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