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Nullimpedanzen. 2Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Tiefpass 1. Ordnung (Beispiel)...

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Nullimpedanzen
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Page 1: Nullimpedanzen. 2Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Tiefpass 1. Ordnung (Beispiel) + u G = h(t) C1 R1 + +

Nullimpedanzen

Page 2: Nullimpedanzen. 2Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Tiefpass 1. Ordnung (Beispiel) + u G = h(t) C1 R1 + +

2Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

Tiefpass 1. Ordnung (Beispiel)

)(1

1)(

12 tAu

Datu GC

+

uG = h(t)C1

R1

+

dt

tduCti

)()(

+

Page 3: Nullimpedanzen. 2Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Tiefpass 1. Ordnung (Beispiel) + u G = h(t) C1 R1 + +

3Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

Tiefpass 1. Ordnung (Beispiel)

)(1

1)(

12 tAu

Datu GC

+

C1

R1

+

DC

0

dt

tduCti

)()(

+

AAuu GC

)(10

1)(2

1)(2 Cu

uG = h(t)

1)(2 Cu A1

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4Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

Tiefpass 1. Ordnung (Beispiel)

)(1

1)(

12 tAu

Datu GC

+

C1

R1

+

)(1

1)(

12 sA

sas GC uu

*)(,01*:* 21 ssass Cu

uG = h(t)

dt

tduCti

)()(

+

)()( ssCs UI

)()( tCDuti

*/11 sa

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5Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

Tiefpass 1. Ordnung (Beispiel)

)(1

1)(

12 tAu

Datu GC

C1

R1

+

)(1

1)(

12 sA

sas GC uu

*)(,01*:* 21 ssass Cu

Ω

Req(s*) = 0

*/11 sa

uG = h(t)

dt

tduCti

)()(

+

)()( ssCs UI

)()( tCDuti

Page 6: Nullimpedanzen. 2Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Tiefpass 1. Ordnung (Beispiel) + u G = h(t) C1 R1 + +

6Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

Tiefpass 1. Ordnung (Beispiel)

0*

1*)(

11

CsRsReq

C1

R1

+

Ω

Req(s*) = 0

0*

1*

1

11

Cs

CRs1*: 11 CRsCG

111 CRa

)(1

1)(

112 sA

sCRs GC uu

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7Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

„Common-Source“ Verstärker

Eingang

Ausgang

Rg

Rd

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8Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

„Common-Source“ Verstärker

+

gm UIN

Cg Summe aller Kapazitäten zwischen Gate und Source

Cf

Cd Rd||Rds

Rg -

Eingang Ausgang

Cg

Cf Summe aller Kapazitäten zwischen Gate und Drain

Cd Summe aller Kapazitäten zwischen Drain und Masse

Eingang

Ausgang

Rg

Rd

Cg

Cf

Cd Rds

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9Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

„Common-Source“ Verstärker

Eingang

Ausgang

Rg=10K

Rd

Cg=1p

Cf

Cd=1p Rds

A=200

Cf, gm, Rd = ?

Response speed - Optimieren

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10Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

„Common-Source“ Verstärker

Eingang

Ausgang

Rg

Rd

Cg

Cf

Cd Uout(t)

Iin(t)

)()()( tututudfg CCC

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11Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

„Common-Source“ Verstärker

Eingang

Ausgang

Rg

Rd

Cg

Cf

Cd

)(1

)1()(

12

2

1 tAuDaDa

Dbtu Gout

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12Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

„Common-Source“ Verstärker

Eingang

Ausgang

Rg

Rd

1100

)10()(

12

1

A

aa

buout

gdm RRgA

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13Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

„Common-Source“ Verstärker

Eingang

Ausgang

Rg

Rd

Cg

Cf

Cd

)(1

)1()(

12

2

1 tuDaDa

DbRgRtu Gdmgout

Page 14: Nullimpedanzen. 2Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Tiefpass 1. Ordnung (Beispiel) + u G = h(t) C1 R1 + +

14Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

„Common-Source“ Verstärker

Eingang

Ausgang

Rg

Rd

Cg

Cf

Cd

0*)(,01*:* 1 ssbss outu

)(1

)1()(

12

2

1 ssasa

sbRgRs dmgout Guu

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15Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

„Common-Source“ Verstärker

Eingang

Ausgang

Rg

Rd

Cg

Cf

Cd

in1 vi fCs*

in1 vi mg

fmfm CgsCsg /*,*

mf gCb /1

0*)(,01*:* 1 ssbss outu

)(1

)1()(

12

2

1 ssasa

sbRgRs dmgout Guu

0*)( soutu

1i

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16Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

