
ExneI nndrift )(
dx
dVxneI nndrift )(
dx
xdneDI nndiff
)(
TV
xV
deNxn)(
)(
dx
dVxn
V
DeI
T
nndiff )(
pdiffI
pdriftI
ndiffI
ndriftI
ndriftndiff II
17 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Ströme
ExneI nndrift )(
T
f
T V
xV
V
xV
d eeNxn)()(
)(
dx
dV
dx
dVxn
V
DeI f
T
nndiff )(
n = NdndiffI
ndriftI
18 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Ströme
ExneI nndrift )(
T
f
T V
xV
V
xV
d eeNxn)()(
)(
0)(xnV
DeI
T
nndiff
n = NdndiffI
ndriftI
19 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
MOS Kondensator
V
20 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
MOS Kondensator
V
''
CdV
dQ
tC Si
'
aetNQ '
tC
dV
dteN
dV
dQ Sia
'
'
a
Si
eN
dVtdt
a
Si
eN
Vt
2
'Q
V t
21 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
MOS Kondensator
V
'C
V
tC Si
'
a
Si
eN
Vt
2
22 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
MOS Kondensator
V
'C
V
23 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
MOS Kondensator
V
'C
V
TV
V
a
i eN
nn
2
aNn 10~
)0ln()ln(2 1Ti
aT V
n
NVV
24 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
MOS Kondensator
V
'C
V
T
s
T V
V
V
V
a
i eeN
nn
2
aNn 10~
sTi
aT VV
n
NVV )0ln()ln(2 1
25 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
MOS Kondensator
V
'C
V
a
Si
eNt 02
)10ln()ln(2~0 Ti
aT V
n
NV
00
'
2
ox
Siath C
eNV
'oxC
26 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
MOS Kondensator
V
'C
V
a
Si
eNt 02
)10ln()ln(2~0 Ti
aT V
n
NV
00
'
2
ox
Siath C
eNV
'oxC
27 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
DEPFET
V
'C
V
a
Si
eNt 02
)10ln()ln(2~0 Ti
aT V
n
NV
0'
'
'
2
ox
ig
ox
Siath C
Q
C
eNV
igSi
ig lQ
~1
010
'
'
'
)(2
ox
ig
ox
Siath C
Q
C
eNV
'
'
'
'
'
'
ox
ig
b
ig
ox
b
ig
th
C
Q
C
Q
C
C
dQ
dV
igligQ
28 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
PN Übergang
Leitungsband
Valenzband
Elektronen Löcher
Valenzelektronen + Donator-IoneValenzelektronen + Anzeptor-Ione
N Silizium P Silizium
29 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
PN Übergang - Verarmungszone
Leitungsband
Valenzband
30 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
PN Übergang - Verarmungszone
Leitungsband
Valenzband
31 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
PN Übergang - Verarmungszone
Leitungsband
Valenzband
32 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
PN Übergang - Verarmungszone
Leitungsband
Valenzband
33 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
PN Übergang - Kontaktpotential
Leitungsband
Valenzband
34 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
PN Übergang - Gleichgewicht
Leitungsband
Valenzband
Drift
Generation
Diffusion
35 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
PN Übergang – Polung in Durchlassrichtung
Leitungsband
Valenzband
36 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
PN Übergang – Polung in Durchlassrichtung
Leitungsband
Valenzband
37 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
PN Übergang – Polung in Durchlassrichtung
Leitungsband
Valenzband
38 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
PN Übergang – Polung in Durchlassrichtung
Leitungsband
Valenzband
Diffusion
Rekombination
39 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
PN Übergang – Polung in Durchlassrichtung
Leitungsband
Valenzband
Diffusion
Rekombination
n=?
40 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
PN Übergang – Polung in Durchlassrichtung
Leitungsband
Valenzband
Diffusion
Rekombination
a
i
N
nn
2
TV
V
a
i eN
nn
2
)1(2
TV
V
a
in eN
n
L
eDI
41 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
PN Übergang
Leitungsband
Valenzband
Drift
Generation
Diffusion
42 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
PN Übergang – Polung in Sperrrichtung
Leitungsband
Valenzband
43 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
PN Übergang – Polung in Sperrrichtung
Leitungsband
Valenzband
44 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
PN Übergang – Polung in Sperrrichtung
Leitungsband
Valenzband
45 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
PN Übergang – Polung in Sperrrichtung
Leitungsband
Valenzband
Drift
Generation
n=?
