Ich habe das Kapitel über das Design von Operationsverstärkern in Microelectronic Circuits von Sedra Smith gelesen und habe einige Fragen zum sogenannten "Common Mode Feedback" (CMFB), das zur Steuerung einiger Stromspiegel verwendet wird.
Betrachten wir dieses Schema:
Das Buch sagt:
Sich nur auf die Anpassung zu verlassen, reicht nicht aus, um sicherzustellen, dass die von Q9 und Q10 gelieferten Ströme exakt gleich den von Q7 und Q8 gelieferten Strömen sind. Jede kleine Abweichung I zwischen den zwei Stromsätzen wird mit dem großen Ausgangswiderstand zwischen jedem der Kollektorknoten und Masse multipliziert, und somit gibt es große Änderungen in den Spannungen vO1 und vO2. Diese Änderungen wiederum können bewirken, dass ein Satz der Stromquellen (dh Q7 – Q8 oder Q9 – Q10) gesättigt wird. Wir brauchen daher eine Schaltung, die die Änderung der Gleichstrom- oder Gleichtaktkomponente VCM von vO1 und vO2, VCM = 1 2 (vO1 + vO2), erkennt und die Vorspannung an den Basen von Q7 und Q8, VB, anpasst, um den Strom wiederherzustellen Gleichwertigkeit. Diese Gegenkopplungsschleife sollte gegenüber den differentiellen Signalkomponenten von vO1 und vO2 unempfindlich sein; andernfalls würde es die differentielle Verstärkung verringern. Somit sollte die Rückkopplungsschleife eine Gleichtaktrückkopplung (CMF) bereitstellen.
Ich habe folgende Fragen:
1) Wie ist es möglich, dass sich beispielsweise der Strom von Q9 von dem von Q7 unterscheidet? Ihre Kanäle sind in Reihe geschaltet (da die Last eine unendliche Impedanz haben soll), und daher sollte nach dem Kirchoff-Stromgesetz der gesamte Strom durch Q9 auf Q7 fließen, denke ich ...
2) Bezieht sich das Buch auf Gleich- oder Signalströme?
3) Warum entscheiden wir, dass der CMFB die Gleichtaktspannung lesen muss? Angenommen, es gibt eine Nichtübereinstimmung zwischen dem Strom von Q9 und dem Strom von Q7: Es würde einen falschen Wert innerhalb von vO1 geben. Welche Verbindung besteht zwischen dieser Störspannung und der Gleichtaktspannung zwischen den Ausgängen in 1 und 2?
1) Die Ströme von Q7/Q8 und Q9/Q10 werden durch die Vorspannungen eingestellt. Es ist sehr schwierig, diese Vorspannung ohne ein Rückkopplungsnetzwerk genau richtig zu machen, daher würden die theoretischen Kollektorströme abweichen. Diese Diskrepanz im Strom führt zu wilden Verschiebungen in der Ausgangsspannung als Ergebnis des Early-Effekts (dh R_out im Kleinsignalmodell jedes BJT).
2) Die DC-Vorspannung selbst ist anfällig.
3) Dieser Teil der Frage ist nicht so klar. Wir wollen die Gleichtaktspannung regeln, weil sie Teil der gewünschten Spezifikation eines Differenzverstärkers ist: Wenn die Ausgänge mit einem Differenzeingang auf und ab schwingen, schwingen sie um eine gut geregelte konstante Gleichtaktspannung herum. Wenn wir Q7 und Q8 nur mit der Spannung an vO1 regeln würden, würden wir keinen Volldifferenzverstärker bekommen; Stattdessen würden wir etwas in der Art eines Differential-zu-Single-Ended-Verstärkers bekommen.
Wie ist es möglich, dass sich beispielsweise der Strom von Q9 von dem von Q7 unterscheidet? Ihre Kanäle sind in Reihe geschaltet (da die Last eine unendliche Impedanz haben soll), und daher sollte nach dem Kirchoff-Stromgesetz der gesamte Strom durch Q9 auf Q7 fließen, denke ich ...
Angenommen, Sie haben identische Transistoren, einschließlich pnp und npn. Angenommen, Sie legen die Vorspannung fest so dass . Unter der Annahme, dass das System mit beiden Transistoren im aktiven Bereich beginnt, werden die beiden Transistoren unterschiedliche Ströme haben. Nehmen wir an, npn ist kleiner , also am Knoten Es wird weniger Strom zur Erde geleitet als aus der Versorgung bezogen wird. Dadurch steigt das Potential an diesem Knoten. Und im stationären Zustand oder Gleichstrom geht der pnp in die Sättigung. Bei Gleichstrom ist der Strom durch den pnp derselbe wie der von npn, aber Sie verlieren die gesamte Verstärkung, wenn der pnp gesättigt ist. Dies muss über CMFB vermieden werden.
Bezieht sich das Buch auf Gleich- oder Signalströme?
Wie erklärt, DC-Ströme.
Dieser Teil der Frage ist nicht so klar. Wir wollen die Gleichtaktspannung regeln, weil sie Teil der gewünschten Spezifikation eines Differenzverstärkers ist: Wenn die Ausgänge mit einem Differenzeingang auf und ab schwingen, schwingen sie um eine gut geregelte konstante Gleichtaktspannung herum. Wenn wir Q7 und Q8 nur mit der Spannung an vO1 regeln würden, würden wir keinen Volldifferenzverstärker bekommen; Stattdessen würden wir etwas in der Art eines Differential-zu-Single-Ended-Verstärkers bekommen.
CMFB regelt den DC-Pegel von beiden Und . Tatsächlich ist der Gleichtakt immer für ein Signalpaar definiert. So würde CMFB regulieren .
Kinka-Byo
Nanofarad