„Common-Source“ Verstärker

Eingang

Ausgang

Rg

Rd

Cg

Cf

Cd

*)(,01**:* 12

2 ssasass outu

)(1

)11(

)(1

22

ssasa

g

C

RgRs m

f

dmgout Guu

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17Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

„Common-Source“ Verstärker

Eingang

RgRdCg

Cf

Cd

0)( sGin

0)(*1

sGCsR

G eqgg

in

*)(,01**:* 12

2 ssasass outu

)(1

)11(

)(1

22

ssasa

g

C

RgRs m

f

dmgout Guu

0)( sGin

Page 18: Nullimpedanzen. 2Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Tiefpass 1. Ordnung (Beispiel) + u G = h(t) C1 R1 + +

18Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

„Common-Source“ Verstärker

Rd

Cf

Cd)(sZeq

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19Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

„Common-Source“ Verstärker

Rd

Cf

CdOC

SCeqeq T

TZsZ

1

1)( 0

dd

dfeq CsR

RsCZ

1

/10

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20Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

„Common-Source“ Verstärker

Rd

Cf

Cd

OC

SCeqeq T

TZsZ

1

1)( 0

)1(

)(1

1

10

ddf

fdd

dd

d

feq CsRsC

CCsR

CsR

R

sCZ

0,1

scdd

dmOC T

CsR

RgT

dmdd

dd

ddf

dfdeq RgCsR

CsR

CsRsC

CCsRZ

1

1

)1(

)(1

)1(

)(1

dmddf

dfdeq RgCsRsC

CCsRZ

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21Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

„Common-Source“ Verstärker

0*)(*1

sGCsR eqgg

dmdd

dd

ddf

dfdeq RgCsR

CsR

CsRsC

CCsRZ

1

1

)1(

)(1

0*)(*1

sGR

CRseq

g

gg

0)(1

)1(*1

dfd

dmddf

g

gg

CCsR

RgCsRsC

R

CRs

01)))1(()(()(2 gdmfgdfddfdgfgdg CRgCRCCRsCCCCCCRRs

CgRg

Geq

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22Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

„Common-Source“ Verstärker

01)))1(()(()(2 gdmfgdfddfdgfgdg CRgCRCCRsCCCCCCRRs

1)))1(()(()(

)/1(2

gdmfgdfddfdgfgdg

mfgdm

CRgCRCCRsCCCCCCRRs

gsCRRgEingang

Ausgang

Rg

Rd||Rds

Cg

Cf

Cd

)(1

)11(

)(1

22

ssasa

g

C

RgRs m

f

dmgout Guu

Page 23: Nullimpedanzen. 2Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Tiefpass 1. Ordnung (Beispiel) + u G = h(t) C1 R1 + +

23Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

Verstärkung mit RK – die Formel

1)))1(()(()(

)()/1()(

2

gdmfgdfddfdgfgdg

mfgdmout CRgCRCCRsCCCCCCRRs

sgsCRRgs Giu

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24Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

Verstärkung mit RK – die Formel

2112 )(

5.0zT

T

225.0)( fdgmdfdgfgdg CRRgCCCCCCRR

dm

dfdgfgf Rg

CCCCCCC

5.02

Bedingung für schnelle Signalantwort ohne Überschwinger

1)))1(()(()(

)/1(2

gdmfgdfddfdgfgdg

mfgdm

CRgCRCCRsCCCCCCRRs

gsCRRg

fFCpF

C ff 100100

)1( 22

nsCRRg fgdm 200~1

nsns 5.0200200

5.0~2

nsgC mf 5.0/ mgs200

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25Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

Pole Splitting

1)1()(

)/1()(

2

sRgCCRCCRsCCCCCCRR

sgCRgRsA

dmfggfdddfdgfgdg

mfdmg

11

)1()(

21

ss

sRgRsA zdmg

1

1)(

2

sCRCRsCCRRRgRsA

ggdddgdgdmg

11

1)(

sCRsCRRgRsA

ggdddmg 1

)/1()(

2*

sRgRCsCRR

sgCRgRsA

dmgfdg

mfdmg

0fC

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26Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

Pole Splitting

11

1)(

sCRsCRRgRsA

ggdddmg

1

)/1()(

2*

sRgRCsCRR

sgCRgRsA

dmgfdg

mfdmg

ddpggp CRCR 21 ,

fm

fggdfdfdmg Cg

CCCCCCCRgR

21 ,

1/τ

τp1τp2

Cf

ggCR/1 ddCR/1

fgmg CRgR/1 dg

m

CC

g

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27Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

Millereffekt

testtest ICD

U1

Uin Uout

testOL

SCintest I

ACDT

TZUU

)1(

11

1

10

C

LCMeter

LCMeter

-A

C

(1+A)C

C


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