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©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07 11-1
Capitolo 11
11.1
( )
( ) ( )( ) ( )( )
( )
( ) ( )( )
( )
( ) ( )Ω=
Ω+Ω=
++=
=−−
=−=−=
−=Ω+Ω
Ω−=
++−=
Ω==Ω====
−=Ω−=−===−−=
=−==⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛=
−+
==
MkkRrR
CMRRAARgA
kkk
RrRAc
kRRkA
VIVrR
kARgAbVAPVVVV
VIxVAxR
VIIa
EEoic
cccdCm
dd
EEo
Cocc
CodC
Toid
Cmdd
CCE
CCEE
BE
F
FEFC
3.272
27010121222
21
basso) (molto dB 47.1 o 227604.0
137= | | 1372
604.02701012122
33010021
6602 | 2437.20025.0100222
2733307.2040 87.5 ,7.20Q unto | 87.57.0
17.5103.312 | 7.20107.2
7.012101100
2112
121 5
5
β
ββ
μβ
μμ
μβ
βα
π
π
π
11.2
( )
( ) ( )
( ) ( )
( )( )
( )
( ) ( )
Ω==Ω==
Ω=Ω+
=++
=Ω==
=−
−
∞=−
−=Ω+Ω
Ω−=
++−=
−=Ω−=−=Ω====
=−−−=
====Ω
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −
=
kRRkRR
MkRrRkrR
kkk
RrRA
kmSRgAkg
rmSIgb
VAVIV
AIIIAVx
Ia
CocCod
EEoicid
EEo
Cocc
Cmddm
Cm
CCE
EEFCE
502
| 2002
72.42
150612862
21 | 5722
dB! 24.4 miseroun ,5.16636.02
0.21
= CMRR : terminalesingolo a uscitaun'Per
00.21= CMRR :aledifferenzi uscitaun'Per
636.015061286
1006021
0.21100210.0 | 28660 | 210.040
68.1 ,25.5 :Q Punto | 68.17.0105.1
25.56160 | 33.5
10757.05.1
21
5
3
β
ββ
μ
μαμ
ππ
π
π
11.3 *Problema 11.3 VCC 2 0 DC 12 Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
11-2 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
VEE 1 0 DC -12 VIC 8 0 DC 0 VID1 4 8 AC 0.5 VID2 6 8 AC -0.5 RC1 2 3 330K RC2 2 7 330K Q1 3 4 5 NBJT Q2 7 6 5 NBJT REE 5 1 270K .MODEL NBJT NPN BF=100 VA=60 IS=1FA .OP .AC LIN 1 1KHZ 1KHZ .PRINT AC IM(VID1) IP(VID1) VM(3,7) VP(3,7) .TF V(7) VIC .END
Ω=Ω==−== MRAkVIDIM
RVMA iccciddd 2.23 | 602.0-= | 269)1(
1 | 241)7,3( :Risultati
V(IVOUT)
Time (s)Problem15.45(b)-Transient-7
-6.000
-4.000
-2.000
+0.000e+000
+2.000
+4.000
+6.000
+0.000e+000 +1.000m +2.000m +3.000m +4.000m
. Problema11.3(b)-Fourier-Tabella FREQ mag fase norm_mag norm_fase +0.000 +49.786n +0.000 +0.00 +0.000 +1.000k +5.766 +180.000 +1.000 +0.000 +2.000k +99.572n +93.600 +17.268n -86.400 +3.000k +80.305m -180.000 +13.927m -360.000 +4.000k +99.572n +97.200 +17.268n -82.800 +5.000k +1.161m +179.993 +201.326u -7.528m +6.000k +99.572n +100.800 +17.268n -79.200 +7.000k +13.351u -179.005 +2.315u -359.005 +8.000k +99.572n +104.400 +17.268n -75.600 Utilizzando l’analisi di Fourier con SPICE, THD = 1.39%
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07 11-3
11.4
( ) ( )( ) ( )
( ) ( )
( )( )
( )
( ) ( )
Ω==Ω==
Ω=Ω+
=++
=Ω==
=−
−
∞=−
−=Ω+Ω
Ω−=
++−=
−=Ω−=−=Ω====
ΩΩ
=−−−=
====Ω
−=
kRRkRR
MkRrRkrR
kkk
RrRA
kmSRgAkg
rmSIgb
VAVIV
AIIIAx
VVIa
CocCod
EEoicid
EEo
Cocc
Cmddm
Cm
CCE
EEFCE
502
| 2002
75.42
941017.132
21 | 4.272
dB! 50.8 miseroun ,34605.1
2728
= CMRR : terminalesingolo a uscitaun'Per
07.33= CMRR :aledifferenzi uscitaun'Per
05.1941017.13
10010021
72810028.7 | 7.13100 | 28.740
k 51 o k 47 essere potrebbe realisticapiù scelta Unapiccolo. è comune modo di ingresso di intervallol' e grande abbastanza è R che noti Si
92.0 , 182 :Q Punto | 92.07.01018
182101100 | 184
107.427.018
C
5
4
β
ββ
μ
μαμ
ππ
π
π
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
11-4 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.5
( )
( )
( ) ( )
( )( )( )
( )
( ) ( )
( )
( ) ( )segnale piccoloper limiti i supera volt 5 di comune modo di ingresso di tensioneUna
.5 1.11540101121
121521
è emettitore-base giunzione alla applicato comune modo di tensionedi segnale Il mV 0.02 di errore piccoloun ha (a) parte La | 82.4104.212
9.29107.2
7.017101100
21125
121
e!saturazion di soglia la sotto appena sonoBJT i che noti Si 84.45439.003.703.7 , 5
00.52
000.5000.5 | 439.0540101121
24010021
121 7.20025.0100 | 7.73 ,7.20
73.77.0 | 03.7104.212
7.20107.2
7.012101100
2112
121
521
5
21
521
5
mVmVkk
kRr
rvv
cVIxVV
Ax
VVR
VVVIIb
VvAvvVv
Vvkk
kRr
RA
kAVrVAPuntoQ
VVVVVIxVV
AxR
VIIa
EEoicbe
CCC
EE
BE
F
FEFC
icccCCic
icEEo
Cocc
CCECCC
EE
BE
F
FEFC
>=Ω+Ω
Ω=
++=
=−==
=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛=⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ −−−+
==
=−=+===
=+
=−=Ω+Ω
Ω=
++−=
Ω===
=−−==−==
=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛=⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ −⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+
==
β
μβ
βα
ββ
μμ
μβ
βα
π
π
π
π
11.6
( )
( )! topologiaquestacon fattibile ènon 794 di guadagnoun Quindi,
.3609404040:comune) modo dinon ingresso di intervalloun fornisce (che generatore del positiva tensinela tuttasu caderefar di supponendo Anche
BJT.) del ioneamplificaz di fattore del ivasignificat parte una - grande abbastanza suona (Questo. 58 794 richiede Si (9.55)). (Eq. 9 capitolo nel sviluppate quelle a simili
pratica regola della stime le outilizzand progetto del àfattibilit la e verificardobbiamo cosa primaPer
f
==≤==
=
CCLCCmdd
C
dd
VRIRgAR
dbAμ
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07 11-5
11.7
( )( )
( )
( )( )
( ) ( )( )( )
( ).2.46 204 e 09.5 danno valoriQuestiprogetto di finali valorii sono 1 e 1.1 :appendicein tabelladalla
5% al più vicino valoreil Scegliendo | 7599012 :collettore di tensionela oVerificand
00.110540
200200 | 46 200
12.105.52
7.0122
| 05.5100101
00.5500
025.0100 | 50012
fattibile. sembra 200 di guadagnoun Quindi, 240.=10 ,simmetrici generatoriPer . 46 200 richiede Si (9.55)). (Eq. 9 capitolo nel sviluppate quelle a simili
praticaregola della stime leoutilizzandprogettodelàfattibilitlae verificardobbiamo cosa primaPer
6
dBAAIMRMR
VAkV
Mxg
RdBRgA
MAV
IVVRAIII
Ak
VrVIkrMrR
VVAdbA
ddC
CEE
C
mCCmdd
E
BEEEEEC
F
CE
ToCid
EECCdd
dd
−==Ω=Ω=
=Ω−=
Ω===−=−=
Ω=−
=−
====
=Ω
==Ω=→Ω==
+≅=
−
μ
μ
μμ
α
μβ
πππ
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
11-6 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.8
( ) ( )
( )
( ) ( )
( )( )
( )
( ) ( )
( )
( ) ( )
( )( )
( )
( )( ) ( )
( ) ( ) ( ) Ω=≅Ω=≅=Ω==
Ω=ΩΩ+Ω
=++
=Ω==
=−
−
∞=−
−=Ω+Ω
Ω−=
++−≅
−=ΩΩ−=−=
Ω=+
=
Ω==Ω==
Ω=ΩΩ+Ω
=++
=Ω==
=−
−
∞=−
−=Ω+Ω
Ω−=
++−=
−=Ω−=−=Ω====
=−−−==⎟⎠⎞
⎜⎝⎛===
−
MrRRkRRRRkrRR
MkkkrRrRkrR
kkk
RrRA
kkmSrRgA
kx
rc
kRRkRR
rS
MkkkRrRkrR
kkk
RrRA
kmSRgAkg
rmSIg
VA
VIxVAAIIIa
EEfCBout
CCBoutC
ocoCod
oEEoicid
EEo
Cocc
oCmdd
o
CocCod
o
EEoicid
EEo
Cocc
Cmddm
Cm
CCEEE
FEFC
4.242 che dato 5.1922
| 4.682
29.82
1641016.122
21 | 2.252
dB 62.9or 14000965.02271
= CMRR : terminalesingolo a uscitaun'Per
0271= CMRR :aledifferenzi uscitaun'Per
0965.04001016.12
3910021
2712783992.7
27810198
98.450
5.192
| 0.782
corretto.) realmente ènon quindi e limite al avvicina si valorequesto che noti i(
2.202
4001016.122
21 | 2.252
dB 64.1 o 16000965.02309
= CMRR : terminalesingolo a uscitaun'Per
0309= CMRR :aledifferenzi uscitaun'Per
0965.04001016.12
3910021
3093992.7 | 6.12100 | 92.740 b
98.4,198 :Q Punto
98.47.0109.312 | 1982
400101100
2
6
o
4
π
ππ
π
ππ
π
π
μ
β
ββ
β
β
ββ
μ
μμαα
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07 11-7
11.9
( ) ( )
( )
( )( )
( )
( )
( )
VVVVAVV
Vv
VVVVvAvAVv
VVVVvAvAVv
VvVv
kkk
RrRA
kmSRgAkg
rmSIg
VAVV
VIxVVAAIII
ICICICccCCB
OD
icccid
ddCC
icccid
ddCC
icid
EEo
Cocc
Cmddm
Cm
CE
CCCEE
FEFC
94.30962.0132.4 | 0
07.3663.5593.2
663.520962.0201.030732.4
2
593.220962.0201.030732.4
2
00.22
995.1005.2 | 01.0995.1005.2
0962.04007652.9
397521
3073988.7 | 52.975 | 88.740
02.5,197 :Q Punto | 02.57.032.4
32.4109.312 | 1972
4007675
2
1
22
11
421
=+
≤≥−+=
−=−=
=−+=+−=
=−−=++=
=+
==−=
−=Ω+Ω
Ω−=
++−=
−=Ω−=−=Ω====
=−−=
=−======
ββ
μ
μμαα
π
π
11.10
Rid = 2rπ =2βoVT
IC
→ IC
2 100( )0.025V( )5MΩ
=1.00μA | IEE = 2 IC
αF
= 2101100
1μA( )= 2.02 μA
CMRR = gmREE =105 → REE =105
40 1.00μA( )= 2.5 GΩ !
11.11
( )
( )
( ) ( )
( ) ( ) mVVvvvv
VVVVvmV
VvvForvAvAVv
ARkmSRgAmSIg
VIxVAAIII
sssBC
C
CCsicccid
ddCC
ccEECmddCm
CCEE
FEFC
48.5181991.00180991.0 ,0Per b
35.1001.00001.0360991.0 :2Per v
991.0 :0 | 2
0 = | 360910396.0 | 396.040
991.0101.910 | 90.92
20101100
2 a
2s
2222
52
=≤→≥−−≥
+=−+==
===+−=
≅→∞−=Ω−=−===
=−==⎟⎠⎞
⎜⎝⎛=== μμαα
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
11-8 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.12
( )
( )
( )
( ) mVAV
VVvVVmVv
vAvVVv
ARkmSRgAmSIg
VIxVAAIII
ddO
oOs
idddoOs
ccEECmddCm
COEE
FEFC
96.4v0v2
v,0Per v b
219.0=2
001.0437= e 09.1 : 1Per
0=2
= e 09.1 :0Per
0 = | 43711097.3 | 97.340
09.11010.112 | 2.992
200121120
2 a
sssCB
5
≤→≥⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −−≥
−−==
−==
≅→∞−=Ω−=−===
=−==⎟⎠⎞
⎜⎝⎛=== μμαα
11.13 *Problema 11.13 - Figura P11.11 VCC 2 0 DC 12 VEE 1 0 DC -12 V1 3 7 AC 1 V2 5 7 AC 0 VIC 7 0 DC 0 RC 2 6 110K Q1 2 3 4 NBJT Q2 6 5 4 NBJT IEE 4 1 DC 200U .MODEL NBJT NPN VA=60V BF=120 .OP .AC LIN 1 1KHz 1KHZ .PRINT AC IM(V1) IP(V1) VM(6) VP(6) .TF V(6) VIC .END
Ω=Ω==−== MRAkVIM
RVMA iccciddd 8.45 | 0123.0+= | 0.82)1(
1 | 193)6( :Risultati
*REAL(Vout)*
Time (s)Circuit 15.55-Transient-3
+5.000
+6.000
+7.000
+8.000
+9.000
+10.000
+11.000
+12.000
+13.000
+0.000e+000 +1.000m +2.000m +3.000m +4.000m +5.000m +6.000m +7.000m +8.000m +9.000m
L’amplificatore è sovraccaricato causando una distorsione sull’uscita. Utilizzando l’analisi di Fourier con SPICE, THD = 16.9% Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07 11-9
11.14
( ) ( )
( )
( )
( )( )
( )( ) ( )
dBoCMRR
AAAA
CMRRAAA
MkkRrRkrR
kkk
RrRA
kmSRgA
kg
rmSIgVA
VIxVAk
I
cccmdd
dm
cmdddm
EEoicid
EEo
Cocc
Cmdd
mCm
CECEFC
2.49 287661.0
190=
661.0 | 1902
: terminalesingolo a uscitaun'Per
= | 0 | 380 :aledifferenzi uscitaun'Per
7.222
3001510.792
21 | 1582
661.03001510.79
20015021
38020090.1
0.79150 | 90.140 | 22.6 ,4.47 :Q Punto
22.6102157.0 | 4.471502
7.015151150I 5
=−−
−==−==
∞=−==
Ω=Ω+Ω
=++
=Ω==
−=Ω+Ω
Ω−=
++−=
−=Ω−=−=
Ω====
=+−−==⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡Ω
−==
βββ
μ
μα
ππ
π
π
11.15
( )
( )
( )
( )( )
( )
( )
( )
( )
( ) VVvAVv
vVvAVv
VVVVvAvAVv
VVVVvAvAVv
VvVv
kkk
RrRA
kmSRgA
kg
rmSIgVV
VIxVVAk
II
icccCOC
OCidddOD
icccid
ddCC
icccid
ddCC
icid
EEo
Cocc
Cmdd
mCmEC
CCCEFC
65.4995.0643.001.4 :Nota
65.42
450.3850.5 e 40.2 :Nota | 40.2450.3850.5
450.3995.0643.0201.024001.4
2
850.5995.0643.0201.024001.4
2
995.02
99.01 | 01.099.01
643.0860101234
56010021
240560428.0
234100 | 428.040 | 71.401.47.0
01.4106.510 | 7.104302
7.010101100
22
11
521
−=−−=+=
−=−−
=−=−=−−−=
−=−+−=+−=
−=−−−=++=
=+
==−=
−=Ω+Ω
Ω−=
++−=
−=Ω−=−=
Ω=====−−=
−=+−===⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡Ω
−==
ββ
μα
π
π
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
11-10 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.16 *Problema 11.16 – Figura P11.14 VCC 2 0 DC 10 VEE 1 0 DC -10 V1 4 8 AC 1 V2 6 8 AC 0 VIC 8 0 DC 0 RC1 5 1 560K RC2 7 1 560K Q1 5 4 3 PBJT Q2 7 6 3 PBJT REE 2 3 430K .MODEL PBJT PNP VA=60V BF=100 .OP .AC LIN 1 5KHz 5KHZ .PRINT AC IM(V1) IP(V1) VM(5,7) VP(5,7) .TF V(7) VIC .END
Add = VM(5,7) = −213 | Rid =1
IM(V1)= 511 kΩ
Acc = −0.642 | Ric = 37.5 MΩ | CMRR = 2130.642
= 332 → 50.4dB
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07 11-11
11.17
( )
( )
( )
( )( )
( )( ) ( )
.6.107.1 epolarizzarper 0.7V avere di permette che 7.07.0+supererànon V che stimare solo possiamo ,Iper circuito del esatta conoscenza una Senza
e 07.1 richiede 0 | 0.60 10000385.0
6.38=
661.0 | 6.382
: terminalesingolo a uscitaun'Per
= | 0 | 2.77 :aledifferenzi uscitaun'Per
64894.480
280
2 ,80 era se esempio,Per
raggiunta. ntecompletame sarànon 405= cosicchè 2
a simile è che noti Si
4052
10818082
21 | 8082
0385.01081404
3908021
2.77390198.0
40480 | 198.040 | 77.1 ,94.4 :Q Punti
77.1109.337.0 | 94.42
108180
2
ICEE
o
5
VVVIVVV
VVVVdBoCMRR
AAAA
CMRRAAA
MA
rVV
MRrR
MMkRrRkrR
Mkk
RrRA
kmSRgA
kg
rmSIgVA
VIxVAAII
ICEECCIC
CICBC
cccmdd
dm
cmdddm
ooA
ico
ic
EEoicid
EEo
Cocc
Cmdd
mCm
CECEE
FC
+≤≤−→−≤
−=≥≥=−
−
−==−==
∞=−==
Ω=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛≅
Ω
Ω=Ω+Ω
=++
=Ω==
−=Ω+Ω
Ω−=
++−=
−=Ω−=−=
Ω====
=+−−==⎟⎠⎞
⎜⎝⎛==
μβ
β
βββ
μ
μμα
ππ
π
π
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
11-12 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.18
( )
( )
( )( )
( )
( )
( )
( )
( ) VVvAVv
v
VvAVv
VVVVvAvAVv
VVVVvAvAVv
VvVv
Mkk
RrRA
kmSRgA
kg
rmSIgVV
VIxVVAmAII
icccCOC
OC
idddOD
icccid
ddCC
icccid
ddCC
icid
EEo
Cocc
Cmdd
mCmEC
CCCEE
FC
6.14005.00149.060.14
e 6.142
12.1309.16 :nota si Inoltre
97.2 :Note | 97.212.1309.16
12.13005.00149.0201.02976.14
2
09.16005.00149.0201.02976.14
2
005.02
001.0 | 01.0001.0
0149.0112106.6
1512021
297158.19
06.6120 | 8.1940 | 3.156.147.0 oVerificand
6.14105.122 | 4962
1121120
2
22
11
421
−=−−=+=
−=−−
=
−=−=−−−=
−=−+−=+−=
−=−−−=++=
=+
==−=
−=Ω+Ω
Ω−=
++−=
−=Ω−=−=
Ω=====−−=
−=+−===⎟⎠⎞
⎜⎝⎛==
ββ
μα
π
π
11.19
( )
( )
( ) ( )
( )( )
( )
dBorCMRR
kkk
RrR
RRA
vRr
RvRRRRvRr
v
vRr
ii
RRiRRivvvvvA
RgAvRgRRvgmRRvgmv
RRiRRivvvvvA
kg
rmSIgAk
VVII
EEo
ocd
icEEo
oodic
EEo
ood
icEEo
occ
ccccodic
odcd
mddidmidid
od
ccccodid
oddd
mCmEFC
2.95 5730000494.0283
00494.2001013.35
10010001.021
212221
21 comune, modo di ingressoun Per
22 |
283 | 2222
22 |
3.35100 | 83.240 | 8.701002
7.015101100
21
2121
2121
=−
−=
−=Ω+Ω
Ω−=
++Δ
−=
++Δ
−==⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ Δ
−−⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ Δ
+++
−=
++==
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ Δ
−−⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ Δ
+=−==
−=−=−=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ Δ
−⎟⎠⎞
⎜⎝⎛−−⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛ Δ
+−=
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ Δ
−−⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ Δ
+=−==
Ω=====⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡Ω
−==
ββ
ββ
ββ
ββ
μα
π
ππ
π
π
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07 11-13
11.20 *Problema 11.20 – Figura P11.19 VCC 2 0 DC 15 VEE 1 0 DC -15 V1 4 8 AC 0.5 V2 6 8 AC -0.5 VIC 8 0 DC 0 RC1 2 5 100.5K RC2 2 7 99.5K Q1 5 4 3 NBJT Q2 7 6 3 NBJT REE 3 1 100K .MODEL NBJT NPN BF=100 .OP .AC LIN 1 100 100 .PRINT AC IM(V1) IP(V1) VM(5,7) VP(5,7) .TF V(5,7) VIC .END Risultati: Add = VM(5,7) = −274 | Acd = −0.00494 | CMRR = 55500 or 94.9 dB
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
11-14 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.21
( )
( ) ( ) ( ) ( )
( )
( )( ) ( )
( )
dBorggRgCMRR
RgRg
gg
RgRg
gg
RrR
gg
vvA
vRr
rvvvRr
Rv
vGggggggvv
vvRgggvvRgRggvvRggvvv
RgAvRgvvvggv
RrR
ggv
vGgggvvgggvv
vggvRgv
RvgvRgRggvvRggvvv
m
mEEm
EEm
m
m
m
EEm
m
m
m
EEo
o
m
m
ic
odcd
icEEo
eicicEEo
EEoe
eEEm
mm
meic
eicmm
meicm
mmeic
mmeicod
mddidmodididm
mid
EEo
EEo
m
me
eEEm
meidm
meid
em
midmod
emidmm
meidm
meid
od
6.95 600002
00499.0212121
21 |
2121
022
:emettitore nodo Al
22
:comune modo di ingressoun Per
300 | | 41
2121
02222
:emettitore nodo Al |
2222
:aledifferenzi modo di ingressoun Per
1
=⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡Δ≅
−=+
Δ−=
+Δ
−≅++
Δ−==
++=−
+++
=
=−⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ +
Δ−++
Δ+−
−Δ
−=−Δ−=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ Δ
−−+⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ Δ
+−−=
−=−≅−≅<<Δ
≅++
Δ=
=−⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ +
Δ−⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛ −−+⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛ +
Δ+⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛ −
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ Δ+−=
Δ+−=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ Δ
−⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −−+⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛ Δ
+⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −−=
−
ββ
βββ
ββ
π
π
π
π
ππ
π
ππ
Nota per i problemi 11.22 - 11.37 Il file MATLAB seguente può essere usato per trovare le correnti di drain nei circuiti con FET nei problemi 11.22 - 11.37. Utilizzo fzero('FET Bias',0) per trovare .ID function f=bias(id) kn=4e-4; vto=1; gamma=0.0; rss=62e3; vss=15; vsb=2*id*rss; vtn=vto+gamma*(sqrt(vsb+0.6)-sqrt(0.6)); f=vss-vtn-sqrt(2*id/kn)-vsb;
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11.22 Questa soluzione è stata calcolata con il file matlab precedente. La soluzione del problema 11.23 da un esempio dei calcoli manuali.
