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文檔簡介
1第九章模擬集成電路基本單元9.1電流源電路
9.2基準(zhǔn)電壓源9.3單端反相放大器
9.4差分放大器9.5運(yùn)算放大器9.6振蕩器29.1.1雙極型鏡像電流源
圖9.1基本鏡像電流源設(shè)T1與T2匹配,并略去ICBO,則有:若再若所以電流源電流I0與另一支路(參考支路)的電流IR(參考電流)近似相等
;(9.1)(9.2)(9.3)(9.4)(9.5)3圖9.2帶緩沖級(jí)的鏡像電流源
基本鏡像電流源的鏡像誤差取決于連接了T1集電極和基極支路的電流2IB。在此支路中插入一射隨器,則Io與IR的差值由2IB減小到2IB/(1+β3)如果T3的工作電流(約為2IB)很小,其β值也就較小,則T3的緩沖作用就不夠好,鏡像精度就不夠高。為了適當(dāng)提高T3的工作電流,在T1
、T2的基、射極間并聯(lián)了一只電阻RB。若RB選得過小,T3電流過大,則又加大了Io與IR的差值。
4圖9.5NMOS基本電流鏡
9.1.2MOS電流鏡忽略溝道長度調(diào)制效應(yīng),可以寫出:(9.8)(9.9)(9.10)5圖9.6多支路比例電流鏡
如果有多個(gè)輸出支路,則:由此可見,在一個(gè)模擬集成電路中由一個(gè)參考電流以及各成比例的NMOS晶體管就可以獲得多個(gè)支路的電流偏置。(9.11)6圖9.7威爾遜電流鏡NMOS威爾遜電流鏡電路采用了串聯(lián)電流負(fù)反饋結(jié)構(gòu)提高電路的輸出電阻,提高其恒流特性。
M3的漏節(jié)點(diǎn)提供了M1的偏置電壓提高輸出電阻的基本原理是:在M1的源極接有M2而形成的串聯(lián)電流負(fù)反饋。M2在電路中相當(dāng)于一個(gè)串聯(lián)電阻(有源電阻)。7
在這個(gè)結(jié)構(gòu)中,如果M1和M2的寬長比相同,其它的器件參數(shù)也相同,因?yàn)樵谄渲辛鬟^的電流相同,則它們的VGS必然相同,使M3的VDS3=2VGS2,而M2的VDS2=VGS2。
如果M1的寬長比大于M2的寬長比,在相同的電流條件下,導(dǎo)電因子K大則所需的VGS就比較小。VGS1的減小使得M3的VDS3減小,縮小了M2和M3的VDS差別,可以使誤差減小。但即使M1的寬長比再大,也不可能使得VDS3=VDS2,所以,若要消除誤差必須在M3的漏極上串聯(lián)一個(gè)電阻消耗掉多余的電壓,使VDS3=VDS2。圖9.7威爾遜電流鏡8圖9.8威爾遜電流鏡的改進(jìn)結(jié)構(gòu)對(duì)威爾遜電流鏡的改進(jìn)結(jié)構(gòu)如圖所示,由M4晶體管構(gòu)成的有源電阻消耗了一個(gè)VGS,使M2、M3的漏源電壓相等。如果M1和M2的寬長比相同,從M1、M4的柵極到M2、M3的源極的壓差為2VGS2,如果M4、M3相同,則M4的柵源電壓就為VGS2,使
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