| Διάλεξη 5: Σήμερα το μάθημα έχει τα κυκλώματα αναφοράς. Είδαμε προηγουμένως την προηγούμενη φορά τα κυκλώματα ανόρθωσης και κάποια έννοια της τάσης αναφοράς μέσα στα πλαίσια της λειτουργίας της διόδου Zenner. Θα δούμε, όμως, σήμερα και άλλα κυκλώματα αναφοράς. Θα δούμε και άλλα κυκλώματα αναφοράς. Θα δούμε, όμως, σήμερα και άλλα κυκλώματα αναφοράς τα οποία μπορούν να αξιοποιηθούν σε πολύ χαμηλότερες τάσεις. Καταρχήν, γιατί χρειαζόμαστε τέτοια κυκλώματα. Χρειαζόμαστε σχεδόν σε όλες τις εφαρμογές. Σε όλα τα κυκλώματα ολοκληρωμένα υπάρχουν τέτοια μέσα κυκλώματα. Γιατί σε αυτά βασίζεται κάποια σύγκριση. Όπου υπάρχει ένα ρεύμα αναφοράς ή μία τάση αναφοράς. Και το βλέπουμε αρκετά συχνά αυτό. Εκεί ακριβώς χρειάζονται αυτά τα κυκλώματα τα οποία θα μας δώσουν ένα σταθερό ρεύμα ή μία σταθερή τάση. Και όταν λέμε σταθερή εννοούμε και ανεξάρτη από μεταβολές εξαιτίας της τροφοδοσίας και εξαιτίας της θερμοκρασίας. Αυτές είναι οι δύο κύριες παράμετρες που μας ενδιαφέρουν. Ας κάνουμε λοιπόν μια αναδρομή λίγο σε κυκλώματα που ήδη γνωρίζουμε. Που είναι η πηγή ρεύματος Wheatler. Στην πραγματικότητα εδώ η κύρια εικόνα που βλέπουμε είναι ένας καθρέφτης. Μόνο που υπάρχει εκείνη η αντίσταση R2 η οποία διαφοροποιεί τη λειτουργία. Και από καθρέφτη ρεύματος το κάνει πηγή ρεύματος. Το είχαμε δει αυτό και στην ηλεκτρονική 1. Είναι πολύ βασικό κύκλωμα για την δημιουργία πηγή. Με αυτό το κύκλωμα δημιουργούμε καταρχήν, ορίζουμε δηλαδή τη μή κάποιου ρεύματος. Ενώ ο καθρέφτης είναι ένα κύκλωμα το οποίο καθρεφτείς. Δηλαδή έχουμε ένα ρεύμα και το αντιγράφουμε. Εδώ λοιπόν δημιουργούμε ένα ρεύμα. Η πηγή ρεύματος Wheatler μπορεί να φτιαχτεί είτε με διπολικά είτε με MOS transistor. Βλέπουμε εδώ την λειτουργία της, το κύκλωμά της για διπολικά transistor. Οι εξισώσεις είναι γνωστές. Η διαφορά των δύο τάσεων βάσης εκπομπου. Ουσιαστικά είναι η πτώση τάσης πάνω στην αντίσταση R2 προφανώς. Είναι η πρώτη εξίσωση. Και εάν λάβουμε υπόψη μας ότι η τάση Βεμπεέψιλον είναι συνάρτηση του ρεύματος εκπομπου και συλέκτη βέβαια. Δηλαδή το Βεμπεέψιλον 1 δίνεται από αυτήν εδώ τη σχέση συναρτήσης του ρεύματος. Ουσιαστικά εδώ είναι το ρεύμα ΙΣ, το ρεύμα συλέκτη. Το ΙΣ είναι η τυπική παράδοση του transistor, το ρεύμα κόρου του transistor. Και εξαρτάται από το μέγεθος transistor, δηλαδή όπως στα MOS transistor έχουμε το W και το L για το μέγεθος για να πούμε το ρεύμα. Εδώ η παράμετρος που καθορίζει τι σχέση έχει το κέδρο στο μέγεθος το ρεύμα που θα περάσει το transistor με το φυσικό μέγεθος του transistor είναι αυτή η παράμετρος το ΙΣ. Λοιπόν, έχουμε τη σχέση την ίδια μορφή και για το ΒΕΠΣΛΟΝ 1 και για το ΒΕΠΣΛΟΝ 2, οπότε θεωρώντας ότι τα δύο transistor καταρχήν ας πούμε είναι ίσα, προκύπτει ότι υπάρχει αυτή η σχέση μεταξύ των παραμέτρων ΙΙΝ, ΙΑΟΤ και της αντίστασης R2. Αν είμαστε στη φάση που θέλουμε να κάνουμε ανάλυση, δηλαδή έχουμε το ΙΙΝ και το R2 και πάμε να βρούμε το ΙΑΟΤ, τότε αυτό δεν έχει αναλυτική μορφή όπως προκύπτει εδώ, είναι μέσα στο λογάριθμο εδώ, οπότε ουσιαστικά για να βρείτε το ΙΑΟΤ χρειάζεστε μια διαδικασία δοκιμών, έτσι για να το κάνετε με το χέρι εννοώ, αλλιώς αν έχετε υπολογιστή λύνεται και βέβαια στην περίπτωση που έχουμε τη διαδικασία της σχεδίασης, δηλαδή ψάχνουμε να βρούμε την αρδία, τι ρεύμα έχουμε στην έξοδο, τι ρεύμα θέλουμε στην έξοδο και ψάχνουμε να βρούμε την αρδία, τότε λύνεται αμέσως και ουσιαστικά πιο πολύ σαν σχεδίασης βοηθάει αυτή η εξίσωση. Βέβαια αυτή η πηγή με δεδομένο ότι το ΔΒΑΕ είναι γενικά μικρό, είναι κατάλληλη για ρεύματα της τάξος των μικροαμπέρ, όπου δηλαδή σε ολοκληρωμένα κυκλώματα χρειαζόμαστε τέτοιας τάξης ρεύματα, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την Wheatler, την είδαμε ήδη σε εφαρμογή για παράδειγμα στον τελεστικό ενισχυτή έτσι που σχεδιάσαμε με δύο βαθμίδες. Να παρατηρήσουμε εδώ επιπλέον ότι για την τάση ΒΑΕ συνήθως λέμε είναι σταθερή 0.6-0.7V, στις περισσότερες αναλύσεις που θα κάνουμε σήμερα και σε άλλες περιπτώσεις βεβαίως βλέπουμε εδώ ότι ψάχνουμε να βρούμε ποια είναι η τιμή της. Δηλαδή σε πρώτη προσέγγιση τη θεωρούμε 0.7V αν θέλουμε να κάνουμε μια πρόχειρη ανάλυση, στη συνέχεια όμως πρέπει να πάρουμε την αναλυτική μορφή γιατί προφανώς εδώ οι δύο ΒΑΕ δεν είναι ίδιες. Η διαφορά τους είναι μερικές δεκάδες ή το πολύ στην τάξη των 100μV. Επομένως στις περιπτώσεις αυτές είμαστε αναγκασμένοι να πάρουμε αυτή τη σχέση, δεν είναι η τυπική σταθερή τιμή τα 0.7V. Εδώ για πρώτη προσέγγιση αν μας δοθεί το ΒΣΕ και η τιμή της αντίστασης αρένα μπορούμε να πούμε ότι αυτό εδώ η τάση είναι 0.7V. Σε πρώτη προσέγγιση για να υπολογίσουμε καταρχήν το ΙΕ. Στη συνέχεια βέβαια ισχύουν οι αναλυτικοί τύποι. Επίσης εδώ να παρατηρήσουμε ότι σε πρώτη φάση θεωρούμε ότι η δημιουργία του ΙΕ είναι αποτέλεσμα της πτώσης τάσης πάνω σε μια αντίσταση. Θα δούμε και αυτό στη συνέχεια ότι και αυτό αλλάζει σε κάποια πιο βελτιωμένα κυκλώματα. Θα δούμε εδώ ποιο είναι το πρόβλημα από αυτήν την παραδοχή, από αυτήν την λύση και θα δούμε βελτιώσεις. Πάμε στο ίδιο κύκλωμα αλλά με MOS transistor και αυτό το είχαμε δει. Βασική εξίσωση για την λειτουργία του MOS transistor στην περιοχή κορέσμου. Έτσι εννοείται ότι εδώ τουλάχιστον σε αυτό το κύκλωμα έχουμε λειτουργία στην περιοχή κορέσμου του transistor. Οι συντελεστές, η συσχέτιση μεταξύ των διαφόρων συντελεστών αυτά είναι γνωστά. Η τάση V over voltage συναρτήσει, αν κάνουμε επίλυση δηλαδή θυμίζω ότι το V over voltage είναι ακριβώς αυτή η διαφορά. Είναι συμβολισμός της τάσης περιοδήγησης, η διαφορά αυτή λύνοντας αυτήν τη σχέση ως προς την τάση περιοδήγησης προκύπτει εκείνη εκεί η παράσταση τετραγωνική ρίζα του ρεύματος ΙΝ προς τον συντελεστή. Παίρνοντας και πάλι εδώ την τάση στον βρόχο αυτό, βλέπουμε πάλι την παρόμοια εξίσωση. Κάνοντας εδώ την αντικατάσταση, καταρχήν από εδώ όπως πάμε είναι φανερό. Αφαιρούμε δύο φορές, θεωρούμε ότι τα δύο transistor είναι ίδια, έχουν το ίδιο Vt. Επομένως αφαιρούμε και προσθέτουμε το Vt και τελικά εδώ εμφανίζεται η διαφορά Vgs-Vt και εδώ ομοίως Vgs-Vt. Αφαιρούμε και προσθέτουμε επαναλαμβάνω το Vt, θεωρώντας ότι τα δύο transistor έχουν την ίδια τάση κατωφλίου. Και επομένως ερχόμαστε σε μια τέτοια μορφή, η οποία εδώ πλέον αν το δείτε είναι δευτεροβάθμια ως προς τετραγωνική ρίζα του Ιout. Αν θεωρήσουμε λοιπόν ότι είναι το τετραγωνική ρίζα στο δετράγωνο, συντετραγωνική ρίζα επί κάποιου συντελεστή, μίαν το σταθερό όρο, έχουμε μια τυπική μορφή δευτεροβάθμιας εξίσωσης την οποία αντιλήνουμε ως προς ρίζα Ιout και επομένως τυπικά οι λύσεις είναι με αυτήν την μορφή. Βεβαίως αυτό εδώ το θέλουμε να είναι, θέλουμε ένα πραγματικό ρεύμα και επομένως θέλουμε ένα θετικό. Η μόνη περίπτωση λοιπόν είναι να πάρουμε το συν εδώ. Και έτσι εδώ βλέπουμε ότι στην περίπτωση αυτού του καθρέφτη έχουμε μία λύση ως προς το Ιout, ρητή. Δηλαδή αν τυχόν μας δοθεί η