Различия между источниками тока транзистором и токовым зеркалом

В этой конфигурации

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

если два pMOS равны, они обеспечивают одинаковый ток стока для обеих ветвей: предположим, что Vbias выбран так, чтобы ток стока имел определенное (постоянное) значение Ibias. Более того, если добавить новый pMOS и подключить его к тому же Vdd и с тем же потенциалом затвора Vbias, он будет генерировать такой же ток стока, что и M1 и M2.

Но часто используется текущая конфигурация зеркала:

схематический

смоделируйте эту схему

где ток стока M1 равен Ibias (и это ток стока любого другого транзистора, равного M1 и подключенного таким же образом).

Я думаю, что эти две конфигурации (с соответствующими значениями Ibias и Vbias) эквивалентны.

Мои вопросы:

  • Является ли вторая конфигурация наиболее распространенной в схемах CMOS? Я встречал его чаще, чем первый;
  • если да или нет, то почему?
В вашей первой схеме, как вы узнаете, какой выходной ток вы получите для данного входного напряжения? Учтите, что если вы построите эту схему на нескольких микросхемах, поведение PMOS не будет одинаковым от микросхемы к микросхеме.
Я выбираю Vbias в соответствии с характеристиками транзистора. Да, с другим транзистором я получу разные токи.
Даже если вы производите несколько копий чипа с одной и той же конструкцией, производительность полевого МОП-транзистора будет варьироваться от чипа к чипу и от пластины к пластине.

Ответы (2)

В вашей первой схеме неясно, какой выходной ток вы получите при заданном входном напряжении. Во-первых, потому что, если построить эту схему на нескольких микросхемах, поведение PMOS не будет одинаковым от микросхемы к микросхеме. Также потому, что по мере изменения температуры поведение устройства PMOS будет меняться.

Вы знаете, что во второй схеме выходной ток будет практически идентичен входному току, независимо от изменения характеристик MOSFET. Хитрость заключается в том, чтобы просто сделать источник тока для входа, который нечувствителен к изменениям процесса и температуры.

То, что «предпочтительно», не имеет смысла, поскольку две схемы разные.

Первый, предполагающий хорошо согласованные транзисторы, — это просто способ управления двумя разными источниками тока с одинаковым значением.

Второе - текущее зеркало, как вы говорите. Цель этого состоит в том, чтобы источник тока производил тот же ток («зеркало»), что и ток, потребляемый нагрузкой. Вы называете эту нагрузку Ibias во второй схеме. Управляется только один источник тока, и он управляется неявно, показывая ему ток, который вы хотите, чтобы он был источником. Это достигается за счет использования первой схемы с обратной связью по сигналу управления, так что первый источник соответствует току нагрузки, а затем следует второй источник. Сам управляющий сигнал, являющийся входом первой схемы, хранится внутри блока.

Различия между источниками тока транзистором и токовым зеркалом
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v