( )
( )( )
( ) ( ) ( )( ) ( )
( )( )( )
| | 8.29 | 2.31738.0
0.23=
738.0 | 0.232
: terminalesingolo a uscitaun'Per
= | 0 | 9.45 :aledifferenzi uscitaun'Per
738.022039.121
33039.121
9.4533039.1 | 39.1348.0
102.2422
36.5 ,2.24=Q Punto .> 36.501.4
01.4103.312 .2.24220
35.11221
348.1 07617588 128812
1 e 400per e 220
122
2220
122
6
5
22
22
∞=∞===
−==−==
∞=−==
−=Ω+
Ω=
+−=
−=Ω−=−===−
=
−=−−=
=−==⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
Ω−
==
==+−+−=−
==Ω
−=−⇒
Ω−
=
−
iciddb
cccmdd
dm
cmdddm
SSm
Dmcc
DmddTNGS
Dm
TNGSGSDS
DDSD
GSGSGSGSGSGS
TNnGS
TNGSnGS
S
RRdBCMRRCMRR
AAAA
CMRRAAAkms
kmsRg
RgA
kmsRgAmSxVV
Ig
VAVVVVV
VIxVAk
II
VVeVVorVVV
VVV
AKkVVVK
kVI
μ
μ
μ
11.23
( )( ) ( ) ( )
( ) ( )( )
( )( )( )( )
∞=∞===
−==−==
∞=−==
−=Ω+
Ω−=
+−=
−=Ω−=−===−
=
>=−−Ω−=
=−=→++=
++=+==−
−
iciddb
cccmdd
dm
cmdddm
SSm
Dmcc
DmddTNGS
Dm
GSDDS
TNGSDD
SS
n
DTNSSDSS
n
DTNGSSSDGSSS
RRdBCMRRCMRR
AAAA
CMRRAAAkmS
kmSRg
RgA
kmSRgAmSVA
VVIg
VAVVVIkV
VVVAIx
IxI
KIVRIV
KIVVRIVV
| | 4.25 | 7.18487.010.9=
487.0 | 10.92
: terminalesingolo a uscitaun'Per
= | 0 | 2.18 :aledifferenzi uscitaun'Per
487.062293.021
62293.021
2.1862293.0 | 293.0731.0
107221.10 ,107 :Q Punto | Attivo - 731.01.106215
731.0 | 107104
211062215
22 | 2 | 2
43
μμ
μ
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11-16 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.24 *Problema 11.24 - Figura P11.22 VCC 2 0 DC 12 VEE 1 0 DC -12 VIC 8 0 DC 0 VID1 4 8 AC 0.5 VID2 6 8 AC -0.5 RD1 2 3 330K RD2 2 7 330K M1 3 4 5 5 NFET M2 7 6 5 5 NFET REE 5 1 220K .MODEL NFET NMOS KP=400U VTO=1 .OP .AC LIN 1 1KHZ 1KHZ .PRINT AC IM(VID1) IP(VID1) VM(3,7) VP(3,7) .TF V(7) VIC .END
∞=∞==−−== icidccdd RRCMRRAVMA | | 2.31 | 738.0= | 9.45)7,3( :Risultati (b)
V(IVOUT)
Time (s)Problem15.67(b)-Transient-0
(V)
-1.000
-500.000m
+0.000e+000
+500.000m
+1.000
+0.000e+000 +1.000m +2.000m +3.000m +4.000m
Problema 11.24(b)-Fourier-Tabella FREQ mag phase norm_mag norm_phase +0.000 -4.011 +0.000 +0.000 +0.000 +1.000k +586.074m +180.000 +1.000 +0.000e+000 +2.000k +82.747u -90.000 +141.188u -270.000 +3.000k +90.858u +179.996 +155.029u -3.577m +4.000k +14.251n +93.958 +24.316n -86.042 +5.000k +9.695n +53.059 +16.541n -126.941 THD = 0.021% è molto basso a causa del modello quadratico di primo livello utilizzato nella simulazione
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11.25
( )( )
( ) Ω=Ω=−
=−
=
=+===
=====−=
Ω=Ω=→Ω==≅
−
−
kRkAI
VVR
VKIVVA
xxI
IKmSgRgA
kRkRkRRVVA
SSD
GSSSSS
n
DSTNGSD
DnmDmdd
DDDod
SSDDdd
6.5 : 5% al più vicino valoreil doSelezionan | 52.53482
16.152
16.12 | 348102521017.4
217.4240010 | 1010
4.2 :5% al più vicino valoreil doSelezionan | 5.252ok. essere Dovrebbe dB. 20 o 10=+
,simmetrici generatoriabbiamocheDato pratica.regolanostra la amo verifichicosa primaPer
3
23
2020
μ
μ
11.26 ( )
( ) ( )
( ) ( ) ( )
( ) ( ) ( )( )
( )( )( )
( )( )
( )
( )VAVIIVAIx
IIKIVRIVVVc
RRdBCMRRCMRR
AAAA
CMRRAAAkmS
kmSRg
RgA
kmSRgAmSVA
VVIgb
VAVVVIkVVVVVVVVAI
VVVV
AKkR
RIVVVV
KIVRIV
KIVVRIRIVV
SDDSD
DD
n
DTOSSDSSTOTN
iciddb
cccmdd
dm
cmdddm
SSm
Dmcc
DmddTNGS
Dm
GSDDS
GSTNTNGSD
TOnSS
SSDTOSBTOTN
n
DTNSSDSS
n
DTNGSSSDSSSGSSS
1.10 , 107 :Q Punto | eSaturazion 1.101280006200030 107104
2112400015 | 22 | ,0=For
| | 7.24 | 2.17486.035.8=
486.0 | 35.82
: terminalesingolo a uscitaun'Per
= | 0 | 7.16 :aledifferenzi uscitaun'Per
0= Supponendo 486.062270.021
62270.0121
7.1662270.0 | 270.0676.0
3.9122
9.12 ,3.91 :Q Punto | eSaturazion - 676.09.12621569.3 | 01.3 | 676.0 | 3.91
ottiene si 75.0= | 1 | 400 | 62con enteiterativam Risolvendo
6.06.026.06.0
22 | 2 | 22
11.22. problema del matlab file il utilizza soluzione Questa a
4
2
μμ
γ
ηη
μμ
μ
γμγγ
=−−==
++=++==
∞=∞===
−==−==
∞=−==
−=Ω+
Ω−=
++−=
−=Ω−=−===−
=
>=−−Ω−====−=
==Ω=
−++=−++=
++=+===−
−
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11-18 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.27 *Problema 11.27 - Figura P11.26 VCC 2 0 DC 15 VEE 1 0 DC -15 VIC 8 0 DC 0 VID1 4 8 AC 0.5 VID2 6 8 AC -0.5 RD1 2 3 62K RD2 2 7 62K M1 3 4 5 1 NFET M2 7 6 5 1 NFET REE 5 1 62K .MODEL NFET NMOS KP=400U VTO=1 PHI=0.6 GAMMA=0.75 .OP .AC LIN 1 1KHZ 1KHZ .PRINT AC IM(VID1) IP(VID1) VM(3,7) VP(3,7) .TF V(7) VIC .END
∞=∞==−−== iciddBccdd RRdBCMRRAVMA | | 6.25 | 439.0= | 8.16)7,3( :Risultati (b)
V(IVOUT)
Time (s)Problem15.70(b)-Transient-1
(V)
-400.000m
-200.000m
+0.000e+000
+200.000m
+400.000m
+0.000e+000 +1.000m +2.000m +3.000m +4.000m
Problema11.27(b)-Fourier-Tabella THD = 0.0034% FREQ mag phase norm_mag norm_phase +0.000 -345.019n +0.000 +0.000 +0.000 +1.000k +444.350m +180.0 +1.000 +0.000 +2.000k +35.476n -30.192 +79.838n -210.192 +3.000k +11.056u -179.929 +33.884u -359.929 +4.000k +23.789n -50.644 +53.536n -230.643 +5.000k +22.342n -57.083 +50.280n -237.083
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11.28
( )
( ) ( )
( ) ( ) ( )
( ) ( ) ( )( )
( )( )( )
( )( )
( )
( )VAVIIVAIx
IIKIVRIVVVc
RRdBCMRRCMRR
AAAA
CMRRAAAkmS
kmSRg
RgA
kmSRgAmSVA
VVIgb
VAVVVIkVVVVVVVVAI
VVVV
AKkR
RIVVVV
KIVRIV
KIVVRIRIVVa
SDDSD
DD
n
DTOSSDSSTOTN
iciddb
cccmdd
dm
cmdddm
SSm
Dmcc
DmddTNGS
Dm
GSDDS
GSTNTNGSD
TOnSS
SSDTOSBTOTN
n
DTNSSDSS
n
DTNGSSSDSSSGSSS
37.5 , 2.25 :Q Punto | eSaturazion 37.544000033000024 2.24104
2144000012 | 22 | ,0=For
| | 1.29 | 4.28737.0
0.21=
737.0 | 0.212
: terminalesingolo a uscitaun'Per
= | 0 | 9.41 :aledifferenzi uscitaun'Per
0= supponendo 737.0220127.021
330127.0121
9.41330127.0 | 127.0319.0
3.2022
35.8 ,3.20 :Q Punto | attiva Regione - 319.035.83301205.3 | 74.2 | 319.0 | 3.20
ottiene si 75.0= | 1 | 400 | 220con enteiterativam Risolvendo
6.06.026.06.0
22 | 2 | 2=2
11.22. problema del matlab file il utilizza soluzione Questa
4
2
μμ
γ
ηη
μμ
μ
γμγγ
=−−==
++=++==
∞=∞===
−==−==
∞=−==
−=Ω+
Ω−=
++−=
−=Ω−=−===−
=
>=−−Ω−====−=
==Ω=
−++=−++=
++=+==−
−
11.29
( ) ( )
( ) ( ) ( )
( ) ( ) ( )( )
( )( )( )( )
∞=∞===
−==−==
∞=−==
−=Ω+
Ω−=
+−=
−=Ω−=−===−
=
>=−−Ω−=
=−++=== −
−
iciddb
cccmdd
dm
cmdddm
SSm
Dmcc
DmddTNGS
Dm
GSDDS
TNGSn
DTNGS
SSD
RRdBCMRRCMRR
AAAA
CMRRAAAMmS
kmSRg
RgA
kmSRgAmSVA
VVIgb
VAVVVIkV
VVVVxx
KIVVAIIa
| | 0.44 | 158120.0
0.19=
120.0 | 0.192
: terminalesingolo a uscitaun'Per
= | 0 | 0.38 :aledifferenzi uscitaun'Per
120.025.1127.021
300127.021
0.38300127.0 | 127.0316.02022
32.4 ,20 :Q Punto | attiva Regione - 316.032.43009
316.0 | 316.1= 10410221=2 | 20
2 4
5
μμ
μ
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
11-20 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.30
( ) ( )
( ) ( ) ( )
( ) ( ) ( )( )
( )( )( )( )
| | 0.35 | 0.56232.0
0.13=
232.0 | 0.132
: terminalesingolo a uscitaun'Per
= | 0 | 0.26 :aledifferenzi uscitaun'Per
232.0160346.021
75346.021
0.2675346.0 | 346.0866.0
15022
62.5 ,150 :Q Punto | attiva Regione - 866.062.57515
866.0 | 866.1= 104
105.121=2 | 1502
4
4
∞=∞===
−==−==
∞=−==
−=Ω+
Ω−=
+−=
−=Ω−=−===−
=
>=−−Ω−=
=−++=== −
−
iciddb
cccmdd
dm
cmdddm
SSm
Dmcc
DmddTNGS
Dm
GSDDS
TNGSn
DTNGS
SSD
RRdBCMRRCMRR
AAAA
CMRRAAAkmS
kmSRg
RgA
kmSRgAmSVA
VVIgb
VAVVVIkV
VVVVx
xKIVVAIIa
μμ
μ
11.31
( ) ( )
( ) ( )( )
( ) ( ) ( )
( ) ( ) ( )( )
( )( )( )
( )( )
∞=∞===
−==−==
∞=−==
−=Ω+
Ω−=
++−=
−=Ω−=−===−
=
>=−−Ω−=
==→−+−+=−
−+−+=−++=
+++= −
−
iciddb
cccmdd
dm
cmdddm
SSm
Dmcc
DmddTNGS
Dm
GSDSDS
TNGSGSGS
GSSBTOTN
TNTNn
DTNGS
SSD
RRdBCMRRCMRR
AAAA
CMRRAAAMmS
kmSRg
RgA
kmSRgAmSVA
VVIgb
VAVVVIkVVVVVVV
VVVV
VVxxV
KIVVAIIa
| | 0.44 | 158120.0
0.19=
120.0 | 0.192
: terminalesingolo a uscitaun'Per
= | 0 | 1.38 :aledifferenzi uscitaun'Per
0= supponendo 120.025.1127.021
300127.0121
1.38300127.0 | 127.0316.02022
71.5 ,20 :Q Punto | attiva Regione - 316.071.5300939.2 | 71.26.06.0975.01316.0
6.06.0975.016.06.0
316.0=1041022 =2 | 20=
2= 4
5
ηη
μμ
γ
μ
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07 11-21
11.32
( ) ( )
( ) ( )( )
( ) ( ) ( )
( ) ( ) ( )( )
( )( )( )
( )( )
∞=∞===
−==−==
∞=−==
−=Ω+
Ω−=
++−=
−=Ω−=−===−
=
>=−−Ω−=
==→−+−+=−
−+−+=−++=
+++= −
−
iciddb
cccmdd
dm
cmdddm
SSm
Dmcc
DmddTNGS
Dm
GSDSDS
TNGSGSGS
GSTOSBTOTN
TNTNn
DTNGS
SSD
RRdBCMRRCMRR
AAAA
CMRRAAAkmS
kmSRg
RgA
kmSRgAmSVA
VVIgb
VAVVVIkVVVVVVV
VVVVV
VVx
xVKIVVAIIa
| | 9.34 | 8.55233.0
0.13=
233.0 | 0.132
: terminalesingolo a uscitaun'Per
= | 0 | 0.26 :aledifferenzi uscitaun'Per
0= supponendo 233.0160346.021
75346.0121
0.2675346.0 | 346.0866.0
15022
61.7 ,150 :Q Punto | attiva Regione - 866.061.7751599.2 | 86.36.06.01575.01866.0
6.06.0156.06.0
866.0=104
105.12 =2 | 150=2
= 4
4
ηη
μμ
γγ
μ
11.33
( )
( ) ( ) ( )
5%. al più vicino valoreil ,273.25156
95.3 | 3122
1562
005.025.02=25.0 | 95.32
6.3125.0
,inversione fortein ntofunzioname il assicurareper 25.0 Scegliendo m minima richiede comune modo di onedistribuzi massima La
26.31 | .)1 usa
pratica regola nostra (la . di valoreil riduce si se bene andare Dovrebbe2. fattoreun entro ,15=+ ,simmetrici generatori abbiamo che Dato
pratica. regola nostra la e verificardovremo cosa, primaPer | 6.3110
2
2030
Ω→Ω====
==→==
=−−⇒
−===−
−≅
==−=
kkA
VRAII
AIKIVVRI
VVVVVinimaRI
VVRIRgVVV
VVVVA
RgA
DDSS
Dn
DDD
TNGS
TNGSDD
TNGS
DDDmTNGS
TNGS
SSDDdd
Dmdd
μμ
μ
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
11-22 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.34
( ) ( )
( )( )[ ]{ } ( )
( ) ( )( ) ( )( )
( )( )
∞=∞===
−==−==
∞=−==
−=Ω+
Ω=
+−=
−=Ω−=−===
−−≤−=−Ω−−−==−=−−=→+=+
−==Ω
+=−⇒⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛
Ω−
=
−−
iciddb
cccmdd
dm
cmdddm
SSm
Dmcc
Dmddm
DGSDS
DTPGSGSGSGS
TPpGS
TPGSpGS
D
RRdBCMRRCMRR
AAAA
CMRRAAAkmS
kmSRg
RgA
kmSRgAmSxxgb
VAVVIkVVAIVVVVVVV
VVV
AKkVVV
KkVIa
| | 9.22 | 9.13785.0
9.10=
785.0 | 9.102
: terminalesingolo a uscitaun'Per
= | 0 | 7.21 :aledifferenzi uscitaun'Per
785.056238.021
91238.021
7.2191238.0 | 238.01042.11022
27.7 ,142=Q Punto | attiva Regione 19.127.71891142 | 19.1 | 19.212.1118
1 e 200per e 112
18256
1821
44
2
22
μμ
μ
11.35 *Problema 11.35 – Figura P11.34 VCC 2 0 DC 18 VEE 1 0 DC -18 VIC 8 0 DC 0 V1 4 8 AC 0.5 V2 6 8 AC -0.5 RD1 5 1 91K RD2 7 1 91K M1 5 4 3 3 PFET M2 7 6 3 3 PFET REE 2 3 56K .MODEL PFET PMOS KP=200U VTO=-1 .OP .AC LIN 1 3KHZ 3KHZ .PRINT AC IM(V1) IP(V1) VM(5,7) VP(5,7) .TF V(7) VIC .END
∞=∞==−−== ididccdd RRCMRRAVMA | | 8.13 | 783.0= | 6.21)7,5( :Risultati
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©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07 11-23
11.36
( ) ( )
( ) ( ){ }( ){ }
( )[ ] ( )( ) ( )( ) ( )( )
( )( )( )
( )( )
∞=∞===
−==−==
∞=−==
−=Ω+
Ω−=
++−=
−=Ω−=−===
−≤−=Ω+−+=
−=−=→−++−−=
−++−−=−+−−=
−−−=
−−
−
−
iciddb
cccmdd
dm
cmdddm
SSm
Dmcc
Dmddm
DGSDS
TPGSGSGS
GSBSTOTP
TPTPp
DTPGS
SSD
RRdBCMRRCMRR
AAAA
CMRRAAAMS
kSRg
RgA
kSRgASxxgb
VAVVIkVVVVVVVV
VVVV
VVxxV
KIVVAIIa
| | 0.41 | 113119.0
4.13=
119.0 | 4.132
: terminalesingolo a uscitaun'Per
= | 0 | 8.26 :aledifferenzi uscitaun'Per
0= supponendo 119.025.14.8921
3004.89121
8.263004.89 | 4.891021022
67.6-,20 :Q Punto | attiva Regione - 447.067.63001023.2 | 67.26.06.106.01447.0
6.06.0106.016.06.0
447.0=1021022=2 | 20=
2=
45
4
5
ημ
μη
μμ
μ
γ
μ
11.37
( ) ( )
( )
( )( ) ( )( )
( )
( ) ( )
mVvQmVvvv
mVvmVVVvb
VvAVvrRA
kSRgASAmAg
VVV
VVVVKIVV
VVvvVIkVAIIa
O
PGS
ddOOoSScc
Dmddm
DDS
PGSP
DTPGS
OOIDOSS
D
3.48 uindi, | 3.482
0.11680.31- pinchoff.per V 1 Inoltre
segnale piccoloper limiti sui basato 56 | 0.2814.02.02.02
64.202.02
0.11680.32
| e for 0
116820141 | 1411012
pinchoff.per V 1 Quindi pinchoff.per 14.0
14.0 | 86.01010212
80.3 ,0For | 80.382012 | 10=2
=
111
11
1
3
5
≤=→+−≤−≤
≤==−≤
−=+−=−=∞==
−=Ω−=−===
−≤−≤
−=−=−=+=
−===−=Ω+−=
−
−
μμμ
μ
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11-24 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.38
200 k Ω
+22 V
-22 V
Q1
2 k Ω
400 k Ω
R1
2R EE
RC
dc half-circuit
200 k Ω
Q1
402 k Ω
R1 +2R EE
RC
+- vic
Common-mode half circuit
200 k Ω
Q1
2 k Ω
R1
RC
+-
Differential-mode half circuit
vid
2
(a)
( ) ( ) ( )
( ) ( )
( )( )( )
( )
( )( )
( )( )[ ] ( )[ ]
( )( )[ ] ( )( )[ ]
dB 38.2 miseroun ,4.81494.0
2.40= il terminalesingolo ilper e
304021513.715.0215.0 :inoltre noti Si 74721513.71212
4.8021513.71
2001501
494.04021513.71
20015021
3.716.52025.0150 | ri transistoi entrambiper 2.12 ,52.6
2.127.020022 | 6.52402
7.022151150
1
1
1
1
=
Ω=Ω+Ω=+++=Ω=Ω+Ω=++=
−=Ω+Ω
Ω−=
++−=
−=Ω+Ω
Ω−=
+++−=
Ω===
=−−Ω−==Ω
−==
CMRR
MkkRRrRkkkRrR
kkk
RrRA
kkk
RRrRA
kA
VrVAPuntoQ
VIkVAk
IIb
EEoic
oid
o
Codd
EEo
Cocc
CCEEFC
βββ
ββ
βμ
μ
μα
π
π
π
π
π
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07 11-25
11.39 *Problema 11.39 – Figura P11.38 VCC 2 0 DC 22 VEE 1 0 DC -22 VIC 10 0 DC 0 V1 4 10 AC 0.5 V2 8 10 AC -0.5 RC1 2 5 200K RC2 2 9 200K Q1 5 4 3 NBJT Q2 9 8 7 NBJT RE1 3 6 2K RE2 7 6 2K REE 6 1 200K .MODEL NBJT NPN BF=150 .OP .AC LIN 1 1KHZ 1KHZ .PRINT AC IM(V1) IP(V1) VM(5,9) VP(5,9) .TF V(9) VIC .END
Ω==−−== kVIM
RAVMA idccdd 751)1(
1 | 494.0= | 9.79)9,5( :Risultati
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11-26 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.40
(a)
REE
100 k Ω
Q1
600 k Ω
+- vic
Common-mode half circuit
dc half-circuit
100 k Ω
+V CC
-VEE
Q1
IEE 100 μA
Differential-mode half circuit
Q1
2.5 k Ω+-
vid2
REE600 k Ω
100 k Ω
500 k Ω
( ) ( ) ( )
( ) ( )
( ) ( )
( )( )
( ) ( )[ ] ( )[ ]
( )[ ] ( )[ ] Ω=Ω+Ω=++=
=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
Ω=Ω+Ω=++=−=Ω+Ω
Ω−=
Ω=ΩΩ=Ω=ΩΩ=++
−=
−=Ω+Ω
Ω−=
++−=
Ω===
=−−−====
MkkRrR
CMRR
kkkRrRkk
kA
kkkRkkkRRr
RA
kkk
RrRA
kAVrVAPuntoQ
VIVAAIIb
oic
oiddd
Lo
Lodd
EEo
Locc
CCEEFC
3.306001013.255.015.0
e 2.91165.0
1.305.0= il terminalesingoloPer :Nota
55449.21013.25212 | 1.3049.21013.25
3.83100
49.25.2600 | 3.83500100 | 1
165.06001013.25
1001
3.25 0.99025.0100 | ri transistoi entrambiper 8.10 ,0.99
8.107.01020 0.99100101100
5
5
55
'
5
β
β
ββββ
μμ
μμα
π
π
π
π
π
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07 11-27
11.41 *Problema 11.41 – Figura P11.40 VCC 2 0 DC 20 VEE 1 0 DC -20 VIC 9 0 DC 0 V1 4 9 AC 0.5 V2 7 9 AC -0.5 RC1 2 5 100K RC2 2 8 100K RL 5 8 1MEG Q1 5 4 3 NBJT Q2 8 7 6 NBJT REE 3 6 5K IEE1 3 1 67.8U RE1 3 1 600K IEE2 6 1 67.8U RE2 6 1 600K .MODEL NBJT NPN BF=100 .OP .AC LIN 1 1KHZ 1KHZ .PRINT AC IM(V1) IP(V1) VM(5,8) VP(5,8) .TF V(8) VIC .END
Ω==−−== kVIM
RAVMA idccdd 555)1(
1 | 165.0= | 0.30)8,5( :Risultati
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11-28 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.42
Common-mode half circuit
2REE
Q1
RD
+- vic
M1
Q1
M1
RD
+- vid
2
Differential-mode half circuit
-VEE
IEE2
+VCC
RD
Q1
M1
dc half-circuit
( ) ( )[ ]
( )( ) ( )
( )( )( )
( )( )
( )( )
( )[ ] ( )[ ]( ) ( ) attiva regionein tounzionamen | 7.0 | 29.3 a Dalla
6.602.11015.505.0215.0
e dB 61.6 o 12000619.01495.0= terminalesingoloA :Nota
1012 | 1497549.540
0619.02.11015.50
7510021
| 5.50 5.49025.0100
70.8 ,5.49Q unto JFET | 29.3 ,5.49Q unto BJT 70.87.0105.715 | 29.3
29.3=42102=5.49 | 5.49
2100
101100
2
1
4
24
FVVVVVVVcMMkRrR
CMRR
krRkARgAMk
kRr
RAkAVr
VAPVAPVVIxVVVV
VVVxAAAIIb
BECEBEGSCE
EEoic
idDmdd
EEo
Locc
CECDSGSCE
GSGSEE
FC
→≥==−=Ω=Ω+Ω=++=
=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
Ω==−=Ω−=−=
−=Ω+Ω
Ω−=
++−−=Ω==
===−−−−==−=
−→−−=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛==
−
β
μβ
βμ
μμ
μμμα
π
π
ππ
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©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07 11-29
11.43
(a)
M1
vic
RD
M3
30 k Ω
RD
M1
I1
v1
+VDD = 6 V
- VSS = -6 V
M3
I2
100 μA
200 μA
30 k Ω
M1
vid
RD
M 3
30 k Ω
2
Common-mode half circuitdc half-circuit
Differential-mode half circuit
( )
( )[ ]{ } ( )( ) ( )
( )( )( ) ∞==∞=−=Ω−=−=
−−=−++−−=Ω+−−−−=−=−
=+=−==−=−=
=−=+=+===
−−
−
−
−
−
idccoDmdd
DGSSDSTPGS
GSDSDD
TNGSn
DTNGSD
RArkRgA
VAVAVIkVVVVVV
Vx
VVAAAIII
VVVVKIVVAIIb
| 0 ,Per | 4.133010102
18.3 ,100 :M 63.1 ,100 :M :Q Punti e.saturazionin sono M che M Sia18.33663.145.1306 | 632.0
632.1105
1021 | 100100200
447.0 | 447.11010212 | 100
34
3131
33133
4
4
31113
13
41
121
μμ
μμμ
μ
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11-30 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.44 (a)
M1
vic
RD
M3
10 k Ω
M1
vid
RD
M3
10 k Ω
2
Common-mode half circuit
Differential-mode half circuit
RD
M1
I1
+VDD = 1.5 V
- VSS = 1.5 V
M3
I2
100 μA
200 μA
10 k Ω
dc half-circuit
+0.18 V
-1.45 V
-0.5 V
VS1
VS3
( )
( )[ ]{ } ( )
( )capi. suoi ai bassa molto tensioneuna ha I corrente di generatore il e pinchoff, il oltre appena è M
.5.010105.1 ,100per ma ,18.063.145.1
Inoltre, . V-1.5- da generatore del negativapiù è che 45.1negativi. V-1.5 da generatore dal esuppportat pena mala a sono tensioniQueste
32.135.163.145.1305.1 | 632.0
632.1105
1021 | 100100200
447.0 | 447.11010212 | 100
23
433312
11
33133
4
4
31113
13
41
121
VkVAIVVVVV
VVV
VIkVVVVVV
Vx
VVAAAIII
VVVVKIVVAIIb
DDGSSS
GSS
DGSSDSTPGS
GSDSDD
TNGSn
DTNGSD
−=Ω+−==+=+−=−=
−=−=
−=−++−−=Ω+−−−−=−=−
=+=−==−=−=
=−=+=+===
−
−
−
−
−
μ
μμμ
μ
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©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07 11-31
11.45
( ) ( )
( ) ( ) ( )
( )
( )
( )
( ) ( )( ) ( )( )( )( )
( )
( ) ( ) ( ) ( ) invertentenon ingressol' è | 147290.2101
21
6.20= | 2022
893241445004054.3590.22
8.24402
144500
1260 | 5500
025.0100
90.28.24
1260 | 1018.24025.0100
4.3558.24
7.0 | 2.288.247.0
12 , 500 12 , 8.24 12 , 8.24 :Q Punti
5002412 | 120Per
1212 | 8.242
50101100
2
22
32
333222
33
22
32
321
33
2321
1
veMMrRd
kRrRckrR
kkAkkMAA
RrgrRrgA
kA
rkA
Vr
MA
rkA
Vr
kAA
VII
VRkA
VRb
VAVAVA
AkVIVVV
VVVVAAIIa
ooic
ooutid
dm
omCom
dm
o
o
BC
EBCC
CECO
BEEBCEFC
Ω=Ω
=+
≅
Ω=Ω==
=ΩΩΩΩΩ=
=
Ω=+
=Ω==
Ω=+
=Ω==
Ω=−
=−
=Ω==
=Ω
==→=
=−−−==⎟⎠⎞
⎜⎝⎛==
β
μμ
μμ
μμ
μμμ
μμμ
μ
μμα
π
π
π
π
11.46
vic ≥ −VEE + 0.75V + VBE1 = −12 + 0.7 + 0.75 = −10.6Vvic ≤ VCC −VEB3 =12 − 0.7 =11.3V | −10.6 V ≤ vic ≤11.3 V
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
11-32 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.47 Si noti che i parametri del transistore e il valore di RC sono stati selezionati accuratamente per consentire il funzionamento ad anello aperto e ottenere VO = 0. *Problema 11.47 – Amplificatore a due stadi – Figura P11.45 VCC 1 0 DC 12 VEE 2 0 DC -12 RC1 1 5 28.2K RC2 1 7 33.9K Q1 5 4 3 NBJT Q2 7 6 3 NBJT I1 3 2 DC 50U Q3 8 7 1 PBJT R 8 2 24K V1 4 10 AC 0.5 V2 6 10 AC -0.5 VIC 10 0 DC 0 .MODEL NBJT NPN BF=100 VA=60 .MODEL PBJT PNP BF=100 VA=60 IS=0.288F .OPTIONS TNOM=17.2 .OP .AC LIN 1 1KHZ 1KHZ .TF V(8) VIC .PRINT AC VM(8) VP(8) IM(V1) IP(V1) .END
Risultati: Adm = VM(8) =1030 | Acm = −6.07 x 10−3 | CMRRdB =105 dB
Rid =1
IM(V1)= 239 kΩ | Rout = 20.6 kΩ
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©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07 11-33
11.48 ( )[ ]
( )[ ]
( ) ( )
( ) ( )( )
( )( ) ( )[ ]( )[ ] ( )[ ]
3 che noti Si
322 211
11
111
21122
2211
1
40 =40 ipotizza Si
11 =
2f
221o
2222
12
2
2112
2
12112
1211
2
22
1211
2
22
212121211
222211
22121
21
211
11
21221212
211
1
211111
1
2
22
1
11
111221222111
1212
21121121
21122221111
fiCmoooiBm
oooo
oo
o
moo
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mbembembem
bebe
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A
C
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BF
A
C
Ao
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o
m
o
momomBFFCmBFCm
FFoo
BFFBFFBFCCC
BFFBFFBFCBFBFC
RGRG
rrrrrrgrrrrgr
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IVr
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r
gggIIgIIg
IIIIIIIIIIIII
μμββββ
βββ
ββ
ββββ
βββ
β
βββββ
ββ
ββββββββ
βββββββββ
βββββββ
πππ
ππππ
πππππ
ππ
π
ππ
π
ππππ
==≅==
===+
≅+
≅
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡
++≅
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡
++
+=
≅++=++=
≅→≅+=
≅→≅++
≅++
=
=≅≅≅=≅
=====
==≅=====
≅++=+=≅+===
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11-34 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.49
Q1 Q
2
Q3
Q4
vO
+VCC
-VEE
I1
I2v2v1
RC RC
( ) ( )
( ) ( ) ( ) ( )( )
( )
( ) ( )
( )
( ) ( ) ( )( ) ( ) ( )( ) ( )
( )
( ) ( ) ( ) ( ) invertentenon ingressol' è | 145288.2101
21
2.193
2= | 2022
918024962
495401016.5688.22
8.24403
22
222
144495
3.1160 | 05.5495
025.0100 | 4.1495.4
3.1160
50595.4
025.0100 | 88.28.24
3.1160 | 1018.24025.0100
5.568.244.1 | 6.56
0495.08.244.1
invertentenon ingressol' è | 14512 , 495 3.11 , 95.4 3.11 , 8.24 3.11 , 8.24 :Q Punti
95.4 | 495 | 2412
111
3.11 ,equilibriol'Per | 3.117.012 e 120P
3.117.012 | 8.242
50101100
2
22
42
44422
222
2
443
322
132
432
2
3444
3443434
2134
24321
1
veMMrRd
kRrRckrR
kkAkkMAA
RrgrRrgRRgRRrgA
kA
rkA
VrMA
r
kA
VrMA
rkA
Vr
kA
VRkAA
VIIVVRb
veMVAVAVAVA
AIAIkVIIIIIII
VVVVVVVerV
VVVVVVAAIIa
ooic
ooutid
dm
omoCo
mDarlingtonout
Darlingtonm
DarlingtoninCo
mdm
oo
o
CBC
EBEBC
CCF
CF
CFCBFCCC
CECEECECO
BEEBEBCCCEFC
Ω=Ω
=+
≅
Ω=Ω==
=ΩΩΩΩΩ=
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛==
Ω=+
=Ω==Ω=+
=
Ω==Ω=+
=Ω==
Ω==Ω=−
=−+
=
Ω−
==Ω
=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+
+=+=+=+
===−==→=
=−=−−−−==⎟⎠⎞
⎜⎝⎛==
β
μμ
β
μμμ
μμμ
μμμ
μμμμ
μμββ
αα
μμα
π
π
π
ππ
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©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07 11-35
11.50
( )
( )( ) ( ) ( )
( )( )
( ) ( )[ ][ ]( ) ( )( )[ ]
( )( )
( )
( )
( )
( ) ( )
( ) ( ) ( ) (+) invertentenon ingressol' è v | 6.348.98
3.1470281
21
0.494.267.61.15
4.280128150150
2813.0
3.1470 | 5.408.98025.080222
5519.197.27
9.194.28167.6
50801
7.274.28167.61.152
8.9840
12
67.63.0025.080 | 1.15
75.38.986.1315
3.14 ,300 3.14 ,8.98 3.14 ,8.98 :Q Punti3.14240015 | 3.147.06.13
75.380
300 | 8.982
2008180
2200
6.137.0729.015240015 | 3005015 ,0Per
211
33
31
11
2
2
33
3
22
1
3312
1
3
3321
3
3321
3323
eMA
rRd
kkkk
kkkRrR
RrkRc
kmA
rkAV
IVrR
vv
vvA
kkk
RrR
vvA
kkkAA
RrRgvvAb
kmA
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VAVAVAVVIVVVV
AAIIAAAII
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EC
Eooout
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c
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cv
Eo
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c
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v
EoCm
id
cv
C
OEECCECE
F
CBFCC
EBECCO
Ω=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ +=
+=
Ω=⎥⎦⎤
⎢⎣⎡
Ω+Ω+ΩΩ
+ΩΩ=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛++
+Ω=
Ω=+
=Ω====
=−−==
−=Ω+Ω
Ω−=
++−==
−=Ω+ΩΩ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛−=
++⎟⎠⎞
⎜⎝⎛−==
Ω==Ω=−
−=
=−−==−−==
====⎟⎠⎞
⎜⎝⎛=⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛==
=−−=−−==Ω
==
μβ
β
μβ
ββ
μ
β
μ
μμμ
μμβ
μμμα
μ
π
π
π
π
π
11.51
( )
VvVVv
VkkVRI
VRIVvVVVVv
icic
EE
EBEECCicBEEEic
6.13 6.13 | 6.137.0729.015
729.04.25015
8081 11.92, prob Dal
| 6.1375.07.01575.0
3
331
≤≤−=−−≤
=Ω⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
Ω⎟⎠⎞
⎜⎝⎛=
−−≤−=++−=++−≥
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11-36 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.52
( )
( )( ) ( ) ( )
( )( )
( )Ω=
+=Ω==
Ω=+
=Ω==
Ω==Ω=−
=
=−−−==
====⎟⎠⎞
⎜⎝⎛=⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛==
=−=−==Ω
==
kmA
VVrkmA
Vr
kAVVrk
AVr
kA
VRkA
VR
VAVAVAVVVVV
AAIIAAAII
VVVAkVIa
o
o
CC
BEEBCECE
F
CBFCC
OECCO
2833.0
1570 | 67.63.0025.080
8608.98
1570 | 2.208.98025.080
09.78.98
7.0 ,equilibriol'Per | 37.775.38.98
7.00.15 ,300 0.15 ,8.98 0.15 ,8.98 :Q Punti
0.1515
75.380
300 8.982
2008180
2200
1501515 3005015 ,0VPer
33
22
12
1321
3
3321
33
π
π μμ
μμ
μμμ
μμβ
μμμα
μ
11.53
( )
( ) ( )( ) ( ) ( )
( ) 213
33
2
3333-
331
1
332
31
321
333
333
| 1 | 1
1= | 10976.1-=8.9820=2
=
6.137.0729.01524001575.38.98
3047.07.0 | 8.982
2008180
2200
304=8081= | 75.3
80300 | 300
5015 ,0Per
vtvtvEth
EooL
Eo
Lovt
EoininCinCinCm
vt
EBEC
E
BC
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CEF
CBCO
AAARrR
RrRRRr
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RrRRRxRRARRgA
VVIVAARAV
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AIIAAIIAkVIV
=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛++
+=++
−=
++−−
=−−=−−=−
+=
−+
==⎟⎠⎞
⎜⎝⎛=⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛==
====Ω
==
ππ
π
ββ
β
βμ
μμμμμμα
μμμβ
μ
30000200001000001
10
100
1000
Emitter Resistance
Vol
tage
Gai
n
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©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07 11-37
11.54
( )[ ]
( )
( )( )
( )
mAIRkR
mAmAVIVIRR
rR
rR
RIrRrRIrRgA
AAAkmARgA
mAVrmA
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BCCC
CC
CC
C
CCC
mvt
vt
vvtoutmvt
C
OECA
C
ECA
C
ooutoout
EECCv
74.3 , 390 , 1.1= :5% al prossimi valorii doSelezionan
87.110011.8
3917.0
3917.0 | 391165.6
1308
7.020
I ando trascur1
7.0201
20202
165.6324
2000 | 324111.840
30811.8
025.0100 | 11.89 | 11.1970
91110
0 | 111111 |
edisponibil margine molto èC'400,3210
:progetto del àfattibilit la careper verifi guadagno del stime nostre le utilizzo cosa, primaPer
1
31
B3
33
2
3
323
21
2132
333
3
3
3
3
33
2
=Ω=Ω
=+Ω
=+Ω
=Ω=→−=+
−
+−≅
+−=
+−=−=
−=−
==−=Ω−=−=
Ω====Ω=→⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
++=
=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+
+=+
+=+==
=+≅
−
ππ
π
ππ
π
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
11-38 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.55 ( )
( )( ) ( ) ( )
( )( )
( ) ( )[ ]{ }( ) ( )( )[ ]
( )( ) ( )
( )
( ) ( )
Ω==
Ω=====−−==
−=Ω+Ω
Ω−=Ω=⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛
Ω+Ω+ΩΩ
+Ω=
Ω=+
=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+++=
++−==
−=Ω+ΩΩΩ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛−=
++⎟⎠⎞
⎜⎝⎛−==
Ω==Ω==
Ω=−
=Ω=−
−=
=−−==−−==
====⎟⎠⎞
⎜⎝⎛=⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛==
=−−=−−====
MRR
kAV
IVrRAAA
kkMAM
kkkkkR
kA
rRrrR
RrRRr
RvvA
kkMkAA
RrrRgvvAb
kA
VrkmA
Vr
kA
VRkA
VR
VAVAVAVVIVVVV
AAIIAAAII
VVIVAIIVa
Lout
C
Toidvtvtv
vtL
oEoC
EooL
Eo
Lo
c
ovt
vt
EooCm
id
cvt
o
CC
OEECCECE
F
CBFCC
EBECCO
51.2
5.408.98025.080222 | 2780010105.27
10104.28167.6
53.280 | 53.24.267.68.14
4.2801281
281300
3.1470 | 2
1 | 1
5.274.28167.662.11.152
8.9840
122
8108.98
80 | 67.63.0025.080
2.148.98
6.1315 ,equilibriol'Per | 7.1475.38.986.1315
3.14 ,300 3.14 ,8.98 3.14 ,8.98 :Q Punti3.14240015 | 3.147.06.13
75.380
300 | 8.982
2008180
2200
6.137.0729.015240015 300 ,0Per
1
1121
2
332
333
3
22
1
33212
1
23
12
3321
3
3321
33223
μβ
μβ
ββ
μ
β
μ
μμ
μμμ
μμβ
μμμα
μ
π
ππ
π
π
11.56 L’amplificatore ha una tensione di offset approssimativamente di 3.92 mV. Utilizzo questo valore per forzare l’uscita vicina a zero. Dall’analisi della funzione di trasferimento si ottiene
Av = +28,627 Rout = 2.868 MΩ Rin = +50.051 kΩ Questi valori sono simili ai calcoli manuali del Prob. 11.55. Rin e Rout sono grandi perchè i calcoli manuali non ottimizzano il valore del guadagno di corrente basato sulla tensione di Early.
