input output - te.kmutnb.ac.thmsn/223511translinear.pdf · q1 q2 q3 q4 ic3-v cc +v cc ic1 iout q1...

1

Asst. Prof. Dr. Montree Siripruchyanun

Asst. Prof. Asst. Prof. MontreeMontree SiripruchyanunSiripruchyanun, D. Eng., D. Eng.Dept. of Teacher Training in Electrical EngineeringDept. of Teacher Training in Electrical EngineeringKing King MongkutMongkut’’ss Institute of Technology North Bangkok Institute of Technology North Bangkok mts@kmitnb.ac.thmts@kmitnb.ac.th, , www.te.kmitnb.ac.thwww.te.kmitnb.ac.th/msn/msn

TRANSLINEAR CIRCUIT

Input Output

2

Asst. Prof. Dr. Montree Siripruchyanun

TRANSLINEAR CIRCUIT

TRANSLINEAR CIRCUIT

PP--N N TranslinearTranslinear

TranslinearTranslinear

D1

D6

D5 D4

D3

D2

3

Asst. Prof. Dr. Montree Siripruchyanun

Q2

Q5

Q3

Q1

Q6

Q4

TRANSLINEAR CIRCUIT

PP--NN Transistor

Translinear

รอยตอ BEV

รูปที่ 1.2 ทิศทางการตอ Transistor ในวงจร Translinear

TRANSLINEAR CIRCUIT

Transconductance ; ( ) exp( )C S BE

BE T T

I I VV V V∂

=∂

จากคุณสมบัติ ของ BJT exp( )BEC S

T

VI IV

=

Cm

T

IgV

=จะได

…(1)

…(2)

…(3)

4

Asst. Prof. Dr. Montree Siripruchyanun

TRANSLINEAR CIRCUIT

D1

D6

D5 D4

D3

D2

TRANSLINEAR CIRCUIT

Loop Translinear

5

Asst. Prof. Dr. Montree Siripruchyanun

TRANSLINEAR CIRCUIT

1 3 4 2BE EB BE EBV V V V

KVL;

LoopTranslinear

1 3 4 2BE BE BE BE

TRANSLINEAR CIRCUIT

1 3 2 4BE BE BE BE

BE BECW ACW

V V

6

Asst. Prof. Dr. Montree Siripruchyanun

TRANSLINEAR CIRCUIT

BJT

C jB E j T

j

IV V

A J⎛ ⎞⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠

=

ln lnCj CjT T

CW ACWj j

I IV V

A J A J⎛ ⎞ ⎛ ⎞⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠

=

Loop

TRANSLINEAR CIRCUIT

Match TransistorTV

jAJ

Cj CjCW ACW

I I=

และCj Cj

CW ACW

I = I

7

Asst. Prof. Dr. Montree Siripruchyanun

TRANSLINEAR CIRCUIT

+Vcc

Ic1 Iout

Q1 Q2

Q3 Q4

Ic3

-Vcc

+Vcc

Ic1 Iout

Q1 Q2

Q3 Q4

Ic3

-Vcc

TRANSLINEAR CIRCUIT

B E

T

VV

C SI I e=

ln( )CBE T

S

IVI

V =

1 3 2 4

1 3 2 4

00

BE EB BE EB

BE BE BE BE

V V V VV V V V

+ + + =− + − =

KVL ;

1 3 2 4BE BE BE BEV V V V+ = +BEV

รูปวงจรถอดรากที่สอง

8

Asst. Prof. Dr. Montree Siripruchyanun

TRANSLINEAR CIRCUIT

1 3 2 4ln ln ln lnC C C CT T T T

S S S S

I I I IV V V VI I I I

⎛ ⎞ ⎛ ⎞ ⎛ ⎞ ⎛ ⎞+ = +⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟

⎝ ⎠ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠

1 3 2 4C C C CI I I I× × 2 4C CI I=

22 1 3C C CI I I= ×

2 1 3C C C

exp BEC S

T

VI IV

=

ln CBE T

S

IV VI

=

1 3 2 4C C C CI I I I 2 4C CI I2

2 1 3C C CI I I

2 1 3C C CI I I

จากคุณสมบตัิ

ดังนั้น

เมื่อ

9

Asst. Prof. Dr. Montree Siripruchyanun

กราฟแสดงคาสัญญาณกระแส เมือ่เทียบกับกระแส จากทฤษฎี

outI1CI

กราฟแสดงคาสัญญาณกระแส เมือ่เทียบกับกระแส จากการทดลอง

outI1CI

กราฟจากโปรแกรม Matlab แสดงคาแรงดัน input เทยีบกับแรงดัน output เมื่อใสสัญญาณsine wave ขนาด ความถี่ 1KHz

700 ppmV

กราฟจากโปรแกรม Matlab แสดงคาแรงดนั input เทยีบกับแรงดัน output เมื่อใสสัญญาณสามเหล่ียม ขนาด ความถี่ 1KHz

