Notwendigkeit einer Wechselrichterkette, um die Anstiegs- und Abfallzeit in einem Komparator zu verringern

Ich entwarf einen MOS-Komparator für mein Labor und konnte nicht verstehen, wie eine Inverterkette dazu beiträgt, die Anstiegsgeschwindigkeit über den Lastkondensator zu erhöhen. Und warum eine Wechselrichterkette? Warum kann ein einzelner großer Wechselrichter (hohes W / L-Verhältnis) nicht den Zweck erfüllen?

Das Gesamtsystem sieht mit dem Komparator gefolgt vom Wechselrichter wie folgt ausGeben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Die Wechselrichterstufe sieht so aus, wobei der Wechselrichter in jeder Stufe W/L um einen Faktor nahe 2,5 erhöhtGeben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Wenn Sie eine anständige Antwort wünschen, fügen Sie das Schema von allem bei, worüber Sie sprechen.
Mein Fehler ! Habe es jetzt mit mehr Details hochgeladen.
Der folgende Rat wird höflich angeboten, bevor die unhöflichen Leute ankommen :-) :-( : Schaltpläne mit farbigen Hintergründen mit hoher Sättigung werden große Beschwerden von Lesern hervorrufen. Setzen Sie den Hintergrund entweder auf Weiß oder entfernen Sie ihn auf irgendeine Weise. Die Version, die ich als hinzugefügt habe Ein Beispiel ist immer noch sehr hässlich, aber viel einfacher für Auge und Gehirn. Beschriftungen / Texte sollten größer sein, damit Menschen mit durchschnittlichem bis schlechterem Sehvermögen sie lesen können. Bearbeiten / entfernen / ersetzen Sie das Diagramm, das ich hinzugefügt habe, wie gewünscht - nur dort als Beispiel.
Schalten Sie auch das Gitter aus, bevor Sie einen Screenshot machen. Danke.
@RussellMcMahon Sicher, ich verstehe. Entschuldigung für die Unannehmlichkeiten, werde es beim nächsten Mal so machen.
@transistor wird das sicher auch tun.

Antworten (1)

On-Chip-Schaltkreise sind oft darauf ausgelegt, nur sehr kleine Lasten zu treiben. Um die Antriebsstärke zu erhöhen, wird ein Puffer benötigt.

Das Hinzufügen eines einzigen Puffers mit einem hohen W/L-Verhältnis würde diesem Zweck dienen, aber aufgrund seiner Größe würde er wiederum eine hohe Belastung für die erste Stufe des Komparators darstellen und dadurch seine Geschwindigkeit begrenzen.

Es kann gezeigt werden, dass anstelle der Verwendung eines einzelnen Puffers eine Kette von Puffern mit zunehmendem W/L zu einer schnelleren Schaltung führt, wenn die Größe des getriebenen Puffers nur wenige Male so groß ist wie die Größe des treibenden Puffers.

Für diesen sogenannten Tapered Buffer wäre das optimale Verhältnis zwischen zwei Stufen e (~ 2,718..), in der Praxis werden jedoch größere Verhältnisse verwendet, um die Anzahl der Stufen geringer zu halten und dennoch eine ordentliche Geschwindigkeit zu erreichen.

Das mag lahm klingen, aber lassen Sie mich trotzdem fragen, wie ein Puffer die Antriebsstärke erhöht, die nichts als Strom ist? Ich denke also, es ist genau wie ein PMOS, das mit der Last verbunden ist (NMOS ist ausgeschaltet), und daher hat dies eine sehr hohe Strombelastbarkeit, da der "Ein" -Widerstand von PMOS niedrig ist und es daher den Anstieg so schnell wie möglich liefern kann? Und ein größeres PMOS mit größerem W erhöht die Id, da W in der Triodenbereichsgleichung direkt proportional zu Id ist. Ist mein Verständnis richtig?
Ja, wie Sie geschrieben haben, ist die Antriebsstärke (= Strommenge, die er liefern kann) proportional zu W. Aber die Eingangskapazität des Wechselrichters ist auch proportional zu W. Ein größerer Wechselrichter hat also eine größere Antriebsstärke, weist aber auch eine größere auf Belastung.
Sicher und eine größere Last in dem Sinne, dass es länger dauert, das Gerät ein- und auszuschalten? Es wird also in jeder Phase eine Verzögerung geben? Würde dies nicht auch die Anstiegsgeschwindigkeit in gewisser Weise beeinflussen?
Ja, es gibt eine Verzögerung in jeder Phase. Aber die Gesamtverzögerung wird immer noch reduziert. Die Anstiegsgeschwindigkeit wird erhöht.
Notwendigkeit einer Wechselrichterkette, um die Anstiegs- und Abfallzeit in einem Komparator zu verringern
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