11.57
( )
( ) ( )( )VAVAVAVVVAIIV
VVVVVAAAII
OECCO
BEEBCECEFCC
0.15 ,300 0.15 ,0.99 0.15 ,0.99 :Q Punti1515 | 300 ,0Per
1515 | 0.992
200101100
2200
323
132121
μμμμ
μμμα
=−====
=−−−===⎟⎠⎞
⎜⎝⎛=⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛==
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07 11-39
11.58
Av = Avt1Avt2 | Avt1 = −gm1
2RC 2ro2 rπ 3 + βo3 +1( )RE[ ]{ }
Avt2 = −βoRout
rπ 3 + βo +1( )RE
= −βo
rπ 3 + βo +1( )RE
ro3 1+βoRE
RC 2ro2( )+ rπ 3 + RE
⎡
⎣
⎢ ⎢
⎤
⎦
⎥ ⎥
IC1 = IC2 = αFI1
2=
8081
200μA2
= 98.8μA | For VO = 0, IC3 = I2 = 300μA
IB3 =IC3
βF 3
=300μA
80= 3.75μA | IE3 = 81
80IC3 = 303.8μA | VEC3 =15 − IE3RE
RC2 =0.7V + IE3RE
IC1 − IB3
=0.7V + 303.8μA( )RE
98.8μA − 3.75μA
rπ 3 =80 0.025V( )
300μA= 6.67kΩ | ro3 =
70 +15 − 303.8μA( )RE
300μA
gm1 = 40 98.8μA( )= 3.95mS | ro2 =70 +14.3− 303.8μA( )RE
98.8μA
4000030000200001000000
10000
20000
30000
Emitter Resistance
Vol
tage
Gai
n
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11-40 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.59
( ) ( )
( )( ) ( )
( ) ( )( ) ( )
( ) ( )
( ) ( ) ( )
( )( ) ( ) (-) invertente ingressol' è (+) invertentenon ingressol' è
1652180 | | 4300330030.1
3300218002.025.0
15755.040
30.1487.22
58.12
| =
45.0025.080 | 1058.100025.0005.02
87.2
80500250
7.0 15 ,500:Q Punto | 15=15--0=-= | 500
6.15 ,250:- | 6.1532.13.14 | 3.147.015
32.1105
105.2212+== | 2502
500
12
23
2332
32
1212
2
33
2
32
3333
3-
4-2
2
vdvckMkRrRRA
MkMmA
VVmARrgA
kkmSrRgAAAvv
vvA
kmA
VrSxgb
kAA
VII
VR
VAVVVVAIVAptQVVVVVV
Vx
xKIVVVAAIa
ooutinv
omvt
Dm
vtvtvtd
o
id
dv
m
BD
BED
ECCEC
SDDSD
p
DTPSGSD
Ω=ΩΩ==∞==−−=
−=ΩΩ−=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ Ω
+−=−=
−=ΩΩ−=−==
Ω====
Ω=−
=−
=
=−−=−−=−=−=+−=
=+=−==
−
π
π
μμ
μμμ
μμ
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07 11-41
11.60 Si noti che i parametri del transistore e il valore di RC sono stati selezionati accuratamente per consentire il funzionamento ad anello aperto e ottenere VO = 0. *Problema 11.60 – Figura P11.59 VCC 7 0 DC 15 VEE 8 0 DC -15 V1 1 9 AC 0.5 V2 3 9 AC -0.5 VIC 9 0 DC 0 I1 7 2 DC 493.2U R1 7 2 2MEG M1 4 1 2 2 PFET M2 5 3 2 2 PFET RD1 4 8 2.863K RD2 5 8 2.863K Q3 6 5 8 NBJT I2 7 6 DC 492.5U R2 7 6 2MEG .MODEL PFET PMOS KP=5M VTO=-1 .MODEL NBJT NPN BF=80 VA=75 IS=0.2881FA .OP .AC LIN 1 1000 1000 .TF V(6) VIC .PRINT AC IM(V1) IP(V1) VM(6) VP(6) .OPTIONS TNOM=17.2 .END
Risultati:
Adm = VM(6) = 4630 | Acm = −1.46 | CMRRdB = 70.0 dB
Rid =1
IM(V1)= ∞ | Rout =164 kΩ
11.61
Av =vd2
vid
vo
vd2
= Avt1Avt2 | Avt1 = −gm2
2RD rπ 3( ) | IC3 =100μA | rπ 3 =
80 0.025V( )100μA
= 20kΩ
ID2 = 500μA2
= 250μA | gm2 = 2 0.005( )0.00025( )=1.58x10−3 S
RD =VBE
ID2 − IB3
=0.7V
250μA −100μA
80
= 2.81kΩ | Avt1 = −1.58mS
22.81kΩ 20kΩ( )= −1.95
Avt2 = −gm3 ro3 R2( )= −40 100μA( ) 75V + 5V100μA
10MΩ⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ = −0.02 800kΩ 10MΩ( )= −2960
Av = −1.95 −2960( )= 5770
11.62
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
11-42 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
VvVVVVvVVVVVv
VVVV
Vxx
KIVV
icGSCCic
GSDSBEEEic
TPGSDS
P
DTPGS
9.12 3.15 | 9.12316.175.01575.03.15316.1316.07.015
316.0 :attiva regionein PMOSun Per
316.110510512
2
223
22
3
4
2
≤≤−=−−=+−≤−=−++−=+−+−≥
−=−≤
−=−−=−=
11.63
( ) ( )
( )( )
( ) ( ) ( ) ( )
( ) ( )
( )( ) ( )( ) ( )
( ) Ω=ΩΩ=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛=∞==−−=
−=ΩΩ−=⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡Ω⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ +−=⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛−=
−=ΩΩ−===
Ω===
Ω=−
=−+
=
→=+=+=+−=−−=−=−=++−=
=+−=+−−===
kMkRrRRA
MkmSMAVVARrgA
kkmSAmSg
kAVrrRgA
kAA
VIIVVR
VAVAVAVAVVVVV
AIAIAIIIAIIVAptQVVVVVV
Vx
xKIVVVAAIa
ooutidv
om
vt
vtm
Dm
vt
BD
BEBED
CECEO
CCCFEFCCC
SDDSD
p
DTPGSSD
5.97110832 | | 423096339.4
963110888.91494
57532
249440
32
2
39.465660.52
58.1 | 58.100025.0005.02
32810.6025.080 | 2
2 :11.48 Prob. nel Darlington
circuito del risultati sui Basandosi | 60.5
8010.6250
4.100.5 ,494 30.4 ,10.6 92.4- ,250 92.4- ,250 :pts-Q
30.4=7.0-5= and 5= ,0=For 494= | 10.6=5002 | 500
92.4- ,250:- | 92.432.16.3 | 6.37.07.05
32.1105
105.2212= | 2502
500
24
244
2
11
331
1
32
43
34
4333343
3-
4-2
2
μμ
μ
μμ
μμμμ
μμμββμμ
μμ
ππ
11.64 *Problema 11.64 – Figura P11.63 *Vos (il valore dc di V2) è stato ottimizzato adeguatamente per fissare Vo ≈ 0 VCC 8 0 DC 5 VEE 9 0 DC -5 V1 1 10 AC 0.5 V2 3 10 DC 1.21M AC -0.5 VIC 10 0 DC 0 I1 8 2 DC 496.3U R1 8 2 1MEG M1 4 1 2 2 PFET M2 5 3 2 2 PFET RD1 4 9 5.6K RD2 5 9 5.6K Q3 7 5 6 NBJT Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07 11-43
Q4 7 6 9 NBJT I2 8 7 DC 495U R2 8 7 1MEG .OP .MODEL PFET PMOS KP=5M VTO=-1 .MODEL NBJT NPN BF=80 VA=75 .AC LIN 1 1000 1000 .TF V(7) VIC .PRINT AC IM(V1) IP(V1) VM(7) VP(7) .END
Risultati:
Adm = VM(7) = 4080 | Acm = −2.58 | CMRRdB = 64.0 dB
Rid =1
IM(V1)= ∞ | Rout = 96.2 kΩ
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
11-44 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.65
v1
RC R
C
Q1 Q
2
Q3
I1
+VCC
v2
I2 I
3
2 k Ω
RL
Q4
Q5
-VEE
vO = 0
( )( ) ( )( ) ( )
( )( )( )( )
( )( )
( ) Ω=Ω
+=+=
Ω==−−=
=Ω+
Ω=
+=
+≅
−=ΩΩ−=−=
Ω=Ω+Ω=+=
−
−
−
−
2.2610
1611095.440
22 101 e dB 63.5=CMRR :cambianonon e CMRR
.12200995.0351050.3
995.0021095.4402
21095.4402
21
2 diventa eemettittor di
einseguitordell' guadagno Il | 35101.2016122diventa | 1.20210050510022
:11.5 es.dell' risultati i ando Utilizz11.48. Prob. del risultati i outilizzand migliorato re transistosingoloun come trattatoessere può uscita di stadio nuovo Il
4323
4
3
3
4
4
4
4
3
54332
222
45-4
kx
rg
R
kRRA
kxkx
RgRg
Rg
Rg
A
MkmSRrgAAMkRrR
o
o
mout
idid
v
Lm
Lm
Lm
Lm
v
inomv
vLooin
β
ββ π
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07 11-45
11.66
v1
RC R
C
Q1 Q
2
Q3
I1
+VCC
v2
I2 I
3
2 k Ω
RL
Q4
Q5
-VEE
vO = 0
( )( ) ( )( ) ( )
( )( )( )( )
( )( )
( ) Ω=Ω
+=+=
Ω==−−=
=Ω+
Ω=
+=
+≅
−=ΩΩ−=−=
Ω=Ω+Ω=+=
−
−
−
−
2.2610
1611095.440
22 101 e dB 63.5=CMRR :cambianonon e CMRR
.12200995.0351050.3
995.0021095.4402
21095.4402
21
2 diventa emettitore di
einseguitordell' guadagno Il | 35101.2016122diventa | 1.20210050510022
:11.5 es.dell' risultati i ando Utilizz11.48. Prob. del risultati i outilizzand migliorato re transistosingoloun come trattatoessere può uscita di stadio nuovo Il
4323
4
3
3
4
4
4
4
3
54332
222
45-4
kx
rg
R
kRRA
kxkx
RgRg
Rg
Rg
A
MkmSRrgAAMkRrR
o
o
mout
idid
v
Lm
Lm
Lm
Lm
v
inomv
vLooin
β
ββ π
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
11-46 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.67
( ) ( )
( )
( )
( ) ( ) ( ) ( )
( ) ( )( )
( )( )( ) ( )( ) ( )( )( )
( )
( ) ( )
( ) ( ) ( ) ( ) 2111
44
43
1
3321
33321
3213
32
32
3423
434
21
21
3.66231.1101 | 31.1
5.491550 |
21
80.1101
53.2179 | 53.2990
025.0100 | 1
1015.49025.010022
121003.644094.602.23.152
5.4940
22
122
= | 179360
3.1450
94.6360
025.0100 | 01.15.49
50
3.1560.35.49
7.07.0
0.15 ,990 3.14 ,360 0.15 ,5.49 0.15 ,5.49 :Q unti
3.14157.0 | 3601011350+=
0.15150 | 99000.1101100= ,0For
0.157.0157.0 | 5.492
100101100
2
veMMRMAVVrrRd
kkkRkA
VrrrRc
kA
VrR
kMkAA
rrRgrgrrRgAAAAkA
r
kA
VrMA
Vr
kA
VII
VRb
VAVAVAVAP
VVVAmAAIII
VVVAmAIIV
VVVVVAAIIIa
icooo
ic
outo
oout
id
v
foCm
omoCm
vtvtvtvo
o
BCC
OCEBC
ECFCO
ECFCC
Ω=Ω
=Ω+
=+
=
Ω=Ω+Ω
=Ω==+
+=
Ω===
=ΩΩΩ=
==Ω=+
=
Ω==Ω==
Ω=−
=−
=
=−−−==+=
=−−==⎟⎠⎞
⎜⎝⎛==
=+−−+==⎟⎠⎞
⎜⎝⎛===
μβ
μβ
μ
μ
μμ
μμ
μ
μμμμ
μμ
μα
μμα
ππ
π
ππ
π
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07 11-47
11.68 *Problema 11.68 – Figura P11.67 *RC e Vos (si veda V2) sono stati attentamente ottimizzati per fissare Vo ≈ 0 VCC 7 0 DC 15 VEE 8 0 DC -15 V1 1 9 DC 0.117M AC 0.5 V2 3 9 AC -0.5 VIC 9 0 DC 0 I1 7 2 DC 100U Q1 4 1 2 PBJT Q2 5 3 2 PBJT RC1 4 8 11.8K RC2 5 8 11.8K Q3 6 5 8 NBJT I2 7 6 DC 350U Q4 8 6 10 PBJT I3 7 10 DC 1M .MODEL PBJT PNP BF=100 VA=50 .MODEL NBJT NPN BF=100 VA=50 .NODESET V(10)=0 .OP .AC LIN 1 1000 1000 .TF V(10) VIC .PRINT AC IM(V1) IP(V1) VM(10) VP(10) .END
Risultati:
Adm = VM(10) =13800 | Acm = −0.0804 | CMRRdB =105 dB
Rid =1
IM(V1)=133 kΩ | Rout =1.37 kΩ
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
11-48 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.69
( )( ) ( ) ( )
( )
( ) ( )
( ) ( ) ( ) ( )
( ) ( )
( )( ) ( )[ ]
( )( ) ( )[ ]
( )( ) ( )[ ]
( )( ) Ω==∞==+
Ω=
====+=
Ω=+
==+=
Ω=+
==+=
Ω==+
=+
=
=−−===+=
===−=+=
−=−−=−===
−=−−=−−==+=+=
===−=−=
−−
−−
−−
−
−
1271 | | 8686.971
6.9711664.82
75.1
6.97 | 116 | 87.71202.011051052
4.125
1202.01
| 03.384.9015.011021022
3.382
84.9015.01
| 75.19.1002.01105.21052
64.825.016.2 |
1212
V.00mA,12.05 A,-9.84V00.2 A,10.9V250 A,10.9V250 :
9.1007.184.9 | 07.1105
105.2275.0
2502
= | 84.916.212
16.2002.0002.0275.02 | 00.2
84.916.212 | 16.2005.0005.0275.02
00.5 | 0.12012:uscitadall' indietroall' Lavorando
4
433333
4
433
3
343
1
4
43
1
44
4433
1
213
4
2
12132
4323
434
4
344
moutiddm
fomfm
om
om
Df
ffD
m
om
omomD
mdm
DSDSGS
DDGSDDD
n
DTPGSD
GSDDDSn
DTNGS
DODDDS
gRRkmsA
rgmSxxg
kmA
rmSxxg
kmA
rmSxxg
kmAVRRg
rgrgrgRgAb
mPuntiQ
VVVVVVx
xVV
AIIIVVVVVV
VVKIVVmAII
VVVVVKIVV
mAIIVVVVa
μμ
μμ
μ
μμ
μ
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07 11-49
11.70 *Problema 11.70 – Figura P11.69 *I valori di RD sono stati attentamente ottimizzati per fissare ≈ 0 VCC 8 0 DC 12 VEE 9 0 DC -12 V1 1 10 AC 1 V2 3 10 AC 1 VIC 10 0 DC 0 I1 2 9 DC 500U M1 4 1 2 2 NFET M2 5 3 2 2 NFET RD1 8 4 8.28K RD2 8 5 8.28K M3 6 5 8 8 PFET M4 8 6 7 7 NFET I2 6 9 DC 2M I3 7 9 DC 5M .MODEL PFET PMOS KP=2M VTO=-0.75 LAMBDA=0.015 .MODEL NFET NMOS KP=5M VTO=0.75 LAMBDA=0.02 .OP .AC LIN 1 1000 1000 .TF V(7) VIC .PRINT AC VM(7) VP(7) IM(V1) IP(V1) .END
Risultati: Adm = VM(7) = 802 | Acm = −4.74x10-7 ≅ 0 | CMRRdB = ∞
Rid =1
IM(V1)=1030 ≅ ∞ | Rout =126 Ω
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
11-50 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.71 ( ) ( ) ( )
( )
( )( )
( ) ( )[ ]
( ) ( ) ( ) ( )
( ) ( )
( )( ) ( )[ ]
( )( ) ( )[ ]
( )( ) ( )[ ]
( )( ) Ω==∞==+
Ω=
====+=
Ω=+
==+=
Ω=+
==+=
Ω==+
=+
=
−−
−=−−=−=−−==
==−=+−=+−=
=+=+===
=+−=−−+=
−=−−=−===
−=−+=−−=
−−
−−
−−
−
−
−
−
3411 | | 5281051
10524483.32
14.1105 | 244 | 93.215015.011021022
8.352
00.5015.01
| 30.289.202.011051052
1065.0
89.202.01
| 14.110.5015.011031022
83.33.015.1 |
1212
00.5,00.2 89.2,500 10.5,300 10.5,300 :Q unti
10.585.325.1= | 25.110210327.0
3002
= | 85.315.15
15.1105105275.02 | 500
89.2511.20
11.2002.0002.027.02 | 00.2
00.550:uscitadall' indietroall' Lavorando
4
433333
4
443
3
343
1
4
43
1
44
4433
1
223
4
21
12132
3
44
323
43
4434
4
moutiddm
fomfm
om
om
Df
ffD
m
om
omomD
mdm
DSDSGSGS
DDGSSSD
n
DTNGSD
SSGSODS
p
DTPGSD
SSODS
gRRkmsA
rgmSxxg
kmA
rmSxxg
kmA
rmSxxg
kmAVRRg
rgrgrgRgAb
VmAVAVAVAP
VVVVxxVVV
AIIIVVVVV
VxxV
KIVVAII
VVVVV
VKIVVmAII
VVVVa
μμ
μμ
μ
μμμ
μ
μ
11.72 L’amplificatore ha una tensione di offset approssimativa di –6.69 mV. Questo valore viene utilizzato per forzare l’uscita vicina a zero. Dall’analisi della funzione di trasferimento si ottiene
Av = +517 Rout = 339 Ω Rin = +1.00 x 1020 Ω Questi valori sono simili ai calcoli manuali del Prob. 11.71.
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07 11-51
11.73 ( ) ( ) ( )
( )
( )
( ) ( )[ ]
( ) ( ) ( ) ( )
( ) ( )( ) ( )
( )
( )( ) ( )[ ]
( )( ) ( )[ ]( )
( )( ) Ω==∞==+
ΩΩ=
===
Ω=+
==+=
Ω=+
==+=
Ω==Ω==
+=⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+
=
−−
−=−−−=−=−−==
==−=+−=+−===
=+−=−−+=
−=−−=−===
−=−+=−−=
−−
−−
−
−
3411 | | 28101051
105280053.733.22
14.1
105 | 2800=7040
8.352
00.5015.01
| 93.215015.011021022
1065.0
89.202.01
| 14.110.5015.011031022
53.7500
025.0150 | 33.23.07.0
1212
00.5,00.2 89.2,500 55.5,300 55.5,300 :Q unti
55.530.425.1= | 25.110210327.0
3002
= | 30.47.05 | 500
89.2511.20
11.2002.0002.027.02 | 00.2
00.550:uscitadall' indietroall' Lavorando
4
4333
433
4
343
1
3
4
433
1
44
44333
1
213
4
21
1213223
43
4434
4
moutiddm
fomf
om
om
D
f
ffD
m
om
omomD
mdm
DSDSGSGS
DDBESSDC
SSGSOCE
p
DTPGSD
SSODS
gRRkkmsA
rg
kmA
rmSxxg
kmA
rmSxxg
kA
VrkmAVR
rRgrg
rgrgrRgAb
VmAVAVAVAP
VVVVxxVVV
AIIIVVVVVAII
VVVVV
VKIVVmAII
VVVVa
μμ
μ
μμ
μ
μμμ
μμ
π
ππ
11.74 L’amplificatore ha una tensione di offset approssimativa di 48.69 mV. Questo valore viene utilizzato per forzare l’uscita vicina a zero. Dall’analisi della funzione di trasferimento si ottiene Av = +2810 Rout = 339 Ω Rin = +1.00 x 1020 Ω Questi valori sono simili ai calcoli manuali del Prob. 11.73
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
11-52 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.75 ( )
( )
( )
( )( ) ( )
( ) ( )( ) ( )( )
( )
( ) ( )( )
( ) ( )( )( ) ( )( )
( )Ω==Ω==
=Ω+
Ω+ΩΩ=
==Ω==
+=⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+
=
=+Ω−=−−−=
Ω=−
=−
=====
=+−=−−−==−=−=
===+=+===
=−=−=
2241 | 5.500.99025.01002=2
11400247.41
247.441.3504000.545.72
0.9940
47.4002.0005.02 | 00.5500
025.01001212
:Q di collettore al corrente di partitore il do Utilizzan00.5 ,00.2 41.3 ,500 00.5 ,0.99 96.4 ,0.99 :
96.47.045.70.9955
45.700.50.99
7.0 | 0.992
200101100
2
00.57.07.055 | 41.359.155
500 | 59.1005.0002.027.02 | 2
505 :0=con uscitadall' indietroall' Lavorando
41
43
4
433
1
4
433
3
1
2
211
32
3121
23243
234
434
4
moutid
dm
m
Lm
LmfC
m
Lm
Lmoo
C
Cmdm
BECCCE
BC
EBCFCC
BEEBCEGSEC
Cn
DTNGSD
OCCDSO
gRk
AVrR
kmSkmSkkAA
mSgkA
Vr
RgRgrRg
RgRgr
rRRgA
bVmAVAVAVAPuntiQ
VkAVRIV
kA
VII
VRAAIII
VVVVVVV
AIIVKIVVmAII
VVVVVa
μ
μμ
μβ
μμμμ
μμμα
μ
π
π
ππ
(c) *Problema 11.75 – Figura P11.75 *I valori di RC sono stati attentamente ottimizzati per fissare Vo ≈ 0. VCC 8 0 DC 5 VEE 9 0 DC -5 VIC 10 0 DC 0 V1 1 10 AC 0.5 V2 3 10 AC -0.5 I1 2 9 DC 200U Q1 4 1 2 NBJT Q2 5 3 2 NBJT RC1 8 4 8.00K RC2 8 5 8.00K Q3 6 5 8 PBJT I2 6 9 DC 500U M4 8 6 7 7 NFET I3 7 9 DC 2M RL 7 0 2K .MODEL NBJT NPN BF=100 VA=50 .MODEL PBJT PNP BF=100 VA=50 .MODEl NFET NMOS KP=5M VTO=0.70 .OP .AC LIN 1 2KHZ 2KHZ .PRINT AC VM(7) VP(7) IM(V1) IP(V1)
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©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07 11-53
.TF V(7) VIC
.END
Risultati:
Adm = VM(7) =11200 | Acm = −0.0957 | CMRRdB =101 dB
Rid =1
IM(V1)= 56.4 kΩ ≅ ∞ | Rout = 201 Ω
11.76
( )
( ) ( ) ( )
( )
( )
( ) ( ) ( ) ( ) ( )
( ) ( ) ( )[ ]( ) ( )( )
( ) ( )
( )( )
( )( )
( )( )( )( ) ( )[ ]( )
( )
( )( ) ( )( )
2. fattore altroun di almeno guadagno il riducendo stae ,107= bassa, è emettitore di einseguitordell' ingresso di resistenza la Inoltre
ridotto mentesostanzial è guadagno il | 900301010 d
invertente ingressol' è - invertentenon ingressol' è
59.151
10.572.5781
= | 01.195.4
025.010022
235980.055110.572.5782
5.2440
1.100.5130095.440
980.055110.5
5511
1 | 1.1095.450
10.5245
025.050 | 86.25.24
70 | 0.515.24025.050
1112
2
00.3,245 06.3,5.24 06.3,5.24 36.2,95.4 36.2,95.4 :pts-Q
06.37.07.066.1 | 66.130050
5.2495.43
7.0 | 00.3 | 2452505150 :0Per
36.27.030050
5.2495.43
5.242
505150
2 | 95.4
210
101100
2
25
32
5
521
55
51
543
55
55542
31311
431
4535
2322
243
121
Cin
CCCCCv
BA
o
Coutid
dm
Lo
Loo
o
Lo
LoLooC
moCmdm
ECECC
CECFCO
BECBCCCCE
FCCFCC
RkRRrVVA
vvc
kkMkrRRM
AVrR
kkMkA
MkkAA
kkk
RrRM
Ar
kAVrM
Ark
AVr
RrRRrrRgrrRgAb
VAVAVAVAVA
VVVVkAAV
VVVVAAIIV
VkAAVVRIIVV
AAIIIAAIIIa
≈Ω<<===
Ω=Ω+ΩΩ
=+
+Ω===
=Ω+ΩΩΩ
•ΩΩΩ=
=Ω+Ω
Ω=
+++
Ω==
Ω==Ω==Ω==
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛++
+++=
=−−+===Ω⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −−=
−=====
=−−Ω⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −−=−−−−=
========
π
ππ
π
ππ
πππ
βμ
μ
μ
ββ
μ
μμμ
βββ
μμμμμ
μμ
μμα
μμ
μμαμμα
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11-54 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.77
( )
( ) ( ) ( )
( )
( )
( ) ( ) ( ) ( ) ( )
( ) ( ) ( )[ ]( ) ( )( )
( ) ( )
( )( )
( )( )
( )( )( )( ) ( )[ ]( )( )
( )
( )
( )
. 689.0270086.1
è zero a uscital' portareper richiestooffset di tensionedella valoreIl 0.7V.- essere dovrebbe
86.1+= e 16.117050
7350.981818
essere dovrebbe Q di collettore di tensioneLa ddefinito. ènon di negativo limite il ideale, corrente di generatore ilPer . annodeterminer
I di tichecaratteris le , di negativi Per valori | 3.12 , di positivi Per valori c
37.351
70.11701
= | 1015.49025.010022
2700984.025170.143.11702
0.9840
01.18.121205.4940
984.025170.1
2511
1 | 01.15.49
50
70.1735
025.050 | 7140.98
70 | 8.120.98025.050
1112
2
0.18,735 7.13,0.98 7.13,0.98 0.13,5.49 0.13,5.49 :Q unti
7.137.07.03.12 | 3.1212050
0.985.4918
7.0 | 18 | 7357505150 :0For
0.137.012050
0.985.4918
0.982
2005150
2 | 5.49
2100
101100
2
2544
4
11
5
521
55
52
543
55
55542
32311
431
4435
2322
243
121
mVVAVV
VVVkAAVRIIVV
vvvVVvv
kkrRRkA
VrR
kkMkA
MkkAA
kkk
RrRM
AVr
kAVrk
AVrk
AVr
RrRRrrRgrrRgAb
VAVAVAVAVAP
VVVVkAAV
VVVVAAIIV
VkAAVVRIIVV
AAIIIAAIIIa
dm
OOS
OCBCC
ICIC
ICCICIC
o
Coutid
dm
Lo
Loo
o
Lo
LoLooC
moCmdm
ECECC
CECFCO
BECBCCCCE
FCCFCC
==Δ
=
=Ω⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ ++−=++−=
=≤
Ω=Ω+
=+
+Ω===
=Ω+ΩΩΩ
•ΩΩΩ=
=Ω+Ω
Ω=
+++
Ω==
Ω==Ω==Ω==
+++
++=
=−−+===Ω⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −−=
−=====
=−−Ω⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −−=−−−−=
=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛====⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛===
μμ
βμ
μ
μ
ββ
μ
μμμ
βββ
μμμμμ
μμ
μμα
μμ
μμαμμα
ππ
π
ππ
πππ
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©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07 11-55
11.78
( )
( )
( ) ( ) ( )
( ) ( ) ( )
( ) ( )[ ]( ) ( )( )
( )
( ) ( )[ ]( ) ( )( )
( )Ω=
Ω+Ω=
++
=Ω==
=Ω+Ω
ΩΩ+ΩΩΩ=
Ω==Ω==
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛++
+++=
=−−Ω−=Ω=+
=+−
=
=−−+==−=
=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
Ω===⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛===
984101
53.29.961
2 | 5.50
0.99025.01002=2
1771210153.2
121011210153.241.11042
0.9940
53.2990
025.0100 | 7070.99
701
1122
12,990 40.1,0.99 40,2,0.99 :P
40.27.01040.9912 | 10490.90.99
7.07.0124.17.07.0 | 0.12012
9901212
101100 :0=For | 0.99
2200
101100
2
3
321
32
33
3332
2
132
23
331
21
kkrrRRk
AVrR
kkkkkMkAA
kA
VrkA
Vr
RrRRrrRgAb
VAVAVAuntiQ
VkAVkA
VII
VVR
VVVVVV
AkVIIVAAIIIa
o
oCoutid
dm
o
o
oooC
mdm
CEBC
C
CECE
EFCOFCC
βμ
μμμ
βββ
μμμ
μμ
μαμμα
ππ
π
ππ
11.79 ( )
.modificate essere devono entrambe o aumentata, essere deve o ridotta essere deve viceversae per specifiche le rispettate sono se esoddisfatt essere possononon per specifiche Le
7.6101
6771
| 6777.163.113.117.012
7.0 ,0For .7.16300
025.010022=300
3
3
131
111
outid
idout
o
Cout
CBCC
COC
RRRR
kkrRRkA
VI
VII
R
VVVAk
VIrk
Ω=Ω
≥+
+≅Ω==≅
+−
=
===Ω
=→Ω
βμ
μ
π
π
11.80 ( )
.modificate essere devono entrambe o aumentata, essere deve o ridotta essere deve viceversae per specifiche le rispettate sono se esoddisfatt essere possononon per specifiche Le
4.1610166.1
1 | 66.1
00.53.83.87.09
7.0 ,0For | 00.51
025.010022=1
3
3
131
111
outid
idout
o
Cout
CBCC
COC
RRRR
kMrRRMA
VI
VII
R
VVVAM
VIrM
Ω=Ω
≥+
+≅Ω==≅
+−
=
===Ω
=→Ω
βμ
μ
π
π
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
11-56 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.81
( ) ( )
( )
( )( ) ( ) ( ) ( )
( ) ( )
( )
( )
( ) ( )
( ) ( ) ( )( )
( ) ( )
( ) ( ) ( )
( )
( ) Ω=+Ω
=+
=+
=
Ω====+
=
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
ΩΩ
ΩΩ=Ω=+
=
Ω=Ω+=+≅
Ω==≅
+⎟⎠⎞
⎜⎝⎛=
Ω=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ +
=−
=
=−−−−===−==−−=
=−==−==⎟⎠⎞
⎜⎝⎛===
=−==→=+=+
=+=+=+====
=====
1.18100100
0.49025.01002118
32
232
2
2028.24025.01002=2 | 5.88or 26500 | 1155
36.117040
3
1.2020
32559.56
28.2440 | 177
4906.1670>>
1.20210010095.4
025.010010022
255490
025.0505022
232
22
:11.48 Prob. del Darlington ioneconfiguraz della proprietà le do Utilizzan
9.56
5062.98.24
4.14.1 | 0.18,95.4 3.17,0.49
A,16.6V490 A,15.9V9.62 A,17.3V24.8 A,17.3V24.8:Q unti3.1718
9.15 | 6.1618
3.17 | 18018 | 8.242
50101100
2
490500 | 62.95002
500100
0.49500 | 0.4910195.4
95.45101100 ,0For
65
54
65
55
14
445
65655
433
655
6554
43
2
32
23421
443654
66561
21
3433333
34
52346
655
366
AVkrrrRR
kA
VrRdBA
MMkkAAk
AVVrR
MkmA
VRrR
kAVrR
RrRRrgRRgA
b
kA
VII
VRVmAVA
PVVVVVV
VVVVVVVV
VVVVVVAAIII
AIAIAIAIII
AAAIIIIAmAIII
mAmAIIIVa
oo
o
oo
thout
iddmf
fdmoin
Loooin
oin
Loo
Looino
minC
mdm
BCC
EBEBEBCECE
EBECECBEBEEC
BECECECEFCC
CCCCFCF
CF
BCCF
CFEFC
FEFCO
μββββ
μμ
μμμ
βββ
μβ
ββββ
μμ
μμμμ
μμα
μμμμβα
β
μμμμβ
αα
αα
ππ
π
π
π
π
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07 11-57
11.82
( ) ( )
( )
( )( ) ( )( ) ( )
( ) ( )
( )
( )
( ) ( )
( ) ( ) ( )( )
( ) ( )
( ) ( ) ( )
( )
( ) Ω=+Ω
=+
=+
=
Ω====+
=
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
ΩΩ
ΩΩ=Ω=+
=
Ω=Ω+=+≅
Ω==≅
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡+⎥
⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
⎥⎦⎤
⎢⎣⎡==
Ω=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ +
=−
=
=−−−−===−==−−=
=−==−==⎟⎠⎞
⎜⎝⎛===
=−==→=+=+
=+=+=+====
=====
5.22100100
0.49025.01002185
32
232
2
2028.24025.01002=2 | 9.88 27700 | 1208
36.207040
3
1.2020
32559.56
28.2440 | 185
4906.2070>>
1.20210010095.4
025.010010022
255490
025.0505022
232
22
:11.48 Prob. del Darlington ioneconfiguraz della proprietà le do Utilizzan
9.56
5062.98.24
4.14.1 | 0.22,95.4 3.21,0.49
6.20,490 9.19,62.9 3.21,8.24 3.21,8.24:Q unti3.2122
9.19 | 6.2022
3.21 | 22022 | 8.242
50101100
2
490500 | 62.95002
500100
0.49500 | 0.4910195.4
95.45101100 ,0Per
65
54
65
55
14
445
65655
433
655
6554
43
2321
32
23421
443654
66561
21
3433333
34
52346
655
366
AVkrrrRR
kA
VrRdBA
MMkkAAk
AVVrR
MkmA
VRrR
kAVrR
RrRRrgRRgAAAA
b
kA
VII
VRVmAVA
VAVAVAVAPVVVVVV
VVVVVVVV
VVVVVVAAIII
AIAIAIAIII
AAAIIIIAmAIII
mAmAIIIVa
oo
o
oo
thout
iddmf
fdmoin
Loooin
oin
Loo
Looino
minC
mVVVdm
BCC
EBEBEBCECE
EBECECBEBEEC
BECECECEFCC
CCCCFCF
CF
BCCF
CFEFC
FEFCO
μββββ
μμ
μμμ
βββ
μβ
ββββ
μμ
μμμμ
μμα
μμμμβα
β
μμμμβ
αα
αα
ππ
π
π
π
π
11.83
( ) AxII
VVVV
DD
GSGS
μ 8.3675.01.12106
1.122.2 stessi, gli sono re transistodel parametri i che Dato
24
12
21
=−==
==−=
−
11.84
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
11-58 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
AIIIxx
I
IIKIV
KIVVVV
DDDD
DDp
DTP
n
DTNGSGS
μ7.295.128
7.0 | 1042
10628.07.02.2
dove 222.2
121441
1221
21
==→=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+++=
=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−−+=−=
−−
11.85
( ) AV
IIIVVV
VVII
CS
CTEBBE
EBBEES
μ 196025.0230.1exp10 | ln230.1
stessi, gli sono e di valorii che Dato
1521
21
===+=
=
−
11.86
1.30 = VBE1 + VEB2 = VT ln IC
IS1
+ VT ln IC
IS 2
= VT ln IC2
IS1IS2
IC = 4x10−15( )10−15( )exp 1.300.025
= 391 μA
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
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11.87 vO
vS
Slope = 1
-0.7 V
+0.7 V
11.88 *Problema 11.88 – Figura P11.87 VCC 3 0 DC 10 VEE 5 0 DC -10 VBB 2 1 DC 1.3 VS 1 0 DC 0 Q1 3 2 4 NBJT Q2 5 1 4 PBJT RL 4 0 1K .MODEL NBJT NPN IS=5FA BF=60 .MODEL PBJT PNP IS=1FA BF=50 .OP .DC VS -10 +8.7 0.01 .PROBE .END
-10V -5V 0V 5V 10V
10V
0V
-10V
vO
vS
11.89 ( ) ( )( )
( )( ) AIII
IVIIV
IIVV
VkAVV
CSS
CT
S
CT
S
CT
EBBEF
μ
μβ
8.22025.025.1exp1010 | ln=ln+ln=25.1
25.15250 , nulle sono base di correnti le che Dato
1615
21
2
21
21
==
=Ω=+∞=
−−
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11-60 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.90
VGS1 + VGS 2 = 0.5mA( )4kΩ( )= 2.00V | 2.00V = VTN + 2ID1
Kn
− VTP − 2ID2
K p
⎛
⎝ ⎜ ⎜
⎞
⎠ ⎟ ⎟ | ID2 = ID1
2.00 = 0.75+ 0.75+ ID12
5x10−4 +2
2x10−4
⎛
⎝ ⎜ ⎜
⎞
⎠ ⎟ ⎟ | ID1 =
0.5163.3
→ ID2 = ID1 = 9.38 μA
11.91
( )( ) ( ) ( ) ( )
( )
%5.12100
5.12%100= | 5.121
12
5 :in sviluppata segnale del potenza La
1002000sin205.01
2000sin205.01010 :rialimentato dagli sviluppata potenza La 2000sin1005.0 | 0 | 0.10 ,00.5=er
00.515 | 00.5
15
| 00.5155
20
minmax
minmax
==Ω
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛=
=+=
+=+=+===
−=Ω
−=+=Ω
+=
+==Ω
=≥
∫
mWmWmW
kPR
mWdttT
P
WtIViVtPAtiimAimAIP
mAIkVIimAI
kVIi
iIimAkV
RVI
acL
T
av
SSD
DSSSS
SSSSSSSSS
LSSSL
SS
η
π
ππ
11.92
+5V
-5V
t0
T
Pac =1T
+5V( )2
5kΩT2
+−5V( )2
5kΩT2
⎡
⎣ ⎢ ⎢
⎤
⎦ ⎥ ⎥
=10.0mW
Pav =1T
5V 5V5kΩ
T2
− 5V −5V5kΩ
T2
⎡ ⎣ ⎢
⎤ ⎦ ⎥ =10.0mW | η =100%
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07 11-61
11.93
0 TT2
T4
+10 V
-10 V
t
Pac =1T
v 2 t( )R
dt =4T
40tT
⎛ ⎝ ⎜
⎞ ⎠ ⎟
2
Rdt
0
T4
∫0
T
∫ =6400T 3R
t 2dt0
T4
∫ =1003R
Pav =1T
10i t( )dt0
T
∫ =20T
i t( )dt0
T2
∫ =40T
40tTR
dt0
T4
∫ =1600T 2R
tdt0
T4
∫ =50R
| η =100%
1003R50R
= 66.7%
11.94 *Problema 11.94(a) VBB = 0 V VCC 3 0 DC 10 VEE 5 0 DC -10 VBB 2 1 DC 0 VS 1 0 DC 0 SIN(0 4 2000) Q1 3 2 4 NBJT Q2 5 1 4 PBJT RL 4 0 2K .MODEL NBJT NPN IS=5FA BF=60 .MODEL PBJT PNP IS=1FA BF=50 .OP .TRAN 1U 2M .FOUR 2000 V(4) .PROBE .END *Problema 11.94(b) VBB = 1.3 V VCC 3 0 DC 10 VEE 5 0 DC -10 VBB 2 1 DC 1.3 VS 1 0 DC 0 SIN(0 4 2000) Q1 3 2 4 NBJT Q2 5 1 4 PBJT RL 4 0 2K .MODEL NBJT NPN IS=5FA BF=60 .MODEL PBJT PNP IS=1FA BF=50 .OP .TRAN 1U 2M .FOUR 2000 V(4) .PROBE .END Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
11-62 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
(a) HARMONIC FREQUENCY FOURIER NORMALIZED PHASE NORMALIZED NO (HZ) COMPONENT COMPONENT (DEG) PHASE (DEG) 1 2.000E+03 3.056E+00 1.000E+00 -4.347E-01 0.000E+00 2 4.000E+03 2.693E-02 8.811E-03 -1.300E+02 -1.296E+02 3 6.000E+03 2.112E-01 6.910E-02 -1.744E+02 -1.740E+02 4 8.000E+03 3.473E-02 1.136E-02 -1.550E+02 -1.545E+02 5 1.000E+04 7.718E-02 2.525E-02 -1.678E+02 -1.674E+02 6 1.200E+04 4.064E-02 1.330E-02 -1.679E+02 -1.675E+02 7 1.400E+04 3.179E-02 1.040E-02 -1.580E+02 -1.576E+02 8 1.600E+04 4.109E-02 1.345E-02 -1.736E+02 -1.731E+02 9 1.800E+04 2.127E-02 6.960E-03 -1.568E+02 -1.564E+02 TOTAL HARMONIC DISTORTION = 7.831458E+00 PERCENT with VBB = 0
(b) HARMONIC FREQUENCY FOURIER NORMALIZED PHASE NORMALIZED NO (HZ) COMPONENT COMPONENT (DEG) PHASE (DEG) 1 2.000E+03 3.853E+00 1.000E+00 2.544E-01 0.000E+00 2 4.000E+03 1.221E-02 3.169E-03 6.765E+01 6.740E+01 3 6.000E+03 1.537E-02 3.990E-03 9.046E+01 9.020E+01 4 8.000E+03 1.504E-02 3.903E-03 5.520E+01 5.495E+01 5 1.000E+04 1.501E-02 3.897E-03 5.500E+01 5.475E+01 6 1.200E+04 1.531E-02 3.973E-03 4.231E+01 4.206E+01 7 1.400E+04 1.435E-02 3.726E-03 3.680E+01 3.654E+01 8 1.600E+04 1.467E-02 3.807E-03 2.823E+01 2.798E+01 9 1.800E+04 1.382E-02 3.587E-03 2.087E+01 2.062E+01 TOTAL HARMONIC DISTORTION = 1.064939E+00 PERCENT with VBB = 1.3 V
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©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07 11-63
11.95
( ) ViVViv
mAVR
Vi
EBEBEBS
BEE
6.1907.02507.07.0101
07.010002501000
. 0.7010
7.0 a limitare a inizia corrente La
21
2
=+++=+++=
=Ω
==
11.96 *Problema 11.96 – Figura 11.38 VCC 3 0 DC 50 VS 1 0 DC 1 R1 1 2 1K Q1 3 2 4 NBJT Q2 2 4 5 NBJT R 4 5 10 RL 5 0 250 .MODEL NBJT NPN IS=1FA BF=100 .OP .DC VS 1 50 .05 .PROBE .END
0V 10V 20V 30V 40V 50V
120mA
80mA
40mA
0A
iL
vS
Slope = 250 Ω
Slope = 1k Ω
I risultati sono in accordo con i calcoli manuali.
