SP - UMEL - Vysoké učení technické v Brně

54 FEKT Vysokého učení technického v Brnějednoduchého zapojení – výstupní napětí je omezeno pouze minimálním saturačním napětímvýstupního tranzistoru M2, což jak už víme je maximálně několik stovek mV. Složitějšíobvodová řešení proudových zrcadel zvyšují výstupní odpor, ale za cenu sníženídynamického rozsahu výstupního napětíVšechny řešení proudových zrcadel budeme posuzovat z několika následujícíchhledisek:- vliv nedokonalosti neshody layoutu jednotlivých MOS tranzistorů v zrcadle- neshodnost technologických parametrů a její vliv- parazitní kapacityZávěry, které jsme odvodili z rovnic ( 6.1 ) a ( 6.2 ) neberou v úvahu zmíněné negativnívlivy. V reálném světě samozřejmě není možné dosáhnout perfektní shodnosti layoutu atechnologických parametrů obou tranzistorů. Jakákoliv nepřesnost způsobuje chybuvýstupního proudu zrcadla. Pokud budou parametry v rovnicích ( 6.1 ) a ( 6.2 ) statistickynezávislé dostaneme pro chybu výstupního proudu následující rovnici⎛ δÍ⎜⎝ Ioutout⎞⎟⎠2⎛ δW= ⎜⎝ W2⎞⎟⎠⎛ δL+ ⎜⎝ L2⎞⎟⎠⎛ δC+⎜⎝ Coxox⎞⎟⎠2⎛ δµ ⎞+ ⎜ ⎟⎝ µ ⎠2⎛ δVTH+ 2⎜⎝VGS−VTH⎞⎟⎠2⎛ δVGS+ 2⎜⎝VGS−VTH⎞⎟⎠2( 6.5 )Nepřesnost geometrických rozměrů je způsobena technologickými výrobními procesy –litografií a leptáním. Pro minimalizaci těchto vlivů můžeme využít vhodných layoutovýchpostupů, které s těmito problémy počítají.Chyby plynoucí z mobility nosičů a tloušťky nosičů mohou být redukovány taképomocí vhodného layoutu struktury zrcadla. Jsou způsobeny technologickými gradienty, kterése mění napříč celým čipem. Je vhodné použít inter-digitized nebo common-centroid layout,který minimalizuje vzdálenosti mezi strukturami tranzistorů. Podobně jako v případě rezistoruči kondenzátoru, můžeme rozdělit tranzistor na více elementárních částí, které jsou spojoványparalelně.6.2.1 Layout proudového zrcadla – tipyMOS matching – několik zásad či jednoduchých návrhových technik, které pomáhajírealizovat na čipu tranzistory s větší „shodností“ (matching).- všechny tranzistory by měli mít v layoutu stejnou orientaci. Bylo zjištěno, že chemicképrocesy, které se používají během výroby, do jisté míry závisí na orientaci struktury. Tytoprocesy ovlivňují hlavně efektivní efektivní dálku kanálu mos tranzistoru. Z tohotodůvodu je žádoucí, aby oba tranzistory byly ovlivněny pokud možno stejně.- Preferujeme tranzistory s dlouhými kanály, efekt modulace délky kanálu je v tomtopřípadě malý a proud I ds je téměř nezávislý na V ds .- Dummy hradla by měla být přidána na obě strany proudového zrcadla. Zajistíme tímpravidelný (regulární) tvar všech hradel v zrcadle a tím i lepší shodnost tranzistorů.Platíme za to plochou dummy prvků, které jsou jinak elektricky neaktivní.