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EE640 Eletrônica Básica IIProf. Fabiano Fruett
Amplificadores Diferenciais
Referências:
• Ravazi, B., Design of Analog CMOS Integrated Circuits, McGrawHill, 2001
• Sedra & Smith, Microelectronics, 5th ed. , 2000
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Sinais únicos (single-ended) e sinais diferenciais
3Fonte: Ravazi, B., Design of Analog CMOS Integrated Circuits, McGrawHill, 2001
Fonte de ruído devido ao acoplamento
4Fonte: Ravazi, B., Design of Analog CMOS Integrated Circuits, McGrawHill, 2001
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Soluções para redução do acoplamento
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Operação diferencial
Sinal complementar Fonte de ruído complementar
Fonte: Ravazi, B., Design of Analog CMOS Integrated Circuits, McGrawHill, 2001
Transmissão e recomposição do sinaldiferencial
6Fonte: http://en.wikipedia.org/wiki/Differential_signaling
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Sinais diferenciais
• Vantagens sobre os single-ended– Imunidade ao ruído de modo comum (sinal e
fonte de alimentação)
– Maior excursão do sinal
– Circuito de polarização simplificado
– Boa característica de linearidade
• Desvantagem da utilização de amplificadores diferenciais integrados– Consumo de aproximadamente o dobro de área
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Par diferencial simples
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Dependência do nível de modo comum na corrente de polarização
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Polarização por fonte de corrente
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Análise qualitativa da característica de entrada/saída do par diferencial:
Análise do par diferencial MOS
10Sedra & Smith, Microelectronics, 5th ed. , 2000
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Análise em Modo Comum
11Sedra & Smith, Microelectronics, 5th ed. , 2000
Estudo do intervalo de operação diferencial (limites de linearidade e saturação)
12Sedra & Smith, Microelectronics, 5th ed. , 2000
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Variação das correntes de dreno devido a tensão diferencial de entrada
13Sedra & Smith, Microelectronics, 5th ed. , 2000
Análise do par diferencial
14Sedra & Smith, Microelectronics, 5th ed. , 2000
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Faixa Linear de operação do par diferencial MOS com relação a transcondutância
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22D
m ox DOV
I Wg C I
V Lµ= =
Sedra & Smith, Microelectronics, 5th ed. , 2000
Análise de pequenos sinais
16Sedra & Smith, Microelectronics, 5th ed. , 2000
9
Efeito de r0 sobre a análise de pequenos sinais
17Sedra & Smith, Microelectronics, 5th ed. , 2000
Relação de Rejeição de Modo Comum(CMRR)
18Sedra & Smith, Microelectronics, 5th ed. , 2000
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O par diferencial com TBJ
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Operação com pequenos sinais
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Tensão de offset de entrada
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Fatores que contribuem para a tensão de offset:
_ Descasamento nas resistências de carga_ Descasamento geométricos (W/L)_ Descasamento emVt
_ Descasamento na mobilidade
Sedra & Smith, Microelectronics, 5th ed. , 2000
Par diferencial com carga ativa (Espelho de Corrente Ativo)
22Fonte: Ravazi, B., Design of Analog CMOS Integrated Circuits, McGrawHill, 2001
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Análise do par diferencial com carga ativa
23Sedra & Smith, Microelectronics, 5th ed. , 2000
Impedância de saída e ganho do par diferencial com carga ativa
24Sedra & Smith, Microelectronics, 5th ed. , 2000
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Ganho em modo comum e CMRR
25Sedra & Smith, Microelectronics, 5th ed. , 2000
FIM
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