11.97
I2RG = VGS 4 −VGS 5 | 0.25mA( )7kΩ( )= VTN 4 +2ID 4
0.005− VTP5 −
2ID5
0.002
⎛
⎝ ⎜ ⎜
⎞
⎠ ⎟ ⎟ | ID5 = ID4
1.75− 0.75− 0.75 = ID42
0.005+
20.002
⎛
⎝ ⎜ ⎜
⎞
⎠ ⎟ ⎟ → ID5 = ID 4 = 23.5 μA
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11.98
Q5
0.2 V
50 Ω
+
+
+15 V
2.4 k Ω
500 μA
1.2 V
- -
-15 V
2 k Ω
Q4
+
-0.7 V
0.5 V
( )
( )( ) mA
kVI
R
VAVVV
VRIVVV
C
EQ
EQ
EB
BEBEBBE
98.62101507.08.14100
50
8.14505002.015off. è Q e 5.0=7.02.1=
-= ,7.0=Per
4
55
4254
=Ω+Ω
−=
Ω=
=Ω−−=−
μ
11.99
Rout =1n2
rπ
βo +1⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ =
1100
βo
βo +1⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟
VT
IC
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ =
1100
VT
IE
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ =
1100
0.025V10mA
⎛ ⎝ ⎜
⎞ ⎠ ⎟ = 25.0 mΩ
11.100
( )( )
( )( )
( )( )
( )
mWP
tvvvv
nRRn
vv
nvRRv
nv
Rv
ni
ninvRiv
vvk
vRnr
Rnv
nn
R
AVrr
nR
AVkk
II
o
oss
o
L
th
tho
othL
oth
L
oothth
sssLo
Loth
L
ooth
BC
124.0101
20497.0
2000sin0497.0= | 0497.0
1003.525303.5
500.0= | =
1 | 11 | :tore trasformadel
ideali relazioni le ndo Utilizza| 500.02531016.25
2531011
1
03.5102531 : a uguale siaThevenin eequivalent resistenza la che Voglio
2539.97025.0100
1011
1 |
11 :oretrasformat
nel indietro Guardando | 9.9782101200
7.09100100
2
211
2
2
2
2
=⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛=
=
ΩΩ
++
+===+=
=+Ω
=++
+=
=→Ω=Ω
Ω==+⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+
=
=ΩΩ+Ω
−==
π
ββ
μββ
μ
π
ππ
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©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07 11-65
11.101
( )
( )( )
( )
( ) ( )( ) ( )
( )
( )
( )
( )( )
( )
( ) ( )( ) ( )
( )Ω=⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛
Ω+Ω+ΩΩ
+Ω=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛++
+=
Ω=+
==Ω−=Ω−=
Ω===ΩΩ+Ω
−−−−==
Ω=ΩΩ=−=+Ω+Ω
Ω−+−=
Ω=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
Ω+Ω+ΩΩ
+Ω=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛++
+=
Ω=+
==Ω−=Ω−=
Ω===ΩΩ+Ω
−−−−==
Ω=ΩΩ=−=Ω+Ω
Ω−=
MkkM
kMRrR
RrR
MA
VrVkAkIV
kA
VrAVkM
II
MMMRVMM
MVVV
b
MkkM
kMRrR
RrR
MA
VrVkAkIV
kA
VrAVkM
II
MMMRVMM
MVVa
Eth
Eooout
oECE
BO
EQEQ
Eth
Eooout
oECE
BO
EQEQ
1.412201031
220100133.21
33.23.24
60.650 | 60.62203.241001011222012
1033.24025.0100 | 3.24
2201011127.065.5100100
122 | 65.57.022
27.01212
diodo, ilper CVD modello il do Utilizzan
9.432201101
220100150.21
50.28.22
98.650 | 98.62208.221001011222012
1108.22025.0100 | 8.22
2201011127.06100100
122 | 622
212
π
π
π
π
β
μμ
μμ
β
μμ
μμ
11.102
( )Ω=⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛
Ω+ΩΩ
+Ω=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+
+= Mkk
kMRr
RrR
R
E
Eooout
th
169220110
220100150.21
.0 = cosicchè re, transistodel base alla acin massa una è bypass di recondensato il caso, ogniIn 11.101. problema del stessa la è dc analisiL'
π
β
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11-66 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.103
( )
( )( )
( )
( ) ( )( ) ( )
( )
( )
( )
( )( )
( )
( ) ( )( ) ( )
( )
( )
( )( )
( )
( ) ( )( ) ( )
( )
( )
( )
( )( )
( )
( ) ( )( ) ( )
( )Ω=⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛
Ω+Ω+ΩΩ
+Ω=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛++
+=
Ω=+
==Ω−=Ω−=
Ω===Ω+Ω
−−−−==
Ω=ΩΩ=−=+⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
Ω+ΩΩ
−+−=
Ω=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
Ω+Ω+ΩΩ
+Ω=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛++
+=
Ω=+
==Ω−=Ω−=
Ω===Ω+Ω
−−−−==
Ω=ΩΩ=−=Ω+Ω
Ω−=
Ω=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
Ω+Ω+ΩΩ
+Ω=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛++
+=
Ω=+
==Ω−=Ω−=
Ω===Ω+Ω
−−−−==
Ω=ΩΩ=−=+⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
Ω+ΩΩ
−+−=
Ω=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
Ω+Ω+ΩΩ
+Ω=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛++
+=
Ω=+
==Ω−=Ω−=
Ω===Ω+Ω
−−−−==
Ω=ΩΩ=−=Ω+Ω
Ω−=
Mkkk
kkRrR
RrR
kA
VrVkAkIV
kA
VrAVkk
II
kkkRVkk
kVVV
d
Mkkk
kMRrR
RrR
MA
VrVkAkIV
kA
VrAVkk
II
kkkRVkk
kVVc
Mkkk
kkRrR
RrR
kA
VrVkAkIV
kA
VrAVkk
II
kkkRVkk
kVVV
b
Mkkk
kkRrR
RrR
kA
VrVkAkIV
kA
VrAVkk
II
kkkRVkk
kVVa
Eth
Eooout
oECE
BO
EQEQ
Eth
Eooout
oECE
BO
EQEQ
Eth
Eooout
oECE
BO
EQEQ
Eth
Eooout
oECE
BO
EQEQ
8.12157.277.66
1510018701
8704.90
63.375 | 63.3154.901001015155
7.274.90025.0100 | 4.90
151017.6657.087.2100100
7.66200100 | 87.27.0200100
1007.055
diodo, delCVD modello il do Utilizzan
1.17158.407.66
15100129.11
29.13.61
07.475 | 07.4153.611001015155
8.403.61025.0100 | 3.61
151017.6657.033.3100100
7.66200100 | 33.3200100
2005
87.6186.22166
1815014881
488166
99.575 | 99.5181661501519189
6.22166
025.0150 | 16618151166
97.010.5150100
166430270 | 10.57.0430270
2707.099
diodo, delCVD modello il do Utilizzan
83.7180.26166
1815015651
565144
39.675 | 39.6181441501519189
0.26144
025.0150 | 14418151166
97.053.5150100
166430270 | 53.5430270
4309
π
π
π
π
π
π
π
π
β
μμ
μμ
β
μμ
μμ
β
μμ
μμ
β
μμ
μμ
11.104
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07 11-67
a( ) VEQ = −12V 2MΩ2MΩ + 2MΩ
= −6V | REQ = 2MΩ 2MΩ =1MΩ
IO =100IB =100−6 − 0.7 − −12( )
1MΩ +101 220kΩ( )VΩ
= 22.8 μA | rπ =100 0.025V( )
22.8μA=110kΩ
VCE =12 − IE 220kΩ( )=12 −101100
22.8μA( ) 220kΩ( )= 6.98V | ro =50 + 6.98( )V
22.8μA= 2.50MΩ
Rout = ro 1+ βoRE
Rth + rπ + RE
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ = 2.50MΩ 1+
100 220kΩ( )1MΩ +110kΩ + 220kΩ
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ = 43.9 MΩ
( )
( )
( )( )
( )
( ) ( )( ) ( )
( )Ω=⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛
Ω+Ω+ΩΩ
+Ω=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛++
+=
Ω=+
==Ω−=Ω−=
Ω===ΩΩ+Ω
−−−−==
Ω=ΩΩ=−=+Ω+Ω
Ω−+−=
MkkM
kMRrR
RrR
MA
VrVkAkIV
kA
VrAVkM
II
MMMRVMM
MVVV
b
Eth
Eooout
oECE
BO
EQEQ
1.412201031
220100133.21
33.23.24
60.650 | 60.62203.241001011222012
1033.24025.0100 | 3.24
2201011127.065.5100100
122 | 65.57.022
27.01212
diodo), a connesso re(transisto diodo ilper CVD modello il do Utilizzan
π
π
β
μμ
μμ
11.105
R E
Q
VB
RB
IC
R E
R1
R2
Q
-12 V -12 V
IC
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
11-68 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
( )
( ) ( )
.principale progetto di variabileVcon progetto di spazio lo esplorareper utilizzati essere possono etc. MATHCAD, MATLAB, calcolo, di foglioun Ora,
1 | 70
12 | 7.0100101
1 101
7.0100
| 801212
| 8015.012
re, transistodel base di corrente la oTrascurand .15.0I scelgo a, tolleranzcerta unapermetterePer 0.2mA. è inepolarizzaz di resistori due nei corrente massima La
70V & 100 outilizzand progetto ilper aiuto come calcolo di foglioun utilizzerà Si
B
2121221
1
AF
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛++
+=+
=
−=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−
−=
+−
=
=Ω=+=Ω==+
≅
===
EB
Eooout
C
CEo
EECEBC
BE
EB
BC
BBB
o
RrRRrR
IVr
RIVRI
VRorRR
VI
RRRkVRRVRkmAVRR
mA
V
π
β
ββ
VB R2 R1 RB RE ro Rout
0.500 3.33E+03 7.67E+04 3.19E+03 -2.30E+02 -1.74E+05 5.57E+05 0.600 4.00E+03 7.60E+04 3.80E+03 -1.37E+02 -8.00E+04 9.73E+04 0.700 4.67E+03 7.53E+04 4.39E+03 -4.35E+01 1.41E+04 5.13E+03 0.800 5.33E+03 7.47E+04 4.98E+03 4.97E+01 1.08E+05 1.80E+05 0.900 6.00E+03 7.40E+04 5.55E+03 1.43E+02 2.03E+05 5.56E+05 1.000 6.67E+03 7.33E+04 6.11E+03 2.37E+02 2.97E+05 1.09E+06 1.100 7.33E+03 7.27E+04 6.66E+03 3.30E+02 3.91E+05 1.75E+06 1.200 8.00E+03 7.20E+04 7.20E+03 4.24E+02 4.86E+05 2.52E+06 1.300 8.67E+03 7.13E+04 7.73E+03 5.18E+02 5.81E+05 3.38E+06 1.400 9.33E+03 7.07E+04 8.24E+03 6.11E+02 6.76E+05 4.31E+06 1.500 1.00E+04 7.00E+04 8.75E+03 7.05E+02 7.71E+05 5.32E+06 1.600 1.07E+04 6.93E+04 9.24E+03 8.00E+02 8.66E+05 6.38E+06 1.700 1.13E+04 6.87E+04 9.73E+03 8.94E+02 9.61E+05 7.50E+06 1.800 1.20E+04 6.80E+04 1.02E+04 9.88E+02 1.06E+06 8.68E+06 1.900 1.27E+04 6.73E+04 1.07E+04 1.08E+03 1.15E+06 9.90E+06 2.000 1.33E+04 6.67E+04 1.11E+04 1.18E+03 1.25E+06 1.12E+07
Due
possibili soluzioni
IO 0.916 6.20E+03 7.50E+04 5.73E+03 1.50E+02 2.10E+05 5.85E+05 1.04E-03 1.800 1.20E+04 6.80E+04 1.02E+04 1.00E+03 1.07E+06 8.86E+06 9.89E-04
La prima soluzione è il più basso valore di VB che era stato trovato per soddisfare le specifiche di uscita al 5%. Il secondo è uno in cui i valori erano stati trovati per essere molto vicini a resistori reali al 5%, ma utilizza un valore doppio per VB e ha uno spazio di tensioni di uscita più piccolo
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©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07 11-69
11.106
( )
( ) ( )
( )
( )( ) ( )[ ]
( )[ ] ( )[ ] Ω=Ω+Ω=+=
=+=Ω=+
=
=Ω−=
==⇒−⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−=Ω−=
−⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
Ω=ΩΩ==Ω+Ω
Ω=
−−
−
−
MkmSMxgrR
mSxxgMA
Vr
VIkV
AIIVVVxxIkV
VxI
kkkRVVkk
kV
moout
mo
DDS
DOGSGSDGS
GSD
EQEQ
9.1733243.0199.110331
243.020.801.01105.541052 | 99.15.54
20.8100corretto. è attiva reginein ntofunzioname Il | 20.83310
5.54= | 467.112105103327.33327.3
12105 :attiva regionein ntofunzioname il suppone Si
222680330 | 27.310680330
330
3
64
24
3
24
μ
μ
11.107
( ) .0 e spento è re transistoil quindi 1V<0.76V ,
8.5020068 | 760.0320068
68
==<
Ω=ΩΩ==Ω+Ω
Ω=
DOTNEQ
EQEQ
IIVV
kkkRVVkk
kV
11.108
( ) ( )
( ) ( )( )
( )( ) ( )[ ]
( )[ ] ( )[ ] Ω=Ω+Ω=+=
=+≅Ω=+
=
=Ω−=Ω−===⇒=+−
−⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=Ω+=
Ω=ΩΩ==Ω+Ω
Ω=
−−
−
MkmSMxgrR
mSxxgMA
Vr
VAkIkVVAIIVVVV
VxIIkV
kkkRVVkk
kV
moout
mo
DODS
DOGSGSGS
GSDDGS
EQEQ
6.1116200.0177.210161
200.039.501.01101.381052 | 77.21.38
39.5100 corretta. è attiva regione La | 39.51.3816616
1.38= | 390.10274
12105 | 162 :attiva regionein ntofunzioanme il suppone Si
7.66200100 | 26200100
100
3
64
2
24
μ
μμ
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11-70 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.109
VEQ =15V 200kΩ200kΩ +100kΩ
=10V | REQ = 200kΩ 100kΩ = 66.7kΩ
IO = 75IB = 7515− 0.7 −10( )V
66.7kΩ + 76 47kΩ( )= 88.6 μA | rπ =
75 0.025V( )88.6μA
= 21.2kΩ
VEC =15− IE RE =15−7675
88.6 μA( )47kΩ( )=10.7V | ro =50 +10.7( )V
88.6μA= 685kΩ
Rout = ro 1+βoRE
Rth + rπ + RE
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ = 685kΩ 1+
75 47kΩ( )66.7kΩ + 21.2kΩ + 47kΩ
⎛
⎝ ⎜ ⎜
⎞
⎠ ⎟ ⎟ =18.6 MΩ
11.110
VEQ = 5V 33kΩ33kΩ +10kΩ
= 3.84V | REQ = 33kΩ 10kΩ = 7.67kΩ
IO = 75IB = 75 5 − 0.7 − 3.847.67kΩ + 76 1.5kΩ( )
V = 284 μA | rπ =75 0.025V( )
284μA= 6.60kΩ
VEC = 5 − IERE = 5 −7675
284μA( ) 1.5kΩ( )= 4.57V | ro =60 + 4.57( )V
284μA= 227kΩ
Rout = ro 1+ βoRE
Rth + rπ + RE
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ = 227kΩ 1+
75 1.5kΩ( )7.67kΩ + 6.60kΩ +1.5kΩ
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ =1.85 MΩ
11.111
VEQ =10V 300kΩ300kΩ +100kΩ
= 7.50V | REQ = 300kΩ 100kΩ = 75.0kΩ
IO = 90IB = 90 10 − 0.7 − 7.5075.0kΩ + 91 18kΩ( )
V = 94.6 μA | rπ =90 0.025V( )
94.6μA= 23.4kΩ
VEC =10 − IE RE =10 −9190
94.6μA( )18kΩ( )= 8.28V | ro =75+ 8.28( )V
94.6μA= 880kΩ
Rout = ro 1+βoRE
Rth + rπ + RE
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ = 880kΩ 1+
90 18kΩ( )75.0kΩ + 23.4kΩ +18kΩ
⎛
⎝ ⎜ ⎜
⎞
⎠ ⎟ ⎟ =13.1 MΩ
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©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07 11-71
11.112
( )
( )( )( ) ( )[ ]
( ) ( )[ ] Ω=Ω+Ω=+=
=+=Ω=+
=
−=−−=
==−=⇒=+−
+=
=+−−Ω=ΩΩ==Ω+Ω
Ω=
−−
−
MkmSMRgrR
mSxxgMA
Vr
VIxV
AIIVVVIx
VxI
VIxekkkRVVkk
kV
Smoout
mo
DDS
DOGSGSD
GSD
GSDEQEQ
0.1116292.0194.11
292.013.501.01103.54105.72 | 94.13.54
13.5100corretta. è attiva regione La | 13.510166
3.54 | 13.1010162
75.02105.7 :attiva regionein ntofunzioname il suppone Si
410*3161626 | 7.66100200 | 46100200
200
64
3
3
24
3
μ
μ
11.113
( )( )( ) ( )[ ]
( ) ( )[ ] Ω=+Ω=+=
=+=Ω=+
=
−=−−=
==⇒⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−−+=
−=
=+−Ω=ΩΩ==Ω+Ω
Ω=
−−
−
MxmSMRgrR
mSxxgMA
Vr
VIxV
AIIxIIx
KIVV
VIkMMRVMM
MVV
Smoout
mo
DDS
DOD
D
p
DTPGS
GSDEQEQ
131102.1165.0129.61
165.096.601.01100.17105.72 | 29.60.17
96.6100corretta. è attiva regione La | 96.6102.19
0.17105.7
275.03102.1
2 :attiva regionein ntofunzioname il suppone Si
6109 | 66712 | 612
29
5
64
5
45
5
μ
μ
11.114
( )
( )( )( ) ( )[ ]
( ) ( )[ ] Ω=Ω+Ω=+=
=+=Ω=+
=
−=−−=
==−=⇒=+−
+==+−
Ω=ΩΩ==Ω+Ω
Ω=
−−
−
MkSMRgrR
SxxgMA
Vr
VIxV
AIIVVVIx
VxIVIx
kkkRVVkk
kV
Smoout
mo
DDS
DOGSGSD
GSDGSD
EQEQ
0.754311219.121
11265.301.011006.8105.72 | 9.1206.8
65.3100corretta è attiva regione La | 65.310434
06.8 | 6034.00104395.0
75.02105.7 | 05.310434 :attiva regionein ntofunzioname il suppone Si
3.4762200 | 05.3462200
200
64
3
3
24
3
μ
μμ
μ
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11-72 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.115
( ) ( )( )( )
( )
( ) ( )
( ) 430 | 200=195=1290.3=
6002012 | 20 Assegno | 25 | 90.3=12
90.3102
1075.121103.31075.112
33 Scelgo | 2.295.21065.21286 va.conservati azionesempllific una arappresent e trascurarQuindi
stima. la olte aumenterà della eespressionnell' includere che noti Si
1075.1102211075.1
501 Stimando
34434
432243
4
4
444
4
444
Ω=Ω⇒Ω+
Ω==+=≤+
=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−−+−=+−=
Ω=Ω≥⇒Ω≥+Ω
+≅+≅
−
−−
−
−−−
kRkRkRRR
kA
VRRAIAIRR
R
Vx
xxxVRIVV
kRkRMRxk
Rg
RxxxVRgrR
GSSDDDG
SSS
outm
SSmoout
μμμ
λλ
11.116
a( ) VEQ = −12V 68kΩ68kΩ + 33kΩ
= −8.08V | REQ = 68kΩ 33kΩ = 22.2kΩ | VB = −8.08 − IB1 + IB2( )RTH
VB = −8.08 −VB − 0.7 − −12( )
126 20kΩ( )+
VB − 0.7 − −12( )126 100kΩ( )
⎛
⎝ ⎜ ⎜
⎞
⎠ ⎟ ⎟ 22.2kΩ → VB = −8.11V
IC1 = αF IE1 =125126
VB − 0.7 − −12( )20kΩ
⎛
⎝ ⎜ ⎜
⎞
⎠ ⎟ ⎟ =158 μA | IC2 = αF IE2 =
125126
VB − 0.7 − −12( )100kΩ
⎛
⎝ ⎜ ⎜
⎞
⎠ ⎟ ⎟ = 31.7 μA
VCE = 0 − −8.11− 0.7( )= 8.87V | ro1 =50 + 8.11( )V
158μA= 368kΩ | Rth1 = REQ rπ 2 + βo +1( )100kΩ( )[ ]
rπ1 =125 0.025V( )
158 μA=19.8kΩ | rπ 2 =
125 0.025V( )31.7μA
= 98.6kΩ
Rth1 = 22.2kΩ 98.6kΩ + 126( )100kΩ( )[ ]= 22.2kΩ
Rout1 = ro1 1+βoRE
Rth + rπ1 + RE
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ = 368kΩ 1+
125 20kΩ( )22.2kΩ +19.8kΩ + 20kΩ
⎛
⎝ ⎜ ⎜
⎞
⎠ ⎟ ⎟ =15.2 MΩ
ro2 =50 + 8.11( )V
31.7μA=1.83MΩ | Rth2 = RTH rπ1 + βo +1( )20kΩ( )[ ]
Rth2 = 22.2kΩ 19.8kΩ + 126( )20kΩ( )[ ]= 22.0kΩ
Rout2 = ro2 1+βoRE
Rth + rπ 2 + RE
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ =1.83MΩ 1+
125 100kΩ( )22.0kΩ + 98.6kΩ +100kΩ
⎛
⎝ ⎜ ⎜
⎞
⎠ ⎟ ⎟ =106 MΩ
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©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07 11-73
11.116 cont.
( )( ) ( ) ( )
( )( )
( )( )
( ) ( )
( ) ( ) ( )( )[ ]
( ) ( )
( )( )[ ]( )
( ) ( )( )[ ]
( )( )[ ]( )
Ω=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
Ω+Ω+ΩΩ
+Ω=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛++
+=
Ω=Ω+ΩΩ=
Ω++=Ω=+
=
Ω=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
Ω+Ω+ΩΩ
+Ω=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛++
+=
Ω=Ω+ΩΩ=
Ω==Ω==
Ω++=Ω=+
==−−−=
=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
Ω−−−
===⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
Ω−−−
==
−=→Ω⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛Ω−−−
+Ω−−−
−−=
+−−=Ω=ΩΩ=−=ΩΩ+Ω
−=
Mkkk
kMRrR
RrR
kkkkR
krRRMA
Vr
Mkkk
kkRrR
RrR
kkkkR
kA
VrkA
Vr
krRRkA
VrVV
Ak
VIIAk
VII
VVkk
Vk
VV
RIIVkkkRVkkk
VV
b
Eth
Eooout
th
oTHtho
Eth
Eooout
th
oEQthoCE
BEFC
BEFC
BBB
B
EQBBBEQEQ
2.981003.860.22
100125161.11
0.22201263.172.22
201 | 61.12.36
35.850
9.13203.172.22
2012513221
2.221001263.862.22
3.862.36025.0125 | 3.17
181025.0125
1001 | 322181
35.850 | 35.87.065.70
2.36100
127.0126125 | 181
20127.0
126125
65.72.22100126
127.020126
127.061.7
08.8 | 2.223368 | 61.7683368
7.012dc,in calcoli iper Q diodo del CVD modello il do Utilizzan
222
2
122
111
1
21
211
2211
21
3
π
π
π
ππ
π
β
βμ
β
μμ
βμ
μαμα
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11-74 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.117
VEQ = −12V 20kΩ20kΩ + 39kΩ
= −4.07V | REQ = 20kΩ 39kΩ =13.2kΩ
IB = −1
76VB + 0.7
33kΩ+
176
VB + 0.716kΩ
+1
76VB + 0.78.2kΩ
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ | VB = −4.07V +13200IB → VB = −3.95V
IC1 =7576
0 − 0.7V − −3.95V( )33kΩ
⎛
⎝ ⎜ ⎜
⎞
⎠ ⎟ ⎟ = 97.2μA | Rout1 = ro1 1+
βo 33kΩ( )Rth1 + rπ1 + 33kΩ
⎛
⎝ ⎜ ⎜
⎞
⎠ ⎟ ⎟
Rth1 =13.2kΩ rπ 2 + βo2 +1( )16kΩ[ ] rπ 3 + βo3 +1( )8.2kΩ[ ]≅13.2kΩ
Rout1 =60 + 8.7597.2μA
1+75 33kΩ( )
13.2kΩ +19.3kΩ + 33kΩ
⎛
⎝ ⎜ ⎜
⎞
⎠ ⎟ ⎟ = 27.4 MΩ
IC2 =7576
0 − 0.7V − −3.95V( )16kΩ
⎛
⎝ ⎜ ⎜
⎞
⎠ ⎟ ⎟ = 201μA | Rout2 = ro2 1+
βo 16kΩ( )Rth2 + rπ 2 +16kΩ
⎛
⎝ ⎜ ⎜
⎞
⎠ ⎟ ⎟
Rth2 =13.2kΩ rπ1 + βo1 +1( )33kΩ[ ] rπ 3 + βo3 +1( )8.2kΩ[ ]≅13.2kΩ
Rout2 =60 + 8.75
201μA1+
75 16kΩ( )13.2kΩ + 9.33kΩ +16kΩ
⎛
⎝ ⎜ ⎜
⎞
⎠ ⎟ ⎟ = 11.0 MΩ
IC3 =7576
0 − 0.7V − −3.95V( )8.2kΩ
⎛
⎝ ⎜ ⎜
⎞
⎠ ⎟ ⎟ = 391μA | Rout3 = ro3 1+
βo 8.2kΩ( )Rth2 + rπ 2 + 8.2kΩ
⎛
⎝ ⎜ ⎜
⎞
⎠ ⎟ ⎟
Rth3 =13.2kΩ rπ1 + βo1 +1( )33kΩ[ ] rπ 2 + βo2 +1( )16kΩ[ ]≅13.2kΩ
Rout3 =60 + 8.75
391μA1+
75 8.2kΩ( )13.2kΩ + 4.80kΩ + 8.2kΩ
⎛
⎝ ⎜ ⎜
⎞
⎠ ⎟ ⎟ = 4.30 MΩ
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11.118
( )
( ) ( )( ) ( )[ ]( )
( )
( ) ( )( ) ( )[ ]( ) Ω=+Ω++
=+=
−=−−=−==
−−==+−
Ω=+Ω++
=+=
−=−−=−==
−−==+−
Ω=ΩΩ==Ω+Ω
Ω=
−
−
MAAkA
VVRgrR
VVVVVAIxIVVIx
MAAkA
VVRgrR
VVVVVAIxIVVI
MMMRVMM
MVV
moout
GSDSGSD
DGSGSD
moout
GSDSGSD
DGSGSD
EQEQ
21028.702.010.10250247010.10
28.7501
28.76 , 28.1 , 0.10105.2
21 | 6107.412
2.2269.702.011.44250210011.44
59.7501
59.76 ,59.1 , 1.44105.2
21 | 61012 :esaturazion la suppone Si
00.122 | 00.622
212
2222
2222
42
2225
1111
1111
41
1115
μμμ
μ
μμμ
μ
11.119 *Problema 11.119 – Figura P11.118 VCC 1 0 DC 12 R1 1 2 100K R4 1 3 2MEG R3 3 0 2MEG R2 1 4 470K M1 5 3 2 2 PFET M2 6 3 4 4 PFET VD1 5 0 DC 0 VD2 6 0 DC 0 .MODEL PFET PMOS VTO=-1 KP=250U LAMBDA=0.02 .OP *.TF I(VD1) VD1 .TF I(VD2) VD2 .END Risultati: IO1 = 44.4 μA, ROUT1 = 22.1 MΩ, IO1 = 10.1 μA, ROUT1 = 209 MΩ
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11-76 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.120
AkV
RVI REF
FO μα 2.9950
5121120 A, grandePer =
Ω=≅
+
-
v-A v e g m v
veR
vx
ixr o
rπ
( ) ( ) ( ) ( )( )( ) ( ) ( ) ( )
( )
.r attraverso base di corrente di perdita della causa a eccedere puònon
2.73121605 | 6052.99
1050
11 e 1for 11111
:Combinando | 1 | 1= | ,precedente segnale piccolo di modello ilPer
π
ππ
π
βμ
μβμ
ooout
outo
fooo
f
x
xout
eexeeeomxex
rR
MkRkAVVr
AGAgrgAgG
AivR
vAgGviAvvAvvrvgivv
Ω=Ω=Ω=+
=
>>+>>++≅+++++
==
++=+−=−−−+=
11.121 ROUT è limitata a βoro del BJT. Dobbiamo aumentare il guadagno effettivo di corrente del transistore, ciò può essere fatto sostituendo Q1 con due transistori in configurazione Darlington.
