SP - UMEL - Vysoké učení technické v Brně

Návrh analogových integrovaných obvodů (BNAO) 57Cíle jsou následující:• Obvod pracující ve vhodném pracovním bodu výstupním proud I D2 je požadovaným násobkem vstupního proudu I D1• Velikosti W/L všech MOS tranzistorů pro tento pracovní bodDůležité věci• Obvod by měl pracovat jako proudové zrcadlo, resp. jako proudový zdrojCo největší výstupní dynamický (malosignálový odpor), co nejmenší vst.odpor• Chceme využívat malo signálové vlastnosti obvodu a tak musíme nastavit pracovníbod do správného režimu (vtomto případě: všechny MOS musí být v saturaci)Charakteristické vlastnosti jednoduchého proudového zrcadla zde jsou uvedeny požadované parametry navrhovaného proudového zrcadla• Rozsah napětí na výstupním terminálu• Poměr výst/vst proudu• Výstupní malosignálový odpor, r o =1/g ds2• Vstupní malosignálový odpor, r in =1/g m1Co by mělo být na začátku zadánonásledující parametry jsou nezbytné pro uspěšný návrh. Mohou být získány:• Zadány• Vypočteny z jiných známých parametrů a konstant• Získány z výsledků SPICE simulacíKonstanty mohou být závislé:• použité technologii• typu MOS tranzistoru (NMOS nebo PMOS)• velikosti rozměru kanálu MOS tranzistoru (!)Postup řešení[1] Pracovní bod – zadáno: VDD (VSS), I in , I out , (KP, V th ); Využijeme rovnice pro proudMOS tranzistorem v saturaci Id=KP*W*(V GS -V th ) 2 /2LZ rovnice vidíme, že potřebujeme mimo poměru W/L znát i napětí V GS ; Volba V GS : volíme V th +∆V, kde ∆V (teplotní závislost V th ); POZOR: ∆V ovlivnívelikost V DSmin a také výslednou velikost MOS tranzistoru[2] Volba délky kanálu L volíme L min (technologické) pokud V out =V GS (nebo velmi blízko) volíme násobek Lmin (~5x), pokud se V out mění ve větším rozmezípředpokládáme L 1 =L 2 (matching v layoutu)