¿Cómo calcular la transconductancia de este circuito?

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¿Cómo calcular la transconductancia de este circuito?

Física
modo común
transistores
diferencial
espejo actual
transconductancia

tendero

tengo este circuito

donde los bloques "FES" son simples espejos de corriente y el bloque "PD" es un par diferencial. Todos los transistores en esos bloques son BJT, NPN o PNP, respectivamente.

Encontré todos los valores de CC, pero cuando intento analizar el circuito con una señal pequeña, me pierdo. Quiero encontrar la transconductancia con modo diferencial y modo común, es decir $G_{md} = \frac{i_l}{v_{id}}$ y $G_{mc} = \frac{i_l}{v_{ic}}$ , tanto cuando $v_o=0$ (es decir, se quita RL). También estoy teniendo problemas para encontrar las resistencias de entrada, es decir $R_{ic}$ y $R_{id}$ . Yo creo $R_{id}=2r_{\pi}$ y $R_{ic}=r_{\pi}+2\beta r_{o_{10}}$ pero no estoy seguro.

¿Cómo debo empezar?

Nils Pipenbrinck

Tal vez esto ayude: el circuito parece un amplificador de transductancia operacional de libro de texto como el CA3080 con una corriente de polarización fija generada por T11. Entonces, los mismos cálculos de Gm que se aplican a las OTA también deberían aplicarse aquí.

tendero

@NilsPipenbrinck Ese es un buen consejo, gracias. Desafortunadamente, no he encontrado nada en Internet que me ayude con esto. ¿Podría proporcionar un enlace o algo?

Con3ro

T1 se muestra con alguna conexión incorrecta; es un seguidor de fuente, puerta conectada a tierra, que alimenta una entrada de espejo que está sujetada con diodos a Vdd. No tiene función de limitación de corriente.

carloc

Creo que deberías dibujar los dos bloques de construcción básicos, FES y PD, cada uno solo y estudiarlos para

g_{md}

$g_\text{md}$ ,

g_{mc}

$g_\text{mc}$ ,

r_{id}

$r_\text{id}$ etcétera. Esto debe ser bastante simple, son solo un par de BJT en una configuración conocida. Puede usar estos resultados en su amplificador completo. (Diferencial PS, las cantidades de señal pequeñas deben escribirse en pequeño, no en mayúsculas).

Respuestas (1)

¿Cómo calcular la transconductancia de este circuito?

Tal vez esto ayude: el circuito parece un amplificador de transductancia operacional de libro de texto como el CA3080 con una corriente de polarización fija generada por T11. Entonces, los mismos cálculos de Gm que se aplican a las OTA también deberían aplicarse aquí.
@NilsPipenbrinck Ese es un buen consejo, gracias. Desafortunadamente, no he encontrado nada en Internet que me ayude con esto. ¿Podría proporcionar un enlace o algo?
T1 se muestra con alguna conexión incorrecta; es un seguidor de fuente, puerta conectada a tierra, que alimenta una entrada de espejo que está sujetada con diodos a Vdd. No tiene función de limitación de corriente.
Creo que deberías dibujar los dos bloques de construcción básicos, FES y PD, cada uno solo y estudiarlos para $g_\text{md}$ , $g_\text{mc}$ , $r_\text{id}$ etcétera. Esto debe ser bastante simple, son solo un par de BJT en una configuración conocida. Puede usar estos resultados en su amplificador completo. (Diferencial PS, las cantidades de señal pequeñas deben escribirse en pequeño, no en mayúsculas).

Con3ro · Answer 1

Este es un amplificador de transconductancia operacional (OTA).

La transconductancia de la OTA es un cálculo bastante complejo si desea el modelo de señal grande, y lleva algunas páginas configurarlo... la diferencia de transconductancia del par T1-T2 es una tangente hiperbólica, con dependencia de la temperatura, y eso se propaga a la salida.

Ver _ Análisis y diseño de circuitos integrados analógicos por Gray y Meyer para una discusión (capítulo 3 sección 4).

La entrada de modo común R dependerá, sospecho, del voltaje temprano de T10. Cree un modelo Spice, con especificaciones de transistores realistas, para resolver los diversos parámetros.

Uhm, lo siento, pero no puedo entender qué tiene que ver el análisis de señal grande con la solicitud de señal pequeña de @Tendero
Las entradas OTA son verdaderamente diferenciales, no hay inferencia de que una deba ser una señal a tierra, sino que cada entrada puede tomar cualquier valor sujeto a los rangos de modo común y diferencia.
Oh, sí, no importa el diferencial o el extremo único, incluso podemos llevarlo a la saturación o al corte, pero eso no es lo que preguntó @Tendero. Dijo que ha realizado un análisis de polarización de CC y que ahora estudiará la pequeña señal, es decir, el sistema linealizado alrededor del punto de polarización encontrado. Solo creo que introducir algunos extras (pesados) en este punto solo puede arruinarlo.
Si el punto de polarización elegido es con las entradas balanceadas y la corriente de salida cercana a cero, el modelo de 'pequeña señal' funciona. Si la corriente de salida NO está cerca de cero, los voltajes de entrada son significativamente desiguales. Su punto de polarización podría estar en cualquier lugar en el rango de señal grande, y el punto de transconductancia pico solo es válido para un punto de operación de entrada diferencial (el que da corriente de salida cero).

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