τιμή του ρεύματος εισόδου και της αντίστασης R2, τότε μπορούμε να υπολογίσουμε το Ιout. Έτσι λοιπόν υπάρχει ενώ στην που βλέπουμε ο καθρέφτη απλώς ήταν εκείνη η λογαρυθμική σχέση που δεν μας έδινε άμεση λύση για το Ιout. Εδώ έχουμε μία λύση, εν πάση περιτώση αυτή είναι η έκφραση με την οποία μπορούμε να υπολογίσουμε το Ιout. Ωραία, αυτή είναι μία λύση για να πάρουμε πηγή για ρεύματα της τάξος των μικροαμπέρ. Σε αρκετές περιπτώσεις όμως, ιδιαίτερα σε σχεδιάσεις χαμηλής κατανάλωσης, υπάρχει ανάγκη για ρεύματα της τάξος των νανοαμπέρ. Σε αυτή την περίπτωση λοιπόν έχουν προκαθεί δύο άλλα κυκλώματα τα οποία ονομάζονται πηγές με γης του ρεύματος και φυσικά υπάρχει με διπολικά και υπάρχει και το αντίστοιχο, θα δούμε αμέσως μετά, σε μοστρανζίστορ. Ποια είναι η λειτουργία αυτής της ποιής, βλέπετε εδώ παρόμοια πάλι έχουμε μία αντίσταση, έχουμε τα δύο τρανζίστορ εδώ και πάλι βλέπετε ότι με λίγο διαφορετική εξίσωση ουσιαστικά η διαφορά των ΒΕΕ2 τρανζίστορ έχει να κάνει με τόση τάσης πάνω σε αυτή την αντίσταση. Δείτε λίγο το ΒΕΕ1 είναι εδώ και το ΒΕΕ2 είναι εδώ, δηλαδή η αντίσταση να είναι εδώ και να είναι η διαφορά συνάρτηση των δύο ΒΕΕ, η πτώση τάσης πάνω στην αντίσταση εδώ είναι πάνω εδώ. Εδώ βλέπετε ΒΕΕ2, βλέπετε ΒΕΕ1 μειών την πτώση τάσης πάνω στην αντίσταση, μας δίνει το ΒΕΕ2. Αυτό που βλέπουμε σαν διαφορά είναι ότι η αντίσταση διαρέεται από το ρεύμα εισόδου και όχι από το ρεύμα εξόδου. Κατά τα άλλα και εδώ μπορούμε να γράψουμε την εξίσωση πάλι θεωρώντας ότι αυτά εδώ είναι συναρτήσεις των ρευμάτων συλλέκτη κατά τον γνωστό τύπο. Και επομένως εδώ μπορούμε να λύσουμε τη σχέση μεταξύ ΙΑΟΤ και ΙΙΝ και της τιμής της αντίστασης R. Λύνεται εδώ βλέπουμε, δηλαδή αυτή είναι η περίπτωση που θέλουμε να κάνουμε ανάλυση, δηλαδή έχουμε το ΙΙΝ, έχουμε τη τιμή του R και υπολογίζουμε το ΙΑΟΤ. Ενώ εάν τυχόν θέλουμε να κάνουμε σχεδίαση, δηλαδή ουσιαστικά το ζητούμενο είναι η τιμή της αντίστασης R, τότε και πάλι αντί να τη λύσουμε προς τη μία κατεύθυνση τη λύνουμε προς την άλλη κατεύθυνση έχοντας σαν άγνωστο το R και πάλι υπολογίζεται η τιμή της αντίστασης ανάλογα με τα επιθυμητά ρεύματα εξόδου και εξόδου. Εδώ σε όλες τις περιπτώσεις θυμίζω το ΒΤ αυτό που βλέπουμε εδώ, ΒΤ κεφαλαίο είναι η θερμική τάση, το γνωστό KΤ διακιού, σε θερμοκρασία δωματίου ας πούμε 27 βαθμούς, δηλαδή 300 βαθμή Κ, είναι τα γνωστά 26 μιλιβόλτ. Ωραία, θα μας χρειαστεί αυτή η παρατήρηση, θα δουλέψουμε αρκετά με αυτήν την τάση στη συνέχεια, όπως επίσης και με τη ΒΕ. Τώρα, τι βλέπουμε εδώ και να αιτιολογήσουμε λίγο και το μεγείς του ρεύματος. Εδώ ουσιαστικά βλέπουμε τη μεταβολή ΥΝ, τη σχέση ΥΝ-ΥΝ με βάση αυτή την εξίσωση που περιγράφει εδώ την συμπεριφορά αυτού του κυκλώματος, συναρτήση των αντιστάσεων, φυσικά εδώ βλέπουμε για τρεις διαφορετικές τιμές αντιστάσεων. Προσέξτε λίγο, εδώ το ΥΝ-ΥΝ στην αρχή, όσο οι τιμές ΥΝ είναι αρκετά μικρές, δεν επηρεάζει. Αυτός ο όρος είναι αρκετά μικρός και δεν επηρεάζει ιδιαίτερα, επομένως περίπου βλέπουμε μια γραμμική σχέση αύξησης με σκλήση σχεδόν ένα, δεν φαίνεται ακριβώς εδώ, γιατί δείτε από εδώ μέχρι εδώ είναι 10 μικρόαμπερ, ενώ μέχρι απάνω είναι 1.000 νάνο, δηλαδή ουσιαστικά είναι 1, το αντίστοιχο εκεί το 1.000 είναι το 1 εδώ. Άρα εδώ ουσιαστικά η κλήση είναι 1. Η αύξηση είναι γραμμική. Καθώς λοιπόν αυξάνει το ΥΝ, τα ρεύματα αυτά εδώ είναι περίπου ίσα, καθότι δεν υπάρχει μεγάλη διαφορά μεταξύ των δύο. Μιλάμε για πάρα πολύ μικρά ρεύματα. Κάποια στιγμή αρχίζει να αυξάνει φυσικά γραμμικά με το ΥΝ η πτώση τάσης εδώ. Αρχίζει να υπάρχει διαφορά. Εδώ αρχίζει να επιδρά ο όρος οδηγητικός και επομένως έχουμε έναν περιορισμό της αύξησης της τιμής του ρεύματος. Κάποια στιγμή, καθώς μεγαλώνει κι άλλο το ρεύμα εισόδου, τι συμβαίνει? Αυξάνεται αυτή η τάση, άρα μειώνεται αυτή η τάση. Αυξάνεται η πτώση τάσης εδώ πάνω, άρα κλέβει από την τάση ΒΕ2. Γιατί είπαμε ΒΕ1 είναι ίση με ΒΕ2 συν αυτή την πτώση τάσης. Και γι' αυτό έχουμε αυτή την μορφή πλέον, διότι ενώ αυξάνει το ΥΝ, το ρεύμα στην έξοδο μειώνεται. Γιατί υπάρχει πτώση τάσης πάνω στην αντίσταση αυτή και επομένως τελικά το ρεύμα στην έξοδο μειώνεται. Δεν το συζητάμε αυτή τη στιγμή, το ΥΝ θα μπορούσε να δημιουργείται πάλι μέσω μιας απλής αντίστασης. Δηλαδή το βλέπουμε σαν μετατροπή τάσης σε ρεύμα. Ο πιο απλός μετατροπέας είναι μια αντίσταση. Για να μετατρέψει ένα ρεύμα σε τάση και τάση σε ρεύμα, ο πιο απλός μετατροπέας είναι μια αντίσταση. Θα δούμε όμως ότι εδώ στη συνέχεια χρησιμοποιούμε την έννοια του ενεργού φορτίου. Θυμάστε και από τους ενισχυτές, βάζουμε έναν καθρέφτη, βάζουμε έναν τραζίστορ και πάλι θα δούμε. Θα τα δούμε όλα αυτά, θα κάνουμε πλήρες λύσεις. Όχι απαραίτητα. Εδώ το ενδιαφέρον είναι αυτό, ότι εδώ έχεις νανοαμπέρ. Δηλαδή θέλεις εσύ, πρόσεξε, με 10 μικροαμπέρ δημιουργία ρεύματος, να παίρνεις στην έξοδο για παράδειγμα 100 νανοαμπέρ σταθερά, σαν πηγή. Αυτό είναι το ζητούμενο αυτής της πηγής, είναι αυτό. Να έχεις σταθερά ρεύματα της τάξεως των νανοαμπέρ, ενώ δεν μπορείς εύκολα να δημιουργήσεις τέτοια πολύ μικρά ρεύματα. Γιατί θα αναγκαστείς, ας πούμε και πάλι εδώ, να βάλεις πολύ μεγάλη αντίσταση, που πολύ μεγάλη αντίσταση έχει θόρυπο. Άρα λοιπόν, εδώ σταθερά μικρά ρεύματα για σχετικά μεγάλες τιμές ρεύματος εισόδου. Και βέβαια λέγεται μεγείς του ρεύματος, διότι πράγματι υπάρχει μία τιμή, βλέπετε, που μεγιστοποιείται το ρεύμα, χωρίς αυτό να είναι κάτι κρίσιμο. Δεν υπάρχει κάποια εφαρμογή που να πούμε ακριβώς αξιοποιούμε αυτό το φαινόμενο ιδιαίτερα, προς το παρατηρούμε, έχουμε αυτή τη συσχέτιση και, επαναλαμβάνω, το ενδιαφέρον είναι ότι μπορούμε, ενώ έχουμε μεγάλα ρεύματα στην είσοδο, να πάρουμε σταθερό μικρό ρεύμα στην έξοδο. Η ίδια ανάλυση ποιοτικά για το κύκλωμα με MOS transistor, μόνο που εδώ βεβαίως οι εξισώσεις είναι οι εξισώσεις του MOS transistor, πάλι, φυσικά, η εξίσωση που συσχετίζει τις τάσεις, τις διαφορές Vgs με την αντίσταση A. Εδώ λίγο προσοχή, εδώ παίζει η αλλαγή της εξίσωσης. Διότι, αν τα transistor είναι στον κορεσμό, τότε ισχύει η εξίσωση που αναφέραμε σχετικά με τη συσχέτιση του ρεύματος, η γνωστή σχέση όπου το ρεύμα του transistor είναι ανάλογο του τετραγώνου της τάσης υπεροδίγησης. Ναι, αλλά εδώ μιλάμε για πάρα πολύ μικρά ρεύματα. Άρα, λοιπόν, υπάρχει περίπτωση αυτά εδώ τα transistor να μην είναι ακριβώς στον κορεσμό, αλλά να είναι σε αυτό που λέμε ασθενή αναστροφή, weak inversion, ή στην πραγματικότητα είναι στην αρχή περίπου εκεί της αχωγημότητας. Μιλάμε για VDS της τάξος των μερικών δεκάδων μιλιβολτ. Επομένως, σε αυτή την περίπτωση, ισχύει αυτή η σχέση. Δεν την έχουμε δει μέχρι τώρα, έτσι, την βλέπουμε για πρώτη φορά. Δεν συζητάμε καν για την αντίστοιχη σχέση στη γραμμική περιοχή. Θυμίζω, η σχέση στη γραμμική περιοχή είναι αυτή που προκύπτει έτσι όπου εκεί υπάρχει η συσχέτιση και με το VDS και με το VGS, αλλά δεν συζητάμε ούτε για