+
-A Q2
Q1
Io
+V CC
R
-V EE
VREF
Ora ROUT si avvicina al prodotto βoro del Darlington che è Rout ≅23
βo2ro2. Si veda il prob. 11.48
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07 11-77
11.122
AkV
RVI REF
O μ10050
5 A, grandePer =Ω
=≅
+
-
v-A v s
gm v
vsR
vx
ixr o
( ) ( ) ( )
( )[ ]
( )( ) ( )[ ]( )( )[ ] !! 1057.6105150438.0160050
438.01002.01101082
600100
1050 | 11
:Combinando | | 1= | ,precedente segnale piccolo di modello ilPer
114
44
Ω=+Ω+Ω+Ω=
=+=
Ω=+
=+++==
=+−=−−−+=
−−
xxkmSkkR
mSxg
kA
VVrARgrRivR
RivAvvAvvrvgivv
out
m
omox
xout
xssssomxsx
μ
11.123
( )
( )
( )( )
( )[ ]
( ) ( ) ( )
( ) ( ) ( )
( )
( )( ) ( )
( )( ) ( )( ) (b). e (a) parte della stesse le sono risposte Le
5.96 1065.636062.440
9.40 1112.162.4202
, terminalesingolo a uscitaun'Per
3602402286.22
24085146.81
46.834.9
03.970 | 22834.9025.085 b
03.9,34.9 62.7,62.4 62.7,62.4 :
16.762.42.1127.0 | 62.42
34.98685
2
03.97.024034.98586127.012
34.9240866.22
03.97.0128585
6.223091 | 03.93091
9112
431
333
33
213
21
3
33
cdBxMARgCMRR
dBMARgA
Mkkk
kMRrR
RrR
MA
VrkAVr
VAVAVAPuntiQ
VAMVVAAIII
VkARIV
AVkk
II
kkkRVkk
kVVa
outm
Cmv
Eth
Eooout
o
ECECC
FCC
EEEC
BC
EQEQ
=Ω==
+=Ω==
Ω=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
Ω+Ω+ΩΩ
+Ω=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛++
+=
Ω=+
=Ω==
=Ω+−−===⎟⎠⎞
⎜⎝⎛===
=−Ω−=−−=
=ΩΩ+Ω
−−==
Ω=ΩΩ==Ω+Ω
Ω=
μ
μ
β
μμ
μμμ
μμμα
μ
μ
π
π
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
11-78 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.124
( )
( )( )
( )( )
( ) ( ) ( )
( )
( ) ( )( ) ( )[ ]( )( )( ) ( )( ) ( )[ ]( ) ( )
( )
( ) ( )dBkmSRg
CMRR
kk
RR
kmSkkxxrRgA
kkxxkRgrR
kA
VVr
VAVAVAVVIVVVV
VIVV
VAAVAIII
VVAIxIVVI
kkkRVkk
kVVa
outm
out
D
oDmdd
Smoout
o
GSDSDDSDS
DGSDS
GSD
DD
GSDD
GSGSD
EQEQ
6.51 378903419.0CMRR è CMRR del taapprossima stima Una
dB 50.7or 3420199.0
2/6.13
199.0903236
2A , terminalesingolo a uscitaun'Per
6.13325419.0332364.1002.011082.11042
9035.73.1002.011063.3104211661
166363
3.1050 b
3.10 ,363 4.10 ,182 4.10 ,1824.103600015
3.10157500
95.1400236321 | 182
2
35.2 , 363 | 104
21 | 75001593.9
:esaturazion la suppone Si | 8.3351100 | 93.951100
10015
31
3cd
442
44333
3
111121
313
13
21
3343
333
=Ω=≅
==
−=Ω
Ω−=−≅
−=Ω=ΩΩ+−=−=
Ω=Ω++Ω=+=
Ω=+
=
=−−−=−===−−−−=
=+====
==+=++−=−
Ω=ΩΩ=−=Ω+Ω
Ω−=
−−
−−
−
μ
μμμ
μμμ
μ
11.125
( )( ) ( )dBVCMRR
rgCMRRr
Rr
RARgA
rR
Ao
fooom
oo
C
oo
Ccc
Cmdd
ooout
103 000,140701002020 :parametri nostri i oUtilizzand
22= | =
22
| 2
, terminalesingolo a uscitaun'Per ingresso. di ri transistodei quella a rispetto doppia è corrente di generatore
del collettore di corrente la che dato 2
= identici, siano dispositii i tuttiche Supponendo
11
11111
1111
1
11
==≅
=−⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
−=−=
β
μββββ
β
(Si noti che questa analisi trascura il contributo della resistenza di uscita ro della coppia di ingresso. Se si include questa resistenza, avviene un annullamento teorico e Acc = 0!
Certamente l’espressione della resistenza di uscita Rout =βoro
2 non è precisa, ma un
miglioramento nell’espressione del CMRR è comunque possibile.)
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11.126
Rout = ro 1+ gmRS( )≅ μF RS = gmroRS ≅ 2KnID1
λID
RS
VRS= ID RS =
λ ID1.5( )Rout
2Kn
=0.02 10−4( )1.5
5x106( )2 5x10−4( )
= 3.16 V
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11-80 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.127 *Problema 11.127 - Fig. 11.49(a) – Analisi Monte Carlo di un generatore di corrente BJT *Generatore di tensione con tolleranza del 5% IEE 0 5 DC 1 REE 5 0 RTOL 15 EEE 1 0 5 0 -1 * VO 4 0 AC 1 RE 1 2 RTOL 18.4K R1 1 3 RTOL 113K R2 3 0 RTOL 263K Q1 4 3 2 NBJT .OP .DC VO 0 0 .01 .AC LIN 1 1000 1000 .PRINT AC IM(VO) IP(VO) .MODEL NBJT NPN BF=150 VA=75 .MODEL RTOL RES (R=1 DEV 5%) .MC 1000 DC I(VO) YMAX *.MC 1000 AC IM(VO) YMAX .END Risultati - 3σ limiti: IO = 199 μA ± 32.5 μA, ROUT = 11.8 MΩ ± 2.6 MΩ
*Problema 11.127 - Fig. 11.49(b) – Generatore di corrente MOSFET * Generatore di tensione con tolleranza del 5% IEE 0 5 DC 1 REE 5 0 RTOL 15 EEE 1 0 5 0 -1 * VO 4 0 AC 1 RS 1 2 RTOL 18K R3 1 3 RTOL 240K R4 3 0 RTOL 510K M1 4 3 2 2 NFET .OP .DC VO 0 0 .01 .AC LIN 1 1000 1000 .PRINT AC IM(VO) IP(VO) .MODEL NFET NMOS KP=9.95M VTO=1 LAMBDA=0.01 .MODEL RTOL RES (R=1 DEV 5%) .MC 1000 DC I(VO) YMAX *.MC 1000 AC IM(VO) YMAX .END Risultati- 3σ limiti: IO = 201 μA ± 34.7 μA, ROUT = 21.7 MΩ ± 3.6 MΩ
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11.128
4.02kΩ 1+ 0.15( )1− 0.03( )≤ R ≤ 4.02kΩ 1+ 0.15( )1+ 0.03( ) | 4.48kΩ ≤ R ≤ 4.76kΩ
11.129
IC1 = IS1 exp VBE1
VT
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ | IC2 = IS 2 exp VBE2
VT
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ | IC2
IC1
=IS 2
IS1
exp VBE2 −VBE1
VT
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ | ΔVBE = VBE2 −VBE1
ΔIS = IS1 − IS2 | IS =IS1 + IS2
2 | IS1 = IS 1+
ΔIS
2IS
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ | IS 2 = IS 1−
ΔIS
2IS
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟
a( ) IC2 = IC1 : ΔVBE = VT ln IC2
IC1
IS1
IS2
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ = 0.025ln 1()
IS 1+ΔIS
2IS
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟
IS 1−ΔIS
2IS
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟
⎡
⎣
⎢ ⎢ ⎢ ⎢
⎤
⎦
⎥ ⎥ ⎥ ⎥
= 0.025ln1.05( )0.95( )
⎡
⎣ ⎢ ⎢
⎤
⎦ ⎥ ⎥
= 2.50 mV
b( ) ΔVBE = 0.025ln1.10( )0.90( )
⎡
⎣ ⎢ ⎢
⎤
⎦ ⎥ ⎥
= 5.02 mV
c( ) IS1
IS 2
=1+
ΔIS
IS
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟
1−ΔIS
IS
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟
= exp VBE2 −VBE1
VT
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ = exp 0.001
0.025⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ =1.04 →
ΔIS
IS
= 0.02 or 2%
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11-82 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.130 ( )
( ) ( ) ( )
( )
( ) ( ) ( )
( )
( ) ( ) ( )[ ]
( ) mVVRI
VVRg
VV
RIRRRRIVd
VVVV
VV
VV
VIIV
gIV
VV
VVIIII
VV
VVI
VV
VV
VVIIII
VV
VVII
VV
VVIIc
mVVIIV
gIV
VV
VVIIII
VV
VVIIII
VV
VVII
VV
VVIIb
VVVvva
CC
ODT
Cm
ODOS
CCCCCCCOD
OSA
CE
A
CE
A
CE
C
CT
m
COS
A
CE
T
BES
CCC
A
CE
T
BES
A
CE
A
CE
T
BESCCC
A
CE
T
BESC
A
CE
T
BESC
C
CT
m
COS
A
CE
T
BES
CCC
A
CE
T
BESCCC
A
CE
T
BESC
A
CE
T
BESC
OS
BEBE
25.105.0025.0
05.0025.0025.0
114 ,1.0Per
+105.0025.0 | +1exp
2
05.0exp=975.011.025-1exp=
025.01+1exp |
025.01+1exp
25.105.0025.0
+1exp2
| +1exp05.0==
+1exp025.01 | +1exp025.01
te.disallinea saranno base di correnti le Solo .0= Quindi, stesse le sono collettore di correnti le e ,=0 = Per
21
12
21
2112
21
2121
====
=−−+=
==
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
=Δ
=Δ
=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
+=
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+−⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛≅−Δ
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
==Δ
=Δ
=
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
+=⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−Δ
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+=⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−=
=
μ
11.131
( ) ( )
AAIAAI
VV
VV
IIIIIIIIII
IIII
VVI
VVI
BB
FF
S
SS
SSSSSSS
SSS
S
T
BES
T
BES
μμμμ
ββ
855.0117
100 | 813.0123
100
11750101025.01100 | 123
50101025.01100
%7.7=04.108.0 | 04.1=
2 | 08.0=
08.1 | 08.1=025.0002.0exp | 002.0expexp
21
21
221
221
212
112
11
====
=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ +−==⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛ ++=
=Δ+
=−=Δ
=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛=⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ +=⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
Nota: IOS = -42.0 nA.
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11.132
a( ) ID =250( ) 1± 0.05( )
2μAV 2 2 − 1± 0.025( )[ ]2
| IDmax =
250( ) 1+ 0.05( )2
μAV 2 1+ 0.025[ ]2 =138μA
IDmin =
250( ) 1− 0.05( )2
μAV 2 1− 0.025[ ]2 =113μA
ID =138μA +113μA
2=125.5μA | ΔID =138μA −113μA = 25μA | ΔID
ID
=19.8%
b( ) IDmax =
250( ) 1+ 0.05( )2
μAV 2 3+ 0.025[ ]2 =1.20mA
IDmin =
250( ) 1− 0.05( )2
μAV 2 3 − 0.025[ ]2 =1.05mA
ID =1.20mA +1.05mA
2=1.125mA | ΔID =1.20mA −1.05mA = 0.150mA | ΔID
ID
=13.3%
11.133
VGS1 = VTN +2IDS1
Kn' W
L⎛ ⎝ ⎜
⎞ ⎠ ⎟
1
= VTN +2IDS1
Kn' W
L⎛ ⎝ ⎜
⎞ ⎠ ⎟
1
1+Δ W /L( )2 W /L( )
≅ VTN +2IDS1
Kn' W
L⎛ ⎝ ⎜
⎞ ⎠ ⎟
1−Δ W /L( )4 W /L( )
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟
VGS2 = VTN +2IDS2
Kn' W
L⎛ ⎝ ⎜
⎞ ⎠ ⎟
2
= VTN +2IDS 2
Kn' W
L⎛ ⎝ ⎜
⎞ ⎠ ⎟
1
1−Δ W /L( )2 W /L( )
≅ VTN +2IDS2
Kn' W
L⎛ ⎝ ⎜
⎞ ⎠ ⎟
1+Δ W /L( )4 W /L( )
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟
IDS2 = IDS1 : VGS 2 −VGS1 =2IDS 2
Kn' W
L⎛ ⎝ ⎜
⎞ ⎠ ⎟
Δ W /L( )2 W /L( )
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ = VGS −VTN( ) Δ W /L( )
2 W /L( )⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟
a( ) ΔVGS = VGS −VTN( ) Δ W /L( )2 W /L( )
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ = 0.5( ) 0.10
2⎛ ⎝ ⎜
⎞ ⎠ ⎟ = 25 mV
b( ) Δ W /L( )W /L( )
= 2 ΔVGS
VGS −VTN( )= 2 0.003
0.5=1.2 % | c( ) Δ W /L( )
W /L( )= 2 ΔVGS
VGS −VTN( )= 2 0.001
0.5= 0.4 %
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11.134
( ) ( ) ( )
( )
( ) ( ) ( ) ( )[ ]( )( )( ) ( ) ( )
( )
( ) ( ) ( ) ( )[ ]
( )
( ) ( ) ( )[ ]
( ) ( ) mVVVVI
IRg
VA
VV
RIRRRRIVmVVV
VVV
IIVV
gIV
VVIIII
VVVVVVKIIIc
mVVVVVIIVV
gIV
VVIVVVVVKI
VVVVVVVKIIIb
mVVIIVV
gIVII
VVVKL
WL
WIIIa
TNGSD
D
Dm
OD
vt
ODOS
DDDDDDDOD
OSDS
DS
DS
D
DTNGS
m
DOS
DS
DSDDDD
DSDSDSDSTNGSn
DDD
OSTNTND
DTNGS
m
DOS
TNGS
DTNTNGSTNDS
nD
TNTNGSTNTNGSDSn
DDD
D
DTNGS
m
DOSDD
DSTNGSn
DDD
8.1875.0025.0205.0
05.0025.0025.0 d 71.1 ,1.0 If
1205.075.0
2 |
105.0
025.01025.012
50 ,1 If | 05.02
1.01.012
025.0025.012
8.18205.075.0
2 | 05.0
12
:attiva regionein ntofunzioname il suppone Si
12
212
2212
2'
1212
==−===
=−−+===
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛=
Δ−=
Δ=
+=−=Δ
−+−++−=−=Δ
===Δ
−=Δ
=
−=−+=Δ
−−−+−+=−=Δ
=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛=
Δ−=
Δ==Δ
+−⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞
⎜⎝⎛−⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛=−=Δ
λλ
λλλ
λλλλ
λ
λ
λ
11.135
a( ) IOX =
WL
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟
X
WL
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟
1
IREF1+ λVDSX
1+ λVDS1
| RoutX =
1λ
+ VDSX
IOX
VDS1 = VGS1 = VTN +2ID1
Kn
= 0.75+2 30x10−6( )4 25x10−6( )
=1.52V
IO2 =104
30μA( )1+ 0.015 10( )
1+ 0.015 1.52( )= 84.3μA | Rout2 =
10.015
+10
84.3μA= 909kΩ
IO3 =204
30μA( )1+ 0.015 8( )
1+ 0.015 1.52( )= 164μA | Rout3 =
10.015
+ 8
164μA= 455kΩ
IO4 =404
30μA( )1+ 0.015 12( )
1+ 0.015 1.52( )= 346μA | Rout 4 =
10.015
+12
346μA= 227kΩ
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©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07 11-85
11.135 cont.
b( ) IOX =
WL
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟
X
WL
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟
1
IREF1+ λVDSX
1+ λVDS1
| RoutX =
1λ
+ VDSX
IOX
VDS1 = VGS1 = VTN +2ID1
Kn
= 0.75+2 50x10−6( )4 25x10−6( )
=1.75V
IO2 =104
50μA( )1+ 0.015 10( )
1+ 0.015 1.75( )= 140μA | Rout2 =
10.015
+10
140μA= 548kΩ
IO3 =204
50μA( )1+ 0.015 8( )
1+ 0.015 1.75( )= 273μA | Rout3 =
10.015
+ 8
273μA= 274kΩ
IO4 =404
50μA( )1+ 0.015 12( )
1+ 0.015 1.75( )= 575μA | Rout 4 =
10.015
+12
575μA=137kΩ
c( ) IO2 =104
30μA( )= 75 μA | Rout2 = ∞ | IO3 =204
30μA( )=150 μA | Rout3 = ∞
IO4 =404
30μA( )= 300 μA | Rout 4 = ∞
11.136
a( ) IOX =
WL
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟
X
WL
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟
1
IREF1+ λVDSX
1+ λVDS1
| VDS1 = VGS1 = VTN +2ID1
Kn
= 0.75+2 30x10−6( )
2.5 25x10−6( )=1.73V
IO2 =102.5
30μA( )1+ 0.015 10( )
1+ 0.015 1.73( )= 135 μA | IO3 =
202.5
30μA( )1+ 0.015 8( )
1+ 0.015 1.73( )= 262 μA
IO4 =402.5
30μA( )1+ 0.015 12( )
1+ 0.015 1.73( )= 552 μA
b( ) VDS1 = 0.75+2 20x10−6( )6 25x10−6( )
=1.27V | IO2 =106
20μA( )1+ 0.015 10( )
1+ 0.015 1.27( )= 37.6 μA
IO3 =206
20μA( )1+ 0.015 8( )
1+ 0.015 1.27( )= 73.3 μA | IO4 =
406
20μA( )1+ 0.015 12( )
1+ 0.015 1.27( )= 154 μA
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11-86 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.137
( )
( )
LSBIILSB
IILSB
II
AIAIAIb
AAIAAIAAIPa
O
O
O
O
O
O
OOO
OOO
613.075
300346 , 187.075
150164 , 124.075
753.84346 ,164 ,3.84 12.8, Prob. dal
30044030 ,150
42030 ,75
41030 ,0=er
2
4
2
3
2
2
432
232
=−
=Δ
=−
=Δ
=−
=Δ
===
=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛==⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛==⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛=
μμμ
μμμμμμλ
11.138 *Problema 11.135(a) – Generatore di corrente multiplo NMOS IREF 0 1 DC 30U VD2 2 0 DC 10 AC 1 VD3 3 0 DC 8 AC 1 VD4 4 0 DC 12 AC 1 M1 1 1 0 0 NFET W=4U L=1U M2 2 1 0 0 NFET W=10U L=1U M3 3 1 0 0 NFET W=20U L=1U M4 4 1 0 0 NFET W=40U L=1U .MODEL NFET NMOS KP=25U VTO=0.75 LAMBDA=0.015 .OP .AC LIN 1 1000 1000 .PRINT AC IM(VD2) IM(VD3) IM(VD4) IP(VD2) IP(VD3) IP(VD4) .END I risultati sono identici ai calcoli manuali.
11.139
ID1 =5+ VGS1
R | 15x10-6
221
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ VGS1 + 0.9( )2
1− 0.01VGS1( )=5+ VGS1
3x104 → VGS1 = −2.985V
IREF =5− 2.985
3x104 = 67.2μA
IO2 =15x10-6
281
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ −2.985+ 0.9( )2
1− 0.01 −5( )[ ]= 274μA | Rout2 =
1λ
+ VDS 2
IO2
=100 + 5274μA
= 383kΩ
IO3 =15x10-6
2161
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ −2.985+ 0.9( )2
1− 0.01 −10( )[ ]= 574μA | Rout3 =100 +10574μA
=192kΩ
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07 11-87
11.140
a( ) ID1 =5+ VGS1
R | 15x10-6
23.31
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ VGS1 + 0.9( )12 1− 0.01VGS1( )=
5+ VGS1
3x104 → VGS1 = −2.655V
IREF =5− 2.655
3x104 = 78.2μA | IO2 =15x10-6
281
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ −2.655+ 0.9( )2
1− 0.01 −5( )[ ]=194μA
IO3 =15x10-6
2161
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ −2.655+ 0.9( )2
1− 0.01 −10( )[ ]= 407μA
b( ) ID1 =5+ VGS1
R | 15x10-6
241
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ VGS1 + 0.9( )12 1− 0.01VGS1( )=
5+ VGS1
5x104 → VGS1 = −2.241V
IREF =5− 2.241
3x104 = 55.2μA | IO2 =15x10-6
281
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ −2.241+ 0.9( )2
1− 0.01 −5( )[ ]=113μA
IO3 =15x10-6
2161
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ −2.241+ 0.9( )2
1− 0.01 −10( )[ ]= 237μA
11.141 *Problema 11.141 – Generatore di corrente multiplo PMOS RREF 0 1 30K VSS 4 0 DC 5 VD2 2 0 DC 0 AC 1 VD3 3 0 DC -5 AC 1 M1 1 1 4 4 PFET W=2U L=1U M2 2 1 4 4 PFET W=8U L=1U M3 3 1 4 4 PFET W=16U L=1U .MODEL PFET PMOS KP=15U VTO=-0.9 LAMBDA=0.01 .OP .AC LIN 1 1000 1000 .PRINT AC IM(VD2) IM(VD3) IP(VD2) IP(VD3) .END I risultati sono identici ai calcoli manuali.
11.142
ID2 =K p
'
2WL
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ VGS 2 −VTP( )2
1+ λVDS 2[ ] | 55x10-6 =15x10-6
281
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ VGS1 + 0.9( )2
1+ 0.01−5[ ]
VGS1 = −1.834V | ID2
IREF
=
WL
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟
2
1+ λVDS 2[ ]WL
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟
1
1+ λVDS1[ ] | 55μA
IREF
=
81
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟
2
1+ 0.01 5( )[ ]21
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟
1
1+ 0.01 1.834( )[ ]→ IREF =13.3μA
IREF =5+ VGS1
R | R = 5−1.834
13.3μA= 238 kΩ
11.143 Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
11-88 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
( ) ( )
( )
( )
( )
( ) ( )
( )
( )
( )
( )
( )
( )
( )
Ω=+
=+
==
=++
+=
++
+
+=
Ω=+
=+
===++
+=
++
+
+=⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+
++⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
++++==
−−=
Ω=+
=+
==
=++
+=
++
+=
Ω=+
=+
==
=++
+=
++
+=⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛++⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=+++==
−=
−
−
kmA
VVI
VVrR
mAA
VV
VV
II
kAVV
IVVrRAAI
VV
VV
IV
VVVII
VV
VVII
IIIAx
Ic
QVb
kxI
VVrR
mAA
VV
VV
II
kxI
VVrR
AAI
VV
VV
IV
VVVII
VV
VVIIIIIA
xIa
C
CEAoout
A
BE
FOFO
A
CE
REFO
C
CEAooutO
A
BE
FOFO
A
CE
REFA
CE
T
BESO
A
BE
FOFOT
BESREF
FO
BCREFREF
BE
C
CEAoout
A
BE
FO
A
CE
REFO
C
CEAoout
O
A
BE
FO
A
CE
REFA
CE
T
BESO
A
BE
FOT
BESREFBCREFREF
5.5220.1
360
20.1
604.1
51503.141
6031
1413.821
3.141
13.8
2.87745
560 | 745
604.1
51503.141
6051
1415
21
3.141
151exp5
21
3.141exp
13.851 | 141
105.77.07.012
area. sua della modifica alla dovuti di nella icambiament piccolo il trascuraQuesto (a). parte dallamodifiche sono cinon e stessi, gli sono corrente di rapporti i identica, manierain scalate sono aree le tutteche Dato
8.611002.1
360
02.1
607.0
503.141
6031
1513.83.141
13.8
1031031.6
560
631
607.0
503.141
6051
1515 | 3.141
151exp5
3.141exp | 3.851 | 151105.7
7.012
3
333
3
3
2
2222
2
22
14
1
33
333
3
3
42
222
2
2
22
14
μ
ββ
μμμ
ββ
ββ
βμ
μ
β
μμ
β
βμ
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07 11-89
11.144 *Problema 11.144 – Figura P11.143(a) – Generatore di corrente multiplo NPN RREF 2 1 75K VCC 2 0 DC 12 VC2 3 0 DC 5 AC 1 VC3 4 0 DC 3 AC 1 Q1 1 1 0 NBJT 1 Q2 3 1 0 NBJT 5 Q3 4 1 0 NBJT 8.3 .MODEL NBJT NPN BF=50 VA=60 .OP .AC LIN 1 1000 1000 .PRINT AC IM(VC2) IM(VC3) IP(VC2) IP(VC3) .END *Problema 11.144 – Figura 11.143(b) – Generatore di corrente multiplo NPN con buffer RREF 2 5 75K VCC 2 0 DC 12 VC2 3 0 DC 5 AC 1 VC3 4 0 DC 3 AC 1 Q1 5 1 0 NBJT 1 Q2 3 1 0 NBJT 5 Q3 4 1 0 NBJT 8.3 Q4 2 5 1 NBJT 1 .MODEL NBJT NPN BF=50 VA=60 .OP .AC LIN 1 1000 1000 .PRINT AC IM(VC2) IM(VC3) IP(VC2) IP(VC3) .END I risultati sono identici ai calcoli manuali
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
11-90 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.145
a( ) IREF = IC1 + 1+ 5+ 8.3( )IB = IC1 +14.3IB = IS exp VBE
VT
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ 1+
14.3βFO
+VBE
VA
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟
IREF ≅ IS exp VBE
VT
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ 1+
14.350
+0.760
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ =1.298IS exp VBE
VT
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟
IO3 = 8.3IS exp VBE
VT
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ 1+
VCE3
VA
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ = 8.3IREF
1+VCE2
VA
1.298 | IREF =
150μA 1.298( )8.3 1+
360
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟
= 22.3μA
IREF =12 − 0.7
R | R = 12 − 0.7
22.3μA= 507 kΩ | IO2 = 5IREF
1+VCE2
VA
1.298= 5 22.3μA( )
1+5
601.298
= 93.1 μA
b( ) IREF = IC1 + 1+ 5 + 8.3( ) IB
βFO +1= IC1 +
14.3IB
βFO +1= IS exp VBE
VT
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ 1+
14.3βFO βFO +1( )
+2VBE
VA
⎛
⎝ ⎜ ⎜
⎞
⎠ ⎟ ⎟
IREF ≅ IS exp VBE
VT
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ 1+
14.350 51( )
+1.460
⎛
⎝ ⎜ ⎜
⎞
⎠ ⎟ ⎟ =1.029IS exp VBE
VT
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟
IO3 = 8.3IS exp VBE
VT
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ 1+ VCE3
VA
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ = 8.3IREF
1+ VCE2
VA
1.029 | IREF =
150μA 1.029( )8.3 1+
360
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟
=17.7μA
IREF =12 − 0.7 − 0.7
R | R = 12 −1.4
17.7μA= 599 kΩ | IO2 = 5IREF
1+VCE2
VA
1.029= 5 17.7μA( )
1+5
601.029
= 93.2 μA
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07 11-91
11.146
a( ) IREF =12 − 0.775x103 =151 μA | IREF = IC1 + 1+
52
+8.32
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ IB | IREF = IS exp VBE
VT
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ 1+
7.65βFO
+VBE
VA
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟
IO2 =52
IS exp VBE
VT
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ 1+
VCE2
VA
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ = 2.5IREF
1+VCE2
VA
1+7.65βFO
+VBE
VA
| IO2 = 2.5 151μA( )1+
575
1+7.65125
+0.775
= 376 μA
IO3 =8.32
IREF
1+VCE3
VA
1+7.65βFO
+VBE
VA
= 4.15 151μA( )1+
375
1+7.65125
+0.775
= 609 μA
b( ) IREF =12 − 0.7 − 0.7
75x104 =141 μA | IREF = IC1 + 1+52
+8.32
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟
IB
βFO +1
IREF = IS exp VBE
VT
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ 1+
7.65βFO βFO +1( )
+2VBE
VA
⎛
⎝ ⎜ ⎜
⎞
⎠ ⎟ ⎟
IO2 =52
IS exp VBE
VT
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ 1+
VCE2
VA
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ = 2.5IREF
1+VCE2
VA
1+7.65
βFO βFO +1( )+
2VBE
VA
IO2 = 2.5 141μA( )1+
575
1+7.65
125 126( )+
1.475
= 370 μA
IO3 =8.32
IREF
1+VCE3
VA
1+7.65
βFO βFO +1( )+
2VBE
VA
= 4.15 141μA( )1+
375
1+6.65
125 126( )+
1.475
= 596 μA
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
11-92 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.147
IREF =12 − 0.7 − 0.7
100x103 =106 μA | IREF = IC1 + 1+53
+8.33
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟
IB
βFO +1
IREF = IS exp VBE
VT
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ 1+
5.43βFO βFO +1( )
+2VBE
VA
⎛
⎝ ⎜ ⎜
⎞
⎠ ⎟ ⎟
IO2 =53
IS exp VBE
VT
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ 1+
VCE2
VA
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ =
53
IREF
1+VCE2
VA
1+5.43
βFO βFO +1( )+
2VBE
VA
IO2 =53
106μA( )1+
575
1+5.43
100 101( )+
1.475
=185 μA
IO3 =8.33
IREF
1+VCE3
VA
1+5.43
βFO βFO +1( )+
2VBE
VA
=8.33
106μA( )1+
375
1+5.43
100 101( )+
1.475
= 299 μA
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07 11-93
11.148
( ) ( )
( )
( )
( ) ( ) ( )
( )
( )
( ) Correct. - 38302.17551
3.73502.1
15 :oVerificand
1453.73
4.112= | 7.07.012
3.73
75313.8
02.1620 | 02.1
13.81exp3.8
exp029.175
4.11261253.141exp
21
3.141exp1
3.141
3.851
620
757.0
1253.141
7531
7.803.83.141
13.8
383
757.0
1253.141
7551
7.805 | 3.141
151exp5
3.141exp | 3.851 | 7.80104.1
7.012
2
2
2
33
11
3
3
2
2
22
15
AAVV
II
kA
RR
I
AAIVV
IV
VVVII
VVI
VVII
VV
VVIIIIIIb
AA
VV
VV
II
AAI
VV
VV
IV
VVVII
VV
VVIIIIIA
xIa
A
CE
REFO
REF
REFA
CE
REFA
CE
T
BESO
T
BES
T
BESREF
A
BE
FOFOT
BES
FO
BC
FO
BCREF
A
BE
FO
A
CE
REFO
O
A
BE
FO
A
CE
REFA
CE
T
BESO
A
BE
FOT
BESREFBCREFREF
μμ
μ
μμ
ββββ
μμ
β
μμ
β
βμ
=+
=+
=
Ω=−−−
=
=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ +
=+
=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛++⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+
++⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
++=
++++=
=++
+=
++
+=
=++
+=
++
+=⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛++⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=+++==
−=
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
11-94 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.149
Utilizzo βFO = 50 e VA = 60 V.
