INVERSORUL CMOS

1. Amplificator liniar cu inversor CMOS

Figura 1. Graficul tensiunii de iesire a inversorului, Uout, in functie de tensiunea de intrare, Uin, linia rosie. Tot aici este reprezentata grafic relatia Uin = Uout prin linia albastra. Tensiunea de alimentare este 5,1V. Inversorul testat a fost MC4069.

R2 intre iesirea si intrarea inversorului (rezistenta de reactie)
R1 la intrarea inversorului, primeste tensiunea de intrare Uin

D Uout /D Uin = – A (A~40 amplificarea maxima, masurata de mine)

I1 = I2 (curentii prin rezistente) ó [Uin–(UT +u)]/R1 = [UT –Uout )]/R2

unde UT este tensiunea de tranzitie cand Uin = Uout , iar "u" este mica modificare fata de UT a tensiunii de la intrarea inversorului (u<< UT ; Uout –UT = –Au).

=> Uout = –Uin R2 /R1 + UT (1+ R2 /R1)+u R2 /R1

=> (1+1/A)Uout = –Uin R2 /R1 + UT [(1+ R2 /R1)+ R2 /(R1 A)]

ultimul termen este fix, ceilalti au componenta variabila in timp =>

D Uout /D Uin = – R2 /R1

2. Convertor de impedanta cu inversor CMOS

Preluarea semnalului de la un dispozitiv piezoelectric (microfon, accelerometru, senzor de vibratii, etc.) sau de la un dispozitiv piroelectric (senzor de prezenta in infrarosu) este dificila din cauza impedantei foarte mari a dispozitivului. Circuitele CMOS avand o intrare cu impedanta practic capacitiva sunt foarte bune pentru a prelua semnal de la asemenea senzori (realizeaza conversia de impedanta).

Dispozitiv piro sau piezo (capacitiv) plasat intre iesirea si intrarea inversorului.

Notatii:
            UT –tensiunea la care Uin = Uout pe carateristica inversorului
            Upiro –tensiunea generata de senzorul piroelectric
            Uin –tensiunea la intrarea inversorului
            Uout –tensiunea la iesirea inversorului
            U –modificarea de tensiune la intrarea inversorului din cauza senzorului
            A – amplificarea inversorului in punctul de functionare.

Relatiile ce descriu functionarea circuitului sunt:

 Uin = UT +u                  Uin = UT +u
 Uout = UT –Au =>        Uout = UT –Upiro A/(A+1)     =>     Uout @ UT –Upiro
 Uin –Uout = Upiro          (A+1) u = Upiro

Cand masuram variatii ale tensiunii de pe dispozitivul piroelectric avem:

=> D Uout = –D Upiro ·A/(A+1)

sau => D Uout @D Upiro         (A>>1, ~40)