تقویت‌کننده هدایت‌انتقالی با تفاضل‌گیری جریان

پرونده:CDTA-block.gif

نمودار بلوکی سی‌دی‌تی‌ای.

تقویت‌کننده هدایت‌انتقالی با تفاضل‌گیری جریان (سی‌دی‌تی‌ای) الگو:به انگلیسی یک عنصر مداری فعال جدید است.

ویژگی‌ها

سی‌دی‌تی‌ای عاری از خازن‌های ورودی پارازیتی نیست و به‌دلیل عملکرد حالت‌جریانی می‌تواند در محدوده فرکانس وسیعی کار کند. برخی از کاربردهای حالت ولتاژ و جریان با استفاده از این عنصر قبلاً در مقالات‌علمی گزارش شده است، به ویژه در زمینه فیلتر فرکانس: فیلترهای مرتبه بالاتر عمومی، مدارهای دومجذوری، بخش‌های تمام‌گذر، ژیراتورها، شبیه‌سازی اندوکتانس‌های زمین‌شده و شناور و ساختارهای نردبانی LCR. مطالعات دیگر نوسان‌سازهای فرکانس بالا مبتنی‌بر سی‌دی‌تی‌ای را پیشنهاد می‌کنند. کاربردهای غیرخطی سی‌دی‌تی‌ای نیز انتظار می‌رود، به ویژه یکسوسازهای دقیق، اشمیت تریگرها در حالت‌جریانی برای اهداف اندازه‌گیری و تولید سیگنال، ضرب‌کننده‌های حالت‌جریان و غیره.

کارکرد اساسی

عنصر سی‌دی‌تی‌ای با نماد طرح‌واره آن در شکل ۱ دارای یک جفت ورودی جریانی امپدانس‌پایین p, n و یک پایانه کمکی z است که جریان خروجی آن تفاضل جریان‌های ورودی است. در اینجا، جریان‌های پایانه خروجی از نظر بزرگی برابر هستند، اما در جهت مخالف جریان دارند و حاصلضرب هدایت‌انتقالی ($gm$) و ولتاژ در پایانه z اندازه آنها را می‌دهد؛ بنابراین، این عنصر فعال را می‌توان با معادلات زیر مشخص کرد:

1. $Vp=Vn=0$ ،
2. $Iz=Ip-In$ ،
3. $Ix+=gm.Vz$ ،
4. $Ix-=-gm.Vz$ .

که اینجا $Vz-=Iz.Zz$ و $Zz$ امپدانس خارجی متصل به پایانه z سی‌دی‌تی‌ای است. سی‌دی‌تی‌ای را می‌توان ترکیبی از یک واحد تفاضل‌گیری جریان به دنبال تقویت‌کننده هدایت‌انتقالی عملیاتی با دو خروجی (DO-OTA) در نظر گرفت. در حالت ایده‌آل، OTA به عنوان یک منبع جریان کنترل شده با ولتاژ ایده‌آل در نظر گرفته می‌شود و می‌توان آن را با $Ix=gm.(V+-V-)$ توصیف شود، که در اینجا Ix جریان خروجی است، $V+$ و $V-$ به ترتیب ولتاژ ورودی ناوارون و وارون OTA را نشان می‌دهد. توجه داشته باشید که gm تابعی از جریان بایاس است. هنگامی که این عنصر در سی‌دی‌تی‌ای استفاده می‌شود، یکی از پایانه‌های ورودی آن به زمین متصل می‌شود (به عنوان مثال، $V-=0V$). با در دسترس بودن خروجی دوتایی، شرط $Ix+=-Ix-$ فرض می‌شود.

منابع

• Biolek, D. : CDTA – Building Block for Current- Mode Analog Signal Processing. In: Proceedings of the ECCTD’03, Kraków, Poland, Vol. III, (2003), 397-400
• Keskin A. Ü. , Biolek, D. , Hancioglu, E. , Biolková, V: Current-mode KHN filter employing current differencing transconductance amplifiers, AEU — International Journal of Electronics and Communications, 60, (2006), 443-446
• Chen, H. Tsao, C. Chen,: Operational transresistance amplifier using CMOS technology. Electronic Letters. , 28, 22 (1992), 2087–2088.