Polarización usando una sola fuente de alimentación

Anuncio
FUENTES DE CORRIENTE Y CARGAS ACTIVAS
Polarización usando una sola fuente de alimentación
vDD
R2
VBB=VDD
vDD
R +R
RC
R1
1
IC
RB=R1||R2
C
B
2
B
E
R2
IB
RE
tecnun
R2
R1+R2
IE=
RR
RB= 2 1
R1+R2
C
E
IE
VBB=VDD
RC
RE
Para que IE sea insensible a
variaciones en temperatura y β:
VBB-VBE
VBB>>VBE
RE>>RB/(β+1)
RE+RB/(β+1)
FUENTES DE CORRIENTE Y CARGAS ACTIVAS
Polarización usando una sola fuente de alimentación
RB
B
vDD
vDD
RC
RC
IC+IB=IE
IB
B
IC
C
VC=VBE+IBRB
IE
E
C
E
VDD=IERC+(IE/(β+1))RB+VBE
tecnun
IE=
VDD-VBE
RC+RB/(β+1)
RB
VBE
Para que IE sea insensible a
variaciones en temperatura y β:
RC>>RB/(β+1)
FUENTES DE CORRIENTE Y CARGAS ACTIVAS
Polarización con dos fuentes de alimentación
vDD
vDD
RC
RB
B
RC
RB
C
C
B
IB
E
RE
E
RE
IE
-vEE
-vEE
IE=
tecnun
VEE-VBE
RE+RB/(β+1)
FUENTES DE CORRIENTE Y CARGAS ACTIVAS
Polarización
vDD
RD
RG1
G
vDD
Polarización con dos
fuentes de alimentación
D
vDD
S
RG2
RS
RD
RG
G
Polarización usando una
sola fuente de alimentación
tecnun
RD
RG
G
D
S
D
S
RS
-vSS
Polarización usando una
sola fuente de alimentación
FUENTES DE CORRIENTE Y CARGAS ACTIVAS
Polarización con fuente de corriente
vDD
vDD
RC
Rs B
+-
vs
RD
C
RD
vod
+
E
M2
M1
CE
I
+- v
id
2
-vDD
vid +2
ITAIL
RTAIL
-vDD
Fuentes de corriente
tecnun
-
Ampliamente utilizadas en la polarización de circuitos integrados (CI) por la
menor área ocupada y menores dispersiones frente a variaciones de proceso.
FUENTES DE CORRIENTE Y CARGAS ACTIVAS
Espejo de corriente
VBE2=VT ln
IREF
IC2=
IO
Q1
IREF-IC1-
Q2
-vDD
IC2
I
=VBE1=VT ln C1
IS2
IS1
IO=IC2=
IS2
I
IS1 C1
IC1
β
IC2
β
IS2
IS2
I
IC1 =
IS1 REF
IS1
Si Q1= Q2 entonces:
tecnun
-
IO=IREF
1
1+2/β
=0
1
1+
1+(IS2/IS1)
β
FUENTES DE CORRIENTE Y CARGAS ACTIVAS
Espejo de corriente
Si se considera el efecto Early:
Como implementar IREF
IO~IREF
R
IREF
IO
Q1
IO
Q2
IREF=
VDD-VBE
R
-VA
VA
VA
RO=
VO
VCE2-VBE
1
1+
1+2/β
IC2
Efecto Early
VCE2(sat)
VO
tecnun
FUENTES DE CORRIENTE Y CARGAS ACTIVAS
Espejo de corriente
IE2= IREF
IB2
IC1
Q1
Q2
IE2
IO
Q3
IB2= -
IC1 IC3
2
I
=β
β C1
β
IE2
1+β
IREF- IC1-
=
2
β(1+β)
2
β(1+β)
IC1
IC1 = 0
Al ser Q1 y Q3 idénticos se tiene:
IO=IC3= IREF
1+
tecnun
1
2
β(1+β)
FUENTES DE CORRIENTE Y CARGAS ACTIVAS
Espejo de corriente
VGS2=Vt+
IREF
IO
M1
2ID2
2ID1
= VGS1= Vt+
k(W/L)2
k(W/L)1
Al ser IO=ID2 entonces:
M2
IO=ID1
(W/L)2
(W/L)1
La resistencia de salida será:
RO=ro2=
VA
ID2
=
1
λID2
tecnun
FUENTES DE CORRIENTE Y CARGAS ACTIVAS
Espejo de corriente
Como implementar IREF
R
(W/L)2
IO~IREF (W/L) 1+
1
IREF
IO
VO
M1
Si se considera el efecto Early y VA>>VDS1:
M2
VOUT(min)=
IO
VDS2
VA
2ID2
k(W/L)2
Efecto Early
IREF=
tecnun
VDD-VGS
R
VOUT(min)
VO
FUENTES DE CORRIENTE Y CARGAS ACTIVAS
Comparación entre espejos de corriente Bipolares y MOS
• El espejo de corriente MOS no es alterado por el efecto de β finita.
• En el espejo de corriente Bipolar, el voltaje mínimo de salida es
VCEsat, que es aprox. 0.2V. El correspondiente valor en circuitos MOS
es (VGS-Vt) que suele ser mayor que VCEsat. Esta capacidad de trabajar
con voltajes de salida pequeños es importante en el diseño
contemporáneo de circuitos integrados, donde los voltajes de la fuente
de alimentación se reducen constantemente.
• La razón de transferencia de corriente en un espejo bipolar está
determinada por las áreas de emisor relativas de los transistores,
mientras que en un espejo MOS está determinada por las razones
relativas (W/L).
• Tanto los espejos básicos bipolares como los MOS tienen una
resistencia de salida de rO=|VA|/I, pero |VA| suele ser menor para
dispositivos MOS.
tecnun
FUENTES DE CORRIENTE Y CARGAS ACTIVAS
Ejercicio
IREF
Q2
Q1
R1
IO1
Q3
R3
IO1, IO2 y VOmin?
tecnun
IO2
Q4
R4
FUENTES DE CORRIENTE Y CARGAS ACTIVAS
Ejercicio
Espejo de corriente
Wilson
IO
IREF
VO
Q2
Q1
Q3
IO1 y VOmin?
tecnun
Descargar