Komplexe Schaltungsanalyse

Zur Berechnung der Verstärkung kann das ideale Opamp-Modell verwendet werden.

Rin ist idealerweise unendlich, da der Gate-Widerstand der MOS-Transistoren ebenfalls unendlich ist.

Die Verstärkung kann berechnet werden, indem der Strom durch den BJT am Ausgang ermittelt wird, und der Ausgang entspricht einfach diesem Strom mal R5. Dieser Strom ist auch gleich [Vout (Ausgang des Wechselrichters) - Vss] / R3.

Der Ausgangswiderstand ist einfach gleich R5||ric , wobei ric der Widerstand ist, der vom Kollektor des bjt aus gesehen wird. Sie können sich die Berechnung in diesem Dokument ansehen http://users.ece.gatech.edu/ mleach/ece3050/notes/bjt/BJTBasics.pdf

Was ich nicht verstehe, ist, warum diese Schaltung unterschiedliche Werte für die Versorgungsspannungen hat, dh VDD, VSS oder das Massesymbol. Daher habe ich die Ströme nicht berechnet und bin mir über die Basisspannung nicht sicher das bjt.

Die Schaltung kann man sich als zwei kaskadierte Verstärkerstufen vorstellen – einen CMOS-Verstärker und den nächsten Operationsverstärker (übrigens sehe ich in dieser Kaskadierung nicht viel Sinn, da es in der CMOS-Stufe keine Gegenkopplung gibt). Die Gesamtspannungsverstärkung ist also ein Produkt der beiden Teilspannungsverstärkungen.

Nun zur Verstärkung des Operationsverstärkerteils. Zunächst sollten wir verstehen, was diese Schaltung ist. An der Spannungsquelle +Vss und dem Spannungsteiler R1-R2 ist nichts Interessantes - sie dienen als Offset-Spannungsquelle (Vorspannung), die die virtuelle Masse und den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers verschiebt. Diese positive Vorspannung ist notwendig, da der Eingangsstrom in R3 eintreten sollte (um von links nach rechts durch R3 zu fließen), damit der Basis-Emitter-Übergang von Q2 in Vorwärtsrichtung vorgespannt wird.

Der Rest der Operationsverstärkerschaltung kann als "nicht invertierender invertierender Verstärker" betrachtet werden:) da dies einerseits eine invertierende Konfiguration ist, die eine konstante virtuelle Masse am invertierenden Eingang des Operationsverstärkers beibehält ... aber von auf der anderen Seite hat die Ausgangsspannung VR5 immer noch die gleiche Polarität wie die Eingangsspannung Vin der Operationsverstärkerschaltung (die CMOS-Ausgangsspannung). Da derselbe Strom I = Vin/R3 durch die drei Widerstände R3, R4 und R5 fließt, beträgt die Gesamtspannungsverstärkung der Operationsverstärkerschaltung VR5/VR3 = R5/R3.

Es ist interessant, die Verbindung zwischen dieser Operationsverstärkerschaltung und dem Emitterverstärker mit einer Emitterdegeneration zu sehen - in beiden Verstärkerstufen mit Gegenkopplung ist die Verstärkung einfach ein Verhältnis zwischen zwei Widerständen (R5/R3 und -Rc/ Betreff).