Podręcznik

Jako stopień wyjściowy może być w najprostszym przypadku użyty układ wtórnika, który poznaliśmy wcześniej w zastosowaniu do przesuwania poziomu składowej stałej (rysunek 3-25a) i jako stopień wyjściowy wzmacniacza operacyjnego (rysunek 3-32). Powtórzymy tu dla wygody schematy z rysunku 3-25. 

Kopia rysunku 3-25: Układy przesuwania poziomu składowej stałej: (a) z tranzystorami nMOS, (b) z tranzystorami pMOS

Dodamy też kilka szczegółów interesujących z punktu widzenia działania układów wtórników jako stopni wyjściowych. Jeżeli wtórnik obciążony jest zewnętrzną rezystancją R_L, to jego wzmocnienie napięciowe opisuje zależność

Z zależności tej wynika, że wtórnik ma wzmocnienie bliskie 1 tylko wtedy, gdy \(g_{mT3}\gg g_{dsT3}+g_{dsT2}+\frac{1}{R_L}\). Zatem, znając rezystancję obciążenia \(R_L\) należy tak zaprojektować układ wtórnika, aby transkonduktancja \(g_{mT3}\) była dostatecznie duża.

Układ wtórnika ma tę niezbyt korzystną cechę, że źródło tranzystora T3 jest dołączone do wyjścia, a nie do masy lub zasilania. To oznacza, że w ogólnym przypadku istnieje niezerowe napięcie polaryzacji podłoża względem źródła \(V_{BS}\). To napięcie ma wpływ na napięcie progowe tranzystora (część I, wzór 3-6). Napięcie polaryzacji podłoża \(V_{BS}\), wpływając na napięcie progowe \(V_T\), pośrednio wpływa więc i na prąd drenu oraz napięcie wyjściowe. Jest to efekt niekorzystny, zmniejszający wzmocnienie napięciowe, a przy dużej amplitudzie sygnału wprowadzający dodatkowo zniekształcenia nieliniowe. W przypadku tranzystora nMOS wykonanego w podłożu układu efekt ten jest nie do uniknięcia. W przypadku tranzystora pMOS można zastosować nietypowe rozwiązanie polegające na wykonaniu dla tranzystora T3 odrębnej wyspy i dołączeniu jej do wyjścia, a nie do napięcia zasilania \(V_{DD}\). Wyspa jest w takim przypadku nadal prawidłowo (tj. zaporowo) spolaryzowana względem podłoża, ale jej potencjał jest równy potencjałowi źródła tranzystora T3, co likwiduje efekt zmiany napięcia progowego. Z tego powodu układ z tranzystorami pMOS (rysunek 3-25b) jest korzystniejszy od układu z tranzystorami nMOS (rysunek 3-25a). 

W najnowszych, zaawansowanych technologiach jest możliwość wykonania, obok znanych nam wysp typu n, także odrębnych, odizolowanych od podłoża i niezależnie od podłoża polaryzowanych wysp typu p dla tranzystorów nMOS (takie technologie są dość skomplikowane, nie omawialiśmy ich). Wówczas tranzystor nMOS T3 (rysunek 3-25a) może być umieszczony na takiej wyspie, podłączonej do źródła tranzystora, i negatywny efekt omówiony wyżej znika.