Amplificateur CMOS | C'est des caractéristiques importantes | 3+ applications importantes

Sujet de discussion: Amplificateur CMOS

  • Qu'est-ce que CMOS?
  • Qu'est-ce que l'amplificateur CMOS?
  • Tension de décalage d'entrée
  • Différents paramètres dans l'amplificateur CMOS
  • Applications de l'amplificateur CMOS

Qu'est-ce que CMOS?

CMOS :

CMOS est l'acronyme de Complementary Metal Oxide Semiconductors. C'est l'un des types de transistor à effet de champ à oxyde métallique et c'est un dispositif unipolaire contrairement aux BJT.

Amplificateur CMOS: inverseur CMOS
Inverseur CMOS

Qu'est-ce qu'un amplificateur CMOS?

Amplificateur CMOS:

Les amplificateurs CMOS (amplificateurs complémentaires métal – oxyde – semiconducteur) sont des circuits analogiques universels utilisés dans les ordinateurs personnels, les ordinateurs portables, les appareils audiovisuels, les téléphones portables, les caméras, les systèmes de communication, différentes applications biomédicales, et bien d'autres applications. Dans les circuits d'amplification CMOS hautes performances, des transistors sont généralement utilisés. Le transistor est non seulement utilisé pour amplifier les signaux, mais également utilisé comme charge active pour atteindre un gain et une oscillation de sortie élevés par rapport aux blocs de charge résistifs.

La figure ci-dessus montre un amplificateur CMOS à deux étages.

Certains des paramètres critiques qui représentent les amplificateurs sont - 1. Plage de tension fournie, 2. Réponse aux fréquences, 3. Réponse aux bruits, etc.

Plage de tension d'entrée:

La plage désigne une tension I / P «admissible» qui générera un signal O / P linéaire et non déformé.

                                          VDS>VGS - VT

VG est la tension d'entrée, VD est VDD -VSAT pour PMOS.

D'après l'explication ci-dessus, la tension d'entrée est capable de glisser jusqu'à un certain degré au-dessus de la tension VDD. Leur15 et M16 sont construits pour s'opposer à cette direction actuelle de M14. Néanmoins, VDM12 n'est pas égal à VDM14.

Chemin du signal de l'amplificateur CMOS:

Chemin du signal des amplificateurs à semi-conducteur à oxyde métallique complémentaire: Le chemin du signal représente le chemin par lequel le signal atteint la sortie de l'entrée. Le chemin du signal utilisé pour étudier la réponse en fréquence, la stabilité et bien d'autres facteurs.

Chemin du signal de l'amplificateur CMOS

Comme l'amplificateur CS standard a un gain élevé, l'effet Miller augmentera la capacité d'entrée totale. Toute capacité entre la sortie et l'entrée peut être considérée comme une capacité à l'entrée de la terre avec la multiplication de (1 + Gain).

Charge dans l'amplificateur CMOS:

On peut observer deux variétés de charge active dans l'amplificateur CMOS: La diode connectée MOS ou la source de courant MOS.

  1. Il représente la sortie associée à une source de courant. La source de courant agit comme «Charge» pour la sortie.
  2. En raison de Vgs de la charge active est constante. La valeur de résistance est r0 = 1 / λId, Où jed est le courant de drain. Le gain basse fréquence ou courant continu (DC),

                        Av = gmn (roM16 // r0casp) gM17 (r0M18 // r0M17)

Problème de charge typique:

• La configuration du tampon est un test sévère d'instabilité. On constate qu'il est nécessaire de disposer d'un condensateur de compensation plus important à cet effet.

• Il ne peut pas piloter une petite résistance de charge.

Paramètres de l'amplificateur CMOS:

Décalage d'entrée:

La tension de décalage est Vref - VI

La tension de décalage de l'amplificateur a été présentée dans la figure ci-dessus. Ceci est mesuré à partir des disparités en prenant des considérations de paramètres tels que la tension de seuil, la résistance de charge, etc.

Taux de rejet en mode commun (CMRR):

«Le CMRR est donné par le rapport du gain de l'amplificateur en mode différentiel au gain de l'amplificateur en mode commun.»

Rapport de rejet de l'alimentation (PSRR):

Le rapport de réjection de l'alimentation ou PSRR est donné par le rapport entre la tension de sortie et la tension d'entrée. PSRR décrit le rejet de bruit de l'amplificateur CMOS. La méthode typique pour améliorer le taux de rejet de l'alimentation électrique est généralement au moyen d'une source ou d'un puits de courant cascode (cela est dû à une valeur de résistance de sortie élevée).

Vitesse de montée et vitesse de règlement:

  • Taux de balayage élevé
  • Petit condensateur de compensation Augmenter le courant de fonctionnement

Le temps de stabilisation équivaut à Trèglement paramètre et

Vitesse de balayage = Vidmax

Bruit:

Pour 1 μA, 7.8 × 1012 les électrons passant chaque seconde généreront un bruit de 7800 Giga Hertz.

1. Le transistor d'entrée le plus élevé est nécessaire pour réduire le niveau de bruit.

2. Une augmentation du courant de fonctionnement est également nécessaire.

3. Le bruit blanc et court est principalement constant pendant toute l'opération

4. Bruit de scintillement

Compensation dans l'amplificateur:

Une compensation est nécessaire pour assurer la stabilité de l'Opamp. Un amplificateur CMOS, le gain de boucle et la phase sont les préamètres qui spécifient généralement la stabilité de l'amplificateur. L'amplificateur opérationnel est généralement construit dans un sac à main en boucle fermée pour l'analyse de gain et de phase. Une capacité, une résistance et une polarisation appropriées sont également nécessaires pour la compensation de l'amplificateur.

Techniques de compensation pour amplificateurs à deux étages
Crédit image: Alireza1990polimiMéthodes de compensation des amplificateurs à deux étagesCC BY-SA 4.0

Utilisations de l'amplificateur CMOS:

  • Ces amplificateurs complémentaires métal-oxyde-semi-conducteur sont utilisés dans différents produits de consommation électroniques personnels tels que les ordinateurs, les ordinateurs portables, les appareils audiovisuels, les téléphones mobiles, les appareils photo, etc.
  • Ce sont l'un des composants importants de l'appareil de télécommunications
  • Différentes applications biomédicales ont utilisé ce type d'amplificateur de nos jours. Il existe de nombreuses autres applications d'amplificateur CMOS et la liste augmente.

Pour en savoir plus sur les bases du MOSFET et d'autres articles liés à l'électronique  cliquer ici

À propos de Soumali Bhattacharya

Je suis actuellement investi dans le domaine de l'électronique et de la communication.
Mes articles se concentrent sur les principaux domaines de l'électronique de base dans une approche très simple mais informative.
Je suis un apprenant vif et j'essaie de me tenir au courant de toutes les dernières technologies dans le domaine de l'électronique.

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