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Dimensionare nMos

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[31] Re: Dimensionare nMos

Messaggioda Foto UtenteMJ990 » 4 lug 2012, 9:26

Ho provato a fare l'analisi a ciclo chiuso utilizzando i partitori di corrente, con
I1 corrente che scorre su C1, I2 che scorre su C2 e I3 che scorre su C3
ho posto Z=1/sC

\[I1=-gmvgs \frac{R2//r0}{Z+R2//r0}\]

\[I2= I1*\frac{R5}{Z+R5}\]

\[I3= I2*\frac{R6}{Z+R6}\]

\[Vout=I3*R1//R4\]

poi ho fatto \[\frac{Vout}{vgs}= -gm \frac{R2//r0}{Z+R2//ro}\frac{R^{3}}{(R+Z)^2}\]

dove R=R5=R6=R1//R4
fin qui sarebbe corretto come procedimento?

Ho posto la Im[AB]=o, ottenendo \[\omega 0=\sqrt{\frac{1}{R^2C^2-2RC^2(R2//r0)}}\], che non se sia giusto o plausibile

per quanto riguarda la Re[AB]>1, i calcoli sono abbastanza incasinati e non mi sembra il caso di metterli, anche perché mi ci vorrebbe un'ora.
Piuttosto chiedevo, sarebbe possibile, e corretto, moltiplicare direttamente il guadagno A del MOS con il guadagno beta della retroazione (che è una formula nota), o anche usare la tensione su R2//ro calcolata dal solo circuito AC del MOS, \[Vu= -gm*vgsR2//r0\], come tensione di ingresso alla retroazione, in modo da evitare l'utilizzo dei partitori di corrente?
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[32] Re: Dimensionare nMos

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 4 lug 2012, 11:51

La formula per il calcolo della parte immaginaria e della frequenza potrebbe essere giusta. L'avevo ricavata tempo fa, non la ricordo, ma aveva un aspetto tipo quella.

Quello che si fa e` di scegliere R>>R2//r0 in modo che il MOS e il suo carico sia un buon generatore di corrente rispetto alla rete RC.

Tieni presente che con le varie approssimazioni introdotte e` possibile che il guadagno di anello venga minore di 1 e quindi il circuito non oscilli. Staremo a vedere :)
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[33] Re: Dimensionare nMos

Messaggioda Foto UtenteMJ990 » 4 lug 2012, 14:03

Potrei prendere R=20*R2//r0.

però non mi hai risposto all'ultima domanda.
se provassi a inserire la omega0 trovata nella parte reale verrebbe una cosa alquanto complicata. per questo ti chiedevo se era possibile "semplificare" il tutto, moltiplicando due formule note (la Av del MOS con la beta della retroazione), oppure se devo necessariamente calcolare manualmente la formula.

edit: il procedimento dei partitori è sviluppato correttamente o ci sono degli errori?
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[34] Re: Dimensionare nMos

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 4 lug 2012, 15:07

Ho rifatto i conti, a me la pulsazione a cui la fase e` nulla viene

\omega=\sqrt{\frac{1}{6(RC)^2+4C^2R(R_2/\!/r_0)}}

dove Ru e` il parallelo fra R2 e r0. Il guadagno di tensione necessario (-gm Ru) e vale

29+23\frac{R_u}{R}+4\left ( \frac{R_u}{R}\right )^2

Sono possibili errori di calcolo perche' non sono molto in forma.
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[35] Re: Dimensionare nMos

Messaggioda Foto UtenteMJ990 » 4 lug 2012, 15:16

aspetta
per il calcolo della pulsazione hai usato anche tu i partitori nello stesso modo in cui l'ho fatto io? nel senso, le formule che ho usato, sono corrette? io avevo dei dubbi su quella della I3 e non vorrei averla sbagliata.

La seconda espressione da dove l'hai tirata fuori?? è la \[\frac{Vout}{Vtest}\], con la omega ricavata prima sostituita? ma la C che fine ha fatto?
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[36] Re: Dimensionare nMos

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 4 lug 2012, 15:23

I partitori non mi sembrano giusti: la Z cambia a seconda di quante celle ci sono dopo. Ho risolto con tre nodi dopo aver fatto l'equivalente Thevenin del generatore del MOS e R2//r0.

Se metti la pulsazione a sfasamento nullo nell'espressione delgaudagno di tutto il circuito, la parte immaginaria va via e la parte reale che rimane, a meno della gm per la resistenza di carico, da` l'attenuazione del sistema e quindi il reciproco da` il guadagno necessario.

Non e` l'unico modo di fare il conto, ma mi e` venuto in mente questo.
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[37] Re: Dimensionare nMos

Messaggioda Foto UtenteMJ990 » 4 lug 2012, 16:03

praticamente trasformo il circuito dal primo al secondo


dove \[Vth= -gmvgsRu\], ho messo il meno in modo da avere il + sopra e il - sotto

poi applico thevenin ai capi prima di R5 e poi di R6, ottenendo i circuiti


con Vaa, Zaa, Vbb e Zbb ottenuti sempre tramite thevenin.

alla fine avrei quindi \[Vout=Vbb\frac{R1//R4}{C+R1//R4+Zbb}\]

giusto?
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[38] Re: Dimensionare nMos

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 4 lug 2012, 16:22

Mi pare di si`, ma se fai due equazioni a questi nodi



e poi un partitore di tensione fra i due ultimi elementi, forse fai prima.
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[39] Re: Dimensionare nMos

Messaggioda Foto UtenteMJ990 » 4 lug 2012, 16:27

lo so che farei prima, ma non mi ricordo come si fa :(
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[40] Re: Dimensionare nMos

Messaggioda Foto UtenteMJ990 » 4 lug 2012, 17:01

sto facendo i calcoli ma mi è venuto un dubbio
il - che ho messo sulla Vth per cambiare il verso dei +/-, me lo ritrovo alla fine e mi verrebbe tutto negativo.
oppure non ce lo devo mettere quando poi vado a calcolare le condizioni da barkhausen?
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