Wie schätzen Menschen die Knotenspannung und den Abzweigstrom ein, indem sie einen Stromkreis beobachten?

Die Frage mag albern klingen, aber ich hoffe, Experten können mich zu diesem speziellen Thema anleiten. Ich kämpfe seit einigen Monaten. Ich bin ein Anfänger im analogen Schaltungsdesign. Wenn ich einem Tutorial folge, habe ich festgestellt, dass sie durch Beobachtung einer Schaltung auf großer Transistorebene (MOS) etwas über Knotenspannungen, Zweigstrom, Eingangs- und Ausgangswiderstand und manchmal über Verstärkung sagen können. Meine Frage ist, wie machen die Leute das, ohne ein Kleinsignalmodell dieser Schaltungen zu zeichnen? Liegt das daran, dass sie bereits viele Schaltungen von Hand gelöst haben (ich meine, ohne einen Simulator zu verwenden), und deshalb ein Konzept erstellt wurde? Selbst wenn ich versuche, ein Kleinsignalmodell für eine große Schaltung zu zeichnen, verliere ich mich aufgrund der Komplexität der Schaltung. Was ist eine gute Herangehensweise an diese Art von Schaltung?

Ich habe die Abbildung als Beispielschaltung hinzugefügt!

Vielen Dank für Ihre Zeit!

Abbildungsreferenz: https://www.hindawi.com/journals/apec/2014/274795/

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Führen Sie eine Simulation aus, wie ich es hier für BJTs mit Falstads Web tinyurl.com/y2o5pjn2 getan habe

Antworten (1)

Vieles davon besteht einfach darin, Schaltkreise und Teilschaltkreise häufig zu sehen/zu lösen und in der Lage zu sein, diese Strukturen herauszuziehen und ihr Verhalten isoliert zu betrachten. Sogar komplexe Schaltungen neigen dazu, sich häufig in eine Reihe einfacherer Elemente zu zerlegen, wodurch viele Verhaltensweisen schnell qualitativ beschrieben werden können, wodurch mathematische Analysen für unbekannte oder ungewöhnliche Unterstrukturen eingespart werden.

Dieses Verständnis gängiger Teilschaltungen ergibt sich natürlich aus der mathematischen Lösung dieser Teilschaltungen nach Verhalten, typischem Arbeitspunkt, Eingangs-/Ausgangsimpedanzen usw.

Als Beispiel für diese Schaltung kommt mir ein Analysepfad in den Sinn:

  1. Gehen Sie davon aus, dass alle MOSFETs in Sättigung sind.
  2. Beachten Sie, dass Mk (wahrscheinlich stark invertiert) den M3/M4-Gattern eine konstante Vorspannung gibt, wodurch M3/M4-angepasste Kaskoden für M1/M2 erzeugt werden.
  3. Versuchen Sie, M1/M2 mit einem Stromspiegel abzugleichen, und beachten Sie, dass die Gates nicht mit dem Drain verbunden sind, sodass ich diese Vereinfachung möglicherweise nicht sofort vornehmen kann.
  4. Betrachten Sie M1/M3 im Handumdrehen so, als wäre es ein einzelner Transistor mit sehr hoher Ausgangsimpedanz, da sich eine Kaskodenstruktur unter den angenommenen Bedingungen so verhält. Gleiches für M2/M4.
  5. Jetzt passen die beiden Seiten zu einer Stromspiegelstruktur mit hoher Ausgangsimpedanz dank der Kaskode.

Bei jedem Schritt zeichne ich die Schaltung neu (mental oder anderweitig) und fahre fort, Vereinfachungen / Äquivalenzen zu machen, die sie weiter zu vereinfachen scheinen.

Wenn ich die grobe Struktur und das Verhalten der Schaltung kenne, kann ich entscheiden, welche Stimuli für sie sinnvoll sind – sie kann jetzt simuliert werden, um die Analyse zu ergänzen und zu verifizieren. Wenn ich unerwartete Ergebnisse erhalte, überarbeite ich meine Analyse, simuliere erneut und so weiter, bis mein Verständnis und die erwarteten/tatsächlichen Ergebnisse übereinstimmen.

vielen Dank, dass Sie sich die Zeit genommen haben, meine Frage zu beantworten. Ich habe die Idee.
Wie schätzen Menschen die Knotenspannung und den Abzweigstrom ein, indem sie einen Stromkreis beobachten?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v