εκείνη. Μιλάμε δηλαδή για την συμπεριφορά εδώ. Δεν συζητάμε για τον κορεσμό, δεν συζητάμε για την γραμμική περιοχή, συζητάμε για αυτή την περιοχή. Αυτή είναι η περιοχή στην οποία έχουμε πλέον εκθετική σχέση. Δηλαδή, είναι ένα μικρό τμήμα εδώ, όπου φαίνεται έτσι ότι εδώ η σχέση ρεύματος τάσης είναι εκθετική. Δεν είναι ούτε γραμμική, ούτε κορεσμού, είναι εκθετική. Σε περίπτωση, ξεκινάμε δεχόμενη αυτήν εδώ την εξίσωση, ισχύει για την περίπτωση της περιοχής αυτής εδώ, την οποία ονομάζουμε ασθενούς αναστροφής. Και βλέπουμε φυσικά συσχέτιση και έως προς την VGS, την Vover Voltage, και έως προς την VDS. Να πούμε ότι εμφανίζεται μια παράμετρος Jt, η οποία έχει αυτήν την συσχέτιση με τις παραμέτρες του τρανζίστορ. Δεν χρειάζεται να αναλύσουμε ιδιαίτερα. Είναι στοιχεία τα οποία έχουν να κάνουν με το συγκεκριμένο τρανζίστο, η συγκεκριμένη κατασκευή. Ένας συντελεστής 1 εδώ έχει τις τιμές μεταξύ 1,3 και 1,5. Δεν είναι ο ίδιος με το N που λέμε για τα διπολικά τρανζίστορ, έτσι. Αλλά παρόμοιας λογικής ο συντελεστής N, εδώ πέρα, με τιμές 1,3 έως 1,5. Αυτά όλα τα δεχόμαστε. Δεν μπαίνουμε σε περισσότερη ανάλυση αιτιολόγησης αυτών των τύπων για την λειτουργία στην ασθενή αναστροφή. Για να δούμε όμως τι συμπεράσματα μπορούμε να βγάλουμε από αυτήν την εξίσωση. Στην περίπτωση που έχουμε το Vds μεγαλύτερο 3 από 3 Vt, δηλαδή για να δούμε λίγο νούμερα αν αυτό είναι 25 mV, συζητάμε για Vds μεγαλύτερο από 75 mV. Σε αυτήν την περίπτωση αυτός ο όρος είναι ε εις την μειον 3, είναι αρκετά μικρός δηλαδή, έτσι ώστε αυτός ο όρος μπορεί να αγνοηθεί. Αυτό το ε εις την μειον 3 είναι περίπου 5 εκατοστά, δηλαδή αυτός ο όρος από 1 πάει στο 0,95. Για να έχουμε μια αίσθηση της προσέγγισης. Σε αυτήν την περίπτωση λοιπόν, εφόσον αυτό είναι μεγαλύτερο από 75-80 mV, μπορούμε να θεωρήσουμε ότι υπάρχει μόνο αυτός ο όρος, να κάνουμε μια προσέγγιση για το Vgs-Vt, και γυρνώντας πίσω και πάλι θεωρώντας εκεί ότι αφαιρούμε και προσθέτουμε την τάση κατωφλίου για να δημιουργηθούν οι όροι Vgs-Vt και στα δύο και για αυτό το τρανσίστορ και για το δεύτερο τρανσίστορ, αντικαθιστούμε αυτήν εδώ τη σχέση, η οποία είπαμε προέκυψε δεχόμενη αυτόν μόνο τον όρο για το ρεύμα. Έχουμε κάνει εδώ τις πράξεις και βγαίνει το Vgs-Vt, οπότε προκύπτει αυτή η λύση εδώ. Και έχουμε μια σχέση τελικά για το Jout, προκύπτει τελικά ότι το Jout είναι περίπου, είναι το Jin, βγαίνει στην μειών Jin δια nVt. Έτσι λοιπόν έχουμε μια σχέση παρόμοια με την προηγούμενη με το δημιουργικό τρανσίστορ. Αν τη συγκρίνουμε, παρόμοια σχέση, μόνο που εδώ υπάρχει αυτό το n, η μόνη διαφορά είναι αυτό το n εδώ κάτω. Άρα λοιπόν περιμένουμε και παρόμοια λειτουργία, παρόμοια, βλέπετε εδώ τις εξισώσεις, αν τις σχεδιάσουμε τι βλέπουμε. Στην περίπτωση που έχουμε κορεσμό, η ισχυρή αναστροφή όπως λέει εδώ, οι εξισώσεις του κορεσμού και κάνουμε το διάγραμμα, η σχέση είναι εδώ κάτω, δηλαδή ισχύει για σχετικά μικρά ρεύματα και βεβαίως έχουμε χαμηλές τιμές για το ρεύμα εξόδου. Στην περίπτωση της ισχυρής, της ασθενούς αναστροφής, έχουμε την εξίσωση που μόλις είδαμε. Βλέπουμε ότι αυτά τα δύο σχεδιαγράμματα είναι για N1.5, για θερμοκρασία 27 βαθμούς, δηλαδή 300 βαθμούς Κ, 10 κιλόμου αντίσταση και αυτές τις παραμέτρες για το συγκεκριμένο διάγραμμα για το τρανζίστο. Και από μένα βλέπουμε ότι και εδώ παρόμοια είναι η καμπύλη, αιτιολογούμε και εδώ το όνομα μεγείς του ρεύματος, και πάλι χωρίς να έχει κάποιο ιδιαίτερο ενδιαφέρον η κορύφωση αυτή, να έχουμε κάτι ιδιαίτερο να αξιοποιήσουμε. Το σημαντικό εδώ είναι ότι αυτό που βλέπουμε εδώ είναι το αποτέλεσμα δύο διαφορετικών εξισώσεων. Έχουμε κάνει προσέγγιση για να πάμε σε εκείνη την εξίσωση. Έχουμε πει δηλαδή ότι ισχύει για μεγάλες τιμές του VDS. Αν είναι μικρότερες οι τιμές του VDS, λιγότερο από τρία, πάλι ισχύει κάποια εξίσωση, έτσι, κάποια συμπεριφορά για το τρανζίστο. Θα έχουμε δηλαδή κάποιες ενδιάμεσες καταστάσεις, πάλι μπορούμε να σχεδιάσουμε, δηλαδή, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την πλήρη εξίσωση και να κάνουμε, απλώς, είναι πολύ πιο πολύ πλοχή. Αυτό, ουσιαστικά, θέλω να πω ότι η προσέγγιση έχει να κάνει για να πάρουμε τα ποιοτικά αποτελέσματα, τα ποιοτικά χαρακτηριστικά. Βεβαίως, μπορούμε να κάνουμε ανάλυση της συμπεριφοράς για οποιαδήποτε τιμή. Απλώς βγαίνει πολύ πιο πολύ πλοκή, σαν αναλυτική έκφραση. Και, απομένως, στην περίπτωση της σχεδίασης με MOS-τρανζίστορ, αυτής της δομής, με κυκλώματος, έχουμε παρόμοια συμπεριφορά και, επομένως, μπορούμε να το χρησιμοποιήσουμε σαν πηγή για πολύ μικρά ρεύματα. Και αρχόμαστε τώρα να δούμε τα προβλήματα που είπαμε στην αρχή. Δηλαδή, να δούμε τώρα τι γίνεται. Θέλουμε όλη αυτή τη συζήτηση, όλα αυτά τα κυκλώματα που θα συζητήσουμε σήμερα, θα θέλουμε να έχουν δύο βασικές ανεξαρτησίες. Δηλαδή, θέλουμε να είναι κατά το δυνατόν το ρεύμα ή οι τάσεις που μας δίνουν, ανεξάρτηται από την τάση τροφοδοσίας και ανεξάρτηται από την θερμοκρασία. Αυτές είναι οι δύο κύριες παράμετρες. Δηλαδή, ας πούμε, παίρνετε ένα κύκλωμα ολοκληρωμένο και σας λέω ότι αυτός ο τελεστικός ενισχυτής, για παράδειγμα, λειτουργεί με τάσεις τροφοδοσίας από 5-15 V ή από 3-8 V. Το λένε οι προδιαγραφές. Άρα, μέσα το κύκλωμα, όπου χρειάζεται κάποια ρεύματα ή κάποιες τάσεις σταθερές, αυτές όλες οι τάσεις και τα ρεύματα σταθερά αναφοράς θα πρέπει να είναι εξάρτητα από την τροφοδοσία. Δεν μπορεί να αλλάζει η λειτουργία του κυκλώματος ανάλογα από την τροφοδοσία, γιατί υποτίθεται ότι εγγυάται ο κατασκευαστής τη λειτουργία για μεγάλο εύρος διαχείμασης της τάσης τροφοδοσίας. Άρα, λοιπόν, ένα πρόβλημα που έχουμε είναι να ανεξαρτητοποιήσουμε το ρεύμα που παίρνουμε στην έξοδο από την τάση τροφοδοσίας του κυκλώματος. Γιατί συνήθως αυτό συμβαίνει είναι απέτηση της πράξης, της εφαρμογής των κυκλωμάτων. Για να δούμε, λοιπόν, τον απλό καθρέφτη πάλι από την αρχή. Πώς θα εκτιμήσουμε την εξάρτηση από την τάση τροφοδοσίας? Υπάρχει αυτός ο συντελεστής η ευαισθησία μιας παραμέτρου ως προς μια άλλη, η οποία ευαισθησία γενικά μιας παραμέτρου ψ, εξόδου συνήθως, προς μια παράμετρο άλλη του κυκλώματος, ουσιαστικά ορίζεται σαν το όριο της σχετικής μεταβολής της ΔΑ ψ προς τη σχετική μεταβολή της ΔΑΧ όταν αυτή η μεταβολή είναι στο μηδέν και προκύπτει ότι αυτό είναι χ δια ψ έπει την μερική παράγοδο του ψ δια χ. Προσοχή, χ δια ψ έπει την μερική παράγοδο του ψ ως προς χ. Για την ευαισθησία του ψίως προς χ. Έτσι λοιπόν, αν αυτό το γράψουμε για το ρεύμα εξόδου σε σχέση με την τάση τροφοδοσίας, αυτό θα γραφτεί σαν ΒΣΕ προς το ρεύμα εξόδου έπει την μερική παράγοδη μεταβολή του ΙΑ ως προς την τάση τροφοδοσίας να βούμε τη σχέση. Να παρατηρήσουμε λοιπόν καταρχήν ότι αν τυχόν το ΒΣΕ το θεωρήσουμε αρκετά μεγαλύτερο από το ΒΕ, δηλαδή θεωρήσουμε ότι ουσιαστικά εδώ το ρεύμα που προκύπτει το ΙΝ και το ΙΑ εφόσον ο καθρέφτης είναι ένα προς ένα έτσι, κάντας μια πρώτη προσέγγιση