ELE415 Analog Tümdevreler

Prof. Dr. H. Hakan Kuntman
17.01.2012
ELE415
Analog Tümdevreler
2011-2012 Eğitim-Öğretim Yılı, Yılsonu Sınavı
Süre 100 dakikadır. Soruların tümü yanıtlanacaktır. Kendi not ve kitaplarınızdan
yararlanabilirsiniz. Puanlama: 1(20), 2(30), 3(30), 4(20)
µA/V2 = 2.kP′,
Sorulardaki MOS transistorlar için: λN=0.01 V-1, λP=0.02 V-1, kN′=20µ
VTN=0.7V, VTP=-0.7V.
Soru 1:
a- Şekil-1’deki band aralığı referansı devresinde T1 ve T2 transistorlarının emetör kesit
alanları arasındaki ilişki AE1 = m.AE2 olarak verilmiştir. Bu devre için Vref gerilimini
veren bağıntıyı çıkartınız.
b- AE1 = 10.AE2, VBEon = 0.7V, oda sıcaklığında VT = 26mV olduğuna ve R2 = R3 olarak
verildiğine göre, R1/R2 oranını ve oda sıcaklığında Vref gerilimini hesaplayınız
(VT = 26mV, dVBE/dT = -2.5mV/oC, dVT/dT = 0.085mV/oC).
Soru 2:
Şekil-2’deki iki katlı işlemsel kuvvetlendiricide birim kazanç bant genişliğinin f1 = 5MHz,
yükselme eğiminin 10V/µsn olması istenmektedir. Devre ± 2.5V’luk simetrik kaynakla
beslenecektir. (W/L)1= (W/L)2 = 9, (W/L)3= (W/L)4 = 15, (W/L)5 = 5, (W/L)6 = 45 olarak
belirlenmiştir.
a) T5 transistorunun I5 akımını ve kullanılması gereken Cc kompanzasyon kapasitesi
değerini bulunuz.
b) Devrede sistematik dengesizlik olmaması için T7 transistorunun I7 akımı ve (W/L)7
nasıl seçilmelidir?
c- Devrenin açık çevrim kazancını hesaplayınız.
Soru 3:
Şekil-3’deki CMOS OTA devresinde ilk kat kazancı KV1 = 3, (W/L)1= (W/L)2 = 3, düğüm
parazitik kapasiteleri Cni = 0.3pF (i=1…n) olarak verilmiştir. Devrenin yükselme eğiminin
IA= 100µA kutuplama akımında ve CL = 50pF kapasitif yükte SR = 5V/µsn olması
istenmektedir.
a- OTA’nın eğimini (Gm) ve B yansıtma katsayısını bulunuz.
b- Devrenin birim geribeslemede kararlı çalışabilmesi için gereken minimum yük kapasitesi
değerini (CLmin) belirleyiniz.
Soru 4:
a- Şekil-4’deki negatif akım taşıyıcıda I1 kutuplama akımı I1=100µA olması istenmektedir. I2
akımının değerini belirleyiniz. I1 ve I2 akımlarını sağlayacak akım kaynaklarını aynı Iref
referans akımından kutuplanacak şekilde tasarlayınız.
b- Tasarladığınız devrede z ucundan görülen çıkış direnci ne olur? Hesaplayınız.
Şekil-1 (Soru 1)
B:1
T5
1:B
T3
T4
4
1
T1
+VI1
Şekil-2 (Soru 2)
3
T2
T4
T5
T6
+VDD
T6
5
T1
2
+VI2
IA
1:1
Şekil-3 (Soru 3)
+vY
I2
T2
iX
VO
7
6
T7
T3
+VDD
iZ
vX
+vZ
I1
T8
-VSS
T7
T8 T9
Şekil-4 (Soru 4)
T10
-VSS