( ) ( )
( )
( )
( ) ( )
( )
( )
calcoli. dei precisione la entro Concorda - 7472479
25.7138
1 | 138472
560
692113103759 |
430113103472 | 430
113103472
a aliproporzion sono e | 10310
7.011
.in ocambiamentNessun | 479
607.0
503.141
6061
1135
759
607.0
503.141
6031
1133.83.141
13.8
472
607.0
503.141
6051
1135 | 3.141
151exp5
3.141exp | 3.851 | 11310
7.012
5262
22
2
222
23
32
325
32
3
3
2
2
22
15
AAAII
Ak
VrVIk
AIVVrRd
AAAAIII
AAAAIA
AAAI
IIIAIc
IAAIb
AA
VV
VV
II
AAI
VV
VV
IV
VVVII
VV
VVIIIIIAIa
VOVO
oO
C
CEAoout
OREFO
OO
REFOOREF
OO
A
BE
FO
A
CE
REFO
O
A
BE
FO
A
CE
REFA
CE
T
BESO
A
BE
FOT
BESREFBCREFREF
μμμ
μμ
μμμμ
μμμμμ
μμμ
μ
μμ
μμ
β
μμ
β
βμ
=−=−
=Ω
=Δ
=ΔΩ=+
=+
==
==∝
====
=−
=
=++
+=
=++
+=
++
+=
=++
+=
++
+=⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛++⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=+++==
−=
−−
11.150
IREF =15− 0.76x104 = 238μA | IREF = 2IC1 + 2 +1+ 6 + 9( )IB = 2βFO 1+
VEC1
VA
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ IB +18IB
IB = 238μA
18 + 2 50( )1+0.760
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟
= 2.00μA
IO2 = βFO 1+VEC2
VA
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ IB = 50 1+
1560
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ 2.00μA( )=125μA | Rout2 = ro2 =
60 +151.25x10−4 = 600 kΩ
IO3 = 6βFO 1+VEC3
VA
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ IB = 300 1+
960
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ 2.00μA( )= 690μA | Rout3 = ro3 =
60 + 96.90x10−4 =100 kΩ
IO4 = 9βFO 1+VEC 4
VA
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ IB = 450 1+
2760
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ 2.00μA( )=1.31mA | Rout 4 = ro4 =
60 + 271.31x10−3 = 66.4 kΩ
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07 11-95
11.151
IREF =15 − 0.7
R= 238μA | IREF = 2IC1 + 2 +1+ 6 + 9( )IB = 2βFO 1+
VEC1
VA
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ IB +18IB
IREF = IB 18 + 2 50( )1+0.760
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟
⎡
⎣ ⎢
⎤
⎦ ⎥ =119IB | IO3 = 6βFO 1+
VEC3
VA
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ IB | IB =
65μA
300 1+9
60⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟
= 0.189μA
IREF =119IB = 22.4μA | R =15 − 0.722.4μA
= 63.8 kΩ
IO2 = βFO 1+VEC2
VA
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ IB = 50 1+
1560
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ 0.189μA( )=11.8 μA
IO4 = 9βFO 1+VEC 4
VA
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ IB = 450 1+
2760
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ 0.189μA( )=123 μA
11.152
IO4
15 V
6A 9A2A
Q3
Q4
A
Q2
Q1
R
-12 V+6 V
A
Q5
IO3IO2
R =15V − 0.7V − 0.7V
25μA= 544kΩ | IREF = IC1 +
2 +1+ 6 + 9( )IB
βFO +1
IREF = 2βFO 1+VEC1
VA
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ IB +
18IB
βFO +1 | IB =
25μA
2 50( )1+1.460
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ +
1851
= 0.2435μA
IO2 = βFO 1+VEC2
VA
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ IB = 50 1+
1560
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ IB =15.2 μA
IO3 = 6βFO 1+VEC3
VA
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ IB = 300 1+
960
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ IB = 84.0 μA
IO4 = 9βFO 1+VEC 4
VA
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ IB = 450 1+
2760
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ IB =159 μA | IC5 = αF IE5 =
5051
18IB = 4.30 μA
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
11-96 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.153
1052
:collettore di corrente di ensità
stessa lacon operare devono ri transistodue i ,emettitore-base tensioniuguali averePer
232
3
322
3
23333222
=→==
−+=→+=+
nnAI
nAI
AId
RVVI
RRIRIVRIV
EEE
BEBEEEEBEEBE
11.154
IREF = IC1 + 7IB | IC1 ≅IREF
1+775
=IREF
1.093 | IE1 =
IC1
αF
=7675
IREF
1.093⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ =
IREF
1.079
12 = IREF 10kΩ( )+ 0.7V +IREF
1.07910kΩ( ) | IREF =
12V - 0.7V10kΩ 1.927( )
= 586μA | IE1 = 543μA
IE2 = 2IE1 | IO2 = αF 2IE1( )= 2 7576
543μA( )=1.07mA | VE1 = 543μA 10kΩ( )= 5.43V
IE3 = 4IE1 | IO3 = αF 4IE1( )= 4 7576
543μA( )= 2.14mA | 1gm1
=1
40 536μA( )= 46.6Ω
Rth = R 1gm1
+ R1
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ =10kΩ 46.6Ω +10kΩ( )= 5.01kΩ | Rth2 = Rth rπ 3 + βo3 +1( )2.5kΩ( )[ ]
rπ 2 =75 0.025V( )
1.07mA=1.75kΩ | rπ 3 =
75 0.025V( )2.14mA
= 0.876kΩ | ro2 =60 + 10 − 5.43( )
1.07mA= 60.4kΩ
Rth2 = 5.01kΩ 0.876kΩ + 76( )2.5kΩ( )[ ]= 4.88kΩ
Rout2 = ro2 1+βoR2
Rth2 + rπ 2 + R2
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ = 60.4kΩ 1+
75 5kΩ( )4.88kΩ +1.75kΩ + 5kΩ
⎛
⎝ ⎜ ⎜
⎞
⎠ ⎟ ⎟ = 2.01 MΩ
ro3 =60 +10 − 5.43( )V
2.14mA= 30.2kΩ | Rth2 = Rth rπ 2 + βo +1( )5kΩ( )[ ]
Rth3 = 5.01kΩ 1.75kΩ + 76( )5kΩ( )[ ]= 4.95kΩ
Rout3 = ro3 1+βoR3
Rth + rπ 3 + R3
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ = 30.2kΩ 1+
75 2.5kΩ( )4.95kΩ + 0.876kΩ + 2.5kΩ
⎛
⎝ ⎜ ⎜
⎞
⎠ ⎟ ⎟ = 710 kΩ
11.155
( )32= |
2 | 1553 | =Per 32
23
232233 ,32 n
nAI
AIkkR
IIRRIRIVV OO
O
OOOBEBE =Ω=Ω===
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07 11-97
11.156
IREF = IC1 +13IB | IC1 ≅IREF
1+1375
=IREF
1.173 | IE1 =
IC1
αF
=7675
IREF
1.173⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ =
IREF
1.158
12 = IREF 10kΩ( )+ 0.7V +IREF
1.07920kΩ( ) | IREF =
12V - 0.7V10kΩ 2.73( )
= 414μA | IE1 = 357μA
IE2 = 4IE1 | IO2 = αF 4IE1( )= 4 7576
357μA( )=1.41 mA | VE1 = 357μA 20kΩ( )= 7.14V
IE3 = 8IE1 | IO3 = αF 8IE1( )= 8 7576
357μA( )= 2.82 mA | 1gm1
=1
40 352μA( )= 71.0Ω
Rth = R 1gm1
+ R1
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ =10kΩ 71.0Ω + 20kΩ( )= 6.68kΩ | Rth2 = Rth rπ 3 + βo3 +1( )2.5kΩ( )[ ]
rπ 2 =75 0.025V( )
1.41mA=1.33kΩ | rπ 3 =
75 0.025V( )2.82mA
= 0.665kΩ | ro2 =60 + 10 − 7.14( )
1.41mA= 44.6kΩ
Rth2 = 6.68kΩ 0.665kΩ + 76( )2.5kΩ( )[ ]= 6.45kΩ
Rout2 = ro2 1+βoR2
Rth2 + rπ 2 + R2
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ = 44.2kΩ 1+
75 5kΩ( )6.45kΩ +1.33kΩ + 5kΩ
⎛
⎝ ⎜ ⎜
⎞
⎠ ⎟ ⎟ =1.35 MΩ
ro3 =60 +10 − 7.14( )V
2.82mA= 22.3kΩ | Rth2 = Rth rπ 2 + βo +1( )5kΩ( )[ ]
Rth3 = 6.68kΩ 1.33kΩ + 76( )5kΩ( )[ ]= 6.57kΩ
Rout3 = ro3 1+βoR3
Rth + rπ 3 + R3
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ = 22.3kΩ 1+
75 2.5kΩ( )6.57kΩ + 0.665kΩ + 2.5kΩ
⎛
⎝ ⎜ ⎜
⎞
⎠ ⎟ ⎟ = 452 kΩ
11.157
( ) ( )
( )
. che dato valida,zioneapprossimaun' e simile molto risultato
un , 0.1615.07551100 quindi ,15.0 ipotizza si Se :Nota
10.57.15
575 | 7.15147.075511001
147.0 ottiene si etneiterativam Risolvendo | 1050
445.1 | 1100
15
27.0 | 1
| 15=
1
21
22
2
611
3111
11
ACE
OFO
CB
ooutBA
CEFOO
BB
CE
A
CEB
n
DTNGSBECE
A
CEFO
CBREFC
VV
AAIAII
MAVrRAAI
VVI
AIxIV
VVAI
KIVVVV
VV
IIAII
<<
=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ +==≅
Ω=+
===⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ +=⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+=
=+=
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+
=
++=+=
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+
==
−
μμμβ
μμμβ
μμ
βμ
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
11-98 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.158 I risultati con SPICE erano IC1 = 11.0 μA, IO = 11.7 μA and Rout = 5.06 MΩ. �ELTOL��� VNTOL���� ��an����� ���� �� ������������ Questi risultati sono molto vicini ai calcoli manuali. Si ricordi che SPICE utilizza
ro3 =VA + VCB
IC
≅75 + 4.3( )V15.7μA
= 5.05 MΩ .
11.159
( ) ( )
( )( )
( )( )( )
Ω=Ω=⎥⎦⎤
⎢⎣⎡≅
=Ω====
===
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+
=
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+
≅
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+
+=
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+
=⎟⎟⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜⎜⎜
⎝
⎛
+≅
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡
+=
−=−==
−−−
−
kRkmS
R
rgkmS
rmSAg
SxxxgAI
rgrg
grg
rggrg
rgrR
rgrgvrg
rgv
rrgrrg
vv
vrirvgiviv
Ra
inin
mm
mD
m
m
m
m
mm
m
mf
oin
m
mref
m
m
refm
mrefbe
beforefobemrefrefref
refin
35.5 ottiene si SPICECon (b) 35.5905.0905.2
600.01
905.0 167600.0100 600.01540
1042.510294.010502 e ,294.0 11.157, Prob. Dal
21
2
11
21
22
1
21
|
1311
6663
1
13
13
1
13
131
13
131
1
13
13
13
13
213
2131
111111
ππ
π
π
π
π
π
π
π
π
π
π
ππ
ππ
μ
μ
μ
μ
11.160
( )
( ) ( )( )[ ]
( )
( ) ( )[ ] Ω=+Ω=+≅Ω=−+
=
=Ω≅=→⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
Ω=Ω+Ω=+≅
Ω=−+
=
=Ω≅=→⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=≅=
Ω−−
=
MMRgrRMA
r
VkAVAII
AIx
MkAMRgrR
RRMA
r
VkAVAII
AI
II
IIVRIIA
kVVVI
moouto
EOO
O
moout
tho
EOO
O
S
S
O
CTOCREF
2.15147.040121.21 | 21.23.29
147.0560
147.05 3.29 | 3.291
12860ln025.0105
2.3110 4.1240123.51
piccola. è su tensionela anche e piccola è | 23.54.12
124.0560
124.010 4.12 | 4.1212860ln025.010
ln | 86010
7.07.010
33333
332
33
2222
22
222
24
1
2
2
1221
μ
μμμ
μμ
μμμ
μ
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07 11-99
11.161
R =10 − 0.7 − 0.7( )V
75μA=115kΩ | R2 =
VT
Io2
ln IREF
IO2
IS2
IS1
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ =
0.025V5μA
ln 75μA5μA
21
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ =17.0 kΩ
Io3R3 = VT ln IREF
IO3
IS3
IS1
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ | 10μA( ) 2kΩ( )= 0.025V ln 75μA
10μAn1
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ → n = 0.297
11.162 *Problema 11.162 – Generatore di corrente di Widlar NPN con buffer RREF 1 3 115K VCC 1 0 DC 10 VC2 2 0 DC 5 AC 1 Q1 3 4 0 NBJT 1 Q2 2 4 5 NBJT 2 R2 5 0 17K Q3 2 4 6 NBJT 0.297 R3 6 0 2K Q4 1 3 4 NBJT 1 .MODEL NBJT NPN BF=100 VA=60 .OP .AC LIN 1 1000 1000 .PRINT AC IC(Q2) IC(Q3) .END Risultati: IC1 = 75.7 μA, IO2 = 5.18 μA, IO3 = 10.5 μA, ROUT2 = 53.4 MΩ ROUT3 = 11.1 MΩ
11.163
( )
( )
( ) ( ) ( )[ ]
( )
( ) ( )[ ] Ω=+Ω=+≅Ω=−+
=
=Ω≅=→⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛Ω
=
Ω=+Ω=+=+≅
Ω=−+
=
=Ω≅=→⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛Ω
=
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=≅=
Ω−−−−
=
MMRgrRMA
r
VkAVAII
Ak
VI
MMRIrRgrR
RRMA
r
VkAVAII
Ak
VI
II
II
RVIIA
kVVVVI
moouto
EOO
O
Comoout
tho
EOO
O
S
S
O
CTOCREF
17.9114.040165.11 | 65.15.45
114.0570
114.05.24.45 | 5.45120215ln
5.2025.0
3.18114.040130.34011
. piccola. è su tensionela anche e piccola è | 30.37.22
114.0570
114.057.22 | 7.221
10215ln5025.0
ln | 21540
57.07.05
33333
333
3
2222222
22
222
2
1
2
2
1
221
μ
μμμ
μ
μμμ
μ
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
11-100 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.164
R =5 − 0.7 − 0.7 − −5( )[ ]V
50μA=172 kΩ
R2 =VT
Io2
ln IREF
IO2
IS 2
IS1
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ =
0.025V10μA
ln 50μA10μA
101
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ = 9.78 kΩ
Io3R3 = VT ln IREF
IO3
IS 3
IS1
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ | 10μA( )2kΩ( )= 0.025V ln 50μA
10μAn1
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ → n = 0.445
11.165
( )( )
( ) ( )
( )
( ) ( )
( )
( ) ( ) ( ) VVVVVVdVMARIVc
MA
VrRAAIb
MA
VrRAAIa
nfornIInnIn
nIIInI
IIIIIInIIIn
I
InIInIIIIII
EEEECBoutOCS
oooutO
oooutO
FREFREF
F
REF
FFF
FFO
F
OREF
F
FO
F
OREFBREFCC
F
F
F
FEFOE
F
FC
BBBFBBCEBFC
40.107.07.0= 27700.19146
0.19146
3.442
1252
| 14650
12531
3
8.556.49
57.0402
1252
| 6.4950
12511
1
1
111
11
111
| 111
| 11
=++= | :bassoin corrente di specchio loPer
3
322332
222211322
≥→≥−−=Ω==
Ω==≅=+
≅
Ω=−−−
=≅=+
≅
>>≅+
≅
+++
++
=→⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−
+++
=
−=−=++
+==
++=
++=
μ
μβμμ
μβμμ
β
ββββ
ββββ
β
βββ
ββα
ββ
ββ
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07 11-101
11.166
+
-
ix
+
-
r π3
i
ixve
vx
v1βo i1i1
ro3
r o2 i
vb
1gm1
( )
( )222
1 | 22
2 |
211
2
| 2
12
=
1er 2122=
corretti sono segnale piccoloper parametri i quindi 0
|
333
133
131
3133
21
31
11
23
3131232131
321
2331
331
ooooo
mx
xout
xooox
m
xooxex
xeb
x
f
xomxeb
mxb
m
x
f
o
m
xoxe
ofmff
omoomm
CCC
b
e
om
mx
x
xout
rrrgi
vRirrigiriivv
ivvgirigiggivv
ggivgi
giggiv
pgggggggggg
IIIvv
gggggggi
ivR
ββββ
μ
μβ
βμμμ
β
πππ
ππ
ππππ
ππ
ππ
≅++==++=−+=
=−=≅⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+−=
Δ+
−=−
Δ−
−=≅⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+
Δ+
=
>>>>≅⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛++=++Δ
≅≅
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡+−
−+=⎥
⎦
⎤⎢⎣
⎡=
11.l67 ( )
( ) Ω=≅=≅≅ MnAn
RnI
VIVrR out
REF
Ao
O
Aoooout
50502
40125 11.165, Prob. ilPer | 222 μβββ
11.168 ( )
VVVVfA
AfA
AVVV
AI
n
IAAInnI
IInIII
IIV
IIVVV
VVVVVVVVV
EECBEBE
CF
F
FF
CREF
F
C
CF
F
F
C
F
C
F
CC
S
CT
S
CTBEBE
BEBEEECEEBEBECCB
16.1 | 16.115
0.72ln3
1.72ln025.0
0.721111
1 | 1.7215
12551
5
1 :165.15
Prob. Dal | 1 | lnln
0
323
313
3311
11
1
3
313
2332333
+−≥=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+=+
=+
++==
+=
+≅
+≅=+++=+
++−≥→≥−−−−=
μμ
μβ
β
ββ
μμ
β
ββ
αββ
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
11-102 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.169
( )
( ) ( )
( ) ( ) ( )
( )
( )
( ) ( )
( )[ ]
.7.21 ,5.87 ,381.1 ,336.1 :ottiene si calcolo di foglioun on . nuova unacon provo allora primo, ilcon accordoin ènon di valoresecondo il Se
.4
e 30
55120
2 , che Dato
12
5 Quindi | Provo
:iterativo approccioUn . I anche eleggerment quindi e V cambierà ma e,riflession di rapporto il
intaccherànon 0 ,M e M traequilibrioin sia V che Supponendoecalcolator al assistita o iterativa soluzione una di usol' richiede parte Questa b
180 |
20422 | richiede
M e Msu drain di tensionedella ntobilanciame Il . 8.214
and 2.87
025.121019.2109 :ndoriarrangia e1025= oUtilizzand
105.15.330 |
30204
275.054
275.05
204275.0 |
54275.02
305 |
4= ,bilanciate sianodrain di tensionile che supponendo
31
11
131
1'
1313
12
1
'
11
REFGS
21DS
4'
'
4
34
21
5286-'
'
''
'3'1
11
31
2
113
AIAIVVVVCVI
IIk
VVI
VKIVVII
VVVKIV
LW
KIV
KL
WIVVV
AIIAI
IxIxxK
KIIk
kK
IK
I
I
KIV
KI
KIVV
kVVII
LWL
W
IIIa
OREFGSGS
GSD
REFD
GSGSREF
GSn
DSTNGSDD
GSTNGSn
DGS
n
REFTN
n
REFTNGSGS
REFOREF
REFREFn
n
REFREF
n
REF
n
REF
REF
n
REFGS
n
REF
n
DTNGS
GSGSREF
REFREFDD
μμ
λ
λ
λ
μμ
====
=Ω−−
=
−++==
+−=
≠
=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛+=
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
+=
===
=+−
−=ΩΩ
−−−−=
+=+=+=
Ω−−
=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
==
Nota: Non ci sono cambiamenti sostanziali dalla prima risposta!
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07 11-103
11.169 cont. (c) *Problema 11.169 – Generatore di Wilson NMOS RREF 1 0 30K VSS 4 0 DC -5 M1 3 3 4 4 NFET W=5U L=1U M2 2 3 4 4 NFET W=20U L=1U M3 0 1 3 3 NFET W=20U L=1U M4 1 1 2 2 NFET W=80U L=1U .MODEL NFET NMOS KP=25U VTO=0.75 LAMBDA=0.015 .OP .END
11.170
IO = IREF
WL
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟
1
WL
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟
2
| Rout = μ f 2ro3 = μ f 21
λ3IO
=1λ2
2Kn
ID2
1λ3IO
Rout =1λ2
2 WL
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟
2
Kn'
IREF
1λ3IREF
WL
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟
2
WL
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟
1
=1
λ2λ3
WL
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟
2
IREF
⎡
⎣
⎢ ⎢ ⎢ ⎢
⎤
⎦
⎥ ⎥ ⎥ ⎥
32
2Kn'
WL
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟
1
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
11-104 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.171
M3
ro2 gm1
1
gm2 v
+
-
v
ix
vx+-
ix = go2vx + gm2v1 | v1 = vx
gm 31
gm1
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟
1+ gm 31
gm1
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟
=vx
2 | gm1 = gm 3 | v1 =
vx
2
ix = go2vx + gm2vx
2 | Rin = vx
ix
= ro2
gm 2
≅ 2gm2
11.172
( )
( )( )
( )( ) V
AVA
AVAVVV
VKIV
KIVV
VVVVVVVVVVV
AA
LWL
W
IIID
D
TNn
DTN
n
DTND
TNGSGSDTNGSGSDTNGSDS
REFDD
09.825205.372
2555.37275.010
2210
10 | 10 |
5.37=4
150= ,0= che ato
22
3
33
33
1
113
33133313333
2
113
−=+++−≥
−++++−≥
−++−≥−≥+−−−≥
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
==
μμ
μμ
μμλ
11.173
( )
( ) ( )[ ] ( ) 180.3
105.221051560125.0
2
21 11.71, Eq.l' ndo Utilizza| 15660.1
250
60.1500125.0
11 | 50=== |
5
52
'22
22
22
32
33
1232
===⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
==ΩΩ
==
Ω==≅⇒⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛≅
−
−
xx
KI
LW
IK
MM
rR
MAI
rAIIL
WL
WrR
n
Df
D
nf
o
outf
DoREFOofout
λμ
λμμ
μλμμ
11.174 Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
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Il circuito è lo stesso della Fig. 12.20 con l’aggiunta di RREF in parallelo con ro2. Richiediamo RREF >> ro2 al fine di non ridurre il guadagno dell’anello di retroazione. Un generatore di corrente con un resistore che fornisce ROUT = ro(1+gmRs) dovrebbe essere sufficiente. Anche un generatore di Wilson o cascode dovrebbe andare bene.
11.175
( )
( )
( )( ) ( )( )( )
VVVVckVRIVb
GRMSx
Sxxxg
MA
rMA
r
VVVVVVx
xV
AIIKrRa
GSDDoutOCS
outf
m
oo
TNGSGS
REFOnofout
11.2680.043.1 )( ! 3.20 )(
16.1 | 25078.41024.5
1024.543.150125.01105.1710752=
78.45.17
43.150125.01
| 65.45.17
43.10125.01
680.075.043.1 | 43.11075
105.17275.0
5.17 :stessi gli sono Tutti | )(.equilibrioin sono M e M
41min
54
5664
42
3336
6
1
24
21
=+=Δ+===
Ω==Ω=
=−+
Ω=−+
=Ω=+
=
=−=−=Δ=+=
===
−
−−−
−
−
μ
μμ
μμ
11.176 *Problema 11.176 – Generatore cascode NMOS IREF 0 1 DC 17.5U VDD 2 0 DC 5 M1 3 3 0 0 NFET W=3U L=1U M2 4 3 0 0 NFET W=3U L=1U M3 1 1 3 3 NFET W=3U L=1U M4 2 1 4 4 NFET W=3U L=1U .MODEL NFET NMOS KP=25U VTO=0.75 LAMBDA=0.0125 .OP .TF I(VDD) VDD .END Risultati: IO = 17.5 μA ROUT = 1.17 GΩ I risultati sono identici ai calcoli manuali.
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11-106 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.177
( )
( )
( ) ( )( ) nAxIVV
KI
KI
KI
KIV
KIVVVV
VgIMMV
MMLWI
AII
LWL
W
IMMa
oDS
n
D
n
D
n
D
n
DTN
n
DTNGSGSDS
DSoo
DS
O
REFREFO
89.30218.0105.170125.0 | 0218.050
5.172026.0
2026.095.02222
dove è effetto questo di stima Unaile. trascurabsarà errore questo ma , e tra di mentodisallinea piccoloun
crea mentodisallinea Il . e di / dalla dipendenon ordine, primo Al b
5% del erroreun ,4.1805.1 quindi ,equilibrioin sono e
6
3334
4
3
343
2
21
43
1
221
==Δ==Δ
=−=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+−⎟
⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+=−=Δ
Δ=Δ
==⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
=
−
μ
11.178
( )
( ) ( )[ ] ( ) 180.3
105.221051560125.0
2
21 11.71, Eq.l' ndo Utilizza| 15660.1
250
60.1500125.0
11 | 50=== |
5
52
'42
44
4
44
24
22
1224
===⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
==ΩΩ
==
Ω==≅⇒⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛=
−
−
xx
KI
LW
IK
MM
rR
MAI
rAIIL
WL
WrR
n
DSf
D
nf
o
outf
DoREFOofout
λμ
λμμ
μλμμ
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11.179
( )
( )
( )( ) ( )( )( )
VVVVcakVRIVba
MRMSx
Sxxxg
MA
rMA
r
VVVVVVVxxV
AIIKrRaa
GSDDoutOCS
outf
m
oo
TNGSGS
REFOnofout
39.2817.057.1 )-( ! 2.17 )(
689 | 21138.31025.6
1025.657.150125.01102510752=
38.325
57.150125.01
| 26.325
57.10125.01
817.075.057.1 | 57.110751025275.0
25 :stessi gli sono i Tutti | )(
41min
54
5664
42
3336
6
1
24
=+=Δ+===−
Ω==Ω=
=−+
Ω=−+
=Ω=+
=
=−=−=Δ=+=
===−
−
−−−
−
−
μ
μμ
μμ
( )
( )
( )( ) ( )( )( )
VVVVcbkVRIVbb
MRMSx
Sxxxg
MA
rMA
r
VVVVVVVxxV
AIIKrRab
GSDDoutOCS
outf
m
oo
TNGSGS
REFOnofout
07.316.191.1 )-( ! 0.12 )(
240 | 14766.11083.8
1083.891.150125.01105010752=
66.150
91.150125.01
| 64.150
91.10125.01
16.175.091.1 | 91.110751050275.0
25 :stessi gli sono i Tutti | )(
41min
54
5664
42
3336
6
1
24
=+=Δ+===−
Ω==Ω=
=−+
Ω=−+
=Ω=+
=
=−=−=Δ=+=
===−
−
−−−
−
−
μ
μμ
μμ
11.180
R =1
gm3
+1
gm1
=2
gm1
=2
2 75x10−6( )17.5x10−6( )= 39.0 kΩ
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11-108 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.181
a( ) IREF = IC3 + IB3 + IB 4 = IE3 + IB 4 = IC1 +2IC1
βF
+IC2
βF +1= IC1 +
2IC1
βF
+IC1
βF +1
IC1 =IREF
1 + 2βF
+1
βF +1
| IO = IC 4 = αF IC2 = αF IC1 =βF
βF +1IREF
1 + 2βF
+1
βF +1
IO =110111
17.5μA
1 + 2110
+1
111
⎛
⎝
⎜ ⎜ ⎜
⎞
⎠
⎟ ⎟ ⎟
=16.9 μA | Rout =βoro
2≅
110 50( )2 16.9μA( )
=163 MΩ
b( ) VCS = IO Rout =16.9μA 163MΩ( )= 2750 V c( ) VCC ≥ 2VBE =1.40 V
11.182 *Figura 11.182 – Generatore di corrente cascode NPN IREF 0 1 17.5U VCC 2 0 DC 5 Q1 3 3 0 NBJT 1 Q2 4 3 0 NBJT 1 Q3 1 1 3 NBJT 1 Q4 2 1 4 NBJT 1 .MODEL NBJT NPN BF=110 VA=50 .OP .TF I(VCC) VCC .END Risultati: IO = 16.9 μA Rout = 164 MΩ I risultati sono identici ai calcoli manuali
11.183
R =
1gm3
+1
gm1
rπ 2
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ rπ 4 + βo4 +1( )ro2[ ]≅
1gm3
+1
gm1
≅2
gm1
=2
40 17.5μA( )= 2.86 kΩ
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©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07 11-109
11.184 ( )
( ) ( )
( )
( ) ( )
( )
( ) ( )
( )Ω=⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛
Ω+Ω+ΩΩ
+Ω=
==Ω==Ω=−+
=
=→⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛Ω
=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
=→⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛Ω
=
Ω=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
Ω+Ω+ΩΩ
+Ω=
⎟⎟⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜⎜⎜
⎝
⎛
+++=
==Ω==Ω=−+
=
=→⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛Ω
=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
==
Mkkk
kkR
mSAgkmA
rkmA
Vr
AII
AVAA
II
RVIc
AII
AVIb
Mkkk
kkRr
g
RrR
mSAgkmA
rkmA
Vr
AII
AVAA
II
RVI
a
out
mo
OOE
E
O
REFTO
OO
O
m
ooout
mo
OOE
E
O
REFTO
97.15.09.21313.0
5.01001614
2.38040 | 9.21114.0
025.0100 | 614114.0
057.01060
1141480ln500025.0ln
12905.12080ln500025.0
89.15.07.19313.0
5.010015511
1
2.38040 | 7.19127.0
025.0100 | 551127.0
0635.01060
1272080ln500025.0ln
:60VV e 80 Supponendo
122
1
2
2
221
22
122
1
2
2
Ao
μ
μμ
μμ
β
μ
μμ
β
π
π
π
11.185
( )
( ) ( )
( )
( )
( ) ( )
( )Ω=⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛
Ω+Ω+ΩΩ
+Ω=
⎟⎟⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜⎜⎜
⎝
⎛
+++=
==Ω==Ω=−+
=
=→⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛Ω
=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
Ω=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
Ω+Ω+ΩΩ
+Ω=
⎟⎟⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜⎜⎜
⎝
⎛
+++=
==Ω==Ω=−+
=
=→⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛Ω
=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
==
Mkkk
kMRr
g
RrR
mSAgkA
rMA
Vr
AII
AVAA
II
RVIb
Mkkk
kMRr
g
RrR
mSAgkmA
rMmA
Vr
AII
AVAA
II
RVIa
m
ooout
mo
OOE
E
O
REFTO
m
ooout
mo
OOE
E
O
REFTO
89.3935.07.48714.0
935.0100136.111
40.13540 | 7.483.51
025.0100 | 36.13.51
0480.01060
3.511035ln935025.0ln
59.3935.01.39714.0
935.0100109.111
40.13540 | 1.39064.0
025.0100 | 09.1064.0
0598.01060
642035ln935025.0ln
:60VV e 80 Suppoendo
221
22
122
1
2
2
221
22
122
1
2
2
Ao
π
π
π
π
β
μμμ
μμ
β
μ
μμ
β
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
11-110 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.186
a( ) R2 =VT
IO
ln IREF
IO
AE 2
AE1
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ =
0.025V22μA
ln 73μA22μA
20⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ = 4.77 kΩ
b( ) R2 =VT
IO
ln IREF
IO
AE 2
AE1
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ =
0.025V5.7μA
ln 73μA5.7μA
20⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ = 24.3 kΩ
c( ) R2 =VT
IO
ln IREF
IO
AE 2
AE1
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ =
0.025V5.7μA
ln 73μA5.7μA
10⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ = 21.3 kΩ
11.187
a( ) R2 =VT
IO
ln IREF
IO
AE 2
AE1
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ =
0.025V12μA
ln 62μA12μA
10⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ = 8.22 kΩ
b( ) R2 =VT
IO
ln IREF
IO
AE 2
AE1
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ =
0.025V512μA
ln 62μA512μA
10⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ = 8.22 kΩ
11.188 *Problema 11.188 – Generatore di corrente Widlar NPN IREF 2 1 50U VCC 2 0 DC 10 Q1 1 1 0 NBJT 1 Q2 2 1 3 NBJT 20 R2 3 0 4K .MODEL NBJT NPN BF=110 .OP .DC IREF 50U 5M 50U .PROBE IC(Q2) .END
0A 1.0mA 2.0mA 3.0mA 4.0mA 5.0mA
50uA
40uA
30uA
20uA
IREF
IO2
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07 11-111
11.189
IO = αF IE 2 = αFVBE1
R2
+ IB1
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ ≅
VBE1
R2
=VT
R2
ln IC1
IS1
IC1 =VEE −VBE 2 −VBE1
R1
− IB 2 ≅VEE −VBE 2 −VBE1
R1
a( ) IC 2 ≅0.025V2.2kΩ
ln 15 −1.4104 10−15( )
= 318 μA | Note : VBE1
R2
≅0.7V
2.2kΩ= 318 μA
b( ) IC 2 ≅0.025V2.2kΩ
ln 3.3−1.4104 10−15( )
= 295 μA | Note : VBE1
R2
≅0.7V
2.2kΩ= 318 μA
c( ) IC 2 ≅VT
R2
lnVCC −VEB1 −VEB 2
IS1R1
=0.025V10kΩ
ln 5 −1.4104 10−15( )
= 66.5 μA | 0.7V10kΩ
= 70 μA
11.190
( )
( )
( )
( )Ω=
−
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
=−
=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+==
Ω=−
≅−−−
==
Ω=−
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
=−
=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+==
Ω=−
≅−−−
==
kAA
fAAV
IIIIV
RIR
VII
kA
II
VVVRII
kAA
fAAV
IIIIV
RIR
VII
kA
II
VVVRII
BF
O
S
CT
BEB
FEFO
BC
EBEBCCOC
BF
O
S
CT
BBE
FEFO
BC
BEBEEEOC
2.21
130630
130131
1.06ln0258.0ln
|
3176
4.13.3 | 2.0 Scelgo
pnp. storicon transi toimplementa circuito stesso lo è Questo b
2.21
130630
130131
1.06ln0258.0ln
|
3176
4.13.3 | 2.0 Scelgo a
1
1
1
212
12
21
1211
1
1
1
212
12
21
1211
μμ
μ
α
αα
μ
μμ
μ
α
αα
μ
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
11-112 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.191
+
-
Rth
i
ix
+
-
r π4
ix
+
-
ve
vx
v 1−βo ii
ro4
ro2
( ) ( ) ( ) ( )
( ) ( )
othooo
oout
ooo
ooxxofx
fo
fx
o
ox
ox
mmth
th
ox
oxooxxoxooxex
rRprrR
rrrrivpiii
rrrii
rriiir
ggR
Rrriii
riiriiviiriiriivvv
βμββ
ββμμβ
μ
ββ
π
πππ
π
>><<≅⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ +≅
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −++=>>≅
+
+−
≅<<+=+
−=
−++=−=−+−=+=
f244
4
24
42224
2
24
2
4
24
234
2
2412411
2 e er 2
12
2 | 2er
22=
2= | 2 | 11 dove 2
2 | | 2
11.192
( ) ( )[ ]
( ) ( )
( ) ( )
( )[ ]
( ) ( )
( ) ( )
( )[ ]. 183 e , 536 ,744.2 ottiene si iterazioni leCon
1010 |
1500010017.0+1105.2275.0
15 |
10000*017.075.02105.21
17.175.02105.2
=
nuova una scelgo e 1 passo nel con confronto Lo .3
+12 .2
e R
2+1
V+12= o
V+12
= Quindi . Scelgo 1.