λοιπόν και ως προς την τιμή και ως προς τα ρεύματα ότι είναι ίσα κλπ, βλέπουμε ότι η σχέση μεταβολής του ρεύματος εξόδου προς την τροφοδοσία είναι περίπου μονάδα. Πολύ άσχημη εικόνα. Δηλαδή ο απλός καθρέφτης δυστυχώς δεν έχει καμία απολύτως αναισθησία, καμία απεξάρτηση της μεταβολής του ΙΑ σε σχέση με την τροφοδοσία. Δυστυχώς όπως μεταβάλλεται η τροφοδοσία με τον ίδιο ρυθμό, με την ίδια μεταβολή, θα μεταβάλλεται και το ρεύμα εξόδου, κάτι το οποίο δεν μας αρέσει, είναι δηλαδή μη επιθυμητό. Ας πάμε να δούμε την επίσης κλασική πηγή Wiedler. Πάλι θέλουμε να μελετήσουμε τον ίδιο συντελεστή. Παίρνουμε και κάνουμε την παραγώγηση αυτής της σχέσης. Ερχόμαστε σε αυτήν την έκφραση, οπότε συνεχίζουμε για να έχουμε την μορφή αυτήν. Προσπαθούμε εδώ λοιπόν να λύσουμε, να δούμε όλες τις μεταβολές. Βλέπετε εδώ εμφανίζεται και η μεταβολή του ρεύματος εισόδου ως προς την τάση τροφοδοσίας ή και η μεταβολή του ρεύματος εξόδου ως προς την τάση τροφοδοσίας. Λύνοντας, για να υπολογίσουμε αυτόν τον συντελεστή, την μερική παράγωγο του J-out ως προς την τάση τροφοδοσίας, λύνοντας λοιπόν από εδώ, προκύπτει ότι η σχέση μεταξύ της παραγώγου της μεταβολής του ρεύματος εξόδου σε σχέση με την μεταβολή του ρεύματος εισόδου έχει αυτήν την συσχέτηση και επομένως αυτό που ονομάζουμε ευαισθησία έχει αυτόν τον συντελεστή σε σχέση με αυτόν τον όρο που ουσιαστικά είναι η ευαισθησία του ρεύματος εισόδου ως προς την τάση τροφοδοσίας. Η ευαισθησία του ρεύματος εισόδου ως προς την τάση τροφοδοσίας είναι 1. Αυτό έτσι βάζοντας εδώ αντίσταση, δεν το γλιτώνουμε, νόμος του Ωμ. Γραμμική σχέση, δεν το γλιτώνουμε, αυτό είναι 1. Επομένως ουσιαστικά εδώ είναι ένας όρος ο οποίος μας βελτιώνει κατά τη τιμή αυτή. Η ίδια σχέση είναι εδώ, απλώς γιατί την έχουμε μπροστά μας. Εάν λοιπόν θεωρήσουμε ότι το ΒΣΣ είναι αρκετά μεγαλύτερο από το ΒΕ και επομένως η σχέση εδώ είναι αυτό που είπα προηγουμένως γραμμική, δηλαδή η συσχέτιση του ΙΟΤΑΙΝ, η ευαισθησία του ΙΟΤΑΙΝ είναι 1. Και έτσι ενδεικτικά βάζοντας κάποιες τυπικές τιμές για το ρεύμα εισόδου 1 μιλιαμπέρ, το ρεύμα εξόδου 5 μικροαμπέρ και μια αντίσταση 27,4 κιλών βγαίνει αυτός ο συντελεστής, δηλαδή 0,16. Βελτιώσει αρκετά την ευαισθησία, έχουμε μικρύνει την ευαισθησία σε σχέση με τον απλό καθρέφτη, δηλαδή εδώ η πηγή Γουίτλαρ έχει μια αρκετά βελτιωμένη τιμή, όχι βέβαια ικανοποιητική ακόμα. Έχει ανάλυση για την πηγή Γουίτλαρ με μοστρανσίστορ. Και πάλι να μην μπούμε στην πλήρη ανάλυση εδώ των τύπων, κανονικά κάνουμε την παραγώγηση, παρμόζουμε δηλαδή την ίδια σχέση όπου προσπαθούμε να εμφανίσουμε και την παράγωγο ως προς το ρεύμα εισόδου, για να συσχετήσουμε όπως κάναμε και προηγουμένως να συσχετήσουμε την μεταβολή του ρεύματος εξόδου με την μεταβολή του ρεύματος εισόδου και κάνοντας αντικατάσταση για αυτήν την παράγωγο, έτσι, εδώ, τελικά προκύπτει ότι η μεταβολή του ρεύματος εξόδου σε συναρθήση της φάσης τροφοδοσίας είναι ένας συντελεστής ο οποίος εξαρτάται από το σημείο λειτουργίας, όπως βλέπετε, του κυκλώματος και το ρεύμα εξόδου συναρτήσει του συντελεστή ευαισθησίας του ρεύματος εξόδου. Και πάλι αυτός ο συντελεστής, με δεδομένο ότι ξεκινάμε από αντίσταση, αυτός ο συντελεστής είναι μονάδα. Κάνουμε εδώ την υπόθεση ότι το ΙΑ π.Α2 είναι περίπου το ΒΒ1, η τάση περιοδήγησης, η διαφορά δηλαδή των δύο είναι η τάση περιοδήγησης 1, απλώς και μόνο για να πάρουμε μία προσεγγιστική εικόνα του που βρισκόμαστε. Κάνοντας εδώ την αντικατάσταση σε αυτόν τον τύπο, βλέπουμε ότι είμαστε στο μισό περίπου. Δηλαδή τα πράγματα είναι λίγο χειρότερα από την πηγή Wiedler με διπολικά. Εκεί είμασταν στο 0.16, σε ενδεικτική περίπτωση. Εδώ είμαστε στο μισό. Δηλαδή για μια ενδεικτική κατάσταση λειτουργίας, ο συντελεστής η ευαισθησία του ρεύματος εξόδου από 1 έπεσε στο μισό. Επίσης δεν είναι ικανοποιητική λύση. Άρα λοιπόν αυτές οι πηγές από μόνες τους δεν μας δίνουν ικανοποιητική λύση για την λειτουργία ανεξάρτερντας τροφοδοσίας. Όχι, όχι, θέλουμε πολύ μικρή, δηλαδή αν μπορούμε να θεωρήσουμε ανέστητη, δηλαδή να είναι κάτω από το 1%. Πολύ χαμηλή τιμή να αυτό που κάνουμε προσέγγιση 1%, 2%, 3% να έχουμε όσο να δούμε περισσότερη ανεξαρτησία. Δηλαδή αυτό το 50% και το 16% δεν είναι καλές τιμές. Πάμε λοιπόν να αναζητήσουμε άλλες πηγές, άλλες τάσεις αναφοράς. Δηλαδή θα πρέπει εκτός από την τροφοδοσία, δηλαδή δεν θα πρέπει η τροφοδοσία να είναι καθοριστική να μπαίνει στον ορισμό, στον υπολογισμό της τιμής του ρεύματος εξόδου ή της τάσης εξόδου. Τι μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε να φτιάξουμε κυκλώματα στα οποία η τάση εξόδου ή το ρεύμα εξόδου είναι συνάρτηση της τάσης βεμπέψιλον. Ή της τάσης κατωφλίου του μόστρανζίστορ. Ή της τάσης της θερμικής τάσης. Έτσι αυτό είναι β'αφ μικρό, αυτό είναι β'αφ κεφαλαίο. Ή της τάσης βεζένερ. Αυτή για τη τάση βεζένερ, το είδαμε στο προηγούμενο μάθημα, το πρόβλημα είναι ότι είναι μεγάλες οι τιμές. Δηλαδή, οι τάσεις Ζένερ σταθεροποιούν, μιλάμε για την ανάστροφη τάση, σταθεροποιούν σε μεγάλες τιμές. Είχαμε κάνει και μια παρατήρηση, αν θυμάστε, ότι γύρω στα 5 V έχουμε και καλή σταθερότητα. Αλλά 5 V. Σήμερα ποιος δουλεύει με 5 V. Δηλαδή αυτές είναι τάσεις της προηγούμενης δεκαετίας, 20 αιτίας. Τώρα πλέον όλοι συζητάμε για τάσεις 3,3, 1,8, 1 V. Βλέπετε έτσι, οι συσκευές λειτουργούν με μπαταρίες του 1 V, του 1,5 V, ας πούμε, που ουσιαστικά αν είναι και επαναφορτιζόμενες είναι 1,2 V. Άρα, μια μπαταρία μπορεί να σου δώσει 1,2 V. Το κύκλωμα, δηλαδή, είναι υπολογισμένο να τροφοδοτείται με 1,2 V. Άρα, δυστυχώς, στις σχεδιάσεις, στις σύγχρονες σχεδιάσεις, η Zenner δεν μας προσφέρει σε γενικό επίπεδο. Βεβαίως, αν υπάρχουν εφαρμογές που υπάρχουν εφαρμογές, θα δούμε σε ηλεκτρονικά ισχύωση, σε άλλα, τέλος πάντων, σε ειδικές κατηγορίες. Ναι, εκεί ακόμα οι τάσεις είναι αρκετά μεγάλες και θα μπορούσαμε δυνητικά να χρησιμοποιήσουμε και την τάση Zenner. Για αυτό και άλλωστε και την αναφέρουμε, την θυμόμαστε, ότι υπάρχει αυτή η τάση που βασίζεται στο φαινόμενο Zenner. Δεν μπορούμε να κατεβάσουμε πολύ αυτή την τιμή, γιατί υπάρχει τεχνολογικό πρόβλημα, έτσι. Το φαινόμενο Zenner επιτυγχάνεται βάζοντας υψηλά ποσοστά προσμήξεων, αν θυμάστε καλά, στις δύο όδους, στις δύο επαφές, στις δύο περιοχές P και N. Ε, υπάρχει κάποιο όριο στο πόσο χαμηλή τάση Zenner μπορούμε να κατασκευάσουμε. Και, δυστυχώς, δεν μπορούμε να κατασκευάσουμε μικρές τάσεις, δηλαδή, στις τάξες του volt. Άρα, λοιπόν, μένουμε εδώ. Μια ακόμη παρατήρηση. Η τάση ΒΕΠΣΛΟΝ γνωρίζεται τη σχέση της με τη θερμοκρασία. Γιατί στη συνέχεια, εδώ πάμε, η συζήτηση ξεκινά για την τάση τροφοδοσίας, να ανεξαρτητοποιηθούμε από την τάση τροφοδοσίας, αλλά στη συνέχεια θα έρθει αμέσως η συζήτηση για τη θερμοκρασία. Άρα, λοιπόν, η τάση ΒΕΠΣΛΟΝ έχει αρνητικό συντελέστητο, θυμόμαστε όλοι, έτσι. Μίον 2 mV, αναβαθμό κελσίου, περίπου. Η τάση Κατωφλίου, επίσης, μειώνεται, είχαμε