Fuentes de Corriente y Tensiones de Referencia B2.2-1 Espejos de Corriente • Espejo de corriente básico NMOS: VDD R1 M1 M 1 sat : I D1 ID1 VO ID2 = IO M2 + VGS1 − VSS + VDS2 − Si M 2 sat : I D 2 VGS 1 VGS 2 ni K n Wi Li n1 2 n2 2 VGS1 VTN VGS 2 VTN 2 2 I O n 2 W2 L1 I D1 n1 W1L2 K n nCox B2.2-2 1 Espejos de Corriente • Ecuaciones de diseño: I D1 VDD R1 ID1 VDD VGS 1 VSS K nW1 2 VGS1 VTN R1 2 L1 M 2 eos : VGD 2 VTN VO (min) VGS 2 VTN VSS VO ID2 = IO M2 M1 + VGS1 − + VDS2 − Ro ro 2 VSS L1 L2 1 1 IO I D 2 I O W2 I D1 W1 B2.2-3 Espejos de Corriente • Limitaciones: VDD R1 M1 ID1 VO ID2 = IO M2 + VGS1 − VSS + VDS2 − I D1 K nW1 2 VGS1 VTN 1 n1VDS1 2 L1 I D2 K nW2 2 VGS 2 VTN 1 n 2VDS 2 2 L2 W1 W2 L1 L2 n1 n 2 : I O 1 nVDS 2 I D1 1 nVDS 1 B2.2-4 2 Espejos de Corriente • Espejo de corriente básico PMOS: VDD + VSG1 − M2 M1 + VSD2 − M 1 sat : I DP1 Si M 2 sat : I DP 2 IDP2 = IO R1 IDP1 VO VSG1 VSG 2 VSS pi K p 2 P2 2 V SG1 VTP V SG 2 VTP 2 2 IO WL p2 2 1 I DP1 p1 W1L2 Wi Li p1 K p pCox B2.2-5 Espejos de Corriente • Ecuaciones de diseño: VDD + VSG1 − M2 M1 I DP1 + VSD2 − IDP2 = IO R1 IDP1 VSS VO VDD VSG1 VSS K pW1 VSG1 VTP R1 2 L1 2 M 2 eos : VGD 2 VTP VO (max) VDD VSG 2 VTP Ro ro 2 L1 L2 1 1 I O I DP 2 I O W2 I DP1 W1 B2.2-6 3 Fuente de Corriente Cascode • Configuración NMOS: VDD VO IREF IO M3 M1 M4 + VGS3 − M2 + VGS1 − + VDS4 − + VDS2 − IO I REF W2 L1 W1L2 M 4 eos : VGD 4 VTN VO (min) VGS 3 VGS 1 VTN VSS VSS B2.2-7 Fuente de Corriente Cascode • Resistencia de salida: circuito equivalente. B2.2-8 4 Fuente de Corriente Cascode • Cálculo de la resistencia de salida: it g m 4vgs 4 vt vgs 4 ro 4 vgs 4 ro 2it it g m 4 ro 2it vt ro 2it ro 4 vt r it 1 g m 4 ro 2 o 2 ro 4 ro 4 v Ro t ro 4 1 g m 4 ro 2 ro 2 it B2.2-9 Generación de Tensiones de Referencia + VSG3 − M3 M2 + VGS2 − M1 + VGS1 − VDD + VREF2 − + VREF1 − VSS B2.2-10 5 Fuente de Corriente Cascode • Optimización del rango de tensiones de salida. VDD M 2 eos : VGD 2 VTN IREF M3 M1 VSS + VGS3 − VO M6 + VGS6 − M5 + VGS1 − IO M4 + VGS4 − M2 + VDS4 − + VDS2 − VD 2 VGS 2 VTN VSS M 4 eos : VGD 4 VTN VO (min) VGS 4 VGS 2 2VTN VSS B2.2-11 6