Análisis de circuitos complejos

El modelo opamp ideal se puede utilizar para calcular la ganancia.

Rin es idealmente infinito, ya que la resistencia de puerta de los transistores MOS también es infinita.

La ganancia se puede calcular encontrando la corriente a través del BJT en la salida, y la salida será simplemente igual a esta corriente multiplicada por R5. Esta corriente también es igual a [Vout (salida del inversor) - Vss] / R3.

La resistencia de salida es simplemente igual a R5||ric , donde ric es la resistencia vista desde el colector del bjt, puedes ver el cálculo de la misma en este documento http://users.ece.gatech.edu/ mleach/ece3050/notes/bjt/BJTBasics.pdf

Lo que no entiendo es por qué este circuito tiene diferentes valores para los voltajes de suministro, es decir, VDD, VSS o el símbolo de tierra. Por lo tanto, no calculé las corrientes y no estoy seguro del voltaje base de el bjt.

El circuito se puede presentar como dos etapas amplificadoras en cascada: un amplificador CMOS y el siguiente amplificador operacional (por cierto, no veo mucho sentido en esta cascada ya que no hay retroalimentación negativa en la etapa CMOS). Entonces, la ganancia de voltaje general será un producto de las dos ganancias de voltaje parciales.

Ahora sobre la ganancia de la parte del amplificador operacional. En primer lugar, debemos entender qué es este circuito. No hay nada interesante en la fuente de voltaje +Vss y el divisor de voltaje R1-R2: sirven como una fuente de voltaje de compensación (polarización) que cambia la tierra virtual y la entrada inversora del amplificador operacional. Esta polarización positiva es necesaria ya que la corriente de entrada debe ingresar a R3 (para fluir de izquierda a derecha a través de R3) para que la unión base-emisor Q2 esté polarizada directamente.

El resto del circuito del amplificador operacional puede considerarse como un "amplificador inversor no inversor" :) ya que, por un lado, esta es una configuración inversora que mantiene una tierra virtual constante en la entrada inversora del amplificador operacional ... pero desde por otro lado, el voltaje de salida VR5 aún tiene la misma polaridad que el voltaje de entrada Vin del circuito del amplificador operacional (el voltaje de salida CMOS). Como la misma corriente I = Vin/R3 fluye a través de las tres resistencias R3, R4 y R5, la ganancia de voltaje general del circuito del amplificador operacional es VR5/VR3 = R5/R3.

Es interesante ver la conexión entre este circuito de amplificador operacional y el amplificador de emisor común con una degeneración del emisor: en ambas etapas de amplificación con retroalimentación negativa, la ganancia es simplemente una relación entre dos resistencias (R5/R3 y -Rc/ Re).