πει, με τη θερμοκρασία. Η τάση ΒΕΠΤΑΦ, τα 26 mV, είναι το γνωστό ΚΠΤΑΦΤΙΑΚΙΟ. Δηλαδή, απόλυτη θερμοκρασία με συντελεστή ΚΠΤΙΑΚΙΟ. Θετικό, δηλαδή. Άρα, αυτή η τάση έχει θετικό συντελεστή με τη θερμοκρασία. Έχει το γνωστό συντελεστές ΚΠΤΙΑΚΙΟ, ο οποίος είναι γύρω στα 80-85 mV, κάτι τέτοιο. Άρα, είναι συγκεκριμένος συντελεστής, συγνώμη, 80-85 μΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜ Σήμερα θα δούμε ότι μια ιδέα είναι να συγκεράσουμε αυτά τα δύο, το ένα θετικό, το άλλο αρνητικό, με κατάλληλους συντελεστές, για να βγάλουμε τελικά και ένα κύκλωμα ανεξάρτητος της θερμοκρασίας. Θα το δούμε όμως στη συνέχεια, προς το παρόν μένουμε στη συζήτησή μας για την ανεξαρτησία ως προς την τάση τροφοδοσίας. Για να δούμε λοιπόν ένα άλλο κύκλωμα στο οποίο η έξοδος βασίζεται στην τάση ΒΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜ ΒΕΕΠΣΛΟΝ 1 από την τυπική της έκφραση. Φυσικά, εδώ να σημειώσω, ψάχνουμε αυτό πάλι, έτσι, την ευαισθησία του ΙΟΤΑΟ ως προς την μεταβολή της ΒΕΕΣΕΣΑΝΤΙ. Το ρεύμα εξόδου είναι ουσιαστικά ίδιο με το ρεύμα πάνω στην αντίσταση R2, δηλαδή είναι ΒΕΕΠΣΛΟΝ 1 προς R2. Εννοείται εδώ ότι κάνουμε την προσέγγιση ότι το ρεύμα βάσης αγνοείται, έτσι. Στην πραγματικότητα ρεύμα συλέκτη, ρεύμα εκπομπού, η διαφορά είναι ένα ρεύμα βάσης. Το οποίο προφανώς εδώ το αγνοούμε έχοντας στο μυαλό μας ότι κάνουμε ένα σφάλμα της τάξης του 90%. Ωραία. Εδώ, λοιπόν, προκύπτει αυτή η σχέση μεταξύ ΙΟΤΑΑΟΤ, ΙΟΤΑΕΝ και R2, τιμή αντίστασης R2. Επομένως, μπορούμε να κάνουμε τον υπολογισμό εδώ για την ευαισθησία του ρεύματος εξόδου ως προσυντροφοδοσία. Βλέπουμε ότι και πάλι υπάρχει ένα συντελεστής και έχει σχέση με την ευαισθησία της εισόδου. Και βεβαίως, θεωρώντας ότι είπαμε το ΙΟΤΑΑΟΤ, ΕΠΙΑΡ2 είναι ουσιαστικά υπτώση τάσης πάνω στην επαφή βάση εκπομπου εδώ. Άρα βλέπουμε ότι η σχέση ευαισθησίας εξόδου προς την ευαισθησία εισόδου ως προσυντροφοδοσία έχει να συντελεστεί ΒΕΤΑΦΤ. Κάνοντας αυτές τις υποθέσεις, βεβαίως το ΒΕΣΕΣΕ είναι μεγαλύτερο από το ΒΕΠΣΛΟ, γιατί αυτό είναι δύο ΒΕΠΣΛΟ, ένα ΒΕΠΣΛΟ εδώ, δεύτερο ΒΕΠΣΛΟ. Άρα υπτώση τάσης και πάλι βλέπετε μια αντίσταση χρησιμοποιούμε εδώ για να δημιουργήσουμε το ρεύμα, το ΙΟΤΑΕΝ. Θεωρούμε λοιπόν ότι μπορούμε να τα αφνοήσουμε σε πρώτη φάση για να δούμε πού βρισκόμαστε. Άρα το ΙΟΤΑΕΝ εξακολουθεί να είναι εντελώς ευαίσθητο, ένα προς ένα η ευαισθησία ως προς την τροφοδοσία, αλλά ερχόμαστε εδώ με αυτόν τον συντελεστή, ο οποίος βλέπετε πλέον είναι 26 διεφτακόσια και επομένως αρχίσαμε να βλέπουμε κάτι ενδιαφέρον. Βλέπουμε δηλαδή έναν συντελεστή ο οποίος είναι αρκετά μικρός, είναι 3,7%. Είναι αρκετά μικρός πλέον, άρα εδώ σε αυτήν την δομή, σε αυτό το κύκλωμα, έχουμε μια καλή αναισθησία του ρεύματος εξόδου ως προς τις μεταβολές της τροφοδοσίας. Βλέπετε, είναι μόλις 3,7%. Για να δούμε τι γίνεται στην περίπτωση που έχουμε τα MOS transistor, που σημαίνει ότι πλέον η αναφορά μας θα γίνει στην τάση κατωφλιού των συγκεκριμένων MOS transistor. Και πάλι, η καθρέφτης Wilson R2 έχει αντικαταστήσει εδώ το transistor που υπήρχε. Πάλι, η πτώση τάσης πάνω στην R2 είναι η Vgs του transistor 1 και επομένως αυτό καθορίζει και το ρεύμα στο κύκλωμα εξόδου. Υπολογίζοντας πάλι, χρησιμοποιώντας, προσπαθώντας να εμφανίσουμε την Vover voltage για να εμφανιστεί μέσω αυτής και το ρεύμα εξόδου. Ο στόχος μας είναι βεβαίως ο υπολογισμός αυτής της έκφρασης και πάλι. Άρα λοιπόν, κάνοντας την παραγώγηση και αφήνοντας να εμφανιστεί ο όρος ευαισθησία της εξόδου ως προς το Vdd, βλέπουμε ότι τελικά εδώ, σε αυτή την περίπτωση, η ευαισθησία της εξόδου είναι συνάρτηση της ευαισθησίας της εισόδου επί έναν όρο Vover voltage προς δύο Vgs. Ενδεικτικά, εάν έχουμε μία τάση Vt 1V και μία τάση περιοδήγησης 0.1V, με δεδομένο ότι αυτό εξακολουθεί να παραμένει 1, δεν το βελτιώσαμε αυτό καθόλου ακόμα, έτσι παίρνουμε κατευθείαν από μία αντίσταση, βλέπουμε ότι εδώ φτάσαμε σε μία τιμή, επίσης που αρχίζει να έχει καλή όψη, είναι 4.5%. Αυτή ήταν η ιδέα, να έχουμε το ρεύμα, προσέξτε, το αποτέλεσμα αυτού είναι ότι εδώ το ρεύμα εξόδου καθορίζεται από αυτόν τον όρο. Δεν μπαίνει μέσα transistor, έτσι μπαίνει βέβαια το Vgs 1, αλλά δεν μπαίνει εδώ κάποια, ας πούμε, συνάρτηση. Πάντοτε όπου χρειαζόμαστε να μην μπλέξουμε με τάσεις και εξαρτήσεις τάσεων από θερμοκρασίες, πάμε στην αντίσταση. Αυτός είναι ο λόγος που, όπως είχαμε πει στις σχεδίες ολοκληρωμένων κυκλωμάτων, γενικά θα δείτε transistor, transistor, transistor και κάπου θα δείτε μία αντίσταση και έναν πυκνωτή. Αυτά είναι τα εκ των νουκάνεφ, δηλαδή κάπου θα χρειαστεί να κάνουμε μία πηγή, κάπου θα χρειαστεί να κάνουμε μία αντιστάθμιση. Άρα, γενικά το να ξεφύγεις από αντίσταση και χορητικότητα δύσκολα. Και τα δύο αντικαθίσταται από μως transistor και η αντίσταση μπορεί να αντικατασταθεί και η χορητικότητα, προφανώς, μπορεί να αντικατασταθεί από μως transistor. Δεν βολεύει. Δεν βολεύει με όλες αυτές τις μελέτες για τη σταθερότητα. Αυτό είναι το πρόβλημα. Επομένως, επαναλαμβάνω το συμπέρασμα, έχουμε και πάλι, κάνοντας αυτό το τρίκ, σε έναν καθρέφτη Wilson, πετυχαίνουμε σταθερότητα, η οποία είναι της τάξεως του 4-5% σε σχέση με τη μεταβολή της τάσης τροφοδοσίας. Σε σίγουρη συνοπής, η σταθερότητα που μπορεί να φτάσει που μπορεί να φτάσει? Ξαρδάται τις απαιτήσεις. Μπορεί να φτάσει και θα δούμε και πολύ χαμηλότερα. Θα δούμε και σταθερότητα με την τροφοδοσία και από τη θερμοκρασία. Βλέπουμε τι γίνεται με τη θερμοκρασία. Έχει λίγο μέλλον. Εδώ λοιπόν, για να δούμε λίγο το πρόβλημα, να αντιμετωπίσουμε, είδαμε μέχρι πού φτάσαμε, σε αριθμητικές στιγμές παραδειγμάτων, με την χρήση αντίστασης. Και αρχόμαστε τώρα να σκεφτούμε γιατί να έχουμε αντίσταση. Στους κλασικούς ενισχυτές τι κάναμε, αντικαταστήσαμε την αντίσταση με ενεργό φορτίο. Παρόμοια λοιπόν εδώ, για να δούμε τι θα γίνει αν εδώ πάνω που φτιάχναμε το ρεύμα εισόδου το αντικαταστήσουμε με έναν καθρέφτη. Βλέποντας τη γενική θεωρία καταρχήν, για να αντιληφθούμε λίγο τα συν και τα πλήν της ιστορίας, εάν τυχόν εδώ αντικαταστήσουμε με έναν απλό καθρέφτη, το μυαλό μας πάλι σε ισαγωγικά πάει στο ενεργό φορτίο, βλέπουμε ότι εδώ έχουμε έναν συνδυασμό αρκετά ενδιαφέροντα, όπου εδώ είναι η είσοδος για την πηγή και εδώ είναι η έξοδος και εδώ ο καθρέφτης καθρεφτίζει ξανά τα δύο ρεύματα. Άρα λοιπόν εδώ έχουμε ας πούμε ότι ο καθρέφτης είναι ένα προς ένα, για να τα κάνουμε λίγο εύκολα στην αρχή τα πράγματα. Αυτό σημαίνει λοιπόν ότι ο καθρέφτης ρεύματος έχει μια τέτοια συνάρτηση μεταφοράς ρεύματος εισόδου, ρεύματος εξόδου. Η πηγή γενικότερα έχει μια τέτοια μορφή. Δηλαδή έχει μια συσχέτηση, έτσι η οποία εξαρτάται, είδαμε παρόμοιες παραστάσεις, περίπου έχει μια συσχέτηση στην αρχή σχετικά γραμμική και στη συνέχεια μια μορφή σταθεροποίησης του ρεύματος εξόδου σε σχέση με το ρεύμα εισόδου. Και βέβαια η λύση είναι η το μήτους, προφανώς, αλλά το πρόβλημα είναι ότι καλώς ή κακώς υπάρχει και λύση σε αυτά τα κυκλώματα ΙΕ0. Δηλαδή μπορεί να το βάλεις στο κύκλωμα να το τροφοδοτήσεις και η έξοδος να είναι 0. Γιατί είναι λύση. Θα δούμε σε πρακτικά κυκλώματα πρακτικά που είναι το πρόβλημα. Αλλά πάντως εδώ ΙΕ0 αποτελεί λύση. Και αυτό λοιπόν είναι ένα πρόβλημα το οποίο πρέπει να το αντιμετωπίσουμε. Κατά τα άλλα με αυτόν τον τρόπο εδώ μπορούμε να βελτιώσουμε ακόμη περισσότερο την ευαισθησία, να μικρύνουμε δηλαδή την ευαισθησία του ρεύματος εξόδου σε σχέση με την τροφοδοσία. Άρα λοιπόν κρατάμε αυτήν τη δομή στο μυαλό μας και αυτό το πρόβλημα ότι πρέπει να το λύσουμε. Πρέπει να κάνουμε το κύκλωμα δηλαδή οπωσδήποτε να έχει ρεύμα. Δηλαδή οπωσδήποτε το ένα ρεύμα το ΙΕ0 με κάποιον τρόπο να το τριγάρουμε να το ξεκινήσουμε. Να του δώσουμε τιμή. Και στη συνέχεια να άπαξε και φύγει θα πάει εδώ να ισορροπίσει. Αλλά να φύγει από εδώ. Ωραία, αυτό είναι το πρόβλημα που έχουμε να λύσουμε. Για να δούμε λοιπόν ένα τέτοιο κύκλωμα. Εδώ βλέπουμε την ίδια δομή που είχαμε προηγουμένως. Μόνο που εδώ πάνω αντί να έχουμε μια απλή αντίσταση έχουμε να εγκαθρέφεται. Ταύτος. Ταφ 4, ταφ 5. Θυμάστε το μπλοκ διάγραμμα της προηγούμενης διαφάνειας. Το κύκλωμά μας κανονικά ο Wilson με αντίσταση εδώ. Η μελέτη που είχαμε κάνει προηγουμένως επομένως ισχύει. Έχουμε αυτά τα δύο να είναι ίσα εφόσον αυτά τα δύο είναι ίσα. Και φυσικά αν θέλουμε να πάρουμε ρεύματα μπορούμε από αυτή τη δομή πλέον ταυτόχρονα να πάρουμε είτε πηγή είτε απορόφηση ρεύματος. Θυμηθείτε ότι στους απλούς καθρέφτες θα έχουμε ή πηγή ή απορόφηση. MPN transistor, PNP transistor. NMOS transistor, PMOS transistor. Εδώ λοιπόν με αυτή τη δομή μπορούμε από αυτό το κύκλωμα ταυτόχρονα και να πάρουμε ρεύμα. Φυσικά εδώ είναι καθρέφτης. Έτσι δηλαδή όπως αυτό καθρεφτίζει εδώ αυτό καθρεφτίζει και εδώ. Κι επομένως παίρνουμε το Jout εδώ ή κλάσμα του. Ομοίως εδώ καθρεφτίζεται το ρεύμα του τα φένα και παίρνουμε ξανά αντίγραφο πάλι με αναλογία όσο θέλουμε. Άρα λοιπόν η έξοδος είναι εδώ και εδώ. Και επομένως αυτό το κύκλωμα φυσικά η αναφορά είναι στη ΒΕ. Ή τα ίδια που είπαμε προηγουμένως ισχύουν. Απλώς εδώ βελτιώνουμε το γεγονός ότι θα έχουμε ουσιαστικά αυτοπόλωση και ποιο είναι το πρόβλημα εδώ. Το πρόβλημα είναι ότι βλέπετε πουθενά να τροφοδοτούνται οι βάσεις. Δεν τροφοδοτούνται οι βάσεις. Άρα υπάρχει ο κίνδυνος να μείνουμε στο μηδέν. Δηλαδή μπορεί εδώ να υπάρχουν κάποια ρεύματα διαρροής μικρά στο τρανζίστορο σωτερικά στην κατασκευή του και παρ' όλα αυτά εδώ δεν φτάνει 0,7 για κάποιο λόγο. Δεν το υποχρεώνουμε να φτάσει εδώ 0,7. Δηλαδή βάζεις εδώ τα 3V ή τα 5V θα μείνουν εκεί. Δηλαδή δεν αναπτύσσεται ΒΕ γενικά. Εδώ είναι 0, δεν αναπτύσσεται, δεν μπορεί να αναπτυχθεί ΒΕ. Εδώ αυτά τα τρανζίστορα μπορεί να κρατήσουν θαυμάσια τα 3 ή τα 5V στο ΒΕ και να μην άγει. Δεν δημιουργείται ρεύμα βάσης εξορρισμού. Το κύκλωμα δεν δημιουργεί ρεύμα βάσης. Είναι αυτό το πρόβλημα που σας είπα για αυτό το σημείο. Άρα λοιπόν, ενώ αν το έχουμε αυτό το κύκλωμα κάποιες φορές θα λειτουργήσει. Δηλαδή απ' τα ρεύματα διαρροής θα τραβήξει λίγο εν πάση περιπτώσει και θα λειτουργήσει το κύκλωμα. Θα σας δώσει ρεύμα. Υπάρχουν όμως και περιπτώσεις που δεν θα λειτουργήσει. Αν είναι καλά τα τρανζίστορφα ερπή φτιαγμένα, δεν έχουν διαρροές, δεν έχουν τίποτα, δεν θα λειτουργήσει. Θα κρατήσει εδώ την τάση έτσι που έρχεται, θα μοιραστεί η τάση εδώ και δεν θα έχει ρεύμα καθόλου. Τίποτα. Ρεύμα 0 στην έξοδο. Παρ' όλο που εσείς έχετε βάλει τρία βόλτα ορθοδοσία. Άρα λοιπόν η ιδέα είναι τα κυκλώματα εκκίνησης. Τα γνωστά start-up. Χρειαζόμαστε λοιπόν ένα κύκλωμα το οποίο θα εγγυηθεί την αρχική τιμή ρεύματος, αλλά βέβαια στη συνέχεια θα βγάλει τον εαυτό του εκτός. Δηλαδή δεν θα επηρεάζει στην κανονική λειτουργία του κυκλώματος, δεν θα επηρεάζει τη μελέτη που κάναμε, δεν θέλουμε να έχουμε μπελά, δεν θέλουμε να αλλάξουμε το κύκλωμα, θέλουμε ίσα ίσα κάτι που να το εκκινήσει σαν τη μίζα του αυτοκινήτου. Ποια είναι η ιδέα λοιπόν? Βλέπετε εδώ μια πρακτική λύση. Προσέξτε. Είπαμε ότι εδώ εάν τυχόν δεν υπάρχει καθόλου ρεύμα, υπάρχει ένα μικρό ρεύμα διαρροής, εδώ η τάση θα διατηρείται πολύ χαμηλά. Δεν θα υπάρχουν τα δύο ΒΕ που χρειαζόμαστε. Εδώ λοιπόν για να παίξει αυτό θέλει δύο ΒΕ εδώ. Ένα αυτό το ΒΕ και άλλο ένα αυτό, πρέπει να ανεβάσουμε εδώ τουλάχιστον δύο ΒΕ. Πρέπει να τραβήξουμε ένα ρεύμα εδώ. Τι κάνουμε λοιπόν? Βάζουμε ένα κύκλωμα μόνο του. Αυτόνομο, έτσι. Μια ΆΡΕΣ και τέσσερις διόδους, δεν κάνουμε διόδους συνήθως, είναι διοδικά συνδεδεμένα τραζιστοράκια. Θα δούμε και γιατί τέσσερα στη συνέχεια. Βάζουμε λοιπόν αυτά εδώ, αυτό το κύκλωμα ΆΓΙ. Κατευθείαν. Βάζετε εδώ τρία ΒΩ, αφαιρείτε τέσσερα επί μηδέν εφτά, τόση τάσης εδώ πάνω, αυτό τραβάει ρεύμα. Άρα αυτόματα ανεβάζουμε τέσσερα ΒΕ εδώ, εγγυημένα. Εδώ υποτίθεται ότι είναι χαμηλό το δυναμικό, κοντά στο μηδέν. Άρα αυτή η δύο δοσπολώνεται ορθά, κατεβαίνουμε στα τρία ΒΕ εδώ. Άρα λοιπόν ουσιαστικά εδώ δίνουμε ρεύμα, αναγκαστικά του δίνουμε ρεύμα. Θα είναι τρία ΒΕ προς την άρχη, καταρχήν. Στη συνέχεια με το που θα τραβήξει αυτό ρεύμα, θα κολωθούν αυτά τα τρανζίστορ. Επομένως θα αρχίσει το κύκλωμα να λειτουργεί, θα τραβήξει ρεύμα από εδώ και λοιπά. Ναι, αλλά τι θα γίνει, ένα ΒΕ εδώ, δεύτερο ΒΕ εδώ. Υπολογίζουμε αριθμητικές τιμές, ώστε το ρεύμα ΙΝ επί την αντίσταση αυτή, να είναι μεγαλύτερο από ένα ΒΕ. Επειδή θα είναι μεγαλύτερο από ένα ΒΕ, είναι ένα ΒΕ, δεύτερο ΒΕ και ένα αυτό μεγαλύτερο από ένα ΒΕ, επομένως αυτή εδώ, η δύο, θα πωλωθεί ανάστροφα. Με το που θα πωλωθεί αυτή ανάστροφα και λειτουργεί κανονικά το κύκλωμά μας, αυτό εδώ σαν να μην υπάρχει. Δεν επηρεάζει τη λειτουργία του κυκλώματος. Φυσικά, έχουμε μόνιμη διαρροή ρεύματος εδώ, πρέπει να τη λογαριάσουμε, αν την κάνουμε πολύ μικρή, εν πάση περιπτώσει, θα μείνει εκεί μια διαρροή ρεύματος, αλλά η λειτουργία του κεντρικού κυκλώματος δεν επηρεάζεται, έχει απομονωθεί. Αυτή είναι η ιδέα, η γενική του κυκλώματος startup, εδώ βλέπουμε μια ενδεικτική υλοποίηση, μπορεί να υπάρχουν και πιο σοφιστικές λύσεις. Έτσι λοιπόν, το startup εγγυάται το αρχικό ρεύμα και στη συνέχεια βγαίνει εκτός. Βγαίνει εκτός της λειτουργίας του κανονικού κυκλώματος, αυτή η ιδίοδος πολλώνεται ανάστοιφα. Και δεν επηρεάζει πλέον τη λειτουργία του κανονικού κυκλώματος. Αυτό είναι το κύκλωμα startup και υπάρχει σε όλες αυτές τις δομές αυτά τα κυκλώματα, εξαιτίας του ότι έχουμε αυτό το πρόβλημα του να μην ξεκινήσει το κύκλωμα. Άπαξη έχει ξεκινήσει, θα ισχύουν όλα αυτά που είπαμε προηγουμένως. Το ίδιο πράγμα, το ίδιο πρόβλημα στο αντίστοιχο κύκλωμα για τάση αναφοράς με TAF και πάλι εδώ είναι λίγο διαφορετικό το trick που κάνουμε για το κύκλωμα εκκίνησης. Βλέπετε ότι εδώ πρέπει να ενεργοποιηθούν, να μπουνε κάποια ρεύματα για να μπορέσουμε να δημιουργηθούν τα Vgs. Πάλι εδώ αν δεν υπάρχει Vgs, αυτά εδώ δεν ανοίγουνε. Επίσης και εδώ αν δεν υπάρχει Vgs δεν ανοίγουνε. Πρέπει να δημιουργήσουμε ένα Vgs. Τι κάνουμε λοιπόν, ας πούμε ότι αυτό το δυναμικό διατηρείται χαμηλό. Δεν ανεβαίνει. Δεν έχει τρόπο να ανέβει, αλλά αυτό το ρεύμα είναι μηδέν και αυτό είναι μηδέν. Εδώ δεν υπάρχει τόση τάσης, άρα αυτό διατηρείται στο μηδέν. Άρα δεν ανοίγουν το transistor, δεν ενεργοποιούν το. Τι κάνουμε εδώ, παίρνουμε αυτή την τιμή και βάζουμε αυτά τα δύο transistor εδώ. Τον αντιστροφέα τον έχετε μελετήσει σαν κύκλωμα στα ψηφιακά. Ο τυπικός αντιστροφέας, το σχεδιάζω εδώ για να το δείτε, είναι αυτό το κύκλωμα. Ένα πμος και ένα ενμος transistor και εδώ είναι η έξοδος. Αυτός είναι ο τυπικός αντιστροφέας. Ένα ενμος, ένα πμος με κοινή είσοδο. Όταν η είσοδος είναι χαμηλή, τότε αυτό δεν άγει, άγει όμως αυτό. Φυσικά εννοείται πάντοτε... Αυτά δεν γράφονται, αλλά εννοούνται από τη λειτουργία των transistor. Άρα λοιπόν, όταν αυτό είναι μηδέν, άγει αυτό το transistor, που έχει Vgs5d και επομένως εδώ βγαίνει ένα αντιστροφή. Αν αυτό είναι ένα, άγει αυτό το transistor, δεν άγει αυτό, άρα η έξοδος είναι μηδέν. Άρα λοιπόν, αυτή είναι η τυπική, κλασική λειτουργία του μος αντιστροφέα. Άρα εδώ λοιπόν, δείτε λίγο αυτά τα δύο. Είναι ουσιαστικά ένας αντιστροφέας. Όταν αυτό είναι μηδέν, στην είσοδο του αντιστροφέα, αυτό είναι ένα. Επομένως, δηλαδή πρακτικά, άγει αυτό το transistor. Ενεργοποιείται υποχρεωτικά το Tf9 και το Tf9 δημιουργεί εδώ συνθήκες πόλωσης. Έτσι ώστε να αρχίσει να άγει αυτό το σύστημα εδώ πάνω. Με το που θα αρχίσει να άγει αυτό το σύστημα, αυτό το transistor, θα ανεβεί η τάση εδώ. Θα αρχίσει να λειτουργεί το κύκλωμά μας. Και φυσικά, είπαμε στο μυαλό μας, έχουμε το τρίκ, ότι πρέπει να κόψουμε το startup. Τι θα γίνει, αυτό θα γίνει ένα. Υπολογίζεται φυσικά αυτό. Δηλαδή, θα πρέπει να είναι έτσι υπολογισμένο για το Vgs αυτό εδώ. Ο αντιστροφέας να καταλαβαίνει ότι στην είσοδό του έχει ένα, να γυρίσει στο μηδέν. Υπολογίζεται αυτό. Αυτό έχει να κάνει με τις διαστάσεις των transistor. Άρα, λοιπόν, αυτό θα βγει μηδέν. Επομένως, κόπηκε το τάφε 9. Και το κύκλωμα, το startup, πάβει πλέον να ενοχλεί, να επηρεάζει, τη λειτουργία του κυκλώματος. Αυτή, λοιπόν, είναι η ιδέα του startup, στην περίπτωση που έχουμε το ίδιο κύκλωμα, που είχαμε μελετήσει με αναφορά στη Vtav. Και πλέον έχουμε τη δυνατότητα να σχεδιάσουμε και γι' αυτό το κύκλωμα σίγουρη έναρξη. Είναι η μίζα του. Αυτό με το οποίο ξεκινάει. Και στη συνέχεια βγαίνει εκτός. Είναι ακριβώς η λειτουργία της μίζας του αυτοκίνητο. Βάει ένα κλικ και μετά η μηχανή δουλεύει μόνη της με άλλο κάψιμο. Δηλαδή δεν παίρνει από την μπαταρία, παίρνει από το κάψιμο. Έτσι και εδώ συνεχίζει να λειτουργεί το κύκλωμα μόνο του, χωρίς να χρειάζεται την παρέμβαση του κυκλώματος startup. Και χωρίς αυτό βέβαια να δημιουργεί πρόβλημα. Για να δούμε τώρα τι γίνεται με τους θερμοκρασιακούς συντελεστές. Τι παίζει με τη θερμοκρασία, διότι είναι ένα κύριο πρόβλημα σε όλα αυτά τα κυκλώματα. Ο θερμοκρασιακός συντελεστής. Πάλι μιλάμε για μεταβολή της Ιout ως προς την θερμοκρασία τώρα πια. Και εδώ ουσιαστικά έχουμε το 1 δια Ιout σαν συντελεστή. Αυτός είναι ο ορισμός που χρησιμοποιούμε. Και αυτή την παράμετρο θα υπολογίζουμε για να συγκρίνουμε τις σταθερότητες. Ωραία. Το Ιout λοιπόν, κλασικά, πάλι είμαστε σε αυτή την περίπτωση, όπως την είδαμε μέχρι τώρα. Παίρνουμε τη λύση Βεψιλον διά Άρ, το Ιout. Παίρνουμε την μεταβολή ως προς την θερμοκρασία, την μερική παράγωση θερμοκρασία. Εννοείται ότι πλέον και η αντίσταση θεωρείται εξαρτώμενη από τη θερμοκρασία. Κατά τα γνωστά όλοι γνωρίζουμε ότι ένα σώμα αγόγημο έχει σχέση με τη θερμοκρασία, η αντίστασή του μεγαλώνει με τη θερμοκρασία. Θετικός ο συντελεστής. Το ξέρουμε από τη γενική θεωρία της αγωγημότητας. Έχουμε λοιπόν εδώ μια σχέση, τη βλέπουμε, την παραγώγηση. Βγάζουμε λοιπόν αυτόν εδώ τον συντελεστή και τι παρατηρούμε εδώ, ότι έχουμε αυτό εδώ, θετ-Βεψιλον στο θετ-Ταφ, πόσο είναι αυτό είπαμε? Τα γνωστά, μίον δύο μιλιβόλτ. Αυτός ο συντελεστής είναι θετικός είπαμε. Ε, ναι, αλλά εδώ έχει μίον. Άρα δεν πάει καλά. Δηλαδή, κι αυτό είναι μίον κι αυτό αφαιρείται, άρα δεν μπορούμε να κάνουμε πολλά πράγματα για να αντισταθμίσουμε εδώ τη θερμοκρασία. Οι δύο όροι που έχουμε είναι με το ίδιο πρόσημο και οι δύο. Άρα λοιπόν εδώ κάτι παραπάνω θέλουμε. Εδώ υπάρχει ένα παράδειγμα για να δούμε λίγο αριθμητικούς υπολογισμούς. Εδώ στο κύκλωμα λέει ότι έχουμε το συγκεκριμένο τρανζίστορ, με το συγκεκριμένο ρεύμα κόρου. Τον συντελεστεί το γνωστό τα δύο μιλιβόλτ. Εδώ προσέξτε είναι ένα διάρ επί τη μερική παράγωση θερμοκρασίας και η μεταβολή είναι 1500 ppm ανά βαθμό κελσίου. Το ppm γνωστό? Μεταβολές, σχετικές μεταβολές, είτε τις λέμε επί της 100, είτε τις λέμε επί της 1000, είτε τις λέμε ppm, που σημαίνει ένα εκατομμύριο, part per million. Ποσοστό είναι, είναι τρόπος έκπλησης όπως λέμε 10% έτσι λέμε και 1500 ppm. Ποσοστό, η έννοια του καθαρού αριθμού. Ποσοστό. Πόση μεταβολή έχουμε στο ένα εκατομμύριο. Άρα λοιπόν βάζοντας εδώ να κάνουμε αριθμητική τιμή, να υπολογίσουμε αριθμητικές τιμές, βλέπετε το ΒΕ βγαίνει 598 μιλιβόλτ, έτσι κοντά στο 0,6 Β, επομένως η αντίσταση βγαίνει 5,98 κιλόμμ, για να δούμε τον θερμοκρασιακό συντελεστή μίον και εδώ, μίον και εδώ βλέπετε πώς το γράφουμε, είναι 1,5 επί 10 εις την μίον 3. Εντάξει, είναι αναεκατομμύριο. Είναι 1.500 επί 10 εις την μίον 6. Επομένως μας βγάζει πάλι εδώ ποσοστία μεταβολή, μίον 4.800 ppm. Δηλαδή 4.800 ppm, δηλαδή είναι επί 10 εις την μίον 6, άρα αν το κάνουμε επί 10 εις την μίον 5, θα βγει 0,48 για επί της 100. Για να έχουμε μια σύγκριση, έτσι. Άρα λοιπόν, έχουμε 4.800 ppm και ο λόγος που πάμε σε ppm, είναι γιατί εδώ θα φτάσουμε έτσι με καλύτερη σχεδίαση, να έχουμε μερικά ppm. 10 ppm. 50 ppm. Ή 0, ιδανικά. Άρα λοιπόν, έχουμε γυρίσει σε τόσο χαμηλή τιμή ποσοστών ακρίβειες, γιατί ακριβώς ο στόχος μας είναι να φτάσουμε πολύ χαμηλά. Δηλαδή, αλλά σε σχέση με τις υπόλοιπες εξάρτησεις που είχαμε το 30, με την τροφοδοσία προοριστά, είναι μεγιτέρων. Όχι, γιατί με την δομή αυτή, η εξάρτηση με την τροφοδοσία, είναι επίσης πάρα πολύ χαμηλή. Εκείνο που είχαμε φτάσει το 3% ήταν με αντίσταση. Εδώ η εξάρτηση πλέον κατεβαίνει σε τέτοιες τιμές. Η εξάρτηση από την τάση τροφοδοσίας κατεβαίνει σε τέτοιες τιμές. Έχουμε πολύ καλύτερη σταθερότητα. Αντίστοιχη μελέτη με μος. Απλώς όταν είναι μος συζητάμε για αναφορά την τάση κατωφλίου. Πάλι θέλουμε αυτόν τον συντελεστή. Κάνουμε τον υπολογισμό για το Jout. Κάνουμε την παραγώγηση πάλι προσεγγιστικά. Βλέπουμε μια παρόμοια μορφή, το ίδιο πρόβλημα. Αυτός εδώ ο συντελεστής είναι αρνητικός. Αυτός ο συντελεστής είναι θετικός αλλά έχει μίον. Και επομένως με αυτήν την λύση και πάλι είμαστε στα ίδια. Δεν έχουμε τρόπο αντισταθμίσης του θερμοκρασιακού συντελεστή. Στην περίπτωση υπάρχει εδώ ένα τρίκ. Το οποίο μπορούμε να συνδυάσουμε μος τεχνολογία και να πάρουμε σταθεροποίηση ως προς ΒΜΕ, παρόλο που είμαστε σε μος τεχνολογία. Δεν ξέρω αν το είχαμε ξανά αναφέρει αυτό εδώ στα κατασκευαστικά. Ενώ είμαστε σε μος τεχνολογία, δεν θέλουμε φυσικά να πάμε σε μπάις σι μος. Είχαμε πει ότι η πιο επιθυμητή, η πιο κοινή και οικονομική λύση είναι να έχουμε σι μος τεχνολογία. Υπάρχει περίπτωση να έχουμε μπάις σι μος. Δηλαδή ταυτόχρονα κατασκευή διπολικών και μος. Αυτό κοστίζει. Γιατί σημαίνει περισσότερες φορές να κάνουμε τις διαχείσεις τις extra για τα διπολικά κλπ. Κοστίζει. Δεν θέλουμε. Προσπαθούμε να λύσουμε το πρόβλημά μας όταν συζητάμε για μος τρανζίστος σε σι μος τεχνολογία. Και εδώ λοιπόν η αναφορά είναι ότι σε τεχνολογία σι μος n-well μπορούμε να δούμε διπολικό τρανζίστορ PMP. Παρασιτικό. Πώς? Δημηθείτε τη σι μος τεχνολογία. Ας πούμε ότι είναι n-well που σημαίνει ότι το υπόστρωμα εδώ γενικά είναι π-τυπου. Έχουμε εδώ το n-mos transistor. Για να φτιάξουμε το π-mos φτιάχνουμε ένα πηγάδι τύπου n. Μέσα σε αυτό φτιάχνουμε το π-mos transistor. Εδώ πάντοτε το πηγάδι πάει στην ανώτερη τη μήτροφοδοσίας. Το υπόστρωμα στην μικρότερη τροφοδοσία, δηλαδή στη Γη. Πάντοτε στην μος τεχνολογία για προστασία από το φαινόμενο latsap. Θα δούμε αυτά στα σχεδίες στις συστημάτων VLSI στο τελευταίο εξάμινο όποιος ενδιαφέρεται. Εδώ λοιπόν το χαρακτηριστικό είναι ότι εδώ βλέπουμε μία διάχυση π, μία διάχυση n και ξανά μία διάχυση π. Εδώ λοιπόν θα μπορούσε κανείς να δει λειτουργία transistor p-n-p. Όπου το n είναι ουσιαστικά η βάση, είναι η διάχυση του πηγαδιού. Είναι η βάση του transistor. Μπορούμε λοιπόν, εννοείται, δεν θα χρησιμοποιήσουμε αυτό σαν transistor, έτσι, μος. Θα το χρησιμοποιήσουμε σαν αντιπολικό. Δηλαδή αυτός ο ακροδέκτης θα πάει στην τροφοδοσία, αυτός ο ακροδέκτης κάτω, έτσι, είναι το π υπόστρωμα πάει στη γη και το ενδιάμεσο μπορεί να είναι η βάση και μπορεί να πωλωθεί κανονικά, έτσι, και να έχουμε πόλωση αυτού του p-n-p transistor και να το λειτουργήσουμε σαν π-n-p transistor. Βεβαίως υπογραμμίζω τη λέξη παρασιτικό. Δεν είναι κατασκευασμένο, δεν είναι λογαριασμένο για να λειτουργεί σωστά. Είναι ένα παρασιτικό transistor. Δημιουργείται λόγο της δομής. Μπορεί να αξιοποιηθεί να εμφανιστεί ως p-n-p transistor εδώ, αλλά μη φανταστείτε τίποτα φοβερά χαρακτηριστικά. Μπορεί να πετύχετε, ας πούμε, να έχετε ένα β5. Υπάρχει η λειτουργία σαν transistor διπολικό, αλλά χωρίς ιδιαίτερες απαιτήσεις και χωρίς λογαριασμένα χαρακτηριστικά για τέτοιου τύπου transistor, διότι η τεχνολογία είναι λογαριασμένη, δηλαδή τα ποσοστά των διαχείσεων και όλα αυτά, είναι λογαριασμένα για τη σωστή λειτουργία σημώς. Αυτό, λοιπόν, είναι ένα παρασιτικό, το οποίο όμως, παράλα αυτά, μπορούμε να το αξιοποιήσουμε και στο κύκλωμά μας εδώ να το εμφανίσουμε σε αυτό το σημείο και φυσικά το y-out, τελικά, να είναι συνάρτηση του βεμπέψιλον με δεδομένου ότι εδώ δεν μας πολύ ενδιαφέρει, ας πούμε, το β του transistor. Επομένως, μην απορίστε, όταν σε κυκλώματα σημός τεχνολογίας, χωρίς να πάτε σε μπάι σημός, σε σημός τεχνολογία, βλέπετε αυτό εδώ. Συνηθέστατα, είναι το παρασιτικό PNP. Χρειαζόμαστε, δηλαδή, μόνο να αξιοποιήσουμε την ύπαρξη βεμπέψιλου. Αυτό είναι όλο και όλο. Δεν μας ενδιαφέρουν τα υπόλοιπα χαρακτηριστικά του transistor, τα οποία, επαναλαμβάνω, δεν είναι καλά. Αυτή ήταν, λοιπόν, η παρατήρηση για την ύπαρξη βεμπέψιλου, λογαριασμού τάσης αναφοράς με αναφορά τη βεμπέψιλου σε σημός τεχνολογία. Τώρα, να δούμε λίγο την αναφορά από τη θερμοκρασία σε σχέση με τη θερμική τάση β. Πώς μπορούμε να βελτιώσουμε τα πράγματα ακόμη καλύτερα. Δηλαδή, σε κύκλωμα, το οποίο είναι με διπολικά transistor, αντί για τη βεμπέψιλον να κάνουμε εξάρτηση από τη β, τη θερμική τάση. Ποιο είναι εδώ το τρίκ? Ότι φτιάχνουμε τα δύο transistor ασύμετρα, αυτό εδώ είναι απλώς και μόνο σχηματική αναπαράσταση ότι αυτό είναι διπλάσιο από αυτό, για να το θυμόμαστε. Τίποτε παραπάνω. Να ξέρουμε ότι αυτό transistor είναι δύο φορές αυτό. Σχηματικά το δείχνει έτσι με δύο εκπομπούς. Υπάρχει περίπτωση, όπως είδαμε στον τελεστικό ενισχυτή στον 741, πραγματικά να είναι δύο εκπομπή. Αλλά τότε είναι δύο χωριστά. Αλλού πάει το ένα, αλλού πάει το άλλο. Σε άλλο τούμερο του κυκλώματος συνδέεται το ένα σε άλλο το άλλο. Υπάρχει αυτή η δυνατότητα γενικά. Εδώ απλώς σημαίνει το μέγεθος. Άρα λοιπόν εδώ έχουμε, βλέπετε, την σχέση το ΙΑΤΕΠΙΑΡ2, ουσιαστικά είναι ΙΒΕΜΕΙΨΟΝ1. Όχι, συγγνώμη, η διαφορά τους. Η διαφορά προσπαθούμε να δούμε πώς θα βγει. Ο ΙΑΤΕΠΙΑΡ2 ουσιαστικά είναι το ΙΒΕΜΕΙΨΟΝ1-ΙΒΕΜΕΜΕΨΟΝ2. Και γράφεται κατευθείαν έτσι. Έχουμε κάνει ήδη την αφαίρεση εκεί των λογαρύθμων. Άρα λοιπόν βλέπετε ότι εδώ βγαίνει ΙΑΙΝ προς ΙΑΟΤ. ΙΑΙΝ προς ΙΑΟΤ. Επί ΙΑΙΣ2 προς ΙΑΙΣ1. Επομένως, εάν θεωρήσουμε ότι έχουμε αυτήν την αναλογία, τότε προκύπτει ότι αν θεωρήσουμε ότι βλέπετε εδώ Q3 ίσον Q4, αυτός ο καθρέφτης επιβάλλει αυτά τα δύο να είναι ίσα. Άρα ενώ τα δύο transistor έχουν διαφορετικό μέγεθος, αυτός ο καθρέφτης επιβάλλει το ίδιο ρεύμα. Τι γίνεται λοιπόν αυτό είναι ίσο με αυτό. Άρα λοιπόν τελικά το ρεύμα εξόδου δεν είναι συνάρτηση της ΒΕΠΣΙΛΟΝ, αλλά είναι συνάρτηση της ΒΕΤΑΦΕ. Απλοποιείται η ΒΕΠΣΙΛΟΝ. Επειδή ακριβώς κάναμε αυτό το τρικ. Αυτά ίδια και αυτά διαφορετικά. Και επομένως κάνουμε εδώ τις πράξεις πάλι και βγάζουμε πάλι την κλασική παραγώγηση. Βγαίνει η σχέση αυτή. Μόνο που εδώ πλέον η τιμή του συντελεστή είναι πολύ μικρότερη από τη στο ΒΕΠΣΙΛΟΝ. Γιατί εδώ πλέον και οι δύο μεταβολές είναι θετικές. Είπαμε το ΒΕΤΑΦ είναι η θερμική τάση. ΚΤΑΦ δια Q. Θετικός συντελεστής. Αυτό είναι το τεράστιο όφελος. Ενώ όταν είχαμε εξάρτηση από το ΒΕΠΣΙΛΟΝ, ήταν αρνητικός ο συντελεστής. Και επομένως εδώ δεν μπορούσαμε να κάνουμε τίποτα. Εδώ τώρα μπορούμε. Διότι ο ένας όρος είναι θετικός, ο άλλος ο συντελεστής είναι θετικός αλλά αφαιρείται και επομένως αυτό παλεύεται. Δηλαδή μπορούμε να στοχεύσουμε σε μηδενισμό αυτού του συντελεστή. Αυτό λοιπόν θα το δούμε την επόμενη βρομάδα. Υπάρχουν ερωτήσεις μέχρι τώρα. Δεν έχει νόημα. Όλη η ιδέα τώρα και όλη η μελέτη μας είναι να φτιάξουμε συγκεκριμένα κυκλώματα με τον ελάχιστο απαιτούμενο αριθμό εξαρτημάτων, δυστυχώς στο τέλος θα φτάσουμε κάτι μεγάλο, το οποίο θα μας δίνει στη συνέχεια σταθερές αναφορές. Δεν έχει νόημα να φτιάξουμε δεύτερο όλο αυτό το κύκλωμα. Δείτε, από εδώ και πέρα σε όσα τρανζίστορ, σε όσες βαθμίδες θέλουμε να απολώσουμε, δεν έχουμε παρά να βάλουμε αντίστοιχου σχετικού μεγέθους τρανζίστορ και να πάρουμε ό,τι ρεύμα θέλουμε. Δηλαδή, η όλη μας μελέτη είναι πώς θα κάνουμε αυτό το ρεύμα, αυτό το συγκεκριμένο, να είναι ανεξάρτητο από την τροφοδοσία, ανεξάρτητο από τη θερμοκρασία και μετά να το αντιγράφουμε. Αυτή είναι η ιδέα. Και το αντιγράφουμε όσες φορές θέλουμε. Και εκεί που θα το αντιγράψουμε, θα έχουμε τα ίδια πλεονεκτήματα. Ωραία. Άλλη ερώτηση? OK. Θα λέμε την επόμενη Δευτέρα. |