46 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
MOS Transistor
N N
pn
verarmt
Leitungsband
Valenzband
Löcher
Elektronen
Gate
Source Drain
47 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
MOS Transistor – Gate Spannung
pn
Leitungsband
Valenzband
Elektronen
N NN N- q
q
48 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
MOS Transistor
pn
Leitungsband
Valenzband
Elektronen
N NN N- q
q
49 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
MOS Transistor - Inversion
pn
Leitungsband
Valenzband
Elektronen
N NN N- q0
q0
0 ψ0 ~ 0.85 V
n
ψ
ψ0
50 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
MOS Transistor
pn
Leitungsband
Valenzband
Elektronen
N NN N- q0
q0
0 ψ0 ~ 0.85 V
n
ψ
ψ0
51 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Gate Spannung - Kanal
N NN Nψ0
VG=VT+ΔV
- Δq
- q0
q0+ΔqVG=VT+ΔV
pn
Leitungsband
Valenzband
Elektronen
52 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Gate Spannung - Kanalladung
N NN Nψ0
VG=VT+ΔV
- Δq
- q0
q0+ΔqVG=VT+ΔV
pn
Leitungsband
Valenzband)('
TGox VVCQ
Q‘ ( q/cm2)
Ladung pro Fläche
Oxydkapazität pro Fläche
53 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Gate Spannung – Drain/Source Bias
N NN NΨ0+V
)*(' VVVCQ TGox
Q‘ ( q/cm2)
Ladung pro Fläche
Oxydkapazität pro Fläche
- Δq
- q0
q0+ΔqVs Vs
VG=VT+ΔV
VG=VT+ΔV
Vs
pn
Leitungsband
Valenzband
54 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Gate Spannung – Drain/Source Bias
N NN NΨ0+V
)*(0 TGox VVC
Q‘ ( q/cm2)
Ladung pro Fläche
Oxydkapazität pro Fläche
0
- q0
q0+0ΔV ΔV
VG=VT+ΔV
VG=VT+ΔV
ΔV
VT
pn
Leitungsband
Valenzband
55 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Drain Spannung - Strom
N NN N
VG Vds
56 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Drain Spannung - Strom
N NN N
VG Vds
dsTGoxnds
nn VVVCL
W
L
VWQESqI )('
Querschnitt
LadungsdichteMobilität
E-Feld
Breite/Lange des Gates
57 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Drain Spannung - Strom
N NN N
VG Vds
58 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Drain Spannung - Strom
N NN N
VG Vds
eVds
Vds
I
dsTGoxn VVVCL
WI )(
59 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Drain Spannung - Stromsättigung
N NN N
VG Vds
eVDB
VdsVdssat=Vgs-VT
Ilim
IsatI
2lim )( TGoxn VVC
L
WI
2)(2
1TGoxnsat VVC
L
WI
VT
Pinch off
60 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Drain Spannung - Stromsättigung
N NN N
VG Vds
I
Vds
61 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Drain Spannung - Stromsättigung
N NN N
VG Vds
I
Vds
62 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Drain Spannung - Stromsättigung
N NN N
VG Vds
I
Vds
63 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Stromsättigung
N NN N
VG Vds
I
Vds
64 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Widerstand
Größere Spannung
Keine Spannung
Noch größere Spannung
F
I
Elektrostatische Wechselwirkung
I=0
Viskose Reibung. Konstante Kraft bewirkt den konstanten
Strom
65 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Widerstand (2)
Spannung
Keine Spannung
U
F
I
I=0
66 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Kondensator und Spule
dt
tduCti
)()(
dt
tdiLtu
)()(
+
+
U U
Analogie zu Kondensator Kleinere Spannung Größere Spannung
I -I
67 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Spule
KgKg KgKg
Kg Kg KgKg
F I ≈ 0, t = 0
Kg Kg KgKg
I>>0, Später
Keine Spannung
I=0
Trägheit statt ReibungBei konstanter Kraft steigt der Strom gleichmäßig
68 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Verstärker
Vout
Vin
niedriges Potential
hohes Potential
69 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Verstärker
Vout
Vin
Arbeitspunkt
Arbeitspunkt
70 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Verstärker
Vout
Vin
hohes Potential
niedriges Potential
71 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Kleinsignalparameter
TgsdsTGoxnsat VVVVVCL
WI ,)(
2
1 2
G
VG
satsat V
V
II
G
0
m
VG
sat gV
I
G
0
VG0
ΔVG
ΔVG
gm ΔVGKleinsignalschaltung
Nicht-lineare Schaltung
72 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Verstärker - gm
Vout
Vin
73 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Verstärker - Linearität
Vout
Vin
74 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Verstärker - Linearität
Vout
Vin
75 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Verstärker - Linearität
Vout
Vin
76 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Verstärker - Linearität
Vout
Vin
77 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Verstärker - Linearität
Vout
Vin
78 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Verstärker - Linearität
Vout
Vin
79 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Verstärker - Linearität
Vout
Vin
80 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Verstärker - Linearität
Vout
Vin
Signalbereich
81 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Verstärker - Stabilisierung
Vout
Vin
82 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Verstärker - Stabilisierung
Vout
Vin
83 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Verstärker - Stabilisierung
Vout
Vin
84 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Verstärker – Stabilisierung mit Rückkopplung
Vout
Vin
85 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Verstärker – Stabilisierung mit Rückkopplung
Vout
Vin
86 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Verstärker – Stabilisierung mit Rückkopplung
Vout
Vin
87 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Verstärker – Stabilisierung mit Rückkopplung
Vout
Vin
88 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Verstärker – Stabilisierung mit Rückkopplung
Vout
Vin
89 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Verstärker – Stabilisierung mit Rückkopplung
Vout
Vin
90 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Verstärkung mit Rückkopplung
Vout
Vin
Δ=0
91 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Verstärkung mit Rückkopplung
Vout
Vin
92 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Verstärkung mit Rückkopplung
Vout
Vin
93 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Verstärkung mit Rückkopplung
Vout
Vin
94 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Verstärkung mit Rückkopplung
Vout
Vin
Δ=0
95 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
AC Verstärkung
Vout
Vin
96 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
AC Verstärkung
Vout
Vin
97 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
AC Verstärkung
Vout
Vin
98 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
AC Verstärkung
Vout
Vin
99 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
AC Verstärkung
Vout
Vin
100 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
AC Verstärkung
Vout
Vin
101 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
AC Verstärkung
Vout
Vin
102 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Rückkopplung
Rückkopplung – ein wichtiges Prozess in der Natur- Ein Teil des Ausgangssignals wird benutzt um das Eingangssignal zu
beeinflussen.- Regelung des Systems – negative Rückkopplung
103 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Rückkopplung (2)
Rückkopplung in Elektronik Vorteile
- Arbeitspunkt des Verstärkers mit Rückkopplung ist unempfindlich für Änderung des Prozessparameter und Temperatur
- Bandbreite ist höher- Linearität besser- Eingangs- und Ausgangsimpedanzen können angepasst werden.
Nachteile- Verstärkung wird kleiner- Gefahr vor Schwingungen- Millereffekt
104 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Einige Größen…
A
β
+Xs Xi Xo
A
β
+Xs Xi XoXi*
io AXX * soi XXX
soo AXAXX
A
AXX s
o 1
ii XX *
A
AA OLF
1
Closed-loop Gain (Gegenkoppelte Verstärkung)
Open-loop Gain (Lerlaufverstärkung)
Loop Gain – Return ratio (Schleifenverstärkung)
105 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Negative und positive Rückkopplung
OLF AA
OLF AA
Negative Rückkopplung
Positive Rückkopplung
A
AA OLF
1
Wenn AOL und βA Realzahlen sind, negative Rückkopplung bedeutet:
0A
ATT
AA OLF
;1
Wir definieren die negative Schleifenverstärkung T
106 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
„Messungen“ von AOL und T
A
β
+Xi XoXi*
A
β
+Xs Xi XoXi*
Test
T
AA OLF
1
s
oOL X
XA
i
i
X
XT
*
V VT
Leerlaufverstärkung Schleifenverstärkung
107 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Empfindlichkeit von AF
A
AAF
1
TA
A
AF
F
1
11
T
TAF
1
1
TA
1
lim F
TA
A (Leerlaufverstärkung) ist groß, aber stark Prozessabhängig. Rückkopplung wird normalerweise mit R und C aufgebaut
Wir rechnen die Empfindlichkeit von der rückgekoppelten Verstärkung auf die Änderung von A
108 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Rückkopplung und Linearität
Xi Xo
Xo
Xi
