Si tenemos un inversor CMOS operando en su 'región lineal, ¿cuál sería la conductividad efectiva del inversor?
Si tenemos un inversor CMOS operando en su 'región lineal, ¿cuál sería la conductividad efectiva del inversor?
Hablando de "transconductancia", te refieres a un circuito en el que se utiliza un inversor CMOS como amplificador lineal. Esto es posible si arreglamos un punto de operación de dc adecuado en la parte media de la característica de transferencia Vout = f (Vin). Esto se puede hacer simplemente con una resistencia de retroalimentación RF entre la salida y la entrada. Esta resistencia de retroalimentación RF actúa como una carga, junto con una resistencia de carga adicional RL (si existe).
Por lo tanto, la resistencia de carga efectiva es Reff = RF || RL. Además, se debe considerar la resistencia de salida CMOS finita (dinámica) r, o .
Si no hay retroalimentación de señal, el voltaje de entrada se conecta a través de un condensador de acoplamiento al terminal de puerta común y la ganancia disponible es
A=gm*(Reff||r,o)
De esto podemos deducir que la transconductancia efectiva es
gm = A / (Reff || r, o) .
En caso de que la tensión de entrada tenga una fuente de resistencia interna Rin, tenemos una señal de retroalimentación negativa y la ganancia de tensión se reduce de manera correspondiente.
No recuerdo haber leído esto en un libro, pero puedo tratar de derivarlo. (Aquí se considera un inversor de bucle abierto sin que se cargue nada más)
La transconductancia (\ $ g_m \ $) se define como:
$$ g_m = \ frac {\ partial I_ {out}} {\ partial V_ {in}} $$
La transconductancia de un NMOS se conoce como:
$$ g_ {mn} = \ frac {\ partial I_ {ds}} {\ partial V_ {gs}} $$
Según esto y this , la transconductancia de un PMOS se da como:
$$ g_ {mp} = \ frac {\ partial I_ {sd}} {\ partial V_ {sg}} $$
Si definimos \ $ I_ {out} \ $ para un inversor, a alguna carga como:
$$ I_ {out} = I_ {p} - I_ {n} = I_ {sd, p} - I_ {ds, n} $$
La diferenciación \ $ I_ {out} \ $ debería proporcionar \ $ g_m \ $ de un inversor:
$$ g_m = \ frac {\ parcial I_ {sd, p}} {\ parcial V_ {en}} - \ frac {\ parcial I_ {ds, n}} {\ parcial V_ {en}} = - g_ {mp} - g_ {mn} $$
Tenga en cuenta que \ $ V_ {gs, n} = V_ {in} \ $ y que \ $ V_ {sg, p} = V_ {DD} -V_ {in} \ $.
La carga debe ser \ $ r_ {dsn} \ | r_ {dsp} \ $, por lo tanto, un inversor de bucle abierto debe tener una pequeña ganancia de voltaje de señal de:
$$ A_V = - (g_ {mn} + g_ {mp}) (r_ {dsn} \ | r_ {dsp}) $$
Para las cantidades, creo que debería tenerse en cuenta que:
Hay muchos papeles en "puertas flotantes" e inversores. Los inversores son realmente muy agradables y amp; Amplificadores de GBW muy altos. Si tomas el control de cada transistor individualmente, también puedes obtener un nivel de corriente sensible, mientras que probablemente se pueden agregar cascadas para ayudar a la ganancia de voltaje.
Si alguien ve un error, corríjame.
Ediciones: agregué una definición de \ $ I_ {out} \ $ y \ $ g_ {mn} \ $, \ $ g_ {mp} \ $. Esto cambió algunos signos alrededor del \ $ g_m \ $ resultante
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