:iterativa soluzione una richiesta é
122
212
14-
11
21
22
4-
22
4-
2
221
212
211
111
2
21
12
222
DD2
222
2
12DD2
222
22
AIAIIVVk
VVIIx
IV
kVI
Vx
Vx
I
VIR
VVVI
RIVKIVV
RVI
VVK
VVK
I
RIVVKIV
DDOGS
GSGSD
D
DGS
GSD
GS
GS
D
GSDGSGSDD
D
DDDn
DTNGS
GSD
TNGSn
TNGSn
D
DTNGSn
DGS
μμ
λ
λ
λ
λ
====
Ω−−
=−
+=
Ω=
−+
−
−−−−−
−−=
−+=
=−
−
−−
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07 11-113
11.193
( )
( ) ( )[ ] ( ) ( )[ ]
Ω=−−
=−−
=
Ω====
+−+−
=+=+=
==
−
−
kAI
VVVR
kAV
IVRVV
VVAAVVVVKI
Vxx
KIVVR
AII
D
GSGSDD
O
GSGS
GSGSGSGSTNGSn
D
n
DTNGS
OD
22515
09.153.16
5.1475
09.1 | 089.1 fornisce iterativa soluzione Una
53.1+175.02
250=15 | +12
=
Quindi, | 53.1102501075275.02 : resistore
del presenta laper ignorato essere può di effettoL' | 152.0 Scelgo
2
211
222
22
2122
222
2
6
6
1
1112
12
μ
μ
λμμλ
λμ
11.194
( ) ( )[ ]
( ) ( )
( ) ( )
( )[ ]
( ) ( )
( ) ( )
( )[ ]. 4.82 e, 110 ,984.1 ottiene si iterazioni Dalle
105 |
18000502.0+110275.0
18 |
10000*02.075.02
101
10.175.02
10
=
nuova una scelgo e 1 passo nel con Confronto .3
+12 .2
e
2+1
V+12= o
V+12
= Quindi . Scelgo 1.
:iterativa soluzione una richiesta é
121
211
24-
22
12
21
4-
21
4-
1
121
211
222
222
2
12
12
111
DD2
111
2
11DD2
111
11
AIAIIVVk
VVII
IV
kVI
V
VI
VIR
VVVI
RIVKIVV
RVI
RVVK
VVK
I
RIVVK
IV
DDOGS
SGSGD
D
DGS
GSD
GS
GS
D
GSDSGSGDD
D
DDDP
DTPGS
SGD
TPGSp
TPGSp
D
DTPGSp
DGS
μμ
λ
λ
λ
λ
===−=
Ω−−
=−
−−=
Ω=
++
+
−−−−−
−−=
−−=
=−
−
−−
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
11-114 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.195
( )
( ) ( )[ ] ( ) ( )[ ]
Ω=−−
=++
=
Ω==−=−=
+++−
−=−−=−=
==
−
−
kAI
VVVR
kA
VI
VRVV
VVAAVVVVK
I
Vxx
KIVVR
AII
D
GSGSDD
O
GSGS
GSGSGSGSTPGSp
D
P
DTPGS
OD
21025
33.243.19
4.11125
43.1 | 432.1 fornisce iterativa soluzione Una
33.2+175.02
100=25 | +12
=
Quindi, | 33.21010010125275.02 : resistore
del presenza laper ignorato essere può di effettoL' | 252.0 Scelgo
1
211
21
12
1212
111
1
6
6
2
2222
21
μ
μ
λμμλ
λμ
11.196
IC1 = IC 3 = 3IC 4 | IC 4 = IC 2 = VBE1 −VBE 2
R= VT
Rln IC1
IS1
− ln IC 2
IS 2
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ =
VT
Rln IC1
IC 2
IS 2
IS1
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟
IC 2 =0.025V2.2kΩ
ln 3IC 2
IC 2
20AA
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ = 46.5 μA | IC1 = 3IC 2 =140 μA
11.197 *Problema 11.197 – Generatore di corrente di riferimento BJTP11.196 VCC 1 0 DC 1.5 AC 1 VEE 5 0 DC -1.5 Q4 2 2 1 PBJT 1 Q3 3 2 1 PBJT 3 Q1 3 3 5 NBJT 1 Q2 2 3 4 NBJT 20 R 4 5 2.2K .MODEL NBJT NPN BF=100 VA=50 .MODEL PBJT PNP BF=100 VA=50 .OP .AC LIN 1 1000 1000 .PRINT AC IC(Q1) IC(Q2) .END
Risultati: IC1 = 140 μA IC2 = 47.8 μA S V CC
IC1 = 2. 92 x10 −2 S V CC
IC2 = 9. 92 x10 −3
11.198
IC1 = IC 3 = 3IC 4 | IC 4 = IC 2 = VBE1 −VBE 2
R= VT
Rln IC1
IS1
− ln IC 2
IS 2
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ =
VT
Rln IC1
IC 2
IS 2
IS1
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟
IC 4 = IC 2 =0.025V
4kΩln 3IC 2
IC 2
8AA
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ =19.9 μA | IC1 = 3IC 2 = 59.6 μA | IC 3 = IC1 = 59.6 μA
11.199 Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
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( )
31>n | 13 o 0ln
0 | 0. di maggioreesser deve
12
21
2121
>>
>=−−
AnA
IIII
VVVVV
SC
SC
TBEBEBEBE
11.200
a( ) IC1 = IC 3 = 3IC 4 | IC 4 = IC 2 = VBE1 −VBE 2
R= VT
Rln IC1
IS1
− ln IC 2
IS 2
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ =
VT
Rln IC1
IC 2
IS 2
IS1
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟
VT =kTq
=1.38x10−23 323( )
1.6x10−19 = 0.0279V | R = VT
IC 2
ln IC1
IC 2
IS 2
IS1
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ =
27.9mV35μA
ln 3 ⋅ 5( )= 2.16 kΩ
b( ) VT =kTq
=1.38x10−23 273( )
1.6x10−19 = 0.0236V | R = VT
IC 2
ln IC1
IC 2
IS 2
IS1
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ =
23.6mV35μA
ln 3 ⋅10( )= 2.29 kΩ
11.201
( ) AIxKR
I
KIRI
KIV
KIVRIRIVV
II
Dn
D
n
DD
n
DTN
n
DTNDDGSGS
DD
μ 4.26 10255
15100
293.05
1293.0
211
102 |
202
102 |
. forza M-M corrente di specchio Lo
26'2
'2
2'2
'1
2221
2143
=⇒==
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ −=−−+==−
=
−
11.202 ( )
( )( ) ( ) ( )
( )
( ) AIIK
II
KIRIV
KIVRI
RIVVVVVVb
AIxKR
I
KIRI
KIV
KIVRIRIVV
II
DDn
DSD
n
DDTO
n
DTOD
DTOFSBFTOTNTOTN
Dn
D
n
DD
n
DTN
n
DTNDDGSGS
DD
μ
φφγ
μ
96.36.0106.010
5.0102
10293.0
2026.06.05.0
102
6.06.05.022 |
86.6 10255
110293.0
51293.0
211
102 |
202
102 |
. forza M-M corrente di specchio Lo a
224
4'2
42
'2
2'1
2
221
264'2
'2
2'2
2'1
12221
2143
=→−+−=
−−+−−+=
−++=−++==
=⇒==
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ −=−−+==−
=
−
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
11-116 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.203 Questo problema fa riferimento al Prob. 11.202 (a) e (b) *Problema 11.203(a) – Generatore di corrente di riferimento MOS VDD 1 0 DC 5 AC 1 VSS 5 0 DC -5 M1 3 3 5 5 NFET W=10U L=1U M2 2 3 4 5 NFET W=20U L=1U M3 3 2 1 1 PFET W=10U L=1U M4 2 2 1 1 PFET W=10U L=1U R 4 5 10K .MODEL NFET NMOS KP=25U VTO=0.75 PHI=0.6 GAMMA=0 LAMBDA=0.017 .MODEL PFET PMOS KP=10U VTO=-0.75 PHI=0.6 GAMMA=0 LAMBDA=0.017 *.MODEL NFET NMOS KP=25U VTO=0.75 PHI=0.6 GAMMA=0 LAMBDA=0 *.MODEL PFET PMOS KP=10U VTO=-0.75 PHI=0.6 GAMMA=0 LAMBDA=0 *Problem a11.203(b) - *.MODEL NFET NMOS KP=25U VTO=0.75 PHI=0.6 GAMMA=0.5 LAMBDA=0.017 *.MODEL PFET PMOS KP=10U VTO=-0.75 PHI=0.6 GAMMA=0.75 LAMBDA=0.017 .OP .AC LIN 1 1000 1000 .PRINT AC ID(M1) ID(M2) .END
Risultati: (a) ID2 = 13.9 μA ID2 = 12.3 μA SVDD
I D1 = 7.64x10−2 SVDD
I D 2 = 6.23x10−2
Le correnti sono molto diverse dai calcoli manuali.
Risultati: (b) ID1 = 8.19 μA ID2 = 7.24 μA SVDD
I D1 = 7.75x10−2 SVDD
I D 2 = 6.31x10−2
Le correnti sono molto diverse dai calcoli manuali.. Le correnti sono abbastanza sensibili al valore di λ. I calcoli manuali utilizzano λ = 0. Se la simulazione viene fatta con λ = 0, allora i risultati sono identici ai calcoli manuali. 11.204
IC 2 =VT
Rln IC1
A5AIC 2
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ | IC1 = IC 3 = 2IC 4 = 2IC 2 | IC 2 =
0.025V11kΩ
ln 2IC 2
A5AIC 2
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ = 5.23 μA
IC 7 = 5IC 4 = 5 5.23μA( )= 26.2 μA | IC 8 =VT
R8
ln IC 4
A3AIC 8
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ =
0.025V4kΩ
ln 15.7μAIC 8
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ → IC 8 = 6.00 μA
IC 5 = 2.5IC1 = 5IC 2 = 26.2 μA | IC 6 =VT
R6
ln IC1
AA
IC 6
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ =
0.025V3kΩ
ln 10.4μAIC 6
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ → IC 6 = 5.42 μA
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
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11.205
IC 2 =VT
Rln IC1
A10AIC 2
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ | IC1 = IC 3 = IC 4 = IC 2 | IC 2 =
0.025V11kΩ
ln IC 2
A10AIC 2
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ = 5.23 μA
IC 7 = 5IC 4 = 5 5.23μA( )= 26.2 μA | IC 8 =VT
R8
ln IC 4
A3AIC 8
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ =
0.025V4kΩ
ln 15.7μAIC 8
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ → IC 8 = 6.00 μA
IC 5 = 2.5IC1 =13.1 μA | IC 6 =VT
R6
ln IC1
AA
IC 6
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ =
0.025V3kΩ
ln 5.23μAIC 6
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ → IC 6 = 3.45 μA
11.206
( )
( ) . e , , di aree dalle tiindipenden sono correnti Le o.cambiamentNessun 3.15 | 6.30 | 6.302
3.1572ln3.4025.0ln= | Q e Q da fissata 2
765
273165421
1
1
2
2
1
2
2
123421
QQQbAIIIAIIIIAII
AII
II
kV
II
II
RVIIIa
CCCCCCCCC
S
S
C
C
S
S
C
CTCCC
μμμ
μ
=========
=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛Ω
=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
11.207 *Problema 11.207 – Generatore di corrente cascode NPN VCC 1 0 DC 5 AC 1 Q4 2 2 1 PBJT 2 Q3 3 2 1 PBJT 1 Q5 4 3 2 PBJT 1 Q1 6 6 0 NBJT 1 Q2 5 6 7 NBJT 7 Q6 4 4 6 NBJT 1 Q7 3 4 5 NBJT 1 R 7 0 4.3K .MODEL NBJT NPN BF=100 VA=50 .MODEL PBJT PNP BF=50 VA=50 .OP .AC LIN 1 1000 1000 .PRINT AC IC(Q7) IC(Q5) .END Risultati: IC2 = 11.2 μA IC1 = 28.5 μA – Simili ai calcoli manuali. SVCC
IC1 =1.81x10−3 SVCC
IC 2 = 7.07x10−4
11.208
( )
( ) . e , , di aree dalle tiindipenden sono correnti Le o.cambiamentNessun 3.11 | 3.11 | 3.11
3.117ln3.4025.0ln= | Q e Q da fissata
765
273165421
1
1
2
2
1
2
2
123421
QQQbAIIIAIIIIAII
AII
II
kV
II
II
RVIIIa
CCCCCCCCC
S
S
C
C
S
S
C
CTCCC
μμμ
μ
=========
=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛Ω
=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
11-118 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.209 ( )
( ) ( )
( )
e.leggerment ocambierann M e M di source-drain di tensionile che dato ,dipendenza deboleuna sarà ci 0,Per attiva. regionein rimangono ri transistoi tuttiche a fino
M o M ,M di W/Lrapporto dal dipendononon correnti le 0, = Con 308 | 462
462 3083300
9.57
1025302
1025103
33001
302
1031
302
102 |
.5.1 forza M-M corrente di specchio Lo a
32
765
2731654
122
62
62
'2
'2
2
'2
'1
2221
2143
≠
=======
==⇒=
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−=⎟
⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−=
−−+==−
=
−−
λλ
μμ
μμ
bAIIIAIIII
AIAII
xI
xI
KI
KI
RI
KIV
KIVRIRIVV
II
DDDDDDD
DDD
DD
n
D
n
DD
n
DTN
n
DTNDDGSGS
DD
11.210 *Problema 11.210 – Generatore di riferimento MOS VDD 1 0 DC 15 AC 1 M3 3 2 1 1 PFET W=10U L=1U M4 2 2 1 1 PFET W=15U L=1U M5 4 3 2 2 PFET W=10U L=1U M6 4 4 6 6 NFET W=10U L=1U M7 3 4 5 5 NFET W=10U L=1U M1 6 6 0 0 NFET W=10U L=1U M2 5 6 7 7 NFET W=30U L=1U R 7 0 3.3K *.MODEL NFET NMOS KP=25U VTO=0.75 LAMBDA=0 *.MODEL PFET PMOS KP=10U VTO=-0.75 LAMBDA=0 .MODEL NFET NMOS KP=25U VTO=0.75 LAMBDA=0.017 .MODEL PFET PMOS KP=10U VTO=-0.75 LAMBDA=0.017 .OP .AC LIN 1 1000 1000 .PRINT AC ID(M1) ID(M2) .END
Risultati: ID2 = 265 μA ID1 = 377 μA Questi risultati differiscono dai calcoli manuali a causa del valore di λ diverso da zero. La simulazione con λ = 0 fornisce risultati molto vicini ai calcoli manuali
SVDD
I D 2 = 9.82 x 10−4 SVDD
I D 2 = 6.99 x 10−4
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
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11.211
( ) ( )
AIIIAIIII
AIAII
xI
xI
KI
KI
RI
KIV
KIVRIRIVV
IIMM
DDDDDDD
DDD
DD
n
D
n
DD
n
DTN
n
DTNDDGSGS
DD
μμ
μμ
107 | 107
107 1073300
1.34
1025151025533001
302
1021
302
102 |
. forza - corrente di specchio Lo
2731654
122
62
62
'2
'2
2
'2
'1
2221
2143
=======
==⇒=
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−=⎟
⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−=
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+−⎟
⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+==−
=
−−
11.212
Modello dello specchio di corrente:
+
-
rο3
v 3
gm4 v3
r o41g m3
iccicc
( ) ( )( ) ( )
( )
( )dBxx
CMRR
xMk
RrA
Rv
Rggvi
riv
ggigg
gggigg
igivgi
A
kmSxrgrrgA
V
SS
o
fcd
SSic
SSm
miccc
f
occod
mmf
ccom
ommcc
om
ccmccmcc
cd
omoomdd
DS
122 10 26.11028.61.79=
10 28.650500
11.7921
211 |
21
21
1= :grande molto è M didrain al comune modo di uscita di resistenza la
che dato uscita di tensionela generareper r attraverso passa errore di corrente Questa
for 1
1=-+
:eriflession di rapporto del erroredall' odeterminat è
1.79250316.01050
1050101052
2
:osconosciut è che dato 1<< oSuppponend
65-
54
31
1
3
42
o4
43333
343
33434
4-4-444
1421
=
=ΩΩ
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡+
=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+
=≅+
=
+
=++
+−=
+=
=Ω=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛≅≅=
−
−−
μ
μ
μ
λ
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
11-120 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.213 *Problema 11.213 – Amplificatore MOS con carico attivo VDD 1 0 DC 10 VSS 5 0 DC -10 V1 6 8 DC 0 AC 0.5 V2 7 8 DC 0 AC -0.5 VIC 8 0 DC 0 M3 2 2 1 1 PFET W=50U L=1U M4 3 2 1 1 PFET W=50U L=1U M1 2 6 4 4 NFET W=20U L=1U M2 3 7 4 4 NFET W=20U L=1U ISS 4 5 DC 199.5U RSS 4 5 25MEG .MODEL NFET NMOS KP=25U VTO=1 LAMBDA=0.02 .MODEL PFET PMOS KP=10U VTO=-1 LAMBDA=0.02 .OP .AC LIN 1 1000 1000 .PRINT AC VM(3) VP(3) .TF V(3) VIC .END
Risultati: Adm = 98.8 Acd = 6.16 x10-5. Questi valori sono simili ai calcoli manuali. Le discrepanze derivano dalla non inclusione di VDS nei calcoli manuali sia di gm che ro.
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07 11-121
11.214
Modello di uno specchio di corrente:
+
-
rο3
v 3
gm4 v3
r o41g m3
iccicc
( ) ( )( ) ( )
( )
( )dBxx
CMRR
xMk
RrA
Rv
Rggvi
riv
r
ggigg
gggigg
igivgi
A
kmSxx
xxrgrrgA
V
SS
o
fcd
SSic
SSm
miccc
f
occod
o
mmf
ccom
ommcc
om
ccmccmcc
cd
omoomdd
DS
117 10 77.61097.62.47=
10 97.620133
12.4721
211 |
21
21
1= :grande molto è M didrain al comune modo di uscita di resistenza la
che dato uscita di tensionela produrreper attraverso passa errore di corrente questa
per 1
1=-+
:eriflession di rapporto nel erroredall' dato è
2.477.66707.0105
7.66105
7.6610510522
:asconosciut è che dato 1<< Supponendo
55-
54
31
1
3
42
4
43333
343
33434
44444
1421
=
=ΩΩ
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡+
=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+
=≅+
=
+
=++
+−=
+=
=Ω=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛≅≅=
−
−−−−
μ
μ
μ
λ
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
11-122 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.215 *Problema 11.214 – Amplificatore MOS con carico attivo VDD 1 0 DC 12 VSS 5 0 DC -12 V1 6 8 DC 0 AC 0.5 V2 7 8 DC 0 AC -0.5 VIC 8 0 DC 0 M3 2 2 1 1 PFET W=50U L=1U M4 3 2 1 1 PFET W=50U L=1U M1 2 6 4 4 NFET W=20U L=1U M2 3 7 4 4 NFET W=20U L=1U ISS 4 5 DC 1M RSS 4 5 10MEG .MODEL NFET NMOS KP=25U VTO=1 LAMBDA=0.02 .MODEL PFET PMOS KP=10U VTO=-1 LAMBDA=0.02 .OP .AC LIN 1 1000 1000 .PRINT AC VM(3) VP(3) .TF V(3) VIC .END
Risultati: Adm = 56.2 Acd = 6.82 x10-5. Questi valori sono simili ai calcoli manuali. Le discrepanze derivano dalla non inclusione di VDS nei calcoli manuali sia di gm che ro.
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07 11-123
11.216
( ) ( ) ( )
( )
( )
( )( ) ( )
( ) ( )
mVVVVA
VV
dBxx
CMRRxA
AII
gg
VV
II
VVI
VVII
IVVII
VVI
VVVI
VVIIII
VVVVV
VI
V
VV
III
VVVgg
vvA
rRforvrg
vrRg
vrRr
rvv
vggrvgrrvgv
vgggvrr
ggggggg
AvvV
A
kmSrgrrgA
VV
OSdd
OS
cd
Fcd
FC
C
m
m
FAC
C
AC
ACC
CT
BESC
AC
A
CC
A
CCCCC
F
A
AC
AF
ACCC
ECEC
m
m
ic
ocd
of
ic
om
ic
omic
ooic
cm
fcm
m
mocmmoo
cmmo
cmmmm
cm
mmm
mmmm
cd
CCos
cd
omoomdd
ACE
400.01200
48.0 | 48.012560 | che nota Si
110 103104
1200= | 10412521
21 | 1 | 1 |
exp | 11
48.012560 | 1=7.021
7.01 :Early di tensioniuguali e
che suppone si :segue come trovatoessere può collettore di corrente nella squilibrio Lo21
>2 21
21
22
:da tivamenteapprossima data è uscita di tensioneLa corrente. di specchio dallo annullato è comune termineIl . e da amotiplicat è e su
sviluppa si che comune modo di tensioneLa | 2
2
:in mentodisallineaun
quindi e collettore di correnti nelle ametodisallilneun causa eriflession di rapporto Ildifficile!più ancora è VVper caso Il
.0= e corrente di specchio dello squiliblio allo uguale è collettore
corrente dalla indotto squilibrio lo caso, questoIn . forza che offset di tensioneuna applicaeretroazion la e atoretroazion oreamplificatun per ingresso di stadio come spesso usato è circuito Questo :
120030000.41060
10601040
2
:asconosciut è che dato << Supponendo
53-
3-
2
20
001
01
021
1124
34
2
2
21222212212
2
2
2
222242
2121
21
C2C1
21
4-4-44
2422
=≅=≅ΔΔ
≅
===
==Δ
=Δ
=Δ
≅ΔΔ
≅Δ
=Δ
≅=Δ
=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ Δ−+−⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+=−=Δ
==≅Δ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ Δ−
++
Δ++
⇒=
Δ+=
Δ≅=
>=≅≅++
=
Δ=Δ=Δ=
Δ−=
Δ+=
≠
=
=Ω=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛≅≅= −
βββ
ββ
μβ
μ
π
ππ
πππ
ππππ
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
11-124 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.216 cont.
( ) ( )3V. tivamenteapprossima Vo-2.9 serve Ci
9.25.17.07.0 | ntecorrettame funzionareper capi suoi ai 7.0= di bisogno abbia corrente di generatore il che suppone Si
2.27.05.1 | 0 :VPer 331IC
±±=−−+=−+≥≥−−−
=+=+≥≥−−=
VVVVVVVVVVV
VVVVVVVV
ICBECSEECSEEBEIC
CS
EBICCCICEBCCCB
Questi risultati possono venire facilmente verificati con SPICE – Si veda il Problema 11.217
11.217 *Figura 11.83 – Amplificatore differenziale BJT con carico attivo VCC 1 0 DC 5 VEE 5 0 DC -5 Q4 3 2 1 PBJT 1 Q3 2 2 1 PBJT 1 Q1 2 6 4 NBJT 1 Q2 3 7 4 NBJT 1 *Applico una tensione di offset per bilanciare le tensioni di collettore V1 6 8 DC 0.4107M AC 0.5 *V1 6 8 DC 0 AC 0.5 V2 7 8 DC 0 AC -0.5 VIC 8 0 DC 0 I1 4 5 199.8U R1 4 5 25MEG .MODEL NBJT NPN BF=125 VA=60 .MODEL PBJT PNP BF=125 VA=60 .OP .AC LIN 1 1000 1000 .PRINT AC VM(3) VP(3) VM(4) VP(4) .TF V(3) VIC .END
Risultati: Adm = 1200 Acd = 5.11x10-6. CMRR = 167 dB. Questi valori sono simili ai calcoli manuali. Si noti che un valore molto alto di CMRR si ottiene quando il circuito viene riportato in equilibrio, come nel caso di uno stadio di ingresso con amplificatore operazionale retroazionato. Per il caso senza tensione di offset, Acd = 3.73x10-3, e ΔV = 0.49 V. In accordo con l’analisi nel Prob. 11.216. Il valore della tensione di offset richiesta è molto simile ai calcoli manuali
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11.218 ( )
( ) ( ) ( )
( )
( )
( )( ) ( )
2
2
21222212212
2
2
2
222242
2121
21
C2C1
21
5554
2422
21
>2 21
21
22
:da tivamenteapprossima data è uscita di tensioneLa corrente. di specchio dallo annullato è comune termineIl . e da amotiplicat è e su
sviluppa si che comune modo di tensioneLa | 2
2
:in mentodisallineaun
quindi e collettore di correnti nelle ametodisallilneun causa eriflession di rapporto Ildifficile!più ancora è VVper caso Il
.0= e corrente di specchio dello squiliblio allo uguale è collettore
corrente dalla indotto squilibrio lo caso, questoIn . forza che offset di tensioneuna applicaeretroazion la e atoretroazion oreamplificatun per ingresso di stadio come spesso usato è circuito Questo :
150075000.210575
1057510540
2
:asconosciut è che dato << Supponendo a
m
m
ic
ocd
of
ic
om
ic
omic
ooic
cm
fcm
m
mocmmoo
cmmo
cmmmm
cm
mmm
mmmm
cd
CCos
cd
omoomdd
ACE
gg
vvA
rRforvrg
vrRg
vrRr
rvv
vggrvgrrvgv
vgggvrr
ggggggg
AvvV
A
kmSxx
xrgrrgA
VV
Δ≅=
>=≅≅++
=
Δ=Δ=Δ=
Δ−=
Δ+=
≠
=
=Ω=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛≅≅= −−
−
μβ
μ
π
ππ
πππ
ππππ
VVVVV
VI
V
VV
III
VVV
F
A
AC
AF
ACCC
ECEC
60.012575 | 1=7.021
7.01 ::Early di tensioniuguali e
che suppone si :segue come trovatoessere può collettore di corrente nella squilibrio Lo
1124
34
==≅Δ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ Δ−
++
Δ++
⇒=
Δ+=
ββ
ΔIC = IC1 − IC 2 = IC 0 1+ VC1
VA
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ − IC 0 1+ VC1 − ΔV
VA
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ = IC 0
ΔVVA
| IC 0 = IS exp VBE
VT
≅ IC
ΔIC = IC 0ΔVVA
≅ ICΔVVA
| ΔIC
IC
≅ΔVVA
=1
βF
| Δgm2
gm2
=ΔIC
IC
=1
βF
| Acd =1
2βF
Acd =1
2 125( )= 4x10-3 | CMRR = 1500
4 x10-3 = 3.75x105 112 dB( )
11.218 continua nella pagina seguente
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11-126 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.218 cont.
( ) ( )3V. tivamenteapprossima o V-2.9 di bisogno Abbiamo
9.25.17.07.0 | ntecorrettame funzionareper capi suoi ai 7.0= di bisogno abbia corrente di generatore il che suppone Si
2.27.05.1 | 0 :Per
400.01500
60.0 | 60.012575 | che noti Si
331
±±=−−+=−+≥≥−−−
=+=+≥≥−−=
=≅=≅ΔΔ
≅
VVVVVVVVVVV
VVVVVVVVV
mVVVVA
VV
ICBECSEECSEEBEIC
CS
EBICCCICEBCCCBIC
OSdd
OS
( ) ( ) ( ) ( )
( ) ( )
( ) ( )3V. tivamenteapprossima o V-2.9 di bisogno Abbiamo
9.25.17.07.0 | ntecorrettame funzionareper capi suoi ai 7.0= di bisogno abbia corrente di generatore il che suppone Si
2.27.05.1 | 0 :For
114 1000.5104
2000= | 10412521
21 | 1 | 1 |
exp | 11
80.0125
100 | 1=7.021
7.01 |
21
200000.100.2105
100105
100105402
331
53-
3-
2
20
001
01
021
11242
2
5554
2422
±±=−−+=−+≥≥−−−
=+=+≥≥−−=
===
==Δ
=Δ
=Δ
≅ΔΔ
≅Δ
=Δ
≅=Δ
=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ Δ−+−⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+=−=Δ
==≅Δ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ Δ−
++
Δ++
⇒=Δ
≅=
=Ω=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛≅≅= −−
−
VVVVVVVVVVV
VVVVVVVVV
dBxx
CMRRxA
AII
gg
VV
II
VVI
VVII
IVVII
VVI
VVVI
VVIIII
VVVVV
VI
V
VV
IIIgg
vvA
MmSxx
xrgrrgAb
ICBECSEECSEEBEIC
CS
EBICCCICEBCCCBIC
cd
Fcd
FC
C
m
m
FAC
C
AC
ACC
CT
BESC
AC
A
CC
A
CCCCC
F
A
AC
AF
ACCC
m
m
ic
ocd
omoomdd
βββ
ββ
11.219 Risultati: Per VA = 75 V, Adm = 1470 e Acd = 6.92x10-3. CMRR = 106 dB. Questi valori sono simili ai calcoli manuali. Si noti che un valore molto alto di CMRR si ottiene quando il circuito viene riportato in equilibrio, come nel caso di uno stadio di ingresso con amplificatore operazionale retroazionato. Per il caso con la tensione di offset, Acd = 2.71x10-7.
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07 11-127
11.220
( )
( )( )
( )( )
( )( ) ( ) ( ) ( ) ( )
( )
( )( )( ) ( )[ ] ( )
( ) ( )
( ) . 2X di ntomigliorameun ad porta Wilson di generatore Il - 152601675479.0
60110
25.1017.01
|
.)2 di presenza dalla ridotto è Wilson di generatore del anellod' guadagno il che noti (Si
323675479.010
7.8017.01
7.8017.0110105.2402
32
25.1,-100 25.1,-100 50.2,-100 70.8,100 70.8,100 :25.1 | 70.810
50.2 | 25.1108010275.02
20.1105.240
10275.02
1002
43311
11
445
225322
44515421
5435
4
4
4345
5
4
1
112
12345
=ΩΩ=
Ω=⎟⎟⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜⎜⎜
⎝
⎛ +==
≅
=Ω=⎟⎟⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜⎜⎜
⎝
⎛ ++=
≅⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
−−====−−++==
−=+=−=−−=−===
=+=+==
======
−
−−−
−
−
−
−
kkmSA
krrrgAc
rR
kmSxA
rgrrgAb
VAVAVAVAVAPtsQVVVVVVVVVV
VVVVVKIVVVV
VxK
IVVV
AIIIIIIa
dd
ooomdd
oout
dd
omofomdd
GSDSDSGSGSGSDSDS
GSDSDSp
DTPGSGSGS
n
DTNGSGS
SSDDDDD
μ
μμμμμ
μ
11.221 M 1 2 3 4 5
ID(μA) 101 99.0 101 99.0 99.0
VDS
(V) 8.69 7.33 -2.48 -1.24 -2.60
Risultati: Adm = 313. Il guadagno e i punti Q sono simili ai calcoli manuali.