...2 iio BXAXX
A
B
)cos( 0t )cos( 0tA
)2cos( 0tB
+A
BHD
Ein Verstärker mit schlechter Linearität
Seine Verstärkung ist eine MacLaurinsche Reihe
Rot - Grundfrequenz
Blau – Die Oberwelle
Harmonic Distortion
(harmonische Verzerrung)
109 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Nichtlinearer Verstärker mit Rückkopplung
A
B
+
β
+
Die Rückkopplung verursacht auch die höheren Oberwellen, wir begrenzen unsere Analyse nur auf die erste
110 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Grundfrequenz
A
+
β
+
so XT
AX
1
)cos(1 0tT
AX o
)cos( 0tX s
)cos(1
10tT
X i
Xs
Xo
AT
Xi
111 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Oberwelle
A
B
+
β
+
Xs
Xo
)cos(1
10tT
)2cos(1 0tT
BX S
soo XAXX
T
XX s
o 1
)2cos()1( 02
tT
BX o
)2cos()1(
)cos(1 020 t
T
Bt
T
AX oges
TA
BHD
1
1
A
BHD Ohne RK war
Quelle für die Oberwelle
Eingang für die Quelle, Ergebnis von der letzten Folie
Mit RK
Xi
112 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Analyse von Schaltungen mit einer Schleife
PassivesNetzwerk
PassivesNetzwerk
Feedback
Xs
Xi Xi* Xo
FB
Xs Xi Xo
Xi*
Verstärker, leitet die Signalen nur in eine Richtung
Rückkopplung mit passiven Bauteilen, leitet die Signalen nur in beide Richtungen
Masse
Vereinfachtes Bild
113 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Analyse von Schaltungen mit einer Schleife
Xs Xi XoXi*
Xs Xi XoXi*iso XtXtX *
1211
V 0
11*
iXs
o
X
Xt
0
*12
sXi
o
X
Xt
Feedforward(Vorwärtsregelung)
Aktive Verstärkung
Aktive Verstärkung
Feedforward (Dead System Gain)
114 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Analyse von Schaltungen mit einer Schleife
Xs Xi XoXi*
Xs Xi XoXi*
osi XtXtX 2221 V
0
21
oXs
i
X
Xt
0
22
sXo
i
X
Xt
Signaldämpfung Rückkopplung
Signaldämpfung im Eingangsnetz
Rückkopplung
115 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Analyse von Schaltungen mit einer Schleife
osi XtXtX 2221
*1211 iso XtXtX
*ii XX
2212
211211
1 tt
ttt
X
XA
s
oF
0
21
oXs
i
X
Xt
0
22
sXo
i
X
Xt
Signaldämpfung am Eingang Rückkopplung
0
11*
iXs
o
X
Xt
0
*12
sXi
o
X
Xt
Feedforward(Vorwärtsregelung)
Aktive Verstärkung
Schleifenverstärkung
Leerlaufverstärkung
Dead system Gain
2212ttT 2112ttAOL
Schleifenverstärkung = =Aktive Verstärkung X Rückkopplung
Leerlaufverstärkung = = Aktive Verstärkung X Signaldämpfung im Eingangsnetz
116 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Die „Messungen“
Xs Xi XoXi*
V 0
11*
iXs
o
X
Xt
0
*12
sXi
o
X
Xt
Xs Xi XoXi*
V
0
21
oXs
i
X
Xt
0
22
sXo
i
X
Xt
Signaldämpfung am Eingang Rückkopplung
Feedforward(Vorwärtsregelung) Aktive Verstärkung
117 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Analyse von Schaltungen mit einer Schleife
Xi XoXi*
V
0
*2212
sXi
i
X
XttT
T
ttt
tt
ttt
X
XA
s
oF
11
211211
2212
211211
Leerlaufverstärkung
Feedforward Aktive Verstärkung X Signaldämpfung
Aktive Verstärkung X Rückkopplung
118 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Feedback (DC)
++
UIN UOUT = A UIN
Xi Xo
Rin Rout
119 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Testschaltungen für Feedbackanalyse
RKA
AAFFA
OL
OLOLF
2
21
1
AOL1 – Gain am Eingangsnetz AOL2 – aktive Verstärkung
RK FF
T - Schleifenverstärkung
Messpunkt - blau
Testquelle - rot
Kurzschluss
T
AAFFA OLOLF
121
120 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Nichtinvertierender Verstärker
+
UIN
- AUIN
+RIN
ROUT
+
-
OUT
OUT
R1
R2
Xs +
Xo+
XoXs Xi
Xi
121 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Nichtinvertierender Verstärker (Verstärkung)
+
UIN
- AUIN
+
RIN = ∞ROUT = 0
+
-
OUT
OUT
R1
R2
Xs +
Xo+
XoXs Xi
Xi
122 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Signaldämpfung im Eingangsnetz
+
-
OUT
OUT
R1
R2
Xs +
Xo+
Xi Xi*
11 OLA
0
1
oXs
iOL X
XA
+
UIN
- AUIN
+
RIN = ∞ROUT = 0
123 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Direkte (aktive) Verstärkung
+
-
OUT
OUT
R1
R2
Xs +
Xo+
Xi Xi*
+
- AXi*+
AAOL 2
0
*2
sXi
oOL
X
XA
Xi*
124 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Schleifenverstärkung
+
-
OUT
OUT
R1
R2
Xs +
Xo+
Xi Xi*
+
- AXi*+
Xi*
21
1
RR
RAT
0
*
sXi
i
X
XT
125 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Dead System Gain (FF)
+
UIN
- AUIN
+
+
-
OUT
OUT
R1
R2
Xs +
Xo+
Xi Xi*
XoXs
0*
iXs
o
X
XFF
0FF
126 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Verstärkung mit RK
1
21
21
1
21
11 R
RR
RRR
A
A
T
AAFF
X
XA OLOL
S
OF
+
-OUT
R1
R2
Xs +
Xo+