700 ppmV

10

Asst. Prof. Dr. Montree Siripruchyanun

กราฟจากโปรแกรม P-spice แสดงคาแรงดนั input เทียบกับแรงดัน output เมื่อใสสัญญาณสามเหลีย่มขนาด ความถี่1KHz

กราฟจากโปรแกรม P-spice แสดงคาแรงดัน input เทียบกับแรงดัน output เม่ือใสสัญญาณsine wave ขนาด ความถี่1KHz

700 ppmV

700 ppmV

TRANSLINEAR CIRCUIT

+VCC

Ic1 Iout

Q1 Q2

Q3 Q4

Ic4

-VCC

BE

T

VV

C SI I e=

ln( )CBE T

S

IVI

V =

1 3 2 4BE BE BE BEV V V V+ = +

1 3 2 4

1 3 2 4

00

BE EB BE EB

BE BE BE BE

V V V VV V V V

+ + + =− + − =

เปลี่ยนชนิดของBEV ใหเปนชนดิเดียวกัน

1

2รูปแสดงวงจรยกกําลังสอง

11

Asst. Prof. Dr. Montree Siripruchyanun

TRANSLINEAR CIRCUIT

1 3 2 4ln ln ln lnC C CT T T T

S S S S

I I I IV V V VI I I I

⎛ ⎞ ⎛ ⎞ ⎛ ⎞ ⎛ ⎞+ = +⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟

⎝ ⎠ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠

1 3 2 4C C C CI I I I× ×= 1 3C CI I=

21

24

CC

C

กราฟแสดงคาสัญญาณกระแส เมือ่เทียบกับกระแส จากทฤษฎี

outI1CI

กราฟแสดงคาสัญญาณกระแส เมือ่เทียบกับกระแส จากการทดลอง

outI1CI

12

Asst. Prof. Dr. Montree Siripruchyanun

TRANSLINEAR CIRCUIT

วงจรประยุกตคูณ-หาร

รูปที่ 3.1 รูปวงจรประยุกตคูณ-หาร

Q5 Q6

Q7 Q8

IIN3

IIN1

Q1Q2

Q3 Q4

IIN2

Q9 Q10

+VCC

-V CC

จากรูปเมื่อพิจารณาวงจรประยุกตคูณ-หาร จะเห็นวา Loop ท่ี1 เปนวงจรถอดรากที่2 ซ่ึง output ท่ีไดจากการวน Loop จะมีคาเปน

2 1 3C C CI I I= ×

2 1C OUTI I= 1 1C INI I= 3 2C INI I=

TRANSLINEAR CIRCUIT

13

Asst. Prof. Dr. Montree Siripruchyanun

Loop ที่1 เปนวงจรถอดรากที2่ output

1 1 2out in in

TRANSLINEAR CIRCUIT

1outCurrent mirror

21

23

outputoutput

input

Loop

TRANSLINEAR CIRCUIT

14

Asst. Prof. Dr. Montree Siripruchyanun

1 2

3

input inputoutput

input

TRANSLINEAR CIRCUIT

วงจรคูณสัญญาณไฟกระแสตรง

รูปที ่3.2 วงจรประยุกตคูณหารสัญญาณไฟตรง

TRANSLINEAR CIRCUIT

15

Asst. Prof. Dr. Montree Siripruchyanun

TRANSLINEAR CIRCUIT

วงจรคณูสัญญาณไฟกระแสสลับ

รูปที่ 3.3 วงจรประยุกตคูณ-หารสัญญาณไฟกระแสสลับ

TRANSLINEAR CIRCUIT

ผลการทดลอง

รูป ผลการทดลองวงจรคูณเมื่อปอนแรงดัน input เปนสัญญาณ sine waveขนาด ความถี1่kHz

16

Asst. Prof. Dr. Montree Siripruchyanun

TRANSLINEAR CIRCUIT

รูป กราฟจากโปรแกรม P-spice แสดงคาแรงดัน input เทียบกับแรงดัน output เมื่อใสสัญญาณsine wave ขนาดความถี1่kHz

TRANSLINEAR CIRCUIT

วงจรหารสัญญาณไฟกระแสตรง

รูปที่ 3.4 วงจรประยุกตคูณ-หาร สัญญาณไฟกระแสตรง

Q 5Q2N3904

Q 6Q2N3904

Q 7Q2N3906

Q 10Q2N3906

Q 1Q2N3904

Q 2Q2N3904

Q 3Q2N3906

Q 4Q2N3906

Q 13Q2N3906

Q 14Q2N3906

+V CC

Q 16Q2N3904

Q 15Q2N3904

V 3

Q 10Q2N3906

Q 9Q2N3906

Q 12Q2N3904

Q 11Q2N3904

R 110k

R210k

-V CC

R310k

R 41 k

IOUT

-V CC

+V CC

IIN3

IIN1

IIN2