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11-128 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.222
( )( )( )
( )
( ) ( ) ( )( ) ( ) ( ) ( )
( ) ( ) ( )A,1.25V125 A,1.25V125 A,2.50V125 A,-2.79V125 A,-2.79V125 A,1.54V125 A,1.54V125 :PtsQ
79.254.125.150.25550.2 | 25.1 | 54.1
54.11040
1025.1275.02 PMOS storiPer transi
25.1105.2401025.1275.02 NMOS storiPer transi
1252
| 1252
31534
765667321
5
4
5
4
1276543
112
μμμμμμμ
μμ
−−=+−−+−=−−−+−==
=+=====−==
−=−−=−=
=+=+=
=−========
−
−
−
−
VVVVVVVVVVVVVVVVVV
VxKIVV
Vxx
KIVV
AIIIIIIIAIII
GSGSDSDSDS
GSGSDSGSDSDSGSDSDS
p
DTPGS
n
DTNGS
DDDDDDD
RL
M3v id
2M 1
b( ) Add = gm 2 μ f 4ro2 μ f 5ro7( )≅
μ f 2μ f 4
2
gm2 = 2 40( ) 2.5x10−5( )1.25x10−4( )1+ 0.017 1.54( )[ ]= 0.507mS | ro3 =
10.017
+1.54
1.25x10−4
⎛
⎝
⎜ ⎜ ⎜
⎞
⎠
⎟ ⎟ ⎟
= 483kΩ
gm4 = 2 40( ) 10−5( )1.25x10−4( )1+ 0.017 2.79( )[ ]= 0.324mS | ro4 =
10.017
+ 2.79
1.25x10−4
⎛
⎝
⎜ ⎜ ⎜
⎞
⎠
⎟ ⎟ ⎟
= 493kΩ
Add ≅μ f 2μ f 4
2=
0.507mS( ) 483kΩ( ) 0.324mS( ) 493kΩ( )2
=19600
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11.223 *Figura P11.222 – Amplificatore CMOS con carico attivo VDD 1 0 DC 5 VSS 10 0 DC -5 *Deve essere applicata una tensione di offset per portare l’uscita a -2.5V V1 4 11 DC -5.085M AC 0.5 V2 5 11 DC 0 AC -0.5 VIC 11 0 DC 0 M1 2 4 6 6 NFET W=40U L=1U M2 3 5 6 6 NFET W=40U L=1U M3 8 6 2 2 PFET W=40U L=1U M4 7 6 3 3 PFET W=40U L=1U M5 8 9 10 10 NFET W=40U L=1U M6 9 9 10 10 NFET W=40U L=1U M7 7 8 9 9 NFET W=40U L=1U I2A 1 2 DC 250U I2B 1 3 DC 250U I1 6 10 DC 250U .MODEL NFET NMOS KP=25U VTO=0.75 LAMBDA=0.017 .MODEL PFET PMOS KP=10U VTO=-0.75 LAMBDA=0.017 .OP .AC LIN 1 1000 1000 .PRINT AC VM(7) VP(7) VM(6) VP(6) VM(8) VP(8) .TF V(7) VIC .END Risultati: Add = 23700, Acd = 1.81x10-4. Rout = 47.7 MΩ, CMRR = 1.31 x 10
8. I valori di Add e
Rout sono simili ai calcoli manuali. Acd e il CMRR sono limitati dai disaccoppiamenti residui nei parametri del dispositivo
( )( )Ω=
ΩΩ=≅=
Ω==Ω==
MkkmSrrrR
krmSgkrmSg
ofofofout
omom
4.392
493493324.02
493 | 324.0 | 483 | 507.0 11.222, Problema Dal
247524
4432
μμμ
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11-130 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.224
I1
1
1 1
+5 V
M1
M2
M3
R
25
25 25
M2
M1
-5V
I2 I2
110
110
( )( ) Ω=
−−==+=+==−
=−
−−
−
kAV
xRV
xx
KIVVV
VV
n
DTNGSNGSP
GSNGSP
7.22105.2
16.216.210 | 16.2102510105.2275.02
:con 1:1 corrente di specchio uno eA 250 di toriferimien di corrente una oUtilizzand
46
4
μ
11.225
( ) . 171 e 589.020201589.0
21 , che Dato
17120
589.0200 | 589.010
20200
ln025.0
10
200ln025.0 | |
10200ln025.0
1 | .0 ,Per
344334
22
2
2
1
2
21
21
12
1
222
1
2243
AIIVkkVVII
Ak
AIVVfA
kVA
V
fAR
VAV
RVI
fAIAV
RRVR
RVVVVI
CCEBBESS
CBE
BE
BE
BE
BEBE
BE
BEBE
BEEBBEBF
μ
μμμ
μμ
β
===⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
ΩΩ
+===
=Ω
−==→⎟⎟⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜⎜⎜
⎝
⎛Ω
−=
⎟⎟⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜⎜⎜
⎝
⎛ −==⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ −=
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+=+=+=∞=
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11.226 a( ) βF = ∞ : VBE 3 + VEB 4 = VBE1 + VEB 2
VT ln IO
ISONAE 3
AEO
+VT ln IO
ISOPAE 4
AEO
-VT ln I2
ISONAE1
AEO
- VT ln I2
ISOPAE 2
AEO
= 0
VT ln IO2 AEO
2
ISON ISOP AE 3AE 4
ISON ISOP AE1AE 2
I22AEO
2
⎡
⎣ ⎢
⎤
⎦ ⎥ = 0 →
IO2 AE1AE 2
I22AE 3AE 4
=1 | IO = I2AE 3AE 4
AE1AE 2
b( ) IO = 300μA AE 3AE 4
3AE 3 3AE 4
=100 μA
11.227
a( ) ID8 = IREF = 250μA | ID10 = ID9 = 2ID8 = 500μA
ID1 = ID2 = ID3 = ID 4 =ID9
2= 250μA | VDS 8 = VGS 8 = 0.75+
2 250μA( )10 25x10−6( )
= 2.16V
ID5 = ID11 = ID10 = 500μA | VGS11 = 0.75+2 500μA( )5 25x10−6( )
= 3.58V
VGS6 = −VGS 7 =VGS11
2=1.789V | ID 7 = ID6 =
10 25x10−6( )2
1.789 − 0.75( )2=135μA
−VDS 4 = −VDS 3 = −VGS3 = VGS 2 = VTN +2ID2
Kn2
= 0.75+2 250μA( )
20 25x10−6( )=1.75V
VDS1 = VDS 2 = 5−VSD 4 − −VGS2( )= 5.00V | VDS10 = −VDS 5 = 5−VGS11
2= 3.21V
VDS6 = −VDS 7 = 5.00V | VDS9 = 5−VGS 2 = 5−1.75 = 3.25V
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 ID (μA) 250 250 250 250 500 135 135 250 500 500 500 VDS (V) 5.00 5.00 -1.75 -1.75 -3.21 5.00 -5.00 2.16 3.25 3.21 3.58 SPICE
ID (μA) 255 255 255 255 509 139 139 250 509 509 509 VDS (V) 4.97 4.99 -1.74 -1.73 -3.24 5.01 -5.00 2.14 3.28 3.23 3.52
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11-132 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
( ) ( )[ ] ( )[ ][ ]( )( )( ) ( )[ ]
( )( )( ) ( )[ ][ ][ ][ ]
( )
[ ] 20651 29.63
27.64
quindi, corrente, della quadrato al aleproporzion teinversamen è ioneamplificaz di fattore Il 41301 9.63 7.64 | 9.63
1241000.5
21.38.58 | 03.121.3017.011000.5101002
7.64 | 242105.2
75.18.58 | 255105.2
00.58.58 | 8.58017.011
521.000.5017.011050.21025202
1
321
3212
451245
5
14442
462
1255422321
=⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡≅=
====
Ω=+
===+=
=Ω=+
=Ω=+
===
=+=
==
−−−
−−
−−
vtvtvtdm
vtvtvtdmvt
oom
Voo
m
oomoomvtvtvtdm
AAAA
cAAAAA
kAV
xrrmSxg
AkAV
xrk
AV
xrV
mSxxg
rrgrrgAAAAb
λ
Risultati SPICE: Adm = 4000, Acm = 0.509, Rout = 1.81 kΩ.
11.228
( ) ( ) 8000020
10016000 640025010016000
1 a,
11 1 MOSFET, ilPer | 4
52
522
52
====
∝→∝∝
∝∴∝≅
AAAb
AAAa
IAIIeIIM
IIA
IA
dmdm
REFdmREFDREFD
DDdm
Df
ffdm
μμ
μμ
μμμ
11.229 ( )[ ] ( )[ ][ ]
( )( )
( ) ( )( )( ) ( )[ ]
( )( )
( )( )( ) ( )[ ][ ][ ][ ]
( ) .g di calcolo nel a trascuratè V+1 if 10900126001 115 110 | 115
338102
73.88.58 | 678.073.8017.01102101002
73.8 | 54.210255
200275.0 | 2
10
110 | 60210
38.18.58 | 68810
108.58 | 8.58017.011
342.010017.011001025202 | 0.1010
38.1102520
100275.02 | 200
1002
| 200=2== | 100==
1
mDS
3212
451245
5
5126512
14442
62242
62
2234125
11432110111210
1255422321
λ
μλ
μ
μμ
μμμ
=====
Ω=+
===+=
=−==+=−=−=
=Ω=+
=Ω=+
===
=+==−−+=
−=−−=−−=−====
=====
==
−−−
−
−−
−
−
dm
vvvdmv
oom
DSDSGSGGGSGG
DSDS
voo
mGSDSDS
n
DSTNGSGSDSDD
DDDDDDDDREFD
oomoomvvvdm
AAAAAA
kAV
xrrmSxg
VVVVx
AVVVV
AkAVrk
AVrV
mSAxgVVVV
Vx
AKIVVVVAII
AIIIIIAIIIAII
rrgrrgAAAA
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11.230 *Figura P11.229 – Amplificatore CMOS con carico attivo VDD 8 0 DC 10 VSS 14 0 DC -10 *Si usa una tensione di offset per fissare Vo approssimativamente a zero. V2 1 15 DC 0.3506M AC 0.5 V1 2 15 DC 0 AC -0.5 VIC 15 0 DC 0 M1 3 1 5 14 NFET W=20U L=1U M2 4 2 5 14 NFET W=20U L=1U M3 3 3 8 8 PFET W=50U L=1U M4 4 3 8 8 PFET W=50U L=1U M5 6 4 8 8 PFET W=100U L=1U *L’offset può essere corretto a zero modificando il valore di W/L *M5 6 4 8 8 PFET W=89.5U L=1U M6 8 6 13 14 NFET W=10U L=1U M7 14 7 13 8 PFET W=25U L=1U MGG 6 6 7 14 NFET W=5U L=1U M10 9 9 14 14 NFET W=10U L=1U M11 5 9 14 14 NFET W=20U L=1U M12 7 9 14 14 NFET W=20U L=1U IREF 0 9 DC 100U .MODEL NFET NMOS KP=25U VTO=0.75 LAMBDA=0.017 .MODEL PFET PMOS KP=10U VTO=-0.75 LAMBDA=0.017 *.MODEL NFET NMOS KP=25U VTO=0.75 GAMMA=0.6 LAMBDA=0.017 *.MODEL PFET PMOS KP=10U VTO=-0.75 GAMMA=0.75 LAMBDA=0.017 .OP .AC LIN 1 1000 1000 .PRINT AC VM(13) VP(13) VM(4) VP(4) .TF V(13) VIC .END Risultati: Adm = 11200, Acm = 0.604, Rout = 3.10 kΩ.
(a) 1 2 3 4 5 6 7 GG 10 11 12 IDS (μA) 112 112 112 112 223 44.2 44.2 223 100 223 223 VDS (V) 9.96 9.99 -1.41 -1.37 -8.70 10.0 -10.0 -2.60 1.63 8.63 8.70
(b) IDS (μA) 110 110 110 110 219 0 0 219 100 219 219 VDS (V) 11.2 11.2 -1.40 -1.37 -8.85 10.0 -9.97 -3.79 1.63 7.41 7.35
Si noti che l’effetto body ha aumentato le tensioni di soglia di M6 e M7 al punto che non sono più in conduzione. VTN6 = 2.24 V e VTP7 = -2.61V. Il rapporto W/L di MGG deve essere rivisto per risolvere il problema.
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11-134 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.231 ID10 = IREF = 250μA | ID11 = 2ID10 = 500μA | ID12 = 4ID10 =1000μA
ID1 = ID 2 = ID3 = ID 4 =ID11
2= 250μA | VDS10 = VGS10 = 0.75 +
2 250μA( )10 25x10−6( )
= 2.16V
ID5 = IDGG = ID12 =1000μA | VGSGG = 0.75 +2 1000μA( )5 25x10−6( )
= 4.75V
VGS6 = −VGS 7 =VGSGG
2= 2.375V | ID 7 = ID6 =
10 25x10−6( )2
2.375 − 0.75( )2 = 330μA
VDS4 = VDS 3 = VGS 3 = −VGS 2 = −VTN −2ID 2
Kn 2
= −0.75 −2 250μA( )
20 25x10−6( )= −1.75V
VDS1 = VDS 2 = 7.5 + VDS 4 − −VGS 2( )= 7.50V | VDS12 = −VDS 5 = 7.5 +VGSGG
2= 5.13V
VDS6 = −VDS 7 = 7.5V | VDS11 = 7.5 −VGS 2 = 7.5 −1.75 = 5.75V
M 1 2 3 4 5 6 7 GG 10 11 12 IDS (μA) 250 250 250 250 1000 330 330 1000 250 500 1000 VDS (V) 7.50 7.50 -1.75 -1.75 -5.13 7.50 -7.50 4.75 2.16 5.75 5.13 SPICE
IDS (μA) 264 266 -264 -266 1050 359 -359 1050 250 530 1050 VDS (V) 7.46 7.09 -1.76 -2.14 -5.20 7.54 -7.46 4.69 2.14 5.78 5.11 Adm = Av1Av2Av3 = gm2 ro2 ro4( )[ ] gm5 ro5 ro12( )[ ] 1[ ]
gm2 = 2 20( ) 25x10−6( )250μA( ) 1+ 0.017 7.50( )[ ]= 0.531mS
1λ
=1
0.017= 58.8V | ro2 =
58.8 + 7.502.5x10−4
VA
= 265kΩ | ro4 =58.8 +1.752.5x10−4
VA
= 242kΩ | Av1 = 67.2
gm5 = 2 100( ) 10−5( )10−3( )1+ 0.017 5.13( )[ ]=1.48mS | ro12 = ro5 =58.8 + 5.13
10−3VA
= 63.9kΩ
Av2 = 47.3 | Adm = Av1Av 2Av3 = 67.2[ ] 47.3[ ] 1[ ]= 3180 Risultati SPICE: Adm = 2950, Acm = 0.03, Rout = 1.10 kΩ.
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11.232 ( )
( ) ( )( )
( )( )
( ) ( )( )
( )( )
( ) ( )( )
( )( )
VVVVVVV
VVM
VVVx
AKIVV
MVVVV
xA
KIVVVVVVV
MM
VVVVx
AV
xA
KIVVVVV
M
VVVVx
AKIVV
xA
KIVVVVV
M
SSDD
SSDD
GSDS
DDp
DDDDS
DDGSGS
n
DGSGSDDGSGSDDDS
SSSSGSGG
n
DGSGGSSSS
GSGGDS
SSSSn
DSTNGS
n
DSGSSSSSGSDS
27.2 e,simmetrich onialimentazi di caso ilPer 27.2 90.1 :sono minime tensioniLe
e.g. :esaturazionin sempre sono M e
90.1633.01010100
20022254.2=
: di esaturazion laPer 633.0 :
633.0102520
10022+=
: e di esaturazion laPer
16.2894.0254.2 | 54.2
10255200275.0
894.0102520
2002222
0=
: di esaturazion laPer
27.2894.038.1 | 38.1102520
100275.02
894.0102520
200220=
: di esaturazion laPer a
6676
65
55
5
13
61
113131
21
6
612
1212
12
62
22
611
112211
11
≥=≥≥
≥
≥→==≥−−
≥−=
==≥+=−−+
≥→≥−=+=
==≥−=−−−
≥→≥−=+=+=
==≥−=−−−
−
−
−
−
−
−
μ
μ
μ
μ
μ
μ
( )
( )
( )
( )
VVVVVVV
VVVVV
M
VVVVVV
MVVVVVVVV
MMVVVVVVV
VVMVV
SSDD
SSDD
DDDDSD
SSSSSSGSGG
DS
DDDDGSICSGDDDS
SSSSSSGSICDS
IC
SSDD
25.7 e,simmetrich onialimentazi di caso ilPer 25.7 90.6 :sono minime onealimentazi di tensioniLe
90.6633.05254.2=
: di esaturazion laPer
25.7894.0254.25
25=
richiede di esaturazion la 5V, di uscita di intervalloun Per 63.5633.038.1+38.15=
: e di esaturazion laPer 27.7894.0538.1=
,5con di esaturazion laPer comune. modo di ingresso di tensionileper ivosignificat intervalloun forniscononon (a) parte nella e di valoriI b
5
5
12
12
131
21
211
11
≥=≥≥
≥→≥−−
≥→≥−−=−−−−
≥→≥−−=−−−
≥→≥−−=−−−−=
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11-136 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.233 ID9 = ID10 = ID12 = ID11 = IREF = 250μA | ID6 = ID 7 = ID8 = 3ID12 = 750μA
ID1 = ID 2 = ID13 = ID 5 = ID3 = ID 4 =ID9
2=125μA
VDS10 = VDS12 = VDS11 = VGS12 = VTN +2ID12
Kn12
= 0.75 +2 250μA( )5 25x10−6( )
= 2.75V
VGS1 = 0.75 +2 125μA( )
40 25x10−6( )=1.25V | VDS 9 = −VGS1 − −10 + VGS12( )= 6V
VDS7 = VO − −10 + VGS12 + VGS11 −VGS 7( )= 0 +10 − 2.75 − 2.75 + 0.75 +2 750μA( )
15 25x10−6( )= 7.25V
VDS8 =10 −VDS 7 = 2.75V
VDS6 = − 10 −VO( )= −10V + 0 = −10V | VDS 5 = VDS13 = VDS 3 = VDS4 = −0.75 −2 125μA( )
80 10x10−6( )= −1.31V
M 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
ID (μA) 125 125 125 125 125 750 750 750 250 250 250 250 125
VDS (V) 8.63 8.63 -1.31 -1.31 -1.31 -10 7.25 2.75 6.00 2.75 2.75 2.75 -1.31
b( ) Kn'
2WL
⎛ ⎝ ⎜
⎞ ⎠ ⎟
6
VGS 6 −VTP( )2 =10−5
2WL
⎛ ⎝ ⎜
⎞ ⎠ ⎟
6
−VDS 4 −VDS 5 + 0.75( )2 = 750μA
10−5
2WL
⎛ ⎝ ⎜
⎞ ⎠ ⎟
6
−2.62 + 0.75( )2 = 750μA →WL
⎛ ⎝ ⎜
⎞ ⎠ ⎟
6
= 42.9
Add = Av1Av 2 = gm 2ro2( ) gm6ro6( )= μ f 2μ f 6 | μ f 2 ≅1λn
2Kn2
ID 2
=1
0.0172 40( ) 25x10−6( )
125x10−6 = 235
μ f 6 ≅1λp
2K p 6
ID6
=1
0.0172 42.9( ) 10x10−6( )
750x10−6 = 62.9 | Add = 235 62.9( )=14800
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11.234 *Figura P11.233 – Amplificatore CMOS con carico attivo VDD 8 0 DC 10 VSS 14 0 DC -10 *Collego la retroazione per determinare Vos *V1 1 13 DC 0 *Bisogna utilizzare la tensione di offset per fissare Vo a zero. V1 1 15 DC 0.4423M AC 0.5 V2 2 15 DC 0 AC -0.5 VIC 15 0 DC 0 M1 3 1 5 5 NFET W=40U L=1U M2 4 2 5 5 NFET W=40U L=1U M3 6 7 8 8 PFET W=80U L=1U M4 7 7 8 8 PFET W=80U L=1U M5 4 3 7 7 PFET W=80U L=1U M6 13 4 8 8 PFET W=42.9U L=1U * L’offset può essere corretto a zero modificando il valore di W/L *M6 13 4 8 8 PFET W=37.25U L=1U M7 13 9 12 12 NFET W=15U L=1U M8 12 10 14 14 NFET W=15U L=1U M9 5 9 11 11 NFET W=5U L=1U M10 11 10 14 14 NFET W=5U L=1U M11 9 9 10 10 NFET W=5U L=1U M12 10 10 14 14 NFET W=5U L=1U M13 3 3 6 6 PFET W=80U L=1U IREF 0 9 DC 250U .MODEL NFET NMOS KP=25U VTO=0.75 LAMBDA=0.017 .MODEL PFET PMOS KP=10U VTO=-0.75 LAMBDA=0.017 .OP .AC LIN 1 1000 1000 .PRINT AC VM(13) VP(13) VM(4) VP(4) .TF V(13) VIC .END
Risultati: Vos = 0.4423 mV, Adm = 22500, Acm = 0.2305, CMRR = 99.9 dB, ROUT = 90.3 MΩ. I valori di Add e Rout sono simili ai calcoli manuali. Acd e il CMRR sono limitati dal disaccoppiamento indotto dell’offset nei dispositivi. Con il rapporto W/L di M6 corretto, Vos ≈ 0, Adm = 20800, Acm = 9.28 x 10-3. Rout = 90.3 MΩ, CMRR = 127 dB.
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11-138 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.235 +V
DD
M10
IREFI1
I2
-VSS
M3
401
M1
v2
501
M8251 M9
501
101
251
M 11
v1
12.51
501
vOM2
501
M4
201
201
M5
M6
M7
Il rapporto W/L è stato scalato per mantenere gli stessi punti Q e lo stesso guadagno. Si noti che lo stadio di uscita dovrebbe rimanere una coppia di inseguitori di emettitore.
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11.236
v1
Q1
Q2
Q5
I 1
v2
I2
Q3
Q7
Q9
Q7
Q8
Q10
IREF
A A 5A
A
Q4
A
RL
vO
AE5
A
A
5A
5A Q 11
Q 12
VCC
-VEE
stesso. lo è oreamplificatdell' resto del tensionedi guadagnoIl guadagno. elevatoun avrà npn toreun transiscon oreamplificatl'
, tivamenteapprossima è stadio primo del guadagno Il
ari.complement emettitore di iinseguitor da formato essere dovrebbe uscita di stadio lo che noti Si
5
55
1511
QIIrgA o
C
Cmv βπ ==
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11.237
VEB 7 + VEB 8 = VEB 6 + VEB 4 = 2VT ln IC 4
IS4
= 2VT ln IC14
2IS4
= 0.05ln 250μA2 15 fA( )
⎡
⎣ ⎢
⎤
⎦ ⎥ =1.142V
VEB 7 + VEB 8 = VT ln IC 7
IS 7
+ VT ln IC 8
IS 8
IC 7 = αF IB 8 = αFIC 8
βF
=6061
IC 8
60=
IC 8
61
VEB 7 + VEB 8 = VT ln IC 8
61 15 fA( )+ VT ln IC 8
4 15 fA( )→ 0.025ln IC 8
2
61 15 fA( ) 4( ) 15 fA( )=1.142
IC 8 =1.946 mA | IC16 ≅ IC 8 | AE16 =IC16
IC12
AE12 =1946μA250μA
1( )= 7.78
VBE 6 = VEB10 = 0.025ln 75μA15 fA
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ = 0.558V | RBB =
2 0.5583V( )1.946 mA
= 574 Ω
Adm = Av1Av2Av3 ≅ gm2 ro2 rπ 7 + βo +1( )rπ 8[ ]{ }[ ] βo +1( )rπ 8
rπ 7 + βo +1( )rπ 8
gm8 ro8 ro16( )⎡
⎣ ⎢
⎤
⎦ ⎥ 1[ ]
Adm = Av1Av2Av3 ≅ gm2 ro2 rπ 7 + βo +1( )rπ 8( )[ ] βo +1( )rπ 8
rπ 7 + βo +1( )rπ 8
μ f 8
2⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟
⎡
⎣ ⎢
⎤
⎦ ⎥ 1[ ]
Adm ≅ gm 2 ro2 2rπ 7( )[ ]μ f 8
4≅
IC 2
IC 7
βo7
μ f 8
2=
125μA31.8μA
6040( ) 60 + 4.3( )
2= 3.03 x 105
Rid = 2rπ1 = 2150 0.025V( )
125μA= 60 kΩ
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11.238 *Figura P11.237 – Operazionale bipolare VCC 1 0 DC 5 VEE 14 0 DC -5 V1 6 15 DC -74.17U AC 0.5 V2 7 15 DC 0 AC -0.5 VIC 15 0 DC 0 Q1 4 6 8 NBJT 1 Q2 5 7 8 NBJT 1 Q3 4 4 2 PBJT 1 Q4 5 4 3 PBJT 1 Q5 2 3 1 PBJT 1 Q6 3 3 1 PBJT 1 Q7 14 5 10 PBJT 1 Q8 11 10 1 PBJT 4 Q9 1 11 12 NBJT 1 Q10 14 13 12 PBJT 1 Q12 9 9 14 NBJT 1 Q14 8 9 14 NBJT 1 Q16 13 9 14 NBJT 7.78 IB 0 9 250U RBB 11 13 574 .MODEL NBJT NPN BF=150 VA=60 IS=15F .MODEL PBJT PNP BF=60 VA=60 IS=15F .OP .AC LIN 1 1000 1000 .PRINT AC VM(12) VP(12) .TF V(12) VIC .END Risultati SPICE: Vos = -74.17μV, Adm = 2.83 x 105, Acm = 0.507, CMRR = 115 dB,
Rid = 81.6 kΩ, Rout = 523 Ω.
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11-142 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.239 ( )
( )
( )
( )( ) ( )
( )( ) ( )
VVVVVVVVVVVVP
VVVVVVVPer
VVVVVVVVPVVVVVVVV
bVVVV
VVVVVVPVVVVVVP
VVVVVVPVVVVVV
a
EECC
CCCCBEOEBCCBC
EEBEEEEBOCB
CCCCICEBEBCCCB
EEEEBEEEBEICCB
EECC
CCBEEBCCBC
EEBEEEEBCB
CCEBEBCCCB
EEBEEEBECB
4.2 e 4.2 Quindi4.207.017.0 :Qer
4.101 :Q 1V, di uscita di intervalloun Per
4.2017.07.0 :Qer 4.207.07.01 :QPer
presente. Vcon diretta attiva regionein ri transistoi tuttidi ntofunsioname il oRichiediam 4.1 e 4.1 Qunidi
4.10 :Qer 4.100 :Qer
4.10 :Qer 4.100 :QPer
diretta. attiva regionein ri transistoi tuttidi ntofunsioname il oRichiediam
6888
14101616
4611
1411414
IC
6888
14101616
4611
1411414
≥≥≥→≥+−−=+−−=
≥→≥−=+−−−=±
≥→≥−−−=−−−=≥→=≥+−−−−=+−−−=
≥≥≥→≥−−=
≥→≥+−−−=≥→≥−−=
≥→≥+−−−=
11.240
( ) ( ) ( )
( ) ( )
( )
ione.polarizzaz di corrente dalla teindipenden tivamenteapprossimaè oreamplificatdell' interni stadi degli guadagno il laddove , da dipendenti
tedirettamen sono oreamplificatdell' ingresso di resistenza la e ingresso di ionepolarizzaz di corrente La
3.19426ln25.6ln
426 | 1283
426100
227.07.022
72.90.46ln25.60.46ln4025.0ln
| 0.46 | 1383
0.46100
37.07.03
1
111
201
22242223
2022
1111
201
22242223
1
20222022
Ic
AII
AAI
IR
VI
AIIAII
Ak
VVIIb
AII
AAI
Ak
VI
IR
VI
AIIAII
Ak
VVR
VVVVIIa
CT
CCCC
CC
CT
CCCC
EEBEEBCCCC
μμμ
μμ
μ
μμμμ
μμ
μ
=→⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
====
=Ω
−−−−==
==→⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛Ω
=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
====
=Ω
−−−−=
−−−−==
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11.241
I2 = 3IREF → IREF =250μA
3= 83.3 μA | I3 = IREF = 83.3 μA
IREF =VCC −VEB 22 −VBE 20 − −VEE( )
R1
| R1 =12 − 0.7V − 0.7 − −12( )
83.3VμA
= 271 kΩ
R2 =VT
I1
ln IREF
I1
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ =
0.025V50μA
ln 83.3μA50μA
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ = 255 Ω
11.242 IREF = I3 = 300 μA | I2 = 3IREF = 900 μA
IREF =VCC −VEB 22 −VBE 20 − −VEE( )
R1
| R1 =15 − 0.7V − 0.7 − −15( )
300VμA
= 95.3 kΩ
R2 =VT
I1
ln IREF
I1
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ =
0.025V75μA
ln 300μA75μA
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ = 462 Ω
11.243
( )( )
( )
VVVVVVVVV
VVVVVVVVVbVVVV
VVVVVVVVVa
VVVVVVVVVVVVV
VVVVQ
VVVVVVVVQ
EECC
IBEOCC
CCEBCCRBEEEIC
EECC
CCEBCCRBEEEIC
RBEEEEERBEEBEB
IBECC
ICEBCC
CB
RBEBEBEBEICEE
BC
8.3 e 4.2 :ottiene si risultati questi Combinando 4.2=7.0+7.0+1= uscita, di stadio dello conto tienesi Se
7.11 | 8.341 ,1 8.2 e 4.1 :ottiene si risultati questi Combinando
7.00 | 8.24 ,0
1.23 4.1=7.0+7.0= uscita, di stadio loPer
0 , di diretta attiva regionein ntofunzioname ilPer
0 , di diretta attiva regionein ntofunzioname ilPer
315
9
9
111216
315
9
11
5731
33
1
1
15
1
≥≥++≥
≥→≥−≅++≥±=≥≥
≥→≥−≅+≥=
≅+≥→−−+≥−−+≥
≥−≥
+++++≥≥
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11-144 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.244
( )
( ) ( ) ( )
( )
( )
. sottostima che
35.2501854.6 e 10 06.4
18501046.1
12.60, Fig. della risultati i ndo Utilizza.1r e g che sappiamo controllo, Come
84.2= | 10 06.4
84.21.20
6095.0952.0281.1 | 81.1025.0
13.201
1.20=25.71850= | 406.03.2020 :12.139 Eq.l' Utilizzano
3.20=32.71850= : a aleproporzion è ingresso di stadio dello corrente La
4-4
om
4-
446666
4
21
th
thidido
CC
thido
ooothooout
Cidido
C
R
MAAMRvx
AAvxi
II
MRvxi
MA
VrrrRrVkArR
AAAAIvmSvAi
AAAAII
Ω=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛Ω=−=⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
∝∝
Ω−=
Ω=====⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ Ω
+≅
−=−=
−
μμ
μμ
μμ
μμμμμ
μμμμ
11.245
( )
( ) [ ]( ) ( )( ) 5
2111
22
222
10 11.635670.6256
cambiati sononon y parametri altri Gli | 35684.2407
aggiuntiva. una utilizza cascode generatore Il | 84.2666.0
7.15602
502
xkmSAc
kMkRRyb
VMmA
rRa
dm
out
EBoo
=Ω=
Ω=ΩΩ==
Ω=+
==
−
β
11.246
Q 24
+VCC
I3
23AQ
3A A
22AQ
A
20Q Q21
-VEE
I1
R1
A A
R2
22BQ
A
23BQ
I2
3A
Jaeger, Blalock, Microelettronica, 4e - ©2017 McGraw-Hill Education
©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07 11-145
11.247
gm10 = 40 19.8μA( )= 0.792mS | rπ10 =150 0.025V( )
19.8μA=189kΩ | ro10 =
60V19.8μA
= 3.03MΩ
gm11 = 40 0.666mA( )= 26.6mS | rπ11 =150 0.025V( )
0.666mA= 5.63kΩ | ro11 =
60V0.666mA
= 90.1kΩ
*Problema 11.247 – Parametri per piccolo segnale. V1 1 0 DC 0 V2 4 0 AC 1 RPI10 1 2 189K RO10 2 0 3.03MEG GM10 0 2 1 2 0.792M RE10 2 0 50K RPI11 2 3 5.63K RO11 4 3 90.1K GM11 4 3 2 3 26.6M RE11 3 0 100 R2 4 0 115K .TF I(V2) V1 .AC LIN 1 1000 1000 .PRINT AC IM(V2) IP(V2) IM(V1) IP(V1) .END
Ω==≅=Ω= − kymSySxyMy 9.81 | 66.6 | 010 27.3 | 38.2 :Risultati 1-2221
1012
1-11
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11-146 ©Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock - 3/10/07
11.248
( )
( )( )
( ) ( ) ( ) VVVVVVVVVVV
VVVVVV
IIAIIIAIII
AIIIAIIIAII
CEECEC
CECECECE
ECECCECE
F
CCCCCCCC
CCCC
CCREFCF
6.13157.07.00 | 9.124.1157.007.0 | 3.297.01515 | 4.17.07.0
7.0 | 7.157.015
2 | 50 | 50
50 | 502
| 100 : elevato Supponendo a
1123
10987
5421
89862731
46311
5411
=−−−−==+−−−====+−−==+==
===−−==
=======
========
βμμ
μμμβ
Q 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 IC (μA) 100 100 -50 -50 -50 -50 50 50 --- 100 100 VCE (V) 11.7 11.7 -12.9 -0.7 -0.7 -12.9 1.4 1.4 29.3 0.7 13.6 (b) Il transistore Q11 replica la corrente di riferimento. Questa corrente si divide in due e controlla due specchi di corrente identici formati da Q4-Q3 e Q5-Q6. Le correnti di Q1 e Q7, e Q2 e Q8 sono uguali alla corrente di uscita di Q3 e Q4.
(c) v1 è l’ingresso invertente; v2 è l’ingresso non invertente.
1gm5
Q6
Q2
+-
vid2
io2
Differential-mode Half Circuit
gm5 = gm6 | gm2 = 2gm6 | ro8 = ro6 | io = gm6ve6
ve6 = vidgm2
1+ gm21
gm5
1gm6
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟
= 12
vid | io = gm612
vid
Gm =12
gm6 =14
gm2 =14
40( )100μA( )=1.00 mS
Rout = ro8 Rout6 = ro8 ro6 1+ gm6
1gm5 + gm2
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟
⎡
⎣ ⎢
⎤
⎦ ⎥
Rout = ro8 1.33r06 =61.4V50μA
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ 1.33 72.9V
50μA⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ = 752 kΩ
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11.249
( )
( )( ) ( )
( ) VVVVVVVVVVV
VVVVVV
IIAIIIAIIAIIIII
IIIIAII
CECEEC
CEECEC
CECECECE
F
CCCCCCCC
CCFCC
F
CBCCREFCF
6.13157.07.00 | 7.0 | 4.1=7.0+7.0=3.297.01515 | 9.124.1157.00
4.17.07.0 | 7.157.015
2 | 50 | 505022
= | 100 : elevato Assumendo a
1098
743
6521
57642531
81043
889108
=−−−−===+−−==+−−−==
=+===−−==
===========
====
βμμμβ
βμβ
Q 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 IC (μA) 50 50 -50 -50 50 50 --- -100 --- --- VCE (V) 11.7 11.7 -12.9 -12.9 1.4 1.4 29.3 1.4 0.7 13.6 (b) I transistori Q9 e Q10 formano uno specchio di corrente che replica la corrente di base del transistore Q8. La corrente di uscita si divide in due e da origine alle correnti di base di Q3 e Q4. Dato che Q3 e Q4 sono uguali a Q8, le correnti di collettore di Q1-Q6 saranno tutte uguali a IREF/2.
(c) v1 è l’ingresso invertente; v2 è l’ingresso non invertente.
Q4
Q2
+-
vid2
io2
Differential-mode Half Circuit
gm2 = gm4 | ro6 = ro4 | io
2= gm4ve4 | io = 2gm4ve4
ve4 =vid
2gm2
1+ gm21
gm4
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟
=14
vid | io = gm4vid
2
Gm =12
gm4 =12
gm2 =12
40( )50μA( )=1.00 mS
Rout = ro6 ROUT4 = ro6 ro4 1+ gm4
1gm2
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟
⎡
⎣ ⎢
⎤
⎦ ⎥
Rout = ro6 2ro4 =61.4V50μA
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ 2 72.9V
50μA⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ = 864 kΩ
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