1Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Spannungsregler Linear low-drop regulator Vin...

1 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

Spannungsregler

Linear low-drop regulator

Vin Vout

Referenzspannung

2 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

Spannungsregler - Kleinsignalmodell

3 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

Spannungsregler - Kleinsignalmodell

4 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

Spannungsregler - Kleinsignalmodell

+

-

5 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

Invertierender Verstärker

+

-Rg Cg

Cf

Cd

Rd

Vgs

gmVgs

6 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

Invertierender Verstärker - ?

1

1)(

12

2

10

DaDa

DbTDT

+

-fdgddgg CRRCRCRa )(1

)(2 fdfgdgdg CCCCCCRRa

gfd

gdm RRR

RRgT

0

Rg

Rf

Rd

+

-Rg

Rf

RdfR

f

C RIsC

I RC II

ffCRs

1 ffCRb 1

Cd

Cf

Cg

Cd

Cf

Cg

7 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

Invertierender Verstärker

+

-1

1)(

1101

Da

ADA OLOL

gOL RA 10

gfg RCCa )(1

Rg

Rf

Rd

8 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

Invertierender Verstärker

+

-1

1)(

12

2202

DaDa

bDADA OLOL

dmOL RgA 20

)( gfg CCRb

fdgddgg CRRCRCRa )(1

)(2 fdfgdgdg CCCCCCRRa

Rg

Rf

Rd

+

-Rg

Rf

01

sC

I

sCR

RI

fgg

g

9 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

Invertierender Verstärker

1

1)(

12

2

10

DaDa

DbADA FF

+

-

fdg

dgF RRR

RRA

0

fdgddgg CRRCRCRa )(1

)(2 fdfgdgdg CCCCCCRRa

ffCRb 1

10 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

Invertierender Verstärker

)(1

)()()()( 21

DT

DADADADA FOLOL

FB

1)1()(

)/1()(

2

DRgCCRCCRDCCCCCCRR

DgCRgRDA

dmfggfdddfdgfgdg

mfdmgF

1

11

/1

1)(

0

112

0

2

10

0

0

D

TTba

DTa

ADbA

T

ADA OLFOL

FB

11

)1()(

21

DD

DRgRDA

pp

zdmgF

1

1)(

2

DCRCRDCCRRRgRDA

ggdddgdgdmgF

11

1)(

DCRDCRRgRDA

ggdddmgF

fdgddgg CRRCRCRa )(1

)(2 fdfgdgdg CCCCCCRRa

ffCRb 1

1

)/1()(

2*

DRgRCDCRR

DgCRgRDA

dmgfdg

mfdmgF

fdg

dgF RRR

RRA

0

gdmOL RRgA 0

fdg

dgm RRR

RRgT

0

1

/1)(

112

2

1

DTbaDa

ADbAADA OLFOLFB

fR

0fC

11 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

Invertierender Verstärker – Pole Splitting

11

1)(

DCRDCRRgRDA

ggdddmgF

Cg

Rg

CdRd

Cf

1

)/1()(

2*

DRgRCDCRR

DgCRgRDA

dmgfdg

mfdmgF

ddpggp CRCR 21 ,

fm

fggdfdpfdmgp Cg

CCCCCCCRgR

21 ,

1/τ

τp1τp2

Cf

ggCR/1 ddCR/1

fgmg CRgR/1 dg

m

CC

g

12 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

Spannungsregler – T und AOL

11

)1()(

21

DD

DRgGRDT

pp

zdmg

-

+

11

)1()(

21

DD

DRgGRDA

pp

zdmgOL

gsGv

gsv

dmg RgGRT 0

13 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

Spannungsregler – AFB

-

+

1

1)(

0

21

0

221

T

D

T

DDA

ppppFB

0

12 5.0

Tp

p

dm

fdmdfdgfgd RGg

CRgCCCCCCR

2

5.0)(

G

CgCCCCCC fmdfdgfg

2

5.0

14 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

Bode Plot

)(log iT

log

log

0180

0

11

1)(

21

pp

z

ii

iTiT

1p 2p z

1p

090

-1 / Dekade

+1

-1

15 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

Bode Plot

)(log iT

log

log

0180

0

1p 2p z

1p

090

-1 / Dekade 11

)1()(

210

DD

DTDT

pp

z

16 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

Zero - Kompensation

+

-

17 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

Zero - Kompensation

+

-

11

)1()(

21

DD

DADA

pp

z

GSf

C VsC

I

GSmC VgI f

m

C

gs

m

fz g

C

Vgs

Cf

18 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

Zero - Kompensation

GSCcf

C VIRDC

I

GSmC VgI cmf RgC

D

/1

1

cmfz RgC /1

+

- Vgs

Cf

19 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

Zweistufiger Verstärker

20 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

Zweistufiger Verstärker

11

)1(

)(

2212

2221

DgRRCDgC

CCCCCC

Dg

C

RgRDA

mfmf

outininfoutf

m

f

11

)1(

)(

2212

2221

DgRRCDg

C

Dg

C

RgRgDA

mfm

out

m

f

IN

fC

outC

inC

2T

INT

21 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

Zweistufiger Verstärker

11

)1(

)(

2212

2221

DgRRCDgC

CCCCCC

Dg

C

RgRDA

mfmf

outininfoutf

m

f

11

)1(

)(

2212

2221

DgRRCDg

C

Dg

C

RgRgDA

mfm

out

m

f

IN

fC

outC

inC

2T

INT

f

m

C

gGBW 1

1mf gCGBW

12

5.0m

f

m

out

g

C

g

C

12 2 mf

outm g

C

Cg

22 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

Dreistufiger Verstärker

23 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

Dreistufiger Verstärker

fCCC

24 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

Dreistufiger Verstärker

25 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

Dreistufiger Verstärker

1

1)(

3322

32332

DRgRCDCCRR

RgRDAfoutf

11

1)(

1

1

3322

323322

DRC

RDC

DRgRCDCCRRRgRgDT

C

C

foutf

11

1)(

1

1

3322

323322

DRC

R

DRgRCDCCRRRgRgDA

CfoutfOL

26 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs

Dreistufiger Verstärker

1

1)(

332212

33213

321332211

DCRgCRgRDCRgCRRDCCCRRR

RgRgRgDAfCfCoutfC

F

111

1)(

3322123

332211

DCRgCRgRD

g

CD

g

CRgRgRgDA

fCfout

F

CC

gGBW 1

fC

g22

outC

g33