Еще одна интересная задачка по аналоговой, Тоже один из вариантов вопросов на job interview по аналоговой схемоте Опции

[Саша Z]

Задачка в файле. Для тех кому будет интересно отвлечься и пошевелить извилинами

Требуется проанализировать как что работает и дать функцию входа/выхода.
Буду рад мнениям. Хочу проверить себя правилен ли мой подход.

Прикрепленные файлы

 Interview_analog2.doc ( 56 килобайт ) Кол-во скачиваний: 231

 

[yxo]

Задачка в файле. Для тех кому будет интересно отвлечься и пошевелить извилинами

Требуется проанализировать как что работает и дать функцию входа/выхода.
Буду рад мнениям. Хочу проверить себя правилен ли мой подход.

Транзистор в насыщении, ОУ идеальный. Тогда, ТОк через резистор равен току через транзистор. Напряжение на неинвертирующем входе "0". Тогда нпряжение Vgs = Vo = (sqrt(2*I/betta) + Vt).
ток черех резистор и через транзистор I = Vin/R.
Отсюда Vo/Vin несложно выразить.

betta = k*W/L
k - gain factor
Vt - threshold voltage

[Саша Z]

Транзистор в насыщении, ОУ идеальный. Тогда, ТОк через резистор равен току через транзистор. Напряжение на неинвертирующем входе "0". Тогда нпряжение Vgs = Vo = (sqrt(2*I/betta) + Vt).
ток черех резистор и через транзистор I = Vin/R.
Отсюда Vo/Vin несложно выразить.

betta = k*W/L
k - gain factor
Vt - threshold voltage

Близко к моей версии. Да, ОУ идеальный.
Так какой точный ответ и описание процесса при входном сигнале ?

[yxo]

Близко к моей версии. Да, ОУ идеальный.
Так какой точный ответ и описание процесса при входном сигнале ?

А в чем отличия Вашей версии ?

[Саша Z]

А в чем отличия Вашей версии ?

Я не знаю полностью ли вы высказали сво мнение или просто укоротили ответ но на самом деле подразумевали более полный процесс.

По моему, то что происходит:
Case 1: Vin > 0
Тогда source будет со стороны выхода ОУ -> Vgs = 0 -> Vgs < Vt -> MOSFET in cut-off (отсечка).
В результате разорвана цепь обратной связи ОУ - на выходе отицательное saturation т.е. Vout = Vee.

Case 2: Vin < 0
Тогда source будет со стороны входа ОУ (и drain соотв. со стороны выхода).
Vgs = Vds. По теории: Vds > Vgs -Vt -> saturation. Если Vgs = Vds, то подавно Vds > Vgs - Vt. Значит транзистор в насыщении. Уравнение насыщение: Id =(k/2)(Vgs-Vt)^2. С другой стороны: Id = -Vin/R и
Vgs = Vds = Vout.
Получаем:
-Vin/R = (k/2)(Vout - Vt)^2.
Отсюда следует:

Vout = sqrt(2/(kR))*sqrt(|Vin|), при Vin < 0.

Т.е. мы получили устройство делает квадратный корень из модуля отрицательного сигнала на входе (умноженного ка фактор) и уходя в отрицательное насыщение при положительном сигнале.

В принципе мой и ваш подходы очень близки (и надеюсь они правильны), просто я ожидал полного изложения процесса, я не знаю имели ли вы ввиду всю эту картину и просто вкатце изложили ответ, или вы считаете транзистор всегда в насыщении, вне зависимости от полярности входного сигнала...

Вообще я тут должен дать кредит Deemonу, просветивщему меня насчет факто того что у такого рода полевиков source/drain могут меняться местами (а значит и Vgs там или сям) в зависимости от ситуации (http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=30918). Если-бы не сия мысля - я бы врядле решил бы ее...

теж все нарисовали? подставить только.

Сорри, не понял что вы имеете ввиду....

[KykyryzzZ]

По моему, то что происходит:
Case 1: Vin > 0
Тогда source будет со стороны выхода ОУ -> Vgs = 0 -> Vgs < Vt -> MOSFET in cut-off (отсечка).
В результате разорвана цепь обратной связи ОУ - на выходе отицательное saturation т.е. Vout = Vee.

Почему у вас при Vin > 0 -> Vout = Vee?
Разве мы не получим в этом состоянии из транзистора грубо говоря диод катодом на линию out а анодом на землю?
Тогда при Vin > 0 -> Vout = - V p-n перехода, т.е. около -0.6?

[yxo]

Почему у вас при Vin > 0 -> Vout = Vee?
Разве мы не получим в этом состоянии из транзистора грубо говоря диод катодом на линию out а анодом на землю?
Тогда при Vin > 0 -> Vout = - V p-n перехода, т.е. около -0.6?

Полевой транзистор в диодном включении - это не свосем диод, в отличии от биполярного

[KykyryzzZ]

Полевой транзистор в диодном включении - это не свосем диод, в отличии от биполярного

То есть вы согласны с тем, что при Vin > 0 на выходе получаем отрицательное питание ОУ (Vee)?
При положительном напряжении - транзистор в режиме отсечки. цепь - разорвана, но p-n переход между подложкой и стоком никуда не делся.

П.С. Ладно двое на одного не честно подумаю, может я не прав. кто- нибудь пробовал моделировать схему?

[yxo]

То есть вы согласны с тем, что при Vin > 0 на выходе получаем отрицательное питание ОУ (Vee)?
При положительном напряжении - транзистор в режиме отсечки. цепь - разорвана, но p-n переход между подложкой и стоком никуда не делся.

П.С. Ладно двое на одного не честно подумаю, может я не прав. кто- нибудь пробовал моделировать схему?

Прошу обратить внимание, что подложка не подключена ни к истоку ни к стоку. Если брать транзистор корпусной, когда соурс подключен к подложке, тогда да - паразитный диод откроется....

[KykyryzzZ]

Прошу обратить внимание, что подложка не подключена ни к истоку ни к стоку. Если брать транзистор корпусной, когда соурс подключен к подложке, тогда да - паразитный диод откроется....

Прокомментируйте пожалуйста модель схемы

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Саша Z]

Прокомментируйте пожалуйста модель схемы

Хмм...транзистор точно n-channel ? Стрелка вовнутрь обычно означает n, но симуляция намекает на p...
Кроме того, симуляция намекает об открытом диоде (на положительной полуволне на входе)...

